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水利施工中软土地基处理技术分析

2021-12-30王建良

内蒙古科技与经济 2021年16期
关键词:软土土层水利工程

王建良,李 震

(安徽三洲水利建设有限公司,安徽 宿州 234000)

地基打得好坏在很大程度上影响着水利工程质量的好坏。地基打得好,水利工程就有了一个很好的基础条件,才有了进行下一步计划的基本前提。如果地基打得不好,水利工程最开始的基础就不具备,就更别提后边的步骤了,即便后边的每一步都能够完成得十分完美,我们也不得不承认,这样完成的工程不会长久的事实。软土地基的施工尤其典型。地基没有打好势必会出现塌陷,造成伤亡。处理好软土地基是水利工程的关键。

1 水利施工的过程中软土地基特点

1.1 水利施工过程中对软土地基施工难度比较大,危险程度高

根据我国公路行业规范的相关方面的规定与说明,软土地基一般指代那些地面强度低,而压缩量比较高的土层,大多数的软土地基中包含一定数量的有机物质。软土的组成部分包括含有大量黏土,粉土和其他一些细微颗粒的松软土、孔隙比较大的有机质土、泥炭等土层。因为水利工程的特殊性,我们需要考虑到地下水位比较高、地上的填方工程以及构造物的稳定性比较差等多个方面的因素,相较于其他领域的建设工程,水利工程发生沉降的可能性更大一些。因此,我们不难总结出,由于软土的这些与众不同的特点,往往会给水利建设工程的建设带来很大的危害,具有很大的隐藏的危险性。这就意味着,在水利工程建设施工过程中,如果软土地基处理方法不合适,不仅会给公路的施工和使用造成很大影响,甚至造成重大的人员伤亡事故的发生,威胁到工作人员和行人的人身安全。

1.2 软土地基的压缩性比较大,可塑性更强

软土的孔隙远远大于一般的土地,这也是软土区分于其他土地的几大特征之一。同时,软土中的含水量比较大。我们知道,水是一切生命孕育的首要条件,因而大量水分的存在为各种微生物的生存、孕育以及壮大创造了极其有利的条件。那么,软土中含有大量的微生物也就不令人感到困惑和惊讶了。微生物通过进行有氧呼吸或者是无氧呼吸产生一些气体,进一步导致了软土的压缩性远远高于其他一般的土地。软土的这些特性意味着软土的结构并不稳定,并不牢固,而是形状容易发生变化。因而软土与其他土地相比,可塑性更强,压缩性更高。

1.3 软土地上水的渗透性比较差

软土的这个特点其实是显而易见,很容易推理得到的。可以举一个简单的例子来帮助我们理解软土有这样的特点的原因。例如,我们用羊皮纸袋子承装一定浓度的盐水将其放入盛装有蒸馏水的杯子中,过一段时间后,观察羊皮纸材质的袋子中水的含量是否有变化以及变化情况如何。观察后能发现,羊皮纸袋子中的水量变多了,而杯子中的水量减少了。这是因为袋子中的盐水的浓度比较高,袋子内外两侧的液体存在浓度差,产生了渗透压,杯子中的水在渗透压的作用下进入袋子中。这个例子说明了含水量高时水就更难渗入,即含水量高,水的渗透性就差。我们已经知道软土的含水量比较高,这也就能够理解为什么水难以渗入软土了。这在一定程度上影响着工程强度。

2 水利工程软土地基处理技术分析

2.1 挖出旧有的土层,填埋新土

水利工程施工地点通常是在地表河流较多处,常常遇到软土层。但软土层的稳定性比较差,土层孔隙较多较大,在软土上建设出的工程承载能力比较差,极有可能出现断裂,缩短工程寿命,这是所有的施工人员、负责人员以及社会都不愿意看到的。我们首先考虑最简单的思路,施工队完全可以采取简单的物理排除妨碍的方法。什么是物理排除妨碍呢?也就是当施工中遇到的软土层比较薄的时候,可以首先把地面表层的软土层挖出,然后再用其他的材料,比如沙土、水泥、矿石渣、碎石、灰土等材料填埋挖出的坑。填补过后,用机器夯实。因为这些材料的硬度比较高,对重物的承载能力就比较强了。同时,我们还考虑到了材料开支的问题。挖出表层的软土后再购买材料进行填充势必会多出一部分的开支,这不符合我们以比较少的开支达到较高的工程质量的愿望。一个比较好的解决方法就是就地取材,充分利用环境优势。为了使水利工程的使用寿命更长,施工时还要充分考虑天气因素。因为施工材料硬度大,伸缩性存在缺陷,天气炎热时表面会发生膨胀,会产生裂痕,而阴雨天气下,雨水的排放也是需要解决的问题。因此,在进行施工时,有必要留下一定的空隙,给予其一定的伸缩空间。

2.2 用物理方法进行挤压加固

在软土地基上难以进行施工的一个主要原因就是软土的硬度小,形状不固定,并且稳固性比较差。从这样的问题入手,我们不难想到:在水利工程施工之前对软土地预先进行加压处理,可以在一定程度上改善这种情况。用机器夯实软土,可以在一定程度上改变软土的内部结构,减小软土内部的空隙,这样一来,完成施工后,软土能够承载更大的重量,也不会产生特别大的形变,以致影响水利工程的使用寿命。这样一来,有效地解决了软土不稳定、形状不固定的问题,与此同时,却也产生了新的问题。那就是挤压之后,软土地基上水的渗透性更差,排水成了一大难题。为了解决这个问题,我们考虑到可以使用塑料排水板等材料搭建排水管道或者预留出供水流通过的空洞,加快水流的速度,有效避免积水,以更好地引出积水,解决排水问题。

2.3 用化学方法进行加固

①把水泥浆灌注到软土地基中,因为水泥的硬度比较大,材料密度大,容易凝固,且不易发生形变,把水泥浆注入软土地基后,等待其凝固,水泥凝固之后土层就会更加紧密,使土层得到充分的巩固。通过这种方法加固的软土地基不仅材质得到了改善,对于重物的承载能力增强,最令人心动不已的优势还在于它防渗能力的优势。这样混合之后,原本渗透性很差的软土地基可以防渗堵漏。但实际操作过程中,这样的临界点并不容易得到,需要严格控制好水泥浆与软土的混合比例。②利用水泥和软土地基之间的化学反应控制软土地基的硬度。通过特殊物质之间的化学反应提高地基强度和重物承载能力,确保软土地基的固化能力,固化速度加快。这个过程也要控制好反应的程度。

3 结束语

从水利施工工程诞生时开始,以延长工程的使用寿命、提高水利工程质量为主要目的的地基就倍受相关专业人员、施工人员的重视。地基的巩固经历了漫长的、曲折的发展历程,打好软土地基是水利工程在地基处理技术上迈出的具有史诗意义的一步。怎样处理好软土地基是我们需要共同面对,共同解决的问题。我们必须主动地迎难而上,探究、分析软土地基处理过程中存在的问题,处理好软土地基才能使水利建设工程的质量更加有保证,国家的建设工程才能继续稳步向前,适应中国走向世界的要求,为中华民族的前进、发展、富强作出贡献。

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