軟基處理在水利施工中的應用

摘 要：水利施工的施工環境大多在水域，這些地方由于軟土分布較廣，給水利工程的施工帶來了很多不便。如何保證工程能夠在軟基上順利建設，經過工程人員長期不懈的努力和探索，水利工程施工中軟基建設有了很大的進步和發展。文章主要介紹軟基的涵義以及相關特點，通過分析細化水利工程中有關軟基的危害，并著重對該危害提出合理的處理方案。作者根據工作經驗，對如何處理水利工程中的軟基提出了合理的建議。

關鍵詞：軟基處理；水利施工；危害；處理方法

軟土是一種細粒土，含水量較高且土質空隙較大，并且抗剪強度低、壓縮性高。軟基主要存在湖泊、沼澤以及海邊和河灘等地，而水利工程大多都在此類地區。軟土特點如下：（1）含水量較高；（2）壓縮性較高；（3）結構細數較低且抗剪強度較低；（4）固結周期較強且透水性較差、饒東興較高。軟土層的特性較為復雜且各個層面之間也存在差異較大的物理力學差異，分布狀況也無法準確判定。因此在水利工程建設中軟基處理就成為了核心技術難題之一。對于軟基處理應當注意：首先，要準確的對軟土層承載力進行科學測定；其次，對于軟基工程中可能出現的形變情況進行合理預測；最后，對水利工程中復合地基進行綜合考量。

1 軟基特征

軟土地基主要在軟土中加入粉砂、粉土等成分進行地基的建設。軟土地基雖然在承載力上相對較差，但是由于基質較為柔軟，相對比其他地基可塑性強，這是軟土地基的優勢所在。但是實際的工程建設中，如果遇到軟土層，施工前期工程就會受到影響。軟土地基還具有較強的流變性、觸變性，同時由于含水量相對較高因此質地較為疏松，這也是由于該種土質水分較易流失所致。

2 建筑失穩原因分析

建筑物建筑在軟基上往往會發生由于滑動而產生的失穩現象，一旦水利建筑失穩結構上就會遭到嚴重的破壞。而建筑產生滑動現象的主要愿意是由于軟基面上某一部分的抗剪力小雨剪應力，使得建筑地基平衡遭到破壞。可以從兩個方面進行分析：首先是剪應力驟增。此類現象主要是由于降水加大了軟土比重或者是由于地基負荷加大造成。其次則是由于軟基本身特性（抗剪強度變弱）造成。

3 軟基處理技術

軟基從結構上將屬于高壓縮性地基，其壓縮層主要由淤泥質以及淤泥組成，一般承載力較低。由于該層承載力在50KN/m2，在承載力上無法滿足施工要求，因此必須進行軟基的處理。

3.1 振動水沖

振動水沖主要通過振沖設備進行作業。在該設備上有上下噴水孔，通過機械自身的振動以及沖擊力（類似混凝土插入振搗器）對地基完成打孔，然后對孔洞進行填充，最后將孔中的砂石等填充材料分層夯實，用以達到地基加固的目的。而采用振動水沖對軟基進行加固的前提條件是初始抗剪強度應當在20KPa以上，太低則不適用該方式。

3.2 旋噴

旋噴法可以有效地提高地基的承載能力。它是通過使用旋噴機產生旋噴柱，來達到加固地基的目的。旋噴法可以利用旋噴機進行定向噴射形成連續墻或者連鎖樁來達到地基防滲的目的。高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化形成旋噴樁。它是通過提升插入土層一定深度的，帶有按照一定速度進行旋轉的噴嘴的注漿管，來進行打樁的。與加固土層相比，通過旋噴法所形成的樁具有壓縮性低和強度高的特點，可以用來對由軟粘土和細沙土組成的地基進行加固，而無法對含有較高有機成分的土層形成很好的效果，至于有機成分含量非常高的土層則應該完全排除這種方法。

