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水利工程软土地基处理施工质量管理探讨

2021-12-02刘伟

商品与质量 2021年44期
关键词:注浆施工人员稳定性

刘伟

威海市文登区水利事务服务中心 山东威海 264400

软土地基会给水利工程建设带来较大的危害,不仅增加了工程建设难度,还可能导致施工现场发生沉降、坍塌事故,带来严重的人员伤亡和经济损失。因此,我们需要对软土地基的特征进行研究分析,使用注浆技术、填垫层技术、旋喷技术、加筋法、排水法等处理方式科学有效处理软土地基,进行软土地基施工时,需要做好施工前的准备工作,规范施工工艺和施工流程,提高软土地基强度和承载力,消除软土地基的不良影响,确保水利工程基础稳定安全。

1 软土地基的特征

1.1 触变性

在水利工程建设中,会碰到多种不同的地形条件,最常见的就是软土地基。触变性是软土地基的重要特征,主要表现为,软土地基是一种特殊的固态结构,此种结构主要是由絮凝状的沉积物堆积形成的,灵敏度和强度都比较高。如果直接使用软土地基作为建筑物的地基,一旦外界的干扰幅度过大,就会破坏地基内部的稳固结构,严重影响建筑物基础的稳定性。在软土地基使用过程中,如果受到外力的振动作用或者外在的负荷力太大,就会导致软土地基滑动、沉降现象的发生,从而影响了水利工程建设基础结构的稳定性。

1.2 具有较大的孔隙

软土地基具有较大的孔隙,这也是软土地基的一个重要特征。究其原因,软土地基自身的水分含量较大,在水分影响下,软土地基内部的颗粒物就会胶结在一起,在一定程度上降低了软土地基自身的压实性能,从而导致软土地基内部颗粒与颗粒间存在一定的距离,间隙较大。如果软土地基的孔隙太大,就会大大增加软土地基的处理成本,在水利工程建设施工中,企业不仅需要消耗人工成本、材料成本、设备成本,同时需要投入大量的时间来压实地基,而在地基压实过程中,很有可能因为软土地基的触变性特征导致软土地基出现滑动、沉降现象[1]。

1.3 具有较高的压缩性

软土地基的土体松散性强,水分含量太大,缺乏良好的稳定性,在压缩过程中,一旦遇到较大的压缩压力,就会出现软土地基下降现象。其次,如果软土地基中有机物质含量高,在强大压缩压力作用下,同样会出现软土地基下降现象,这样就不利于软土地基使用稳定性的提高。此外,如果软土地基所处的外在环境保持不变,此种情况下,软土地基的压缩性和塑性取值就保持着密切关系,这样软土地基的压缩性就会受到塑性值的影响。因此,在利用软土地基进行水利工程建设时,需要将压缩性较高特征纳入考虑范围,采取有效的措施进行处理,这样才能提高地基结构的稳定性和承载能力,防止软土地基发生坍塌事故,有效保障人们的生命安全和财产安全。

2 水利工程的软土地基处理方式

2.1 注浆技术

针对水利工程中的软土地基可以使用地基注浆技术,选择好合适的加固材料,根据加固材料类型确定好与之对应的注浆形式,以此来提高注浆技术的应用效果。目前,水泥注浆法和硅化注浆法是常见常用的地基注浆形式,它们的注浆材料、注浆方式等都存在差异性,施工人员需要根据施工现场的实际情况合理选择。水泥注浆法的主要原材料就是水泥泥浆,将水泥泥浆与土壤进行有效结合,发生固化反应,从而提高软土地基的强度和性能[2]。使用水泥注浆法处理原有的软土基地时,需要采取高压的形式,使用压浆泵等工具将水泥浆液注入到软土地基的孔隙或者裂缝中,这样水泥浆液就能够与软土结合发生物化反应,固化后的水泥能够消除软土地基裂缝、孔隙中的气体和水分,原有的软土地基经过处理后能够形成一个压缩性和抗渗透性良好的岩石新体,从而使软土结构层的强度和稳定性得到有效提升。硅化注浆法主要原材料为混合溶液,混合溶液的主要成分是硅酸钠,使用专门的机械设备在软土地基的底部结构中灌入硅酸钠混合溶液,经过一定的时间,软土底部的混合溶液就会凝固,最后固结形成结石。此种结石的强度较大,软土地基在硅酸钠结石的填充完善作用下,能够有效提升地基的强度、承载能力和密实度,这样也能确保水利工程基础结构稳定安全。

