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在水利工程軟土地基施工中,對于軟土地基的施工量是必須要進行考慮的一點,只有了解清楚施工量的多少,才能合理的安排出相應的方案,最終保證好軟土地基施工的效率。比如,在較大型的水利施工中,就不會使用替換法來進行軟土地基的解決,因為,使用替換法來解決就需要大量的人力、財力,這樣將造成水利工程的造價大幅度上升,所以,在水利工程施工中,對施工量的控制是尤為重要的。
2.在軟土施工中對環境因素的把握
環境對水利工程的軟土地基施工也同樣有著不小的影響。同樣的工程在不同的環境中,施工的標準也是肯定不一樣的,根據施工環境,選取不同的軟土地基處理方法,進行合理的施工,只有這樣才能有效的保證水利工程軟土地基的處理質量。若是不考慮環境因素對施工的影響,在不同的環境中仍然采取同一種軟土地基處理方法,將造成水利工程施工的造價變得更高,施工質量難以得到保證,嚴重影響軟土地基施工的正常進行。
3.水利工程施工中軟土地基的解決方法
3.1砂墊層排水解決法
砂墊層排水解決法是解決軟土地基最為重要的方法。砂墊層排水法主要是利用淤泥質粉土、淤泥質粘性土、泥炭等土質進行排除廢水,讓土質的壓縮性減慢,強度增大。在處理中時常是在軟土地基的底端先鋪上一層滲透性良好的砂墊,使其在水利工程施工中產生的水分能夠及時的通過砂墊滲透出去,這樣將有效的增強軟土地基的結固。如果下方地下水太多,就必須在砂墊上設立隔水性能較強的粘土層。而砂墊層主要是確保透水,所以,多數使用鵝卵石、粗砂等有著高縫隙的透水材料。在鋪墊中,主要注意將砂墊層材料均勻攪拌,再用以鋪墊,并且及時的最好引水槽,將滲透的水分快速的引流出去。
3.2替換解決法
在軟土地基的解決方法中替換法是最為常用的方法,替換法就是使用達到水利施工要求的土質來替換掉軟土。首先應用大型挖土設備將軟土地基中的軟土全部挖出,再根據相對應的要求加入達到標準的水利工程地基要求的土質,并且對填充的地基進行加固。在一般情況下,都是選擇粗砂、碎石等堅硬度較大的材料來進行軟土地基土質的替換,而為了確保替換土質地基的穩定性,都會選擇多層填充。第一層主要是為了增加地基的透水性,多選擇碎石、礦渣來填充,讓地基擁有較高的透水性,也保證地基質量;第二層對墊層在平衡樁體與樁間土的荷載情況有著非常重要的作用,它保護著地基的平衡,較多采用石灰和素土來填充;第三層是使用砂和砂墊的填充,讓淤泥土質中的氣體與水得到充分的排放,從而增強土質強度,讓軟土地基的承受力更高。
3.3旋噴解決法
旋噴解決法在水利工程施工中同樣是最基本的軟土地基處理法。旋噴法通常都是把噴頭直接放入軟土地基的最底部,在使用合適的提升速度進行,在其高速旋噴過程增加濃度相當的加固物,最終形成一個旋噴樁,從而使軟土地基的切向硬度得到很大程度的提高,對預防軟土地基的橫向扭動起到了不可忽視,也從面上對軟土地基的強度進行了加強。
3.4固結解決法
