软基处理水利工程论文

2022-04-26

本文一共涵盖3篇精选的论文范文,关于《软基处理水利工程论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。摘要:在水利工程事业不断发展的今天,软基处理施工质量的优劣对水利工程整体质量起决定性的作用。强夯加固技术作为水利工程软基处理的主要技术之一,其施工技术水平的高低对水利工程质量的提升及工程使用寿命的延长具有重要意义。本文在充分了解强夯法施工概况的基础上,主要对强夯加固技术在水利工程软基处理中施工准备及施工应用进行了分析与探究。

软基处理水利工程论文 篇1:

某泵站水利工程软基处理技术解析

【摘要】软土地基在我国分布较广,特别是水利工程的基础处理中,经常遇到软基处理问题,软土地基容易发生承载力不足、沉降量大、不均匀沉降、固结时间长等多种问题,导致工程质量安全事故。本文以某泵站工程软基处理技术实例,对粉喷桩软基处理技术展开分析与讨论。

【关键词】水利工程;泵站软基处理;粉喷桩

1 概述软土地基的特点

1.1高孔隙比

软土的孔隙比一般要比同一环境下的重塑土的孔隙比高出20% ~ 40%,试验室土样的孔隙比可达到1.9左右。软粘土的这一特点与其缓慢沉积过程中颗粒接触点形成一定的胶结从而阻止其进一步压密有关。

1.2高压缩性

软土压缩曲线的初始段是很平缓的,当压力超过某一屈服应力时会出现陡降段;在过一段压力之后,土样压缩曲线斜率呈现出从突变到渐变的压缩特性。

1.3低透水性

软土的不排水抗剪强度一般在20kpa以下,其透水性能弱,一般竖向。渗透系数一般在1×10-8~1×10-6㎝/s之间,对地基排水固结不利;在加载初期,地基中常出现较高的孔隙水压力,影响地基沉降,使建筑物沉降的延续时间很长。

1.4高灵敏度

高灵敏度体现在软土的触变性,当原状软土受到振动后,土结构的连接被破坏,强度降低或很快地使软土变成稀释状态,易产生侧向滑动、沉降和基底面侧向挤出现象。

2 某泵站水利工程粉喷桩地基处理技术的实践

针对软土地基的不利工程特性,某泵站工程主要采取粉喷桩地基处理技术,该工艺处理软土地基施工较快、稳定性较好,对水利工程地基处理以后承载力大大提高,很大程度上解决了地基承载力不足的现象,确保了工程的质量。

2.1 地质情况分析

某水利泵站设计自排流量52m3/s,抽排流量14.8m3/s,为封闭堤穿堤建筑物,位于A河左岸,泵站中心线桩号南9+761,泵站排涝面积42.25km2。

工程项目范围内存在的特殊性岩土主要有填土、膨胀土和软(弱)土,其中填土根据物质组成和堆填方式不同可分两类:1层素填土;软(弱)土主要为2-2层淤泥质粉质黏土,局部地方为软塑状粉质黏土;膨胀土主要为3层粉质黏土。

2-2层,淤泥质粉质黏土:深灰色,流塑,含少量腐植物,局部夹粉土,切面无有光泽,干强度低,韧性低,属高压缩性地基土。厚度: 1.00~15.20m,层底埋深: 2.80~23.60m。[fa0]=50 kPa~70kPa,qik=15 kPa~25kPa。

3层,粉质黏土:灰黄色、褐黄色,硬塑为主,含少量Fe,Mn质结核及浅灰色高岭土团块,切面稍有光泽,干强度高,韧性高,属中偏低压缩性地基土。厚度:0.40~8.40m,层底埋深:1.40~17.00m。[fa0]=220kPa~250kPa,qik=68kPa~70kPa。

2.2粉喷桩设计

该泵站的进水翼墙、进水闸、进水池挡墙、泵室、压力水箱、穿堤箱涵及出水口翼墙基础全部采用粉喷桩地基加固处理技术。共布置桩5226根,设计桩体直径d=500mm,桩长分别为8m、10m,桩体在满足桩长条件下,插入第⑥层重粉质壤土不小于1m。