3.3 土工合成材料加筋加固

在軟土地基的表面鋪上一層相應的工程材料，這樣使工程建筑的重量有效地分散到整個地基之上，從而達到加固地基的目的。在地基出現滑動破壞時，鋪在低級表面的工程材料可以有效地阻止或者是減弱工程可能出現的滑動破壞。除此之外，由于工程材料和地基之間存在著很強的機械摩擦，這將會有效的對地基的側向變形產生抑制，從而使整個水利工程地基的穩定性大大的增加。

3.4 硅化加固

所謂硅化加固法是將Na2O·nSiO2溶液和CaCl2溶液利用帶有網狀孔眼的注漿管向軟土層中輪流注入，硅酸鈉溶液與氯化鈣溶液將會發生化學反應生。它們會產生一種能夠使土顆粒表面活化的膠凝物質，這種凝膠物質可以使相互接觸的土顆粒膠結固化使它們之間的連結增強，最終達到加固地基的目的。隨著電滲原理的出現，借助這一原理，通過電動硅化法，可以大大擴展地基加固的范圍。

3.5 換土

在水利施工過程中，如果遇到的軟土層比較薄，可以用灰土、水泥、沙土等把不能進行水利施工的軟土層替換，使替換后的土層負荷工程的施工要求。一般來說，由于換填沙土的成本很高，且滲透比較嚴重，因此多是就地取材，回填泥土。這樣既節省了成本又有利于水利工程的防滲。換土法回填的泥土要選擇壓密特性好的土。為形成比較好的持力層，填土后一定要進行夯實，以便達到增加地基承載能力的目的。為了提高地基的穩定性和抗變形的能力，應該將回填的土分層壓實。

3.6 排水固結

軟土地基在水利施工中常常面臨穩定問題和沉降的困境，可以采取排水固結的方法進行有效的應對。排水固結法法由排水和加壓兩大部分組成。排水系統充分利用土層自身所具有的透水特性，在地基中安置排水裝置，由排水裝置進行集中的排水。主要有兩種常見的排水裝置，塑料水管排水和沙井排水。

3.7 強夯

所謂強夯法就是把80千牛的夯錘上升到6米到30米之間的高度，使夯錘進行自由落體運動，利用夯錘自身重量將土夯實。強夯法大多用在以沙土和黃土為主要成分的土層。

3.8 灌漿

將可以凝固的一些液體，利用液壓方法或者氣壓等方法注入到地基的土層之中或者注入到建筑物和地基結合的空隙。灌漿所用的液體大多是水泥漿、粘土漿以及其他化學物質如聚氨酯材料和硅酸鹽等。這種方法比較適用于淤泥軟土地。

3.9 加筋

軟土地基之所以穩定性差主要由于土顆粒極易發生位移，而在軟基中埋入強耐拉性工程材料，利用材料同土質之間的摩擦力使得埋入的工程材料同原本易發生位移的土層成為一個整體。從而使得變形性降低，穩定性得以升高，通過埋入工程材料的辦法使得軟基達到工程的設計標準。另外在埋入工程材料前可以先鋪墊上沙子，之后加入工程材料，這樣工程材料在受到拉應力時能夠對沙子的受力進行分布調節，提高軟基穩定性，并對沉降量進行有效降低。

3.10 樁基

對于分布較廣且含水量多的軟基進行加固時可以選用樁基法進行加固。早期多采用水泥樁或者是砂石樁作為軟基的加固樁，隨著技術的發展，樁基技術也發生了很大的改變，目前水利建設中很少采用上述兩種樁體，而采用了性能更好的預應力管樁或者是鋼筋混凝土樁，不但成本更低，且承載力、質量上都強于早期的樁體，而且在操作上更為便捷。

4 結束語

水利工程的地基是否穩定決定了工程是否安全，穩固的地基是保證工程質量的基礎，而軟基的加固方案需要結合工程需要以及施工的實際地質條件進行選擇。將方案確定后還需要選擇恰當的方法，并對質量予以嚴格控制，以此保證水利工程的順利施工。

參考文獻

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