在水利工程施工中一般的解決方法都無法有效進行時,并可以采用固結法來對軟土地基改善。使用相應的化學材料對軟土地基實現改造、填充,讓軟土地基的強度增加、壓縮性減慢、承受能力加大,這樣讓軟土地基達到水利工程的建筑要求。在固結法中最常用的多為灌漿、硅化加固、人工合成材料加筋加固等方法。運用電化學原理、氣壓來對軟土基地進行灌漿、填充就是灌漿法。灌漿材料多為石灰石等化學材料,對軟土地基中的淤泥質的土地有著很好的加固作用,讓軟土地基可以承受更大的壓力。而硅化加固則是針對氯化鈣和硅酸鈉的化學反應,對軟土地基的土地進行黏合,讓軟土的硬度增大,進而達到水利工程的建筑要求。人工合成材料加筋加固方法,就是把韌性好、強度高的人工合成材料添加到軟土地基中。利用高壓使軟土與人工合成材料結合起來,增強軟土質的韌性和強度,從而形成對軟土地基的變形得到保障[3]。另外,人工合成材料還可以有效的減慢和阻止軟土地基的沉降與斷裂,讓軟土地基更加的穩固。
4.結語
1道路橋梁工程軟土地基施工處理前的準備工作。道路橋梁工程軟土地基處理前的準備工作主要包括以下幾個方面:
1.1現場勘查。軟土地基的現場勘查工作主要包括:首先,現場的測繪調查,分析軟土地基分布區域的地貌、地形等,同時分析軟土地層的成因、范圍、深度以及性質等;其次,選擇科學的勘查點以及勘查手段,常用的勘查手段包括原位測試法、鉆探式勘查法、室內土工試驗法等;再者,軟土地基評價,當獲得了軟土地基施工現場的相干參數之后,對各種數據進行分析和計算,獲得軟土地基的沉降性、均勻性、靈敏度以及承載能力等。
1.2選擇合適的施工處理方案。根據現場勘查獲得的相關數據資料,對比各種軟土地基處理方法之間的優劣性,選擇合適的施工處理方案,可以是某種施工處理方法,也可以是多種軟土地基處理方法的組合,同時還應該評估施工技術、機械、環節、工期以及材料工程等各種印象因素,綜合各種因素選擇科學的施工方案。
2道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施。目前,道路橋梁工程中軟土地基的施工處理措施主要包括以下方面:
2.1灌漿處理技術。灌漿處理技術是通過利用電化學原理、高壓旋噴法、粉噴法等將能夠改善軟土地基性質的漿液注入到地基裂縫中,灌漿漿液可以是水泥砂漿、水泥漿,還可以是化學材料,例如硅酸鹽等,灌漿處理技術能夠有效的改善軟土地基的性質。粉噴樁處理技術是最常用的灌漿處理技術,該種灌漿處理技術的應用優勢在于施工機械簡單,操作方便,加固效果好等,在采用粉噴樁處理技術時,應該嚴格的控制鉆機的位置,保證鉆機按照既定的設計要求進行就位,樁的孔位置必須和設計圖紙的位置完全吻合,垂直方向的偏差不能超過1.5%,通常不超過50mm,嚴格的控制水泥噴入量、停粉時間以及噴粉時間,以此保證粉噴樁的長度和質量,同時還應該做好施工日志,全面、詳細的記錄水量、孔深、孔位等信息。
2.2強夯處理技術。強夯處理技術是目前使用最廣泛的軟土地基處理技術之一,也稱之為動力固結法,該種軟土地基處理技術的工作原理表現為:將具有一定重量的重錘提升至一定的高度,然后由重錘自由降落,通過重錘的重力作用對地面產生巨大的沖擊,以此起到加固地基的作用。強夯處理技術具有施工周期短、費用低、設備簡單等應用優勢,該種軟土地基處理技術適用于低飽和粘土、雜填土、黃土、粉土、沙土、素填土等軟土地基,但是不適用于飽和度相對較高的軟土地基。因此,道路橋梁施工隊伍在采用強夯施工處理措施時,應該充分的考慮施工現場的地質構造。
