如何提高水利施工中軟土地基承載力

摘 要：基礎(chǔ)是決定一個工程項目穩(wěn)定與否的關(guān)鍵，作為建筑的支撐物，地基的處理決定了建筑后期的使用壽命及安全性。水利工程不同于其他工程項目，由于其施工環(huán)境特殊，基礎(chǔ)多為軟基，承載性相對較弱。由于水利工程基礎(chǔ)含水率相對較高，因而土體空隙相對較大，這直接導(dǎo)致了基礎(chǔ)強(qiáng)度低。若不能有效處理軟土地基就會導(dǎo)致工程基礎(chǔ)地面變形，從而降低工程整體穩(wěn)定性。因此軟基處理問題一直都是水利工程施工的重點，文章主要針對軟土地基存在的危害進(jìn)行了簡要分析，并提出了幾點有效的處理措施。

關(guān)鍵詞：水利施工；軟土地基；處理；方式

水利工程大多建設(shè)在水資源豐富的區(qū)域，這類地區(qū)濕度大，土壤含水量高，因而基礎(chǔ)強(qiáng)度相對較低，從另一角度說，水利工程基礎(chǔ)大多為軟土地基。在水利工程施工中，軟基的處理質(zhì)量將直接對水利工程整體質(zhì)量造成影響。由于軟基含水量高，承載能力較差，土壤空隙大，強(qiáng)度低，若處理不當(dāng)，很容易導(dǎo)致基礎(chǔ)變形，致使上層建筑穩(wěn)定性降低，甚至由于沉降不均等問題導(dǎo)致上層水利建筑結(jié)構(gòu)受損，影響工程安全。因而軟基處理加固是確保水利工程穩(wěn)定的基礎(chǔ)，必須在施工前對基礎(chǔ)進(jìn)行處理。

1 特點及危害分析

1.1 特點

粘土、粉土的顆粒粒徑較小，多見于松軟土、有機(jī)質(zhì)土及孔隙較大的松散沙土、泥炭土等，是軟土地基的常見構(gòu)成，穩(wěn)定性差且在水利施工中容易出現(xiàn)沉降問題。綜合分析軟土地基主要包含以下特點。

透水性較低。由于軟土地基組成成分多為粉土、粘土，因而透水性較低，因此施工中需要長時間進(jìn)行軟基的排水，以保證基礎(chǔ)固結(jié)符合施工標(biāo)準(zhǔn)。在軟基的排水施工上就需要耗費(fèi)大量的時間精力，并且一旦水利工程完工，基礎(chǔ)會存在很長的沉降周期。

觸變性較高。軟土基礎(chǔ)一般為固態(tài)，但是一旦受到外力的破壞，其固態(tài)形態(tài)就很容易會發(fā)生改變，變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)。

沉降速度較快。水利建筑建設(shè)在軟土地基上，基礎(chǔ)沉降速度會隨著上層建筑負(fù)荷的增加而加快，并且相同基礎(chǔ)條件下，沉降速度同上層建筑高度成正比。

壓縮性高。受到高壓影響，建設(shè)在軟基上的建筑沉降率會隨著壓縮系數(shù)值的增大而增加。一旦垂直壓力超過0.1MPa，那么基礎(chǔ)就會由于受到高壓而產(chǎn)生形變，致使上層建筑發(fā)生較大程度的沉降。

密度不均勻。由于軟基大部分由高分散顆粒以及細(xì)顆粒構(gòu)成，因而土質(zhì)密度分散不均，因此基礎(chǔ)的承載力也不同，加之上層建筑的荷載不盡相同，因而沉降也不均勻，這種不均勻沉降會使得水利建筑墻體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂，受到嚴(yán)重?fù)p壞。

1.2 危害

軟土地基具有較大的不可預(yù)見性，若施工過程中沒有有效予以處理，則施工過程中很容易由于基礎(chǔ)不穩(wěn)而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)受損。若基礎(chǔ)固定不良，則很容易出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降，由于軟基受力不均，則沉降過程中容易出現(xiàn)沉降不均問題。因此，上層建筑就會受到縱向剪切力，因而容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)荷載超出規(guī)定范圍，建筑墻體容易開裂倒塌。

2 軟基處理措施

2.1 砂石換填墊層

若軟土層厚度大于2cm小于3cm，那么可以利用砂石換填墊層技術(shù)。進(jìn)行基礎(chǔ)處理時首先將表面軟土層挖除，以穩(wěn)定性更高、強(qiáng)度更大的材料進(jìn)行更換填充。目前軟基處理中所使用的換填墊層材料主要有砂石、卵石等，由于這些材料的強(qiáng)度高，且透水性好，可壓縮性較低，施工過程中也容易進(jìn)行鋪設(shè)、壓實操作，有利于基礎(chǔ)承載力的提升，避免后期基礎(chǔ)發(fā)生大量沉降。且材料排水良好，換填墊層后基礎(chǔ)排水固結(jié)速度提升，避免凍脹、膨脹土脹縮等問題帶來的不良影響。完成墊層的換填后，需要對換填墊層進(jìn)行夯實處理，以增加基礎(chǔ)的承載力，提高基礎(chǔ)穩(wěn)定性以及抗變形。

2.1.1 合理選擇施工材料。砂與砂石換填層施工技術(shù)中，選擇材料時應(yīng)選擇質(zhì)地堅硬的粗砂、砂礫、碎石及中砂，不應(yīng)混入風(fēng)化料、軟巖及其他雜物。采用頂級的砂礫時，要選取顆粒不均勻系數(shù)大于等于10以上的材料；采用人工級砂礫石時，應(yīng)通過相對密度試驗進(jìn)行選擇，找出最優(yōu)的砂石，使填層材料的密度可以達(dá)到最大值。