2.2 填垫层技术

水利工程施工的重要部分就是地基基础,如果地基缺乏较好的透水性和渗透性,就会给水利工程的稳定性和安全性带来严重影响。因此,如果水利工程的地基部分是软土地基,进行加固处理时就可以采用填垫层技术。填垫层技术顾名思义就是挖掘出软土地基中不合适的土壤,换成其他稳定性强、强度大的砂石材料中,它主要适用于软土厚度3cm左右的土壤条件[3]。一般来说,砂石、卵石是填垫层技术中主要使用的原材料,因为它们的透水性比较好,具有较高的强度和密度,能够显著提升软土地基的负荷能力以及承载能力,有效避免水利工程地基出现沉降现象。填层垫更换完成后,施工人员就需要立即对地基进行夯实处理,这样不仅能够提高地基承载能力和抗压能力,还能提高地基的稳定性和耐久性。进行填压处理时,如果使用材料的孔隙比较大,就需要做好排水处理,选择具有优异透水性能的材料来推动软土地基快速凝结,避免软土地基膨胀、冻胀现象的发生。

使用砂石进行换填层时,需要注意以下几个问题,第一,需要合理选取施工原材料,碎石、粗砂、沙粒等都是不错的原材料选择,当然沙粒最好选择优质的材料,这样才能满足填垫层技术需求。第二,施工前期需要做好准备工作,全部清理掉换填层内部和周围的杂草、枯枝、落叶等,同时需要使用科学合理的排水技术及时排除掉坑内的积水,也需要对地基的牢固度提高重视。最后,在施工过程中,施工人员需要严格按照施工流程和相关标准规范进行作业,为水利工程地基的稳定性提供有效保障。

2.3 旋喷技术

针对水利工程中的软土地基,加固处理方式除了有加固土层法,还可以使用旋喷技术。在实际施工中,利用旋喷机形成的旋喷柱固化处理软土地基,在连续墙体、连续桩的作用下,软土地基的渗透性能和强度能够显著提升。此外,旋喷柱能够有机结合高压情况下喷射出来的土体和其他柱体,大大提高凝固速度,确保软土地基结构的凝固效果。相比于其他的软土地基处理技术,旋喷技术具有良好的应用优势,不仅强度大,而且压缩性较小,主要适用于冲填土质和软粘土质。当然,旋喷技术也存在一定的缺点,如果软土地基中含有的有机物质比较高,使用旋喷技术对其进行加固处理很难取得良好的加固效果。因此,使用旋喷技术处理软土地基时,需要提前勘察施工现场的土质条件,了解土壤中含有的成分物质,避免降低了技术适应性。

2.4 加筋法

如果水利工程的整体基础条件比较差,就可以使用加筋法进行处理。加筋法是将抗拉能力强、承载力较好的材料和结构添加在软土地基中,让土层砂砾与材料间的摩擦力有效增加,确保材料与砂砾能够形成稳固的整体,从而提高软土地基的强度和稳定性,有效解决软土地基的地面沉降问题。使用加筋法处理水利工程中的软土地基时,需要详细分析施工现场的土质条件和地质结构,根据水利工程的质量建设要求,科学选择加入的材料,增加材料与软土层的摩擦,有效保障软土地基的稳定性,避免材料添加不当影响水利工程的整体环境结构。就目前水利工程建设现状来看,加筋法并没有在水利工程软土地基处理中得到广泛应用,这主要是因为使用加筋法需要消耗大量的人力、物力、财力资源,整体施工成本过高。