2.3排水固結處理技術。排水固結處理技術是最常見的軟土地基處理技術之一,主要包括袋裝沙井法、沙井法、砂墊層法等:砂墊層法指的是在軟土地基的頂層鋪設足夠量的砂石,通過填土荷載將軟土地基中多余的水分排出,該種排水固結處理技術能夠實現排水固結和路基填筑的同步進行,達到在填筑過程中保證路基排水效果的目的,同時又不會承受過大的荷載被破壞;沙井加固處理技術指的是在采用鉆探器械在軟土地基上進行鉆孔施工,然后選取足量的砂石灌入,吸收軟土地基中的水分,以此實現排水固結的效果;袋裝沙井加固處理技術指的是選取足量的滿足施工要求的砂,將其裝入到透水性良好的編織袋中,然后用專用的機械設備將沙袋打入到軟土地基中,該種排水固結處理技術具有節省材料、費用低、施工效率高等優點,致使其在道路橋梁工程的軟土地基施工中得到廣泛的應用。
2.4換填加固處理技術。換填加固處理技術指的是根據勘察所獲得的數據,選用強度高、穩定性好的石灰、砂石等置換原來的軟弱土質,以此改良原有地基或者形成雙層地基,達到加固地基、控制地基沉降等效果。在采用換填加固處理技術時應該注意以下幾個方面:其一,根據道路橋梁工程的具體狀況選擇符合相關設計要求的換填材料;其二,在進行置換的過程中,應該進行分層換填、加固和壓實,通常采用機械碾壓進行處理,保證地基的壓實度滿足相關的施工要求,;其三,精確的計算換填的深度以及面積,保證換填施工能夠順利的進行。
二結束語
1.1軟土工程勘察的基本內容
軟土勘察包括:對軟土固結狀況進行勘察,分析總結其變形、強度特征及伴隨應力變化的整體規律,并掌握其結構破壞對變形與強度的影響程度;勘察軟土的層理特征、形成方式、表層硬殼厚度、立體分布的均勻性、底部硬土層狀況、分布與發展規律、埋藏深度及滲透性能等;了解地下水埋藏狀況,探討軟土對安全保護措施、施工材料級周圍環境的影響;勘察軟土內包含的地形地貌差異、河道與填土的分布深度及范圍等。
1.2軟土地基勘察的工作準備
(1)等級確定:巖土工程勘察應依據工程形成,按照干巖土工程勘察規范在對地基復雜程度、地基設計、現場場地復雜狀況分析的基礎上,與工程實踐相結合開展等級劃分,如若某軟土工程依照規范設定為二級,則場地等級與復雜程度等都應依據二級標準,也就是場地中包含灰色粉質土、雜填土、中粗砂、粉質土、粉質粘土及細砂等土質成分,所以工程勘察等級定為乙級。
(2)工作量與勘察手段確定:工程勘察前應先估算工作量,初步確定需用的勘察技術手段;如對建筑周圍的勘察點不知,孔深與間距確定及鉆孔數量計算,由此整理匯總為整體工程所需的工程量及總采樣數量;整理完成后制定恰當的工程流程并選用有效勘察手段。
(3)取樣數量:在前期土壤勘察基礎上可相應的制定試驗取樣位置與數量,以保證在標準時間內完成樣品檢測;取樣數量的設定還要以工程量為依據,明確勘察試驗的具體時間流程,以確保試驗充分。
(4)工程水文狀況:勘察過程中應及時了解工程周圍的水文狀況,如掌握地下水的排泄、徑流情況等。由于地下水對軟土地基影響較大,地下水的波動可能會造成勘察失誤,所以應根據地下水狀況實行有效的勘察及試驗手段,以防止周期性地下水波動干擾勘察試驗結果。
2軟土地基工程勘察技術要點
2.1調查測繪
調查測繪中需注意的要點包括:軟土層厚度、埋深與層間性質類型;軟土分布范圍、形成方式與基地低層類型;地下水排泄與補給狀況及其與地表水的水利聯系;軟土內砂夾層的顆粒成分、厚度及透水性能;軟土地基上已完成建筑對于地基變形及強度的影響;軟土地基分布路段的地貌、地形及第四紀地層沉積聯系。
2.2勘探點布置及深度
