試析水利工程軟土地基處理措施在南灣灌區(qū)的應(yīng)用

張曉昕

【摘 要】 信陽市南灣水庫灌區(qū)位于淮河上游，設(shè)計灌溉面積112.4萬畝，是建國后首批治淮大型骨干工程之一。其灌溉范圍涉及信陽市平橋區(qū)、上天梯管理區(qū)、羅山縣、息縣和駐馬店市正陽縣三縣兩區(qū)。計24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，受益人口96.3萬人。灌區(qū)從1960年開灌至2014年，累計供水103.06億立方米，累計灌溉面積2930萬畝，增產(chǎn)糧食75.4億公斤。為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展特別是糧食安全做出了巨大貢獻。近年來，隨著國家對水利建設(shè)的重視不斷加大投入，水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大。自1999年開始，信陽市南灣灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程也大規(guī)模展開，自工程實施以來灌區(qū)面貌得到很大改善，但在施工過程中也出現(xiàn)了不同程度的問題，特別是軟土地基在工程建設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)，采用正確的方法對軟土地基進行處理對水利工程的質(zhì)量控制顯得尤為重要，其施工技術(shù)水平高低對水利工程軟土地基質(zhì)量的提升具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】 ?水利工程 ?軟土地基 ?處理措施 ?特性

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，水利工程已經(jīng)成為我國基礎(chǔ)建設(shè)中的一項重要內(nèi)容，軟土地基作為水利工程施工的重要病害問題，其施工處理技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著水利工程的整體質(zhì)量。在水利工程軟土地基處理中施工企業(yè)在施工過程中必須嚴(yán)格按照每一道工序的規(guī)范要求，對各環(huán)節(jié)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，防止各種質(zhì)量通病的發(fā)生，確保整體工程施工質(zhì)量達到合格水平，并努力實現(xiàn)創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。

1 水利工程軟土地基的特性

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土構(gòu)成的地基。這種地基具有較低的承載力，通常都在50KN每平方米以下。作為水利工程施工中主要的病害問題，軟土地基施工技術(shù)水平是否符合施工要求將直接影響到水利工程的質(zhì)量。在水利工程施工中，一般將軟土地基根據(jù)孔隙大小進行分類，如淤泥主要是亞粘土、粘土孔隙比在1.5以上的土質(zhì)，當(dāng)粘土孔隙比在1.0到1.5之間時，通常歸為淤泥質(zhì)粘土。在水利工程施工中，為有效解決軟土地基中存在的問題，必須對其存在的特性進行分析，只有這樣才能提高水利工程的質(zhì)量。

（1）孔隙比和天然含水量大。通常情況下我國軟土天然孔隙比都在1到2之間，在含水量方面主要為50%到70%，通常都比液限大，最高已達到200%。

（2）高壓縮性。通常情況下我國軟土地基壓縮系都在0.5Mpa-1以上，在這種軟土進行水利工程的建設(shè)，將會出現(xiàn)極大的沉降問題，特別是不均勻沉降，這將會導(dǎo)致水利工程出現(xiàn)裂縫或損壞等情況。

（3）透水性差。水利工程軟土地質(zhì)具有較大的含水量，但其透水性很差。這種情況下在荷載作用下，土體孔隙水壓力將不斷提升，進而對地基的壓實度及固結(jié)程度造成極大的影響。

2 軟土地基上堤防失穩(wěn)的破壞機理

軟土地基中抗剪強度小于剪應(yīng)力是導(dǎo)致軟土地基上堤防滑動，平衡穩(wěn)定性遭到破壞的主要原因。產(chǎn)生這種問題的主要原因有兩點：首先因為增加剪應(yīng)力，如增加水利工程上部填的土荷重，或由于降雨導(dǎo)致土體容重量的不斷加大。其次因為降低軟土地質(zhì)自身的抗剪強度。如孔隙應(yīng)力的提升，或天氣原因?qū)е峦馏w出現(xiàn)干裂等情況。

在分析水利工程穩(wěn)定性時，脫離體一般為滑動面以上土體，在極限平衡條件下對其上面各種作用力進行分析，在其安全系數(shù)定義時，必須以整個滑動面上的平均抗剪強度與平均剪應(yīng)力比作為分析對象，以此確保其安全系數(shù)的準(zhǔn)確性。

3 水利工程軟土地基處理措施

隨著國民經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升，我國水利工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。軟土地基作為水利工程施工的重要病害問題，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著整個水利工程的發(fā)展。水利工程軟土地基處理是否符合施工要求對水利工程施工質(zhì)量起到關(guān)鍵性的作用。為此施工企業(yè)必須對其施工處理措施進行分析，提高其施工技術(shù)水平，并加強質(zhì)量控制。只有這樣才能確保水利工程軟土地基施工的整體質(zhì)量，充分實現(xiàn)水利工程的經(jīng)濟效益與社會效益。

（1）堤身自重擠淤法。堤身自重擠淤法是指利用堤身自重不斷加高等方式擠出處于流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土，在堤身自重作用下，不斷消散軟土地基孔隙水應(yīng)力，并增加相應(yīng)有效應(yīng)力，進而對軟土地基抗剪強度不斷提升。在淤泥擠壓過程中，為避免不均勻深陷問題的出現(xiàn)，必須將填筑堤坡及堤身的速度降低，加高作業(yè)可以分期進行。這種施工處理方式可以起到成本降低的作用，但施工時間卻會隨之增加。

