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摘要:中国地域辽阔,这种状况致使国内地质环境差别大。软土地基在水利工程中经常出现,它承载能力不强,会导致水利工程无法正常进行,施工受到阻挠,影响工作进度。如果任其发展下去,根基不稳,上层建筑容易发生坍塌现象,事故后果可想而知。因此我们要处理好软土地基问题,保证工程顺利进行。
关键词:水利工程;防护措施;软基处理
从上个世纪开始,我国就开始注重水利工程问题,相继开展了防洪、境外引水、市民用水等工程的建设。另一方面,我国地质复杂多样,软土地基分布广泛,安徽地区占有相当大的面积。这种地基含水量较高,压缩性也大,但是渗透性不强,荷载量超标,在自身重力和压力下会发生沉降,这些性质决定了它不能建设大规模建筑物。建设道路遇到软土地基相当费脑筋,不能进行有效的防护,会造成路面开裂,地基沉陷等现象,不仅影响安全,还提高了防护成本。本文综合软土地基的问题,因地制宜,提供一些方法。
1 为何称为软土地基
我们知道软土地基会对建筑物产生巨大的影响,那么什么是软土地基?我们着重从以下几个方面进行阐述:
1.1 软土的孔隙比高 软粘土的颜色以深灰色和暗绿色居多,味道是臭的,具有有机质,含水量比较多。软土的孔隙和重塑土的不一样,虽然在同一环境中,但是软土的明显高出重塑土20%—40%,取样对比,比例值大约是1.9。它有淤泥质粘土和淤泥之分,淤泥质粘土孔隙略小。
1.2 软粘土具有很高的压缩性 刚开始是初级阶段,压缩曲线表现较为平缓;当压力超过承载能力时,就会出现陡降的趋势;承受压力越大,陡降速度越快,最后,压缩曲线斜率改变,下滑路线明显。与此同时,稳定性差,需要较长时间才能渐渐稳定,遇到强的外力震动往往继续变形。
1.3 软粘土的透水性比较低 不排水强度大约在5—30kPa之间,承载力可以看出这一点,基本值很低,一般在70kPa以下,更小的甚至到达20kPa,这种状况不利于地基排水。加载初期,孔隙水压力出现次数频繁,严重影响地基固结,使地基沉降,建筑工程滞后。
1.4 软粘土的灵敏度很高 软土具有触变性,原状软土受外力的影响,自身结构遭到破坏,发生转变后致使强度降低甚至稀释,建筑物会沉降或者侧向滑动。
2 如何处理软土地基
我们调查研究发现的种种情况严重影响水利工程的实施,软土地基的处理方法是多种多样的,按照处理目的划分,概括出来主要有两大类,一类是沉降处理,一类是稳定处理。利用技术使固结沉降速度加快,将沉降量减小是沉降处理;稳定处理指的是避免强度降低,增长强度和抗滑阻力,防止剪切变形。常用到的处理方法有下面几种:
2.1 搅拌法 这里提到的搅拌一般采用水泥搅拌,淤泥用到的就是这种技术。水利工程在一些特别地区利用这种技术进行防渗加固,尤其是粉细砂地,效果还是客观的。它本着加固的原理,根据水泥的化学性质,让它成为固化剂,运用机械技能进行特制搅拌,使软土与固化剂于地基深处相融合,它们在地底产生化学反应以及物理反应,最终软土变坚固,强度增加,承载力提高,保证了整体性和水稳性,使沉降的可能性变小。搅拌法也分两种,一种是喷浆搅拌法,另一种是喷粉搅拌法。
2.2 坚固地层法 如果淤土层比较薄时就适合用坚固地层法,将水泥土、灰土粗砂和其它坚硬种类的土,运用技术换填到淤土层上压实,提高受力能力和稳定能力,防止变形。这种方法主要是将地下浅层的软弱土和变质土挖除,分层充填灰土、碎石、素土等较坚硬的、强度高的、性能好的、抗侵蚀的土质,同时还要机械进行压实,紧密度达标,形成抗压能力强的地质。垫层是减小基底压力,提高承载力的好方法,可以使软弱土层排水性能变好,防止软弱土层冻胀。
