一、水利工程軟土地基的特性

在日常生活中,我們見得最多的,工程質(zhì)地性最差的地基就是淤泥和淤泥質(zhì)土。在正常情況下,天然空隙大于或者等于15的亞粘土、粘土就是我們所說的淤泥,其淤泥質(zhì)粘就是空隙比大于1.0或者小于1.5的粘土。根據(jù)實際經(jīng)驗得出,這種淤泥粘土一般具有以下幾種性質(zhì):

1、空隙比和天然含水量大。在我國軟土的天然空隙比一般都在1—2之間,而且其淤泥和淤泥質(zhì)土含水量較高,甚至有些時候大于液限。根據(jù)專家認定,其基本含水量一般都在50%~70%之間。

2、壓縮性高。這種土質(zhì)的可壓縮性較強,所以在實際施工的過程中,如果直接在這樣的土層上面進行修建,便很容易出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象。經(jīng)過專家們認定,在這種土質(zhì)上面修建的建筑在發(fā)生沉降的時候,因為其沉降速度不均勻,便很容易造成建筑倒塌和傾斜。

3、透水性較弱。在實際的生活中,軟土本身的質(zhì)地非常細膩,因此它融水的能力較大,但是透水性卻并不是很強,不容易排除。所以這種土壤如果接到來自上方的壓力,便容易產(chǎn)生物理現(xiàn)象,從而難以形成較為穩(wěn)定的地基。

4、抗剪強度低。

軟土一般處于軟塑一流的形態(tài),索引,當(dāng)出現(xiàn)外部環(huán)境作用力時,抗剪性大大減少。按照實際情況分析,我國軟土抗剪輕度一般都低于30kN/m2。在實際的工作中,軟土層的固結(jié)度和水之間具有非常密切的關(guān)系。如果排水不暢通的話,當(dāng)上方出現(xiàn)很大壓力的時候,便會造成軟土層固結(jié)度增加,但是相反,如果軟土層排水不暢通的話,如果受到的重力越大,固結(jié)度反而會降低。所以,如果遇到排水不暢通的土質(zhì)時,便需要選擇質(zhì)量較輕的質(zhì)量進行修建。

5、靈敏度較高。對于一些軟粘土所形成的土質(zhì),如果其結(jié)構(gòu)完整的時候,性能較為穩(wěn)定,便能夠承受一些減力。但是,一旦這種結(jié)構(gòu)遭到破壞過后,便容易減小承受力。當(dāng)圖層被破壞之后很容易出現(xiàn)強度下降的現(xiàn)象被稱為靈敏度。當(dāng)水分條件不變的情況下,根據(jù)實際情況判斷,原來圖層和后來圖層的抗壓能力較高,其分數(shù)值主要在3—4之間。在實際生活中,我們會根據(jù)這個數(shù)值采取相應(yīng)的措施,比如說:當(dāng)數(shù)值較高的時候,便減少對土壤的侵擾程度。填充土在形成的過程中,主要是靠水力充填形成的,當(dāng)填充內(nèi)部出現(xiàn)沙子含量較高的現(xiàn)象時,填充土便變得相對穩(wěn)定。當(dāng)內(nèi)部沙子含量較大,并且填充土較為穩(wěn)定,力學(xué)分布合理的時候,而且內(nèi)部具有較多的粘滯成分的情況下,這種具有較強的壓縮能力,但是不容易形成固結(jié)。

但是在實際的施工中,如果遇到雜填土?xí)r就較為麻煩。因為雜填土的成分較為復(fù)雜,各種垃圾、混合物組合在一起,我們便很難判斷其質(zhì)土的性質(zhì)。雜填土主要以居民丟棄的垃圾、大量的腐蝕品為主,因此便導(dǎo)致這些土質(zhì)的強度不好,可壓縮能力也不是很強。如果在這些垃圾堆積起來的土質(zhì)中具有大量的化學(xué)成分,這些化學(xué)成分一旦和水發(fā)生反應(yīng),并會造成結(jié)構(gòu)崩塌,因此難以保證水利堤防工程穩(wěn)定。

二、軟土地基上堤防失穩(wěn)的破壞原理

在實際生活中,因為軟土地基局部壓迫過大、不能夠負擔(dān)較重的東西,這是造成軟土地基上堤防滑動破壞的根本原因。這種原因主要分為兩種:第一,因為土壤的減力不斷增加,因此在大堤開工的時候,土壤堆積形成一定的負荷;當(dāng)雨水成分下降的時候,土壤的重量不斷提高,當(dāng)水不斷下降的時候,便會導(dǎo)致土壤的滲流力產(chǎn)生。第二,如果從軟土的本身來找尋原因,如果局部出現(xiàn)的抗減能力過低的時候,便會造成整體減力下降。比如說:土壤的含水量不斷增加,本身存在的溫度差導(dǎo)致出現(xiàn)裂開的現(xiàn)象。粘土層由于本身水分過多而出現(xiàn)稀滑的現(xiàn)象。