搅拌桩固化剂采用P.O.32.5级普通硅酸盐水泥,桩体28d无侧限抗压强度不低于180kPa。复合地基承载特征性,进出口翼墙段为120kPa、泵室段117kPa、压力水箱段83kPa、涵身(Ⅰ~Ⅲ)段为163kPa、涵身(Ⅳ)段为130kPa,桩体单桩承载力为106kN。

2.3粉噴技术软土地基处理办法

2.3.1加固机理及施工流程

(1)地基加固机理:在水利工程软土地基施工中,粉喷桩主要采用喷粉桩机成孔,并应用粉体喷射搅拌法的原理,它是一种新型的深层搅拌桩型,当孔钻好以后,通过压缩空气将粉体输送到桩头,并以雾状喷入水利工程地基加固土层中,并借钻头的叶片旋转加以搅拌,使其充分混合,形成水泥土桩体,与原有地基构成复合地基,从而达到加固工程软弱地基的目的,保证工程地基的质量。

(2)施工流程:粉喷桩机就位;搅拌下沉至桩底;钻头反转(喷粉);提升至距地面30cm处停喷;复搅至桩底;钻头反转提升至地面;关闭粉喷桩机;移至下一桩点。

2.3.2技术要求

施工中应遵守以下施工技术操作规程:桩位要定位准确,桩机要停放平稳;正转预搅下沉,应逐级加速,钻至接近设计深度时,应用低速慢钻,并在原位钻动1~2min,并在整个预搅下沉过程中,向钻杆内不断输送压缩空气,以保持钻杆通道的干燥及畅通;在确认加固料已喷至孔底时,应按0.5m/min的速度反转提升,当提升至设计停灰标高后,应慢速原地搅拌1~2min,并做好地基施工记录;钻具提升至地面后,钻机移位对孔,按上述步骤进行下一根桩的施工;成桩过程喷粉量,如未能达到水利工程地基设计要求,应及时分析原因并向监理工程师汇报,保证水利工程桩基质量。

2.4质量保证措施

从质量的层面来看,合格的粉喷桩应本身应符合的标准是:灰土搅拌均匀,不出现粉料集中;整齐匀称的外观,没有明显的凸凹;表面成形状态较好;终粉施工桩顶标高差较小,桩顶平齐且没有缺块的情况出现;设计的永久性桩顶截平整,没有松土上浮的情况。

施工质量应建立在施工前所做的施工组织设计和相关试验数据基础上,喷粉量与灰土搅拌次数都应计算出准确数值,处理好施工工艺方面存在的问题;应把握好施工过程中所需要的原材料的质量关;在制桩中应精心操作,杜绝断桩与缩颈等各类质量事故的出现。

从施工质量控制来看,应关注的内容如下:

(1)在施工管理中应加强现场管理的力度。在现场管理中应有具体的管理措施及管理制度,同时还应有合理有效的技术力量、管理者、施工方法。从现有的工程质量事故的统计结果来看,由于管理者的指挥与现场管理问题而导致的质量事故大量存在。

(2)施工队伍应具有较强的技术素质,从而确保能够制出满足质量要求的粉喷桩。相反员工如果技术水平低,同时对制桩工艺的了解较少,由一些临时拼凑的人员组成的队伍进行仓促上阵的施工单位在施工中是不可能创造出质量优良的工程的。

(3)在施工过程中所应用的固化剂与各种掺合料应符合标准的要求,材料在进场前应通过严格的检查与试验,材料必须经确认符合要求时才能够进行使用。在施工中应避免使用吸水受潮等不符合国家标准的水泥。

(4)在施工过程中严格以施工工艺为基础组织施工。施工过程中的钻进速度与提钻速度等都应要按设计的要求进行施工,应设置专职的工作人员负责质量方面的检查,同时做施工记录。

(5)成桩中,由于某种原因而出现的停机,导致成桩工艺出现中断,搅拌机重新进行起动时,从避免断桩的要求出发,应把搅拌机下沉到规定数值后进行制桩,喷灰量不应低于60kg。

3 结束语

稳固的地基是保证工程质量的基础,粉喷桩在水利工程中应用较为广泛,是一种高效、经济和适用的软土地基处理技术。在实际工程应用中,水利工程软基的加固方案需要结合工程需要以及施工的实际地质条件进行选择,并应严格控制地基处理工艺质量,以保证工程的质量和安全。

参考文献:

[1]郭小军.水利工程中粉喷桩软基处理技术探讨[J].中国新技术新产品,2011,21:189-190.