2.3 凝固法 这种方法用于大面积较厚的淤土层中,通过机械打孔,将混凝土填入软弱地基内里,运用混凝土放热和离子交换的作用,使土质发生物理转变,形成坚实的地基,提高承载能力。混凝土承载力强,成本低,质量过硬,施工速度比较快,所以应用广泛,它还能够进行水平荷载,稳定水平。
2.4 混筋固法 将抗拉能力强的金属以及合成材料置于土层中,使拉筋和土颗粒在活动中产生摩擦,利用两者产生的摩擦力形成整体,避免整体变形,提高稳定性,加强地基硬度。将土工织物铺设在砂垫层中,利用自身的受拉作用,使基底受力平均化,这样就减少地基沉降和位移的发生,稳定性相对提高很多。
2.5 增加压力法 这个方法很好理解,原理比较简单,是在计划建筑的土地上先进行预压,将地基压密,使其固结,增加强度后再施工建造。这样可以减小沉降度,地基不易变形,承载能力也变高。
3 处理软基注意事项
针对如何处理软基的问题,我们已经探讨了多种方法,但是这并不全面,仍有很多事项需要注意。
3.1 建设工程中的弊端 通过合适的方法处理软基之后,还要注意水压力的存在,一定要经过加载的方法清除超孔隙水压力,让孔隙比变小。这样才能使土的密度变大,增强抗剪度,防止地基在建造过程中毁坏。
在建设特殊建筑时要对其采用超载模拟预测,例如桥头。桥每个阶段的抗压性不一样,所承受的压力也就不一样,桥头和桥身沉降的标准不同,如果模拟预测时给它们承受同等的重量,是无法发现弊端的。所以,桥头的路基比设计标高多出1.5m。
如果涵洞和通道修建在软土地基段上,需要想到的问题比较多,,最重要的是考虑地基会不会下沉,此类情况产生后,沉降往往是愈演愈烈,越是靠近中线情况就越严重。所以,在修建的时候,要打好地基,等地基沉降或填补到合适的位置时再进行施工。
上面提到过混凝土的加固方法,要注意的是混凝土注入之后,地基岩石的抗剪度会降低,因为混凝土中所含的水分转移到地基岩石身上,地基岩石吸附的水较多,但是当水分挥发到一定程度时,建基表面就会脱空,水利工程也因抗滑不如从前,稳定性下降受影响。有时候缺乏防范措施,使地基岩石进水或者脱水,都是不利的,这就要求我们控制好滑动面方向的问题。可以根据工程的大小,使建筑物的重量适当提高。
保持地基不变形是维持建筑物的另一重要问题。软土地基中最常出现的就是地基变形,为了保证其不变形,要预测建筑物的体积重量,看是否在承载能力之内,进而规范完善工程。可以运用先进技术进行模拟实验,然后分析数据,通过模拟结果采取相应措施。
3.2 质量才是硬道理 建立工程时,做好员工思想工作,植入质量第一的原则,坚信质量胜于一切。树立为用户安全负责的思想,做好质量工作,并且宣传教育。
制定严格的工作标准,按照计划进行工作,规范施工,终极目标是建设优良工程。加强施工技术的管理,提高施工质量的标准,认认真真开展建设工作,不投机取巧。
在施工过程中,管理监督人员要做好本职工作,严格把关,不在质量上出一丝纰漏。控制施工细节,按照图纸规范每一道施工程序,达不到指标的一律重新建设,直至工程合格,才能开展下一道工序。同时制定好现场的防范工作,避免突发情况导致工程不能如期进行。
施工过程要和图纸紧紧相扣,不能随意改动,如果改动,施工员要了解情况,跟进研究改动原因,看其是否可行,并做好改动记录。
4 结语
软土地基的存在是不可避免的,我们可以根据它的特点提出相应对策,尽管有一定局限性,但是获得的效果还是很理想的。对于实践过并取得效果的方法要加以升级,通过多方面进行评比,取其精华去其糟粕,融会贯通,制定最合理的方案解决软土地基问题。我国工程技术在进步,软土地基问题已经不再像从前那么困扰施工者。
参考文献
[1] 谢晓利,贾小峰,席田歌.水利工程施工中软基处理技术综述[J].河南科技,2011(16)
[2] 陈雨. 道路施工中软基处理的方法和施工控制技术探析[J].中华民居(下旬刊),2012(10)