(1)勘探點應以建筑周邊線及角點為依據進行布置,對于地基的主要受力層或下臥層起伏過大的部位應加設勘探點以探測其變化過程;對于單棟高層建筑,需符合地基均勻性評價標準,勘探點布置應在4個以上;對于建筑密集區域,勘探點可適當減少,但應保證各棟建筑含有1個控制性勘探點;
(2)勘探孔深度應能控制地基主要受力層,若基礎底面寬度在5m以下時,勘探孔的深度對獨立柱基礎應大于基礎底面寬度的1.5倍,對條形基礎應大于基礎底面寬度的3倍,且均應在5m以上;當存在大面積軟弱下臥層或地面堆載時需適當調整控制性勘探孔深度;高層建筑的一般性勘探孔深度應為基底下基礎寬度的0.5~1倍,且應深入至穩定地層。
2.3鉆探
鉆探是進行巖土工程土層劃分的關鍵環節,其主要用于探測軟土顏色、厚度、層位、狀態,掌握地下水的排泄條件、徑流方式及埋入深度,了解巖土層的基本物理學性質指標等。鉆探技術要點包括:
(1)對于軟土的取樣應盡量使用薄壁取土器靜壓法,由取樣到試驗的整體過程都應采取有效保護措施,以避免樣品收到水分流失、變形及擾動等外界環境條件影響;
(2)對于鐵路或高速公路軟土地基巖土工程的勘察,為防止軟粘土收到擾動和地層性質受到破壞,通常采用干鉆法;若需選用泥漿護壁回轉鉆進時,應采取保護措施以保證軟土地基結構變化不會對土層原始物理力學性質造成影響;
(3)鉆孔數量與質量應符合施工方案標準,鉆孔深度需滿足變形與應力設計計算要求;鉆探時各項深度數據都通過丈量采集,累積測量誤差應控制在5cm以下。
2.4測試
(1)原位測試:①剪切波速測試應在沿線選取具有樣本代表性的地段開展,以保證軟土震陷評價的有效性和地基剛度、巖土動力學參數、阻尼比計算的準確性;合理劃分建筑場地搞震設計類別,對于場地地基的卓越周期計算要以樣品性質為依據;②十字板剪切測試應選取代表性路段沿深度方向對地基穩定性存在不同程度影響的軟土層進行測定,勘察在無排泄條件下土層的參與抗剪強度、抗剪強度及靈敏性指標;準確計算地基承載力以確定軟土地基臨界高度,分析軟土固結歷史;測試點的安設間距應符合各代表性路段的每段軟土低層內都存在大于兩組的有效現場剪切標準;③靜力觸探可利用貫入阻力的變化探查軟土在垂直和水平方向上的狀況,并可依據勘探資料和土層劃分狀況,分析軟土的變形模量、承載力、類別等其他力學性能指標;其觸點間距可依據場地環境類型進行確定。
(2)軟土剪切試驗:若軟土的卸載和加載頻率過高,其內部水產生的空隙水壓消散速率同時出現變化,此時應選用自重壓力預固結德爾不固結排水三軸剪切試驗;對于透水性能較差的粘性土質可選用無側限的壓強度試驗或十字板剪切試驗;對于可能出現較大突變項目的土體在探測其殘余剪切強度時可采用動態扭剪切試驗、蠕變試驗和動態三軸試驗;對于軟土排水速率快但施工精度較慢可采用直接剪切試驗或固結不排水三軸剪切試驗。
(3)室內測試:為有效評估地下水對建筑材料的腐蝕影響,應對地下水開展水質化學分析試驗;對于力學試驗中的加荷標準與級別、應力及路徑條件、試驗邊界條件確定等應以工程現場地質環境作為主要參考,并結合運營期、預壓期、施工工期等進行綜合分析判定;試驗項目也能夠包含前期固結壓力、酸堿度、有機物含量、天然快剪、壓縮系數、液限、粒徑成分、天然密度、固結快剪、天然含水量等。
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