由于軟土地基的組成成分主要有淤泥質粘性土、淤泥質粉土、泥炭、富含大量顆粒的松軟土、較為松散的砂質土以及孔隙較大的有機質土,土質富含大量的水分、過于松軟、空隙過大,這使得軟土地基強度過低,壓縮性極大,難以承受水利工程的巨大壓力,易導致大面積沉降、倒塌、潰壩等現象的發(fā)生。

在水利工程軟土地基處理中,通常有以下幾種方法:

1.換填管理法
換填管理法是軟土地基處理中常用的方法之一,原理是換用符合施工要求的土質來取代軟土,從而使得土地滿足水利工程建筑的地基設計要求。在進行換填管理法施工過程中,先用大型機械設備將不符合水利工程建筑的地基設計要求的軟土質全部挖出,根據相應的水利工程質量等級要求,填入恰當的能夠滿足水利工程建筑的地基設計要求的土質,并對所填充的地基進行夯實,確保水利施工的順利進行。一般而言,填充土質由多種土質組成,包括碎石、粗砂、鵝卵石等成分,為保證填充地基的穩(wěn)固性,通常填充地基分為多層,第一層為碎石和礦渣墊層,這對增加地基透水性十分重要,高縫隙、高強度的碎石、礦渣在確保地基高強度的前提下,實現了地基的高透水,從而確保了地基的質量,保證了水利工程的施工質量;第二層為灰土和素土墊層,這個墊層在平衡樁體和樁間土在荷載情況下共同承擔荷載中起著十分重要的作用,確保了地基的受力平衡,加強了地基的穩(wěn)固性;第三層是砂和砂墊層,砂和砂墊層有助于淤泥土質的水和氣體的排出,促進土質結固,提高地基的承載力。在具體實踐中,要根據不同的情況,適當變通換填管理法,充分做好軟土地基處理工作。

2.排水砂墊層法
在軟土地基處理中,排水砂墊層法也是重要方法之一。排水砂墊層法通常運用于富含大量水分的淤泥質粘性土、淤泥質粉土、泥炭等土質,通過對土質進行排水,以增加土質強度、減緩土質壓縮性,從而使得土質滿足水利工程建筑的地基設計要求。在施工過程中,通常在軟土地基底部填充一層高滲水的砂墊層,隨著水利工程施工的進行,富含水分的軟土層受力越來越大,水分不斷不排擠出來,通過砂墊層滲透出去,從而加強軟土地基的結固,提高軟土地基的強度,確保土質滿足水利工程建筑的地基設計要求。為有效防止地下水反滲,通常還要在砂墊層上面鋪設隔水性能良好的粘土層。在砂墊層選材上,通常選取粗砂、鵝卵石等具有高強度、高縫隙的透水材料,在保證透水情況下,提高地基的強度。在砂墊層填充時,要做好地基基坑的固定工作,并將砂墊層材料充分攪拌均勻,鋪設于地基底部,并夯實、夯平。同時,要做好地基底部排水工作,做引水槽,將滲透下來的水有效排放出去,并做好防止倒流工作,加快排水固結速度。

3.化學固結法
在常規(guī)的軟土地基處理方法難以奏效的情況下,化學固結法應運而生。所謂的化學固結法,是指用一定的化學材料,對軟土地基進行填充、改造,加強軟土地基強度、有效減緩軟土地基壓縮性、提高軟土地基承載能力,從而使得軟土土質滿足水利工程建筑的地基設計要求。常見的化學固結法有灌漿法、人工合成材料加筋加固法、硅化加固法、深層攪拌法。(1)灌漿法所謂的灌漿法,是指運用氣壓、電化學原理,利用木質素類、石灰石等化學材料對軟土地基進行填充、灌漿,發(fā)生化學發(fā)應,從而實現對淤泥質粘性土、淤泥質粉土的加固,確保軟土地基能夠承載水利工程的巨大壓力。(2)人工合成材料加筋加固法在軟土地基處理中,將高強度、高韌性的人工合成材料填充于軟土之中,高壓產生的高摩擦使得人工合成材料與軟土緊密結合在一起,從而加強了軟土質的強度和韌性,有效防止了軟土地基的變形與觸變,同時,高韌性的人工合成材料在軟土地基發(fā)生小面積沉降、斷裂時可以有效減緩、阻止沉降范圍、沉降面積,從而保證了軟土地基的穩(wěn)固性。(3)硅化加固法所謂的硅化加固法是利用硅酸鈉和氯化鈣發(fā)生化學反應,生成膠狀凝聚物,黏合軟土組織,從而加強軟土強度,提高軟土硬度,以滿足水利工程建筑的地基設計要求。(4)深層攪拌法深層攪拌法與灌漿法類似,即將水泥等物質通過深層攪拌機與軟土組織進行充分攪拌,使得水泥與軟土混拌均勻,待水泥凝固,從而實現加強軟土強度,提高軟體硬度。

4.物理旋噴法
物理旋噴法是軟土地基處理中的常用方法,在軟土地基處理過程中,將噴頭深入軟土組織底部,并緩慢提升,利用高速旋噴將適當濃度的混合加固物噴射出,形成旋噴樁,這可以有效提高軟土地基的切向硬度,有效防止軟土地基發(fā)生橫向扭動,從而加強軟土地基的強度。

水利施工中軟土地基處理時應注意的問題

1.注意施工準備工作
在進行水利施工軟土地基處理前,要做好施工設備的檢修工作,確保施工設備的正常工作;做好施工場地的清理工作,便于施工的順利進行;做好施工材料的檢查工作,保證高水平的施工質量。

2.注意施工過程中的相關事項
在水利工程軟土地基施工過程中,要注意施工中的相關事項,嚴格按照軟土地基施工工序進行施工,做好安全防護工作,加強對施工設備的維護工作,保證設備的正常使用。

3.注意水利工程的相關要求
在進行水利工程施工時,要根據相應的水利工程的實際用途以及規(guī)劃的建設級別,選取性價比最高的建設方案進行施工建設。我國水利工程通常按照實際用途的不同,有不同的質量標準以及施工等級,在進行國家級水利工程建設(如小浪底水利工程、三峽水利工程)時,要制定高質量的施工標準,在軟土地基處理中,盡量做到完美施工;在進行小型的水利工程建設時,對施工質量要求不是很高,這時,就要充分考慮工程造價與施工質量的關系,選取性價比最高的方案進行軟土地基處理工作。

4.注意軟土地基的施工量
在進行軟土地基處理過程中,要充分考慮到軟土地基的施工量,根據工作量大小的不同,選取不同的處理方案,以確保軟土地基的高效施工。例如在進行大型工程時,通常不會采用換填管理法進行軟土地基處理,因為這需要大量人力、物力的支持,從而使得工程造價成本提升,通常會采用砂墊層法,鋪平軟土地基。

5.注意軟土地基的施工工期
在軟土地基處理過程中,要充分考慮軟土地基的施工時間限制,根據時間限制選取最合適的處理方法。在軟土地基處理過程中,要考慮到工程建造時間以及軟土地基加固時間,選取恰當的軟土地基處理方法,確保在規(guī)定時間內,保質保量的完成軟土地基處理工作。

6.注意軟土地基的施工環(huán)境
在水利工程軟土地基處理過程中,要充分考慮到相應的施工環(huán)境,根據不同的施工環(huán)境、不同的施工標準,因地制宜,選擇不同的軟土地基處理方法、恰當的施工方案,從而確保軟土地基處理的質量。

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