[3] 王晓峰.水利工程中软基处理方法及技术[J].中国新技术新产品,2010(21)
[4] 杨晓红.水利工程施工中应当把握的几个问题[J].科技致富向导,2011(17)
关键词:水利工程;防护措施;软基处理
从上个世纪开始,我国就开始注重水利工程问题,相继开展了防洪、境外引水、市民用水等工程的建设。另一方面,我国地质复杂多样,软土地基分布广泛,安徽地区占有相当大的面积。这种地基含水量较高,压缩性也大,但是渗透性不强,荷载量超标,在自身重力和压力下会发生沉降,这些性质决定了它不能建设大规模建筑物。建设道路遇到软土地基相当费脑筋,不能进行有效的防护,会造成路面开裂,地基沉陷等现象,不仅影响安全,还提高了防护成本。本文综合软土地基的问题,因地制宜,提供一些方法。
1 为何称为软土地基
我们知道软土地基会对建筑物产生巨大的影响,那么什么是软土地基?我们着重从以下几个方面进行阐述:
1.1 软土的孔隙比高 软粘土的颜色以深灰色和暗绿色居多,味道是臭的,具有有机质,含水量比较多。软土的孔隙和重塑土的不一样,虽然在同一环境中,但是软土的明显高出重塑土20%—40%,取样对比,比例值大约是1.9。它有淤泥质粘土和淤泥之分,淤泥质粘土孔隙略小。
1.2 软粘土具有很高的压缩性 刚开始是初级阶段,压缩曲线表现较为平缓;当压力超过承载能力时,就会出现陡降的趋势;承受压力越大,陡降速度越快,最后,压缩曲线斜率改变,下滑路线明显。与此同时,稳定性差,需要较长时间才能渐渐稳定,遇到强的外力震动往往继续变形。
1.3 软粘土的透水性比较低 不排水强度大约在5—30kPa之间,承载力可以看出这一点,基本值很低,一般在70kPa以下,更小的甚至到达20kPa,这种状况不利于地基排水。加载初期,孔隙水压力出现次数频繁,严重影响地基固结,使地基沉降,建筑工程滞后。
1.4 软粘土的灵敏度很高 软土具有触变性,原状软土受外力的影响,自身结构遭到破坏,发生转变后致使强度降低甚至稀释,建筑物会沉降或者侧向滑动。
2 如何处理软土地基
我们调查研究发现的种种情况严重影响水利工程的实施,软土地基的处理方法是多种多样的,按照处理目的划分,概括出来主要有两大类,一类是沉降处理,一类是稳定处理。利用技术使固结沉降速度加快,将沉降量减小是沉降处理;稳定处理指的是避免强度降低,增长强度和抗滑阻力,防止剪切变形。常用到的处理方法有下面几种:
2.1 搅拌法 这里提到的搅拌一般采用水泥搅拌,淤泥用到的就是这种技术。水利工程在一些特别地区利用这种技术进行防渗加固,尤其是粉细砂地,效果还是客观的。它本着加固的原理,根据水泥的化学性质,让它成为固化剂,运用机械技能进行特制搅拌,使软土与固化剂于地基深处相融合,它们在地底产生化学反应以及物理反应,最终软土变坚固,强度增加,承载力提高,保证了整体性和水稳性,使沉降的可能性变小。搅拌法也分两种,一种是喷浆搅拌法,另一种是喷粉搅拌法。
2.2 坚固地层法 如果淤土层比较薄时就适合用坚固地层法,将水泥土、灰土粗砂和其它坚硬种类的土,运用技术换填到淤土层上压实,提高受力能力和稳定能力,防止变形。这种方法主要是将地下浅层的软弱土和变质土挖除,分层充填灰土、碎石、素土等较坚硬的、强度高的、性能好的、抗侵蚀的土质,同时还要机械进行压实,紧密度达标,形成抗压能力强的地质。垫层是减小基底压力,提高承载力的好方法,可以使软弱土层排水性能变好,防止软弱土层冻胀。
2.3 凝固法 这种方法用于大面积较厚的淤土层中,通过机械打孔,将混凝土填入软弱地基内里,运用混凝土放热和离子交换的作用,使土质发生物理转变,形成坚实的地基,提高承载能力。混凝土承载力强,成本低,质量过硬,施工速度比较快,所以应用广泛,它还能够进行水平荷载,稳定水平。