三、堤防工程,常用軟土地基處理的方法

(一)堤身自重擠淤法

堤身自重擠淤法就是在施工的過程中,通過不斷增加堤身的重量,而將堤身內(nèi)部存在的淤泥擠壓出來。讓淤泥或者淤泥中的空隙不斷消失,增加其自身的承載能力,這樣便能夠提高地基的抗減強度。擠淤操作如果不恰當(dāng)?shù)脑,便會出現(xiàn)沉陷不均勻的狀況,因此要穩(wěn)步進行,不斷降低操作的速度,堅持具體問題具體分析的原則,分過程增高,這樣有利于減少開銷,但是這樣便需要花費大量的時間。在我們采用這種方法的時候,主要是針對堤身下有流塑狀態(tài)的淤泥,并且時間較為充裕的情況下進行的。

 (二)拋石擠淤法

拋石擠淤法主要是通過將大小不一的碎石扔進淤泥中,改變原來土壤的成分,讓改變后的土壤適合作為地基。這種辦法一般主要按照以下幾個要求進行:首先,將一些質(zhì)地較硬的碎石拋進地基之中,將以前土壤中不適合承重的流體淤泥擠出來,然后再根據(jù)軟臥底層的方向而采取相應(yīng)的措施。在這個過程中必須堅持具體問題具體分析的原則,當(dāng)橫坡較為平坦的時候,就從地基中部向兩邊開始擴展,一層層向上面進行鋪設(shè)。這種方法的施工技術(shù)和其他相比之下較為簡單,而且投資較少,常用于流塑狀態(tài)的淤泥地基中。

(三)墊層法

墊層法,主要是通過將以前不適合做地基的土層清除掉,然后向里面填入一些能夠讓地基穩(wěn)定性較好,而且可透性較強的碎石。在這個過程中應(yīng)該采用較好的材料,才能夠達到預(yù)期的目標。這種方法價格低廉,操作流程較為簡單,但是采用這種方法的前提是軟土層較薄,而且需要挖掘的地方較少。

(四)預(yù)壓砂井法

預(yù)壓法主要是排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的相互配合共同完成,促使水從地基中的空隙流出。其中較為常見的排水系統(tǒng)主要包括:水平排水墊層、排水砂溝、豎直方向的排水砂井、塑料排水板。較為常見的加壓系統(tǒng)主要包括:堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓和降低地下水位等。其中堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓聯(lián)合使用的叫作真空聯(lián)合堆載的預(yù)壓法。

其中基本的做法包括幾個方面:首先應(yīng)該將范圍內(nèi)的植被和表土清除,然后再鋪上砂墊層;為了更好的加固地基中的排水條件,便開始垂直下插塑料排水板,在砂墊層的中間橫向布置排水管,這樣便能夠達到想要的目的;再在砂墊層上面鋪設(shè)較為密封膜,鋪設(shè)完密封膜過后,還需要用真空泵將密土膜內(nèi)的地基氣壓抽至規(guī)定的標準內(nèi)。這種方法需要的時間也較多,真正需要真空處理的部分也不是很多。在實際的過程中,需要根據(jù)實際情況而定,如果要求的時間不緊的話,質(zhì)地是淤泥成分的地方,才適合這種方法,其他地方不是很適合這種方法。

(五)土工合成材料加筋加固法

這種方法主要是將土木合成材料平鋪于堤防地基的表面上,然后再將地基不斷加大,這樣一來便會造成平均壓力降低。第二便有利于降低總壓力。當(dāng)?shù)鼗艿酵饬ψ饔,對建筑的穩(wěn)定受到威脅的時候,這種土木合成的材料便有利于減少傷害程度,縮小受損面積。這樣才能夠有效的提升地基的承受能力,建筑穩(wěn)定得到保證。

四、總結(jié)

總之,上面所采用的方法主要是根據(jù)具體情況所采取的一些措施,這些措施有利于加固地基,保證工程的質(zhì)量。但是這些方法在施工之前,需要認真分析地基土質(zhì)的成分,才能夠選擇科學(xué)合理的方法來穩(wěn)固地基,以便達到我們的規(guī)定的要求,從而提升地基可信賴的程度,保證水利建筑的安全。