2.5 排水法

将排水法运用在软土地基处理中,能够确保地基具有良好的透水性、稳定性和承载力。排水法分为两个部分,一是排水部分,二是加固部分。在实际施工中,施工人员可以使用排水板插入的方式提高软土地基的承载能力和透水性能,在排水板的挤压作用下,砂层部分自动将软土地基的地下水排出,地下水就会流向两侧位置,这样能够有效清除软土地基中的水分,确保软土地基具有良好的承载力。使用排水法需要注意以下问题,第一,排水板的标注工作十分重要,施工人员需要提前标注好排水板,为后续排水板打桩、留余、填砂施工流程的高效有序开展打下良好的基础。第二,基坑排水完成后,施工人员需要及时检验基坑,各个管道的重点施工环节、隐蔽环节都需要严格验收,等验收合格后才能进行基坑回填施工。基坑回填顺序为先回填管道排水方向较高的位置,再逐渐向管道排水方向较低的位置进行,排水管道两侧方向需要同步进行,避免管道出现移位现象。第三,基坑回填时,需要完全清除掉基坑内的积水,回填材料不能使用腐殖土、淤泥以及有机物等,石块、砖块等杂物最好不要回填在管道顶部上50cm的范围内。

3 水利工程软土地基处理施工质量管理策略

3.1 做好施工前的准备工作

处理水利工程软土地基时,需要做好施工前的准备工作,实地勘察施工现场的实际情况,在此基础上进行施工计划的制定,提高施工计划的科学性和可行性,为软土地基施工处理的高效有序进行奠定良好的基础。具体来说,施工人员需要对施工区域的地质条件、水文条件、土壤情况、施工区域的地理位置等进行勘察,深入分析勘察到的各项资料信息,从中整理出有用的数据信息,为施工计划的制定提供良好的数据支撑,确保施工方案具有良好的可行性和经济性,从根本上提高水利工程软土地基施工处理质量。此外,水利工程软土地基处理过程中也需要考虑到天气因素,低温高寒天气尽量不要施工,如果外部气温比较低就会对深层搅拌桩的施工质量产生影响,无法保证良好的施工效果。

3.2 规范施工工艺与流程

在水利工程软土地基施工中,需要投入大量的施工人员,施工现场摆放了各种施工材料和机械设备,整体的施工环境比较复杂,稍有不慎就很容易出现突发情况,导致安全事故的发生。因此,进行软土地基时,需要确保施工流程的完善性和合理性,健全施工工艺,同时严格要求施工人员按照施工工艺和流程进行作业,提高软土地基施工效率和质量。例如使用抛石淤挤技术前,需要对施工流程进行细致划分,首先需要确定好施工边界线,然后清理地表上的杂草、杂物,然后开挖淤泥,同时需要对高程、抛填石块、机械碾压等施工工序进行合理设计,做好技术交底工作,确保施工人员明确掌握施工流程、施工工艺、施工要点。在具体的建设过程中,每道施工工序完成后,相关的质量检测人员就需要对施工质量进行严格检查,确保施工工序质量达到相关规定要求后,才能进行下一道工序作业。这样不仅能够提高水利工程软土地基的整体施工质量,避免出现返修重建的情况,减少不必要的人工、材料、设备损失,提高企业的经济效益。

3.3 正确客观评估软土地基的承载力

一般来说,软土地基具有较低的强度和稳定性,如果水利工程施工中没有加固处理好软土地基,不仅会对主体结构的稳定性产生不良影响,还不利于整个工程质量的有效提升。因此,在进行水利工程软土地基施工时,需要采取有效的措施加固处理软土地基,这样才能提高水利工程主体结构的稳定性,确保整体工程质量符合建设要求。同时,为了让水利工程建设质量得到显著提升,还需要施工人员具备较强的专业能力和扎实的施工技能,施工人员需要根据施工现场的实际情况选择合适的施工技术,提高施工技术水平,确保施工质量。一般情况下,施工人员需要对软土地基的承载性能进行全面分析,同时,使用科学合理的评估方式综合评价水平剪切力、土体结构承载能力等其他各项指标参数,在全面研究的基础上制定有针对性的施工设计方案,提高水利工程软土地基的承载力和稳定性。

4 结语

综上所述,水利工程整体建设质量的关键在于软土地基的施工处理质量,只有确保软土地基具有较强的强度和良好的承载力,才能提高水利工程的稳定性和安全性。因此,在水利工程建设中,需要采取有效的技术方式处理软土地基,为水利工程建设打下坚实的基础,同时加强施工质量管理,提高施工效率和施工安全系数,全面提升水利工程软土地基的整体施工质量,为人们的生命安全和财产安全提供强有力的保障。

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