如何提高水利施工中軟土地基承載力

張桂麗+于靜波

摘 要：基礎是決定一個工程項目穩定與否的關鍵，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，由于其施工環境特殊，基礎多為軟基，承載性相對較弱。由于水利工程基礎含水率相對較高，因而土體空隙相對較大，這直接導致了基礎強度低。若不能有效處理軟土地基就會導致工程基礎地面變形，從而降低工程整體穩定性。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行了簡要分析，并提出了幾點有效的處理措施。

關鍵詞：水利施工；軟土地基；處理；方式

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

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、有機質土及孔隙較大的松散沙土、泥炭土等，是軟土地基的常見構成，穩定性差且在水利施工中容易出現沉降問題。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行軟基的排水，以保證基礎固結符合施工標準。在軟基的排水施工上就需要耗費大量的時間精力，并且一旦水利工程完工，基礎會存在很長的沉降周期。

觸變性較高。軟土基礎一般為固態，但是一旦受到外力的破壞，其固態形態就很容易會發生改變，變為流動狀態。

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

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

密度不均勻。由于軟基大部分由高分散顆粒以及細顆粒構成，因而土質密度分散不均，因此基礎的承載力也不同，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構出現開裂，受到嚴重損壞。

1.2 危害

軟土地基具有較大的不可預見性，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不穩而導致建筑結構受損。若基礎固定不良，則很容易出現基礎沉降，由于軟基受力不均，則沉降過程中容易出現沉降不均問題。因此，上層建筑就會受到縱向剪切力，因而容易導致結構荷載超出規定范圍，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。進行基礎處理時首先將表面軟土層挖除，以穩定性更高、強度更大的材料進行更換填充。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，由于這些材料的強度高，且透水性好，可壓縮性較低，施工過程中也容易進行鋪設、壓實操作，有利于基礎承載力的提升，避免后期基礎發生大量沉降。且材料排水良好，換填墊層后基礎排水固結速度提升，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，需要對換填墊層進行夯實處理，以增加基礎的承載力，提高基礎穩定性以及抗變形。

2.1.1 合理選擇施工材料。砂與砂石換填層施工技術中，選擇材料時應選擇質地堅硬的粗砂、砂礫、碎石及中砂，不應混入風化料、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大于等于10以上的材料；采用人工級砂礫石時，應通過相對密度試驗進行選擇，找出最優的砂石，使填層材料的密度可以達到最大值。

2.1.2 施工準備工作注意事項。在進行換填層施工作業前，應將坑內的枯草、樹葉等雜質清理干凈，如果坑內有積水，應該采用相應的排水技術將坑內的積水排除干凈，清除坑內的浮土，并做好地基周圍的固定工作，將填充材料進行均勻攪拌，將其鋪平。

2.1.3 施工過程注意事項。在施工過程中，要按照標準流程進行，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，層與層之間錯開一定的距離。在鋪設材料時，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，應采取隨挖隨運隨填隨壓的方法，并采取有效的預防方式，防止施工土地受到雨水的沖刷，防止排水設施發生擁堵，同時，將現場清理的廢棄材料處理妥善，堆放地點應遠離農田和河道，不應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階段常用的軟土地基處理方式，這種施工技術一般適用于粉土、淤泥土的處理，深層水泥攪拌樁施工技術就是將水泥用作固化劑，通過攪拌機將水泥與地基的軟土進行攪拌，提高軟土的硬度，從而達到提升體積強度的目的。

2.2.1 準備工作。深層水泥攪拌樁施工前必須清理施工現場，將影響施工質量的雜物清理干凈，并對現場進行平整處理。依照現場施工要求選擇水泥，施工前檢查相關機械設備，確保其運行的穩定。完成上述工作后進行試樁，保證設備完好，性能穩定。

2.2.2 注意事項。該軟基處理技術在施工中，必須嚴格依照施工工藝，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時垂直。另外在使用攪拌樁前，嚴格檢查成型攪拌樁，確保其質量符合施工要求，確保攪拌樁可以發揮應有作用。

2.3 排水固結法

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定性差、沉降量大等問題。排水固結主要利用高壓、排水達到降低基礎含水率的效果，由加壓系統對基礎進行加壓，土層多余水分排出后，由排水系統集中排出。

施工中依照加壓方式可以將排水固結法分為聯合加壓排水、真空預壓排水、超載預壓排水以及降水預壓排水。其中真空預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墊層，繼而將排水管道垂直的埋入軟基中，并將排水管道進行封閉處理，同大氣隔絕，在砂墊層中埋入吸水管道，利用真空抽氣機進行抽氣，形成真空狀態后，將軟基中的水分抽吸出來，及時排空。

2.4 化學固結法

灌漿法、深層攪拌法以及高壓灌注法是目前化學固結法常用的施工技術。其中灌漿法是最為常見的，通過利用液壓、電化學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。深層攪拌則是利用攪拌方式將軟基同固化劑充分混合，從而加速基礎的固化，這種方式的適用性交廣。這些方式從本質上都是利用固化劑對軟基土體進行處理，使之充分粘合，硬化深層軟基土，從而提高軟基承載力，加強軟基性能。相比較其他施工方式，這種軟基處理技術的效果較好，但施工成本也是最高的。

3 結束語

軟基處理技術隨著水利工程施工技術的發展而得到提升，目前軟基處理的方式很多，但技術不同，工程造價以及得到的效果也不同。施工中應當根據實際施工需要以及現場地質特點選擇軟基處理技術，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

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