[2]阮改娣.粉喷桩软基处理技术在水利工程中的应用[J].河南科技,2010,17:81-82.

作者:宁灵宝

软基处理水利工程论文 篇2:

水利工程软基处理中强夯加固技术的应用

摘要:在水利工程事业不断发展的今天,软基处理施工质量的优劣对水利工程整体质量起决定性的作用。强夯加固技术作为水利工程软基处理的主要技术之一,其施工技术水平的高低对水利工程质量的提升及工程使用寿命的延长具有重要意义。本文在充分了解强夯法施工概况的基础上,主要对强夯加固技术在水利工程软基处理中施工准备及施工应用进行了分析与探究。

关键词:水利工程;强夯加固技术;软基处理;施工准备

随着国民经济发展速度的不断加快及科学技术的不断进步,我国水利工程技术水平也得到了极大的提升,这都为水利工程规模扩大提供了可靠地保障。在社会主义市场经济高速发展的今天,对水利工程质量提出了更高地要求。软土地基作为水利工程施工中的重要病害问题之一,其加固技术水平的高低将直接影响到工程的整体质量。强夯加固技术作为水利工程软基处理中的主要技术之一,在应用中一般也被叫做动力固结法,是上世纪70年代初期由法国工程师梅那提出的,在70年代后期这种软基处理技术被中国引进,经研究发现其处理效果显著,故在大量工程施工中得到应用。现阶段强夯加固技术主要应用于工程、水利工程及建筑工程等方面,其特点就是便于施工、经济效益显著。

一、强夯法概况

1、强夯法概念与特点

强夯法在加固路基质量的方面具有显著的效果,在对水利工程进行施工的过程中,最难控制的就是软基的质量,因为一旦出现问题,就会产生塌陷的可能,进而就会对工程产生严重的影响,不利于水利工程事业的发展。采用强夯法能够有效的避免这一问题的发生。这种施工方法的原理就是减少路基的承载力,将土方进行夯实处理的一种施工技术。在进行施工的过程中,将重锤从一定的高度进行自由下落,在高空自由下落的过程中,其具有的冲击力足以对土方产生一定的影响,从而起到加固土壤的目的。

2、强夯法的施工优势

在采用强夯法对水利工程进行施工建设的过程中,我们需要一定的机械设备加以辅助,这样不仅能够便于施工,还能有效的节约工程的施工时间,以达到理想的施工效果。同时,采用简便的机械设备开展施工建设还可以节省不必要的劳动力开支,促进工程质量的提高,通过在近几年的工程实践中,我们已经积累了相当丰富的工作经验,能够在砂性土壤以及碎石土地基中得到广泛的运用,并且有效的促进了工程质量的提高。

二、水利工程软基处理中强夯加固施工准备

1、强夯设备的选择

强夯设备主要包含三部分:夯锤、起重机及脱钩装置。首先,夯锤。现阶段国内主要分为两种形状的夯锤,为圆形与方形,底面积一般都控制在2平方米到6平方米之间。选择夯锤时,可按照起重设备、地基土质、加固深度等条件进行。选择夯锤底面积时,必须遵循地基土的种类进行,如应选用较小的底面积作为砂性土底面积,选用较大底面积作为粘性土底面积。其次,起重设备和脱钩装置。通常情况下起重机都会选用履带式或轮胎式,如地基有加固要求时,应选用大型夯锤,并进行专用起吊三脚架的制作及通过2台起重机进行夯锤台吊作业。利用滑轮组将夯锤吊到指定高度,并利用脱钩装置实现自动脱钩落锤。现阶段主要使用到的脱钩装置分别是通过吊机上副卷扬机的钢丝绳吊起锁卡焊合件使锤脱落;还有一种是脱钩施夯作业通过定高度索的方式完成。