2.4 混筋固法 将抗拉能力强的金属以及合成材料置于土层中,使拉筋和土颗粒在活动中产生摩擦,利用两者产生的摩擦力形成整体,避免整体变形,提高稳定性,加强地基硬度。将土工织物铺设在砂垫层中,利用自身的受拉作用,使基底受力平均化,这样就减少地基沉降和位移的发生,稳定性相对提高很多。
2.5 增加压力法 这个方法很好理解,原理比较简单,是在计划建筑的土地上先进行预压,将地基压密,使其固结,增加强度后再施工建造。这样可以减小沉降度,地基不易变形,承载能力也变高。
3 处理软基注意事项
针对如何处理软基的问题,我们已经探讨了多种方法,但是这并不全面,仍有很多事项需要注意。
3.1 建设工程中的弊端 通过合适的方法处理软基之后,还要注意水压力的存在,一定要经过加载的方法清除超孔隙水压力,让孔隙比变小。这样才能使土的密度变大,增强抗剪度,防止地基在建造过程中毁坏。
在建设特殊建筑时要对其采用超载模拟预测,例如桥头。桥每个阶段的抗压性不一样,所承受的压力也就不一样,桥头和桥身沉降的标准不同,如果模拟预测时给它们承受同等的重量,是无法发现弊端的。所以,桥头的路基比设计标高多出1.5m。
如果涵洞和通道修建在软土地基段上,需要想到的问题比较多,,最重要的是考虑地基会不会下沉,此类情况产生后,沉降往往是愈演愈烈,越是靠近中线情况就越严重。所以,在修建的时候,要打好地基,等地基沉降或填补到合适的位置时再进行施工。
上面提到过混凝土的加固方法,要注意的是混凝土注入之后,地基岩石的抗剪度会降低,因为混凝土中所含的水分转移到地基岩石身上,地基岩石吸附的水较多,但是当水分挥发到一定程度时,建基表面就会脱空,水利工程也因抗滑不如从前,稳定性下降受影响。有时候缺乏防范措施,使地基岩石进水或者脱水,都是不利的,这就要求我们控制好滑动面方向的问题。可以根据工程的大小,使建筑物的重量适当提高。
保持地基不变形是维持建筑物的另一重要问题。软土地基中最常出现的就是地基变形,为了保证其不变形,要预测建筑物的体积重量,看是否在承载能力之内,进而规范完善工程。可以运用先进技术进行模拟实验,然后分析数据,通过模拟结果采取相应措施。
3.2 质量才是硬道理 建立工程时,做好员工思想工作,植入质量第一的原则,坚信质量胜于一切。树立为用户安全负责的思想,做好质量工作,并且宣传教育。
制定严格的工作标准,按照计划进行工作,规范施工,终极目标是建设优良工程。加强施工技术的管理,提高施工质量的标准,认认真真开展建设工作,不投机取巧。
在施工过程中,管理监督人员要做好本职工作,严格把关,不在质量上出一丝纰漏。控制施工细节,按照图纸规范每一道施工程序,达不到指标的一律重新建设,直至工程合格,才能开展下一道工序。同时制定好现场的防范工作,避免突发情况导致工程不能如期进行。
施工过程要和图纸紧紧相扣,不能随意改动,如果改动,施工员要了解情况,跟进研究改动原因,看其是否可行,并做好改动记录。
4 结语
软土地基的存在是不可避免的,我们可以根据它的特点提出相应对策,尽管有一定局限性,但是获得的效果还是很理想的。对于实践过并取得效果的方法要加以升级,通过多方面进行评比,取其精华去其糟粕,融会贯通,制定最合理的方案解决软土地基问题。我国工程技术在进步,软土地基问题已经不再像从前那么困扰施工者。
参考文献
[1] 谢晓利,贾小峰,席田歌.水利工程施工中软基处理技术综述[J].河南科技,2011(16)
[2] 陈雨. 道路施工中软基处理的方法和施工控制技术探析[J].中华民居(下旬刊),2012(10)
[3] 王晓峰.水利工程中软基处理方法及技术[J].中国新技术新产品,2010(21)
[4] 杨晓红.水利工程施工中应当把握的几个问题[J].科技致富向导,2011(17)