水利施工中軟土地基處理技術

摘 要：目前，在我國水利施工主要集中在各大江河中進行施工工作，而在江河中存在著很多的軟土，這樣的軟土因為分布的范圍非常的廣，使得在進行水利施工中面臨著重大的困難。為了克服這樣的困難、迎接這樣的挑戰，眾多水利工程相關的技術人員經過不斷的努力，通過實踐探索，積極推動了在軟土中進行水利施工的技術的發展。文章通過研究軟土地基的特點，提出了針對軟土地基對水利施工的危害的解決方法，為水利施工中軟土地基的處理提供了借鑒。

關鍵詞：軟土地基；水利工程；處理技術

這里所研究的軟土主要是指那些分布在江河湖海等地區的具有高含水量、高壓縮性、低抗剪強度以及大孔隙的細粒土。軟土與其他土質相比具有以下的幾個特征。其一，軟土具有天然的含水量，并且含水量與其他水質相比更加高。其二，軟土與其他土質相比還具有較大的孔隙，而這些孔隙導致了軟土的壓縮性更強。其三，與其他土質相比，軟土的抗剪性以及固結系數更為低下。其四，因為軟土的含水量高，并且多分布在江河湖海以及沼澤等地區，因此，軟土的透水性較弱，固結的周期也比其他的長，擾動性也比其他的土質大。

另外，軟土層的分布結構較為復雜，每一層的物理力學性質皆有不同，因此，軟土地基的處理在整個水利工程施工中處于重要的位置，是各個水利工程技術人員想要突破的難題。目前已知的水利工程在施工中對軟土地基的處理包括以下三個方面：第一方面為對軟土地基的承載程度進行科學準確的分析測定。第二個方面為合理的預測出在水利施工的過程中，軟土地基的變形狀況。第三個方面為在水利施工過程中如何科學有效地應用復合地基。

1 軟土地基的特征

軟土地基的組成成分主要是以軟土為主的混合一定比例的粉沙、粉土等物質所共同混合而成的地基。軟土地基因其主要成分軟土的性質使得軟土地基非常的軟，其可塑性也比其他地基強。因此軟土地基的承載力同其他地基相比較為弱勢。另外，軟土地基的流變性和觸變性均十分的顯著，使得在水利施工時遇到軟土時非常的困難。

2 軟土地基上建筑物失穩的原因

軟土地基上的水利工程，在施工時常常出現活動現象，使得建筑遭到破壞。影響軟土地基上的建筑物滑動現象的原因有很多種，其中最為主要的是在軟土地基上的某一面的抗剪力無法抵抗剪應力，是平衡被打破。這種情況的發生主要有以下兩個方面的原因。第一方面的原因是在進行水利施工時，地基所受到的負荷增大或者在降水的影響下使得軟土變大，其剪應力突然增大。另一方面是軟土地基自身的原因導致的。軟土地基本身的特點導致其抗剪強度變弱。

3 水利施工中軟土地基處理技術

3.1 換土法

這種方法主要應用軟土層較為薄弱的地區。在水利工程施工的過程中，當遇到較少的軟土層時，可以將軟土層用水泥、灰土以及沙土等替換過來，使得替換的土層更加地適合水利工程所需要的負荷要求。但這種方法需要注意的是成本較高。為了節約成本，可以采取就地取材的方式進行回填。這種方式既節省了運送成本和材料成本，又有利于防止工程的滲透現象。另外，在回填土時一定要進行夯實，增強承受能力。

3.2 排水固結法

軟土自身具有含水量高、孔隙大的特點，使得軟土地基很容易在水利工程施工時造成不穩定或者沉降的問題。針對這種問題，可以通過排水固結的方式改善軟土地基，對地基進行加固。這種方法包含兩個方面，一方面是排水，另一方面是加壓。通過利用土質自身的特點對地基進行排水，在此過程中還要給地基進行加壓固結，保持地基的穩定。

3.3 強夯法

這種方法是將八十千牛的夯錘從較高的高度，以自由落體的形式使其落下，并利用其自身的重量以及下落過程中產生的沖力作用到軟土上，使軟土達到夯實的作用。這種方法下落的高度一般是大于六米小于三十米，并且多作用于黃土和沙土的土層中。

3.4 振動水沖法

振動水沖是利用振沖器的機具來進行作業。振沖器具有上噴水孔和下噴水孔，和插入混凝土振搗器類似，通過利用自身機械振動和沖擊力，首先對地基進行打孔作業，然后將砂石、泥土等注入打好的孔中，最后分層將孔中的砂石材料夯實，以便達到加固地基的目的。用振動水沖法對地基進行加固時，一般要求初始不排水抗剪強度大于20千帕，不能太低。

3.5 旋噴法

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，帶有按照一定速度旋轉的噴嘴的注漿管，來進行打樁的。與加固土層相比，利用旋噴法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。

3.6 土工合成材料加筋加固法

這種方法是將一些建筑材料鋪放在軟土地基的表面，這有利于建筑物重量的分散，借用此種方法達到加固軟土地基的目的。這種方法的另一優點體現在地基滑動的時候。當地基出現滑動的時候可有效降低滑動現象，通過一定的摩擦阻力，對地基變形起到抑制的作用，從整體上增加地基的穩定性。

3.7 硅化加固法

所謂硅化加固法是將化學材料注入到軟土層中，使其發生一定的化學反應，在土顆粒的表面形成膠凝的物質，增加了相互接觸的土顆粒固化連接，以達到最終加固地基的作用。根據電滲原理，通過電動硅化法，可以大大擴展地基加固的范圍。

3.8 灌漿法

灌漿法顧名思義，就是通過對地基中灌入可以凝固的液體，通過氣壓或者液壓法進行注入，用以填充地基中或者地基與建筑物之間的孔隙。常用的灌漿液體主要是粘土漿、水泥漿或是一些化學材料。這種方法主要運用于淤泥軟土地基中。

3.9 加筋法

軟土地基的主要組成部分是軟土，而軟土的孔隙大，導致土顆粒很容易發生位移，且經常產生位移現象。在這種情況下，在地基層中加入工程材料，可以增加摩擦力，并使地層與工程材料形成一個整體，提高兩者的穩定性，最終達到標準。也可以先在軟土上鋪上沙子，然后在沙子上再鋪上一層工程材料，在工程材料受到拉扯的時候，可以對沙子受力的分布進行調節，有效地減少地基的沉降，提高地基的穩定性。

3.10 樁基法

在對含水量高、分布廣的軟土地基進行鞏固時，可采用樁基法對地基進行加固。目前最為常用的樁基主要是鋼筋混凝土木樁以及預應力管樁。

4 結束語

對軟土地基進行改善不僅僅是為了水利工程的順利進行，更是為了確保工程的安全性。在進行軟土地基改善時，要通過嚴格的控制與計劃，確保工程的順利進行。

參考文獻

[1]龔曉南.地基處理技術發展與展望[M].北京：中國水利水電出版社，2004.

[2]葉書麟.地基處理與托換技術[M].北京：中國建筑工業出版社，1992.