水利施工中軟土地基處理技術的應用

吳 友

(貴州省水利實業有限公司，貴陽 550000)

顧名思義，軟土指的是那些含水量相對較高，空隙比較大，壓縮性也較高，而且抗剪的強度比較低的細粒土壤。這些軟土一般分布在水利施工相對密集的地區，在物理層面上，軟土層間還存在較大的差異，而且它們的分布情況也比較復雜。因此，對于水利工程來說，軟土地基的處理是施工的首要問題。準確的測出軟土地基的實際承受能力最大值;合理估算出軟土地基有可能發生的變形情況以及施工過程中的應用復合地基問題，是軟土地基處理技術所涉及的3個方面。

1 水利工程特點

水利工程施工與一般土木工程如道路、鐵路、橋梁和房屋建筑等的施工有許多相同之處。但是，水利工程的施工也有其獨自的特點:①水利工程承擔擋水、蓄水和泄水的任務，因而對水工建筑物的穩定、承壓、防滲、抗沖、耐磨、抗凍、抗裂等性能都有特殊要求，需按照水利工程的技術規范，采取專門的施工方法和措施，確保工程質量;②水利工程對地基的要求比較嚴格，工程又常處于地質條件比較復雜的地區和部位，地基處理不好就會留下隱患，事后難以補救，需要采取專門的地基處理措施;③水利工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工，需根據水流的自然條件及工程建設的要求進行施工導流、截流及水下作業;④水利工程要充分利用枯水期施工，有很強的季節性和必要的施工強度，有的工程因受氣候影響還需采取溫度控制措施，以確保工程質量。水利工程施工，與社會和自然環境關系密切，因而實施工程的影響也較大，須要把握時機，合理安排計劃，精心組織施工，及時解決施工中的防洪、渡汛等問題，以策安全[1]。

2 關于水利工程中軟土地基的幾點介紹

2.1 軟土地基的概述

軟土包括淤泥、淤泥質黏土、淤泥質粉土、泥炭、泥炭質土等，是一種天然含水量大、壓縮性高、天然孔隙比≥1、抗剪強度低的細粒土。

軟土是在靜水或緩慢的流水環境中沉積，經生物化學作用形成的飽和軟弱淤泥、淤泥質黏性土、淤泥質粉土、泥炭、泥炭質土等。

2.2 關于建在軟土地基上的建筑設施失穩原因

水利施工如果在軟土地基上開展常常使建筑設施遭到一定程度的破壞，這是因為建筑設施會容易發生滑動。造成建筑設施滑動的原因主要是因為軟土地基中滯洪的某個面上所具有的抗剪強度低于了它所受到的剪應力，導致兩者之間的平衡力遭到打破，進而產生了這種現象。剪應力之所以增加的主要原因是在水利工程施工過程中軟土地基上的負荷變大亦或者是因為降水增加了軟土的比重。

2.3 水利工程中軟土地基處理技術的重要性

鑒于軟土是摻雜著一些薄層粉、細砂的混合物，其滲透性相對比較差，會嚴重影響著地基的排水功能以及承載力低，所以在水利工程的施工過程中會影響著地基的強度，軟土地基對于水利工程的危害一般表現在水利設施工程中的公路方面[2]。如果橋頭高路堤發生滑移、沉降或者單邊膨脹的現象會嚴重影響到橋梁使用的壽命和價值，如處理不妥當，會影響到附近那些魚塘、農田、農戶等人的正常生活，更有甚會影響到整個水利工程設施的作用發揮。因此，對于水利工程來講，軟土地基的處理技術是施工中所要解決的首要問題，也是當今所有相關專業技術人員所關注的重要課題之一。

2.4 水利工程中軟土地基所具有的特征表現

以軟土為主要的組成部分，而且還夾雜著一些粉砂和粉土的地基，就是軟土地基。一般來說，這種軟土地基是比較軟的，因此它的可塑性是很強的，然而它的承載能力卻是比較低的。在水利工程的實際施工過程中如果存有軟土地會給水利的施工產生一定的困難，因為軟土地基的含水量比較高，所以軟土地還存在較大的空隙，這比較容易導致水分的快速流失，使得土地變得相對比較疏松。

3 關于水利工程軟土地基處理技術介紹

3.1 排水法

水利工程的施工當中，主要是采取礦井排水的固結方法，對那些在表層存在的淤泥則采取清除的方式來加強軟土以用來保證它的堅固性，此種利用砂井進行排水的方法就是要通過預壓砂井處理軟基土地，這樣就可以加快排水的固結速度，讓地基先沉降，這樣的效果還是很明顯的，但要是想完全固結的話仍然還要一定的時間。

3.2 爆炸排淤法

爆炸排淤法主要是用在沼澤和淤泥為主的地基中。此方法主要用在防洪堤、海岸護岸、滑道拋石基床、圍堰等水工結構中的軟土地基處理中。它是放置一些炸藥在軟土層中，通過引爆炸藥的方式來把軟土基層表面上的像淤泥、泥炭等成分清除掉，從而讓那些比較堅硬的具有滲水性的土層可以相對比較容易的填進來，也就強化了地基土層的固結性。這種方法所起的作用比較明顯，所用時間較短，但是這種方式的成本比其他方式要高而且采用爆炸的方式可能會產生一定的危害性對于周圍的環境和人畜安全，因此此種方式在我國的一些沿海地區使用相對比較少。廈門市高崎閩臺漁輪避風港東堤工程在處理軟土地基時就采用的此方法。

3.3 墊層法

換土加筋墊層法的加筋材料宜選用抗拉強度高、受力時伸長率≤4% ～5%、耐久性好、抗腐蝕的土工格柵，當墊層厚度＜1.0 m時，在底部或1/2厚度處鋪設一層加筋土工格柵，當厚度＞1.0 m時每0.5 m鋪設一層加筋土工格柵。也可根據工程實際情況選用其它土工合成材料如土工布等。墊層的寬度應滿足道路路基基礎底面應力擴散的要求，可按下式計算或根據當地經驗確定。公式為:

式中:b1為墊層底面寬度;θ為墊層壓力的擴散角;b為基礎底面的寬度，m;Z為墊層的厚度，m。

3.4 井點降水法

井點降水法主要使用于粉、細砂、地下水位較高，有承壓水、挖基較深，坑壁不易穩定的土質基坑。目前在公路建設中的地下工程比如橋梁基礎、管線工程等深基坑工程是采用此方法。它是一種很實用的方式，其主要優勢在于降水效果比較好，此外它的施工工期比較短。任何事物都有其兩面性，這種方法也有缺點主要是如果橋涵比較多而且工期非常短的話，就需要設置較多的井點，從而增加了工程的投資金額，此外它使用設備也比較多嚴重影響了它的經濟效益。此方法實施原理是設置一定數量的井點在地下水位相對較高地區。

此種方法需要詳細的檢查施工設備以及水電，在水利工程的施工過程中，抽水一定要一次性到位不允許出現間斷的情況，及時觀察注意周圍的環境變化，根據其變化相應的調整抽水的流量大小。在水利工程施工完成以后技術人員需要及時拆回井點系統并將其收拾完整。

[1]曹天強，仲崇江.水利工程施工中帷幕灌漿技術初探[J].黑龍江科技信息，2009(23):12 －18.

[2]鐘俊紀.水閘軟土地基沉降預測的主要方法[J].理論與現代化，2005(S1):132－133.