2、强夯参数的选择

(1)锤重及落距

强夯技术处理水利工程软基中,选用的锤重一般为8吨到25吨之间,将其落距要控制在8米到20米的范围内。选择锤重时,必须严格遵循相关施工要求进行,如地基加固深度等。为更好地了解强夯施工中锤重和落距的关系。将夯锤重量设为M,用h代表落距,应F代表冲量,可以得出在锤重加大和落距加大中,其效果最佳的为锤重增大。

3、夯击能的确定

通常在水利工程强夯施工前期都要进行试验段试验工作,以此获取准确的检测数据。按照所得数据并与设计及施工要求相结合,对最佳夯击能进行准确确定。由于粘性土的孔隙水压力消散极为缓慢,最佳夯击能可以遵循孔隙水压力的叠加值符合土的自重压力范围进行确定。因为砂性土具有較快的孔隙水压力增加或减少速度,最佳夯击能的确定必须遵循孔隙水压力增量随夯击次数的增加而逐渐趋于恒定的夯击能进行确定。

三、强夯加固技术在水利工程软基处理中的应用

近年来,随着社会经济发展速度的不断提升对水利工程建设提出了新要求,要求通过创新体制、完善政策,进一步提升水利工程建设力度。强夯法作为水利工程软基处理的重要方式,其施工效果是否良好直接影响着水利工程的整体质量,为此,施工单位必须重视强夯法的应用,在规范施工工艺的同时,不断改进技术,提高水利建设的整体质量,提升水利行业的发展水平。

1、平整场地

对强夯施工后可能出现的平均地面变形情况进行预先估计,进而对强夯施工前的地面高程进行确定,随后进行场地平整作业,一般选用推土机进行。与此同时,要对强夯场地一定范围内的地下构筑物、各种地下管线的位置及标高进行详细勘察,尽可能不在这些构造物上进行强夯作业,如无法避开,应严格遵循强夯影响深度的多少,对其可能出现的情况的估量,并及时选用行之有效的方式进行处理,防止对工程造成一定损害。

2、铺垫层或降低地下水位

如地表层构成成为主要是细粒土、地下水位又高时,必要时必须铺设0.5米到2米的松散性材料在表层位置,也可以选用人工降低地下水位的方式。其主要作用就是帮助地表快速形成硬层,更好地支承起重机械设备,保证施工的顺利进行,同时还可以将地下水与地表面之间的距离拉大,避免夯击过程中出现夯坑积水及降低夯击效率的情况。

3、施工作业

根据工程施工要求及设备选择标准,本工程选用15吨和10吨两种锤重,将其落距控制在10米左右,并定为3平方米的夯锤底面积。其设计加固深度应为6米。首先应在平整后的场地上面进行第一遍夯击点位置的标注,并对地面高程进行准确测量,起重机达到施工现场后,应确保夯锤与夯点位置的一致性,并对强夯施工前锤顶的高程进行测量。随后将夯锤吊至指定的位置,等到夯锤脱钩自行下落后,将吊钩放下,并对锤顶高程进行测量,如出现夯锤歪斜状况时,应查看原因,并将坑底技术整平。

四、结束语

综上所述,水利工程施工中,地基施工占有重要地位。强夯法作为水利工程软基处理的重要技术,施工企业必须按照相关施工要求,对施工中出现的各种问题进行了分析与处理,提高施工技术水平,规范施工流程,只有这样才能确保水利工程软基处理的整体质量,才能提高水利施工的安全性及延长其使用年限。

作者:吕录伟

软基处理水利工程论文 篇3:

基于水利工程堤防软基处理方法

【摘要】文章主要是介绍了堤防工程软基的特性,并对近年来水利堤防工程及堤防建设工程中使用过的一些软基础处理措施进行了歸纳分析,对各种措施的适用条件进行了探讨,旨在为类似工程提供有益经验借鉴。

