淺談水利施工中軟土地基處理的方法

劉明付

摘 要：地基施工是工程施工的基礎(chǔ)，在水利建設(shè)中，地基施工尤為重要，因?yàn)樗P(guān)系到整個(gè)水利工程的穩(wěn)定性，水利工程和地面工程不一樣，由于季節(jié)變換，水利工程需要面對(duì)的緊急情況更加頻繁，再加上水流侵蝕，因此水利工程需要禁受更多考驗(yàn)，一個(gè)穩(wěn)定可靠的水利工程才是造福一方的福祗工程，否則就會(huì)想一顆定時(shí)炸彈隨時(shí)威脅周邊民眾生活生產(chǎn)的安全，而在水利工程的地基建設(shè)中，經(jīng)常遇到軟土地基，所以如何處理軟土地基，是進(jìn)行水利工程建設(shè)的重要一步，本文探討的就是一些軟土地基處理的常用方法。

關(guān)鍵詞：水利施工;軟土地基;處理技術(shù)

一、概述

水利建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域是河流干道，選址地點(diǎn)無可避免地是一些河床，由水流沖擊形成的河床幾乎都是泥沙堆積而成的軟土層，它本身具有很高的含水量，在軟土本身特點(diǎn)上，它的孔隙較大，相較于普通重塑土的孔隙要大30%左右，再結(jié)合狀態(tài)上，軟土顆粒多以膠結(jié)方式結(jié)合，缺乏足夠的壓力進(jìn)行重塑成型，因此呈現(xiàn)出松散性，所以在面對(duì)壓力時(shí)，具有很高的壓縮空間，而且軟土還有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是當(dāng)軟土之間的空隙被壓縮后，當(dāng)外部壓力達(dá)到一個(gè)更高的臨界點(diǎn)時(shí)，軟土本身的孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，從而出現(xiàn)新一輪的明顯壓縮，此外，松散的軟土結(jié)構(gòu)具有很高的靈敏度，在面對(duì)外力時(shí)，非常容易出現(xiàn)沉降和側(cè)滑，因此如果不加處理，在軟土上直接進(jìn)行工程建設(shè)是非常危險(xiǎn)的，工程質(zhì)量得不到保障，這會(huì)威脅到下游和周邊民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、水利工程中軟土地基的處理技術(shù)

1.換填墊層法

軟土層本身的不穩(wěn)定性如同在水利工程和河床之間抹上了一層潤滑油，因此，可以采用的最直接的方法就是將這一軟土層給清理掉，轉(zhuǎn)而使用穩(wěn)固的水泥和砂石來替換，這就是所謂的換填墊層法。

換填墊層法適用的范圍是在一些以巖石為主的山區(qū)，由于這些地區(qū)的河流流量本身不大，加上砂石土質(zhì)本身就相對(duì)堅(jiān)固，所以在河床上堆積的軟土層厚度較低，替換的整體工作量不會(huì)太大，相反如果在軟土層較厚的地區(qū)使用該方法，將會(huì)面臨巨大的工作量。該技術(shù)的好處是能夠充分分散地基的壓力，從根源上改善河床的沉積狀態(tài)，在面臨排水時(shí)具有很高的效果。

2.加筋法

加筋法是和換填墊層法的基本操作相同，不過它的特點(diǎn)是，不將底層的軟土層清理掉，而是采用加入使軟土層聚合的材料來直接提升軟土層的承載能力，所謂加筋法中的“筋”，就是指的為軟土層加入筋骨的意思，加筋法的操作步驟較為簡單，但是這一種方法同樣是只適用于淺層的軟土層，對(duì)于較厚的軟土層就無能為力。

在實(shí)際操作中，加入的“筋”一般指強(qiáng)度較大，韌性較高的金屬材料和復(fù)合材料，也有使用氯化鈣和硅酸鈉溶液進(jìn)行灌注加固的硅化加固法，不過這種方法存在一個(gè)致命的缺點(diǎn)就是成本較高，所以如果不是特殊情況，水利工程建設(shè)中處理軟土地基多半不會(huì)采用這種方法。

3.樁基法

和換填墊層法適用于淺層軟土層相對(duì)的就是適用于深層軟土層處理的樁基法，它的施工過程和普通的高層建筑建設(shè)過程有類似之處，俗稱就是“打地基”，通過在軟土層中加入高承載能力的樁基，向下直達(dá)深層的硬土層結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)就是施工效率高，成本合理，混泥土樁基的穩(wěn)定性也十分可靠，所以是一種應(yīng)用較為廣泛的處理方法。

4.旋噴法

我們知道，軟土層的成分松軟容易變形，不利于建造，但是在處理這種土壤時(shí)，恰好也能利用這種特性，直接對(duì)軟土層進(jìn)行攪拌，再同時(shí)混合能夠固化的漿液到軟土層的縫隙中，像是粘土水泥漿、水泥漿、粘土漿、水泥沙和其他樹脂類、聚氨酯類、硅酸鹽類化學(xué)漿液材料都具有很好的固化效果，和加筋法相比，這種方法構(gòu)造的地基更加均勻密實(shí)，如同全新的高強(qiáng)度復(fù)合材料，而且根據(jù)軟土材料的不同，加入固化劑材料的差異和攪拌轉(zhuǎn)速的不同，可以形成多種不同性能的復(fù)合材料，所以該方法具有較好的普適性，該方法在面對(duì)淤泥量較大、土質(zhì)呈粘性、粉土、砂土、黃土、碎形土等軟土都能發(fā)揮效果，不過在面對(duì)像泥炭土這樣的有機(jī)成分較高的有機(jī)質(zhì)土層時(shí)效果很差。