2.1.2 施工準(zhǔn)備工作注意事項。在進(jìn)行換填層施工作業(yè)前，應(yīng)將坑內(nèi)的枯草、樹葉等雜質(zhì)清理干凈，如果坑內(nèi)有積水，應(yīng)該采用相應(yīng)的排水技術(shù)將坑內(nèi)的積水排除干凈，清除坑內(nèi)的浮土，并做好地基周圍的固定工作，將填充材料進(jìn)行均勻攪拌，將其鋪平。

2.1.3 施工過程注意事項。在施工過程中，要按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行，做好材料的鋪平與搗實工作，并做好接頭位置的處理工作，保持接頭的斜坡性質(zhì)，層與層之間錯開一定的距離。在鋪設(shè)材料時，要采取合理方法，即夯實法、碾壓法、平振法、插振法及水振法。施工期間應(yīng)修建排水措施，保持工地排水正常，不得引起沖刷和淤泥的情況，如果在雨季修建房屋，應(yīng)采取隨挖隨運(yùn)隨填隨壓的方法，并采取有效的預(yù)防方式，防止施工土地受到雨水的沖刷，防止排水設(shè)施發(fā)生擁堵，同時，將現(xiàn)場清理的廢棄材料處理妥善，堆放地點應(yīng)遠(yuǎn)離農(nóng)田和河道，不應(yīng)將廢棄材料壓蓋在植被上，盡量選擇荒地來放置廢棄材料，避免由于廢棄材料堆積不善，引起附近農(nóng)田和河道的污染。

2.2 深層水泥攪拌樁

深層水泥攪拌施工方式是現(xiàn)階段常用的軟土地基處理方式，這種施工技術(shù)一般適用于粉土、淤泥土的處理，深層水泥攪拌樁施工技術(shù)就是將水泥用作固化劑，通過攪拌機(jī)將水泥與地基的軟土進(jìn)行攪拌，提高軟土的硬度，從而達(dá)到提升體積強(qiáng)度的目的。

2.2.1 準(zhǔn)備工作。深層水泥攪拌樁施工前必須清理施工現(xiàn)場，將影響施工質(zhì)量的雜物清理干凈，并對現(xiàn)場進(jìn)行平整處理。依照現(xiàn)場施工要求選擇水泥，施工前檢查相關(guān)機(jī)械設(shè)備，確保其運(yùn)行的穩(wěn)定。完成上述工作后進(jìn)行試樁，保證設(shè)備完好，性能穩(wěn)定。

2.2.2 注意事項。該軟基處理技術(shù)在施工中，必須嚴(yán)格依照施工工藝，同時確保管道的暢通性，開鉆前需要事先疏通管道，并駁斥水泥攪拌樁鉆進(jìn)時垂直。另外在使用攪拌樁前，嚴(yán)格檢查成型攪拌樁，確保其質(zhì)量符合施工要求，確保攪拌樁可以發(fā)揮應(yīng)有作用。

2.3 排水固結(jié)法

該方式在施工中最為常用，操作便捷，且能夠有效提高軟基穩(wěn)定性差、沉降量大等問題。排水固結(jié)主要利用高壓、排水達(dá)到降低基礎(chǔ)含水率的效果，由加壓系統(tǒng)對基礎(chǔ)進(jìn)行加壓，土層多余水分排出后，由排水系統(tǒng)集中排出。

施工中依照加壓方式可以將排水固結(jié)法分為聯(lián)合加壓排水、真空預(yù)壓排水、超載預(yù)壓排水以及降水預(yù)壓排水。其中真空預(yù)壓排水是使用最為廣泛的，使用該方式時需要在待處理軟基表面鋪設(shè)墊層，繼而將排水管道垂直的埋入軟基中，并將排水管道進(jìn)行封閉處理，同大氣隔絕，在砂墊層中埋入吸水管道，利用真空抽氣機(jī)進(jìn)行抽氣，形成真空狀態(tài)后，將軟基中的水分抽吸出來，及時排空。

2.4 化學(xué)固結(jié)法

灌漿法、深層攪拌法以及高壓灌注法是目前化學(xué)固結(jié)法常用的施工技術(shù)。其中灌漿法是最為常見的，通過利用液壓、電化學(xué)原理或者氣壓等將固化性能良好的漿液注入軟基中，從而改善軟基的性質(zhì)。深層攪拌則是利用攪拌方式將軟基同固化劑充分混合，從而加速基礎(chǔ)的固化，這種方式的適用性交廣。這些方式從本質(zhì)上都是利用固化劑對軟基土體進(jìn)行處理，使之充分粘合，硬化深層軟基土，從而提高軟基承載力，加強(qiáng)軟基性能。相比較其他施工方式，這種軟基處理技術(shù)的效果較好，但施工成本也是最高的。

3 結(jié)束語

軟基處理技術(shù)隨著水利工程施工技術(shù)的發(fā)展而得到提升，目前軟基處理的方式很多，但技術(shù)不同，工程造價以及得到的效果也不同。施工中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際施工需要以及現(xiàn)場地質(zhì)特點選擇軟基處理技術(shù)，最大化的降低軟基不良影響的同時，綜合考慮工程的造價成本。

參考文獻(xiàn)

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