【关键词】水利堤防工程;软土地基;处理方法·

引言

水利工程的稳定和牢固与否,对人们的生命及则产安全有着直接的关系。我国一直都非常重视对水利工程中相关提防与护岸工程的建设工作,为了使得人民的生命及财产免受洪水的破坏,所以加强相关提防护岸工程的建设就显得刻不容缓。本文深入探讨了有关水利工程中提防软土地基方面的施工技术,具有一定的现实意义和代表性。

1、堤防工程中软土地基

软土的生成环境决定了其组成以及状态特征。因为软土通常都形成于以上提到的水流不通畅并且饱和缺氧的静水盆地,那里的土矿物成分主要是含大量有机质的水云母、蒙德石。有机质的含量一般都在5-15%之间,最大可以达17-251。大量的负电荷存在于这些粘土矿物以及有机质颗粒的表面,产生的静电荷引力以及分子引力在的沉积过程中作用于矿物颗粒使其逐渐形成了絮状、蜂窝状的结构,而负电荷与水分子还产生了极其强烈的作用,在其外围形成了一层结合水膜。

根据软土地基的特点进行分析,软土地基堤防出现滑动、破坏的原因主要是在软土地基中某个软弱面上的产生了超过其抗剪强度的剪应力,故其的稳定平衡能力遭到了破坏。而出现这种情况主要有两个因素:

(1)软土地基某个层面的剪应力增加。比如进行堤坝的中上部填土施工过程中荷重增加:长时间大量降雨导致土体的容重增加:出现地震或进行打桩等情况产生一定动荷载等。

(2)软土地基本身的抗剪强度降低。例如地基孔隙中的水应力升高;气候骤变导致地基干裂、冻融;因长期浸水导致粘土夹层软化或粘性土蠕变等。

2、常用的堤防工程的软基处理方法

2. 1抛石挤淤法

抛石挤淤法简单说就是经过简单地计算后,在需要进行处理的软土地基的位置抛下一定数量、粒径的石块,然后挤走原地基位置处的淤泥质土或者淤泥,从而实现将软土地基加固的自的。这种方法主要有以下几个要求:

(1)用于抛填地基的石块一般应选取不易风化且大小不小于30cm的石料。

(2)进行抛填的方向应根据软土地基的下卧层横坡情况来进行选择,当横坡平坦时,应从地基的中部逐渐向地基的两侧扩展抛填;而当横坡坡陡大于1:10时,应从坡高出向坡低出进行抛填。

(3)在初步的抛填完成后,应在抛填层的上部铺设反滤层。

抛石挤淤的施工方法施行简单并且花费较少,较常用于处理性质属于流塑态的软土地基。

2.2垫层法

垫层法首先应将靠近堤防基底部分的、不满足规定地基设计要求的软土全部挖除,然后用碎石、砂、石渣等一些压缩性低、强度高、透水性好且易压实的材料进行人工回填形成新的持力层。这种方法因其能够就地取材、价格低廉并且施工的工艺也比较简单,因此该方法广泛被应用于软土层较浅并且工程开挖的方量比较小的情况。

2.3堤身自重挤淤法

堤身自重挤淤法是一种通过提升地基本身的抗剪强度来对抗剪应力从而达到加固地基目的的方法。简单来说就是通过将堤身的自重逐渐增加,使得在堤身自重的作用下处于流塑态的淤泥质土或淤泥因受到挤压导致其孔隙中的水应力充分消散并且使得有效应力得到增加,从而提高了地基的抗剪强度。在进行挤淤的过程中为了避免因增加地基自重而导致不均匀沉陷的情况发生,应将堤坡、堤身的填筑速度减缓、放慢,还可以采取分期进行加高的方法。堤身自重挤淤法的优点是大大减少了工程投资,但相应在工程期限上有所加长。因此,这种方法适合于流塑态的软土地基并且工程期限较长的情况。