5.加壓強(qiáng)夯法

說到加壓強(qiáng)夯的辦法很多人都能理解，這就如同使用壓路機(jī)將路基強(qiáng)行夯實(shí)一般，在具體操作中，常用的就是使用夯錘的自由落體的壓力來進(jìn)行操作。另外也有使用氣壓來夯實(shí)土壤的真空壓頂法，它的操作方式是先在軟土層中設(shè)置垂直的排水通道和砂墊層，保證土壤的透氣效果和排水效果，然后在軟土層上加蓋一層不透氣的封膜，最后通過砂墊層的排水管對(duì)其不斷進(jìn)抽氣和排水，讓砂井和砂墊層之間形成一種負(fù)氣壓狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土層的加固。

6.預(yù)壓砂井法

由于各種加固方法沒有明顯的界限區(qū)分，而且每一種加固方法達(dá)到的實(shí)際效果都有一定的缺憾，比如加壓可以實(shí)現(xiàn)夯實(shí)和排水，抗壓能力得到了較大提升，但是在加筋之后，加固的軟土層才有更好的抗形變能力，所以在實(shí)際施工中，往往是多種方法混合使用，在面對(duì)大工程時(shí)，還有一套集合多種加固方式形成的專門的預(yù)壓砂井法。它的操作步驟如下：

第一，將軟土層清理干凈，去掉雜物，然后在上面鋪好砂墊層，這一步和換填墊層法有類似之處。

第二，在軟土層中加入改善排水功能的孔隙材料，比如塑料排水板和塑料插管。

第三，在砂墊層上鋪設(shè)密封膜，再用真空泵來進(jìn)行地基氣壓的抽取，為了加快土壤的凝結(jié)，可能使用有固化效果的添加材料，或者在后面通過重力加壓來達(dá)到效果。

總體來說，通過多種加固方式形成的預(yù)壓砂井法得到的地基具有最好的綜合性能，所以了解多種固化方式，交錯(cuò)運(yùn)用，靈活應(yīng)用才能達(dá)到最好的加固效果。

三、處理軟土地基的注意事項(xiàng)

1.施工前的實(shí)地研究

在施工前對(duì)軟土層進(jìn)行實(shí)地研究很有必要，通過成分檢測(cè)，可以參考前人的經(jīng)驗(yàn)，制定最好的施工方案，這對(duì)于成本控制具有很好的影響，在此過程中，也需要同時(shí)對(duì)施工地點(diǎn)周圍的水文環(huán)境，人文環(huán)境做出勘測(cè)，這些因素都滿足條件，水利工程的建設(shè)才具有可行性。

2.必須建立有效的檢測(cè)措施

處理后的軟土地基是否能達(dá)到要求與最后水利工程的質(zhì)量密切相關(guān)，在完成軟土處理之后，必須進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，其中包括壓力，拉力，腐蝕等多方面的實(shí)驗(yàn)，即使是套用的前人的處理方案，實(shí)際效果也可能因?yàn)楸镜啬嗤脸煞值牟町惡筒僮髦械募?xì)微差別導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)很大的差別，而驗(yàn)證是否合格的唯一標(biāo)準(zhǔn)就是實(shí)驗(yàn)。

3.對(duì)軟土處理進(jìn)行記錄歸檔

對(duì)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行整理歸檔，是對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控的一個(gè)流程，同時(shí)，軟土處理的歸檔數(shù)據(jù)也是我國基建事業(yè)中的寶貴經(jīng)驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)共享，可以為以后面臨同樣和類似土質(zhì)的工程建設(shè)提供參考，這不僅是為在建的工程本身，也是為國家整體的基建事業(yè)添磚加瓦。

四、結(jié)語

軟土層的處理是水利工程建設(shè)中難度較大的一環(huán)，但也是最基礎(chǔ)的一環(huán)，做好軟土處理工作，工程建設(shè)的質(zhì)量才有保障，工程效益才能體現(xiàn)，在操作時(shí)，面臨的軟土處理的種類方法多種多樣，但是在面對(duì)固定的資金投入時(shí)，要以最少的資金達(dá)到最好的效果需要專業(yè)的數(shù)據(jù)分析和實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)累積，總之，軟土層處理是一門技術(shù)活，因地制宜，活學(xué)活用才是王道，照抄照搬會(huì)帶來安全隱患，而消除這些隱患的關(guān)鍵又在于敢于實(shí)驗(yàn)，反復(fù)驗(yàn)證，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，即使要花費(fèi)數(shù)倍的時(shí)間和精力也要推倒重來，切勿將堅(jiān)實(shí)的大壩建立在松軟的地基上，否則最終的惡果將會(huì)是難以想象的巨大。

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