（2）拋石擠淤法。拋石擠淤法顧名思義就是在需要處理的軟土地基中將一定量的石塊投入，進而擠走原有淤泥，起到良好排淤加固效果的一種方式。這種施工方式通常要遵循一定的施工要求，才能進行，如選用的石料必須不易被風(fēng)化，其石料必須在30厘米以上，依據(jù)軟土下臥地層的橫坡確定石料的拋填方向。當(dāng)橫坡坡度較為平緩時，可以選用從地基中間向兩邊的方式進行石料拋填;當(dāng)橫坡坡度在1：10以上時，石料拋填方式要從高到低進行，并在拋填施工結(jié)束后在其上方進行反濾層的設(shè)置。這種施工方式在技術(shù)應(yīng)用中較為簡便，成本較低。

（3）墊層法。墊層法就是鏟除在堤防基底附近不符合施工要求的軟土，將高強度、低壓縮性及良好透水性的砂、碎石等材料進行回填，并將這些材料作為持力層。這種施工處理方式的特點主要體現(xiàn)在成本較低，選料方便，施工技術(shù)要求較低等。主要應(yīng)用于水利工程軟土具有較淺挖深及較小開挖方量等工程中。

（4）預(yù)壓砂井法。預(yù)壓法主要是通過排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)相互配合作用下，排出地基土中孔隙水。在水利工程軟基施工中最常見的排水系統(tǒng)主要包含水平排水墊層、排水砂溝或其它水平排水體和豎直方向的排水砂井或塑料排水板;加壓系統(tǒng)有堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓或降低地下水位等。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法主要是聯(lián)合使用堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓。這種處理措施的施工工藝主要為：清除需加固范圍內(nèi)的植被與表土，并進行砂墊層的鋪設(shè)。隨后將塑料排水板垂直下插，排水管在砂墊層中要橫向布置，進而對軟土地基排水情況進行良好加固，并將密封膜鋪設(shè)在砂墊層上面，將密土膜內(nèi)的地基氣壓通過真空泵抽到80kpa以上。這種加固措施施工工期較長，真空抽出范圍較小。endprint

（5）旋噴法。旋噴法主要通過旋噴機具形成旋噴樁進而對地基承載能力進行有效提升，在地基防滲處理中可以選用聯(lián)鎖樁施工或定向噴射成連續(xù)墻的方式。旋噴樁在是土層預(yù)定深度設(shè)置將帶有特殊噴嘴的注漿管后在進行提升，噴嘴旋轉(zhuǎn)時，必須按照一定速度進行，水泥經(jīng)高壓噴射水泥固化形成漿液，同時混合土體混合，待其凝固硬化后形成樁。

（6）土工合成材料加筋加固法。在堤防地基表面進行土工合成材料的鋪設(shè)工作，以此加大地基的作用，同時確保堤防荷載向地基均勻分散。如塑性剪切破壞在地基中出現(xiàn)時，土工合成材料將對破壞面的形成起到阻止作用或?qū)ζ茐陌l(fā)展范圍進行減少，進而實現(xiàn)地基承載力提高的作用。與此同時，土工合成材料與地基土之間的相互磨擦將限制地基土的側(cè)向變形，進行對地基的穩(wěn)定性進行有效增加。

4 軟土地基施工建設(shè)中的質(zhì)量管理

在水利工程軟基處理施工中必須先對施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況進行準(zhǔn)確分析，并在此基礎(chǔ)上制定科學(xué)的處理措施與施工方案，在勘察設(shè)計時必須做好地質(zhì)勘察工作，設(shè)計方案要考慮到軟土地基處理等特殊要求，切不可省時省事，留下隱患。

水利工程是關(guān)系到國民經(jīng)濟增長的重要工程，是促進經(jīng)濟社會健康穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)保障，隨著我國水利工程行業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，對其施工質(zhì)量的要求也在不斷提高，在水利工程中軟基施工是一項重要的施工內(nèi)容。其施工方法的科學(xué)、合理直接關(guān)系著整個水利工程的質(zhì)量優(yōu)劣，關(guān)系到工程設(shè)施運行安全，關(guān)系到施工企業(yè)的信譽生存。因此，必須高度重視軟基處理施工，要采用正確、科學(xué)、合理的施工方法，防止水利工程出現(xiàn)裂縫、滲透等質(zhì)量事故，避免影響水利工程的使用壽命及安全運用的現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著國民經(jīng)濟的快速增長，水利工程行業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要支撐，其行業(yè)的發(fā)展對國民經(jīng)濟的增長至關(guān)重要。軟土地基作為影響水利工程質(zhì)量的重要病害問題，其施工技術(shù)水平高低對水利工程軟土地基質(zhì)量的提升具有重要意義。為確保水利工程的整體質(zhì)量，必須加強對軟土地質(zhì)施工的質(zhì)量控制，施工企業(yè)必須提高軟土地基施工的技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，根據(jù)工程施工的具體情況選擇與之相適合的施工處理措施，只有這樣才能確保工程質(zhì)量，才能使水利建設(shè)事業(yè)又好又快發(fā)展。

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