2.4旋喷法

旋喷法是采用由旋喷机具制作出旋喷桩来提高地基的承载能力,同时也能够作为联锁桩进行施工或者进行定向喷射以形成连续墙用于地基的防渗工作。旋喷桩的制作流程主要是:首先将带有特殊喷头的注浆管放置在土层的预定深度后开始注浆,喷头以一定的速度进行旋转同时进行位置的提升,最后高压喷射出的水泥固化使得浆液与土体混合最终凝固硬化。这种制作出的旋喷桩与被加固土体进行比较,有强度大、压缩性小的优良特性,因此十分适用于对软粘土、冲填土以及粉细砂等地基进行加固,但同时要注意,这种方法用于加固有机质成分含量较高的地基效果较差,而严禁在有机质成分含量极高的塘泥土、泥炭土等地基进行使用,因此这种方法使用时应慎重选择。

2.5预压砂井法

预压砂井法是指在地基上通过配合使用排水、加压的系统使得将其孔隙中的水排出的方法。常用的排水系统有:水平排水砂沟、排水垫层或其它的水平排水体以及竖直方向的塑料排水板、排水砂井等;而加压系统主要有:真空预压、堆载预压以及降低地下水位等,同时又将联合使用真空预压和堆载预压系统的方法称为真空联合堆载预压法。

预压砂井法的基本过程主要是:首先应需要清除即将被加固的软土地基范围内的植被以及表土,完成后再在上面加铺一层砂垫层:之后将塑料排水板垂直下插,并且横向在砂垫层的中间布置排水管,目的改善地基的排水条件。最后在砂垫层的上方铺设一层密封膜,并用真空泵将密封膜内地基的气压抽至80kPa以上。这种方法往往需要较长的加固时间,并且抽真空处理的范围十分有限,因此仅适用于工期宽裕的、流变性不是很强的软土地基的处理。

2.6振动水冲法

振冲器是振动水冲法中必不可少的一项工具,其原理与插入式的混凝土振捣器相类似,这种振冲器在上、下部分别有一个喷水口,地基在振动、冲击荷载的作用下形成孔隙,之后分别在孔内填入碎石和砂等材料,最后分层进行地基的夯实以达到加固的目的。但是应注意在用砂桩、碎石桩进行加固时,地基的初始强度不能太低,性质较软的地基不宜采用。也可将新鲜的生石灰或者掺有适量火山灰、粉煤灰的生石灰灌入桩孔中,由于生石灰具有强吸水性,石灰膨胀后也能对周围的地基土起到挤密、加强的作用。

2.7塑料排水板

在软土地基中加设垂直方向的塑料排水板可以使得地基的排水固结功能得到加强。这种塑料排水板具有足够的纵向通水能力、良好的力学性能以及较强的滤膜渗透性和隔土性,并且可以以较低的进水阻力将从周围土体中排出的孔隙水聚集,然后从垂直排水道排出,从而使土体固结使得提地基的承载力得到高。塑料排水板。

2.8混凝土桩

通常将由低强度的混凝土桩作为竖向增强体而形成的复合地基称为低强度混凝土桩复合地基。由于这种复合地基能有效提高地基的承载力,降低发生地基沉降的概率,并且适用于处理粘性土、粉砂土等各种类型的软土地基而被广泛应用于水利提防工程的软基处理工作。

3、总结

众所周知,堤防工程中软土地基的处理与整个水利堤防工程的建设安全有着很大的关联。作为水利工程当中较为有效的防洪工程措施,建设相关提防护岸工程对于确保人们的生命及财产安全有着直接的联系,这就需要我们应当对其进行高度重视。随着洪水灾害的日益严峻,对进行相关提防护岸工程的建设其要求也是越来越高,这就需要在施工之时采用一些科学先进的施工技术,从而确保提防护岸建筑在整体上的稳定性和安全性。

参考文献:

[1]黄新安.《堤防工程软土地基处理方法探讨》.[J].四川建材2014(03).

[2]杨敏旺.《堤防工程软基处理方法及检测》[J].水利科技与经济.2013(03).

作者:申群

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