水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)

摘 要：地基作為支撐建筑物的土體和巖體，其處理技術(shù)關(guān)乎著工程建筑安全及后續(xù)使用的壽命。水利工程大多建設(shè)在軟土地基之上，軟土地基的承載性很差，且含水率較高，空隙大，強(qiáng)度較低，如果沒有處理好就會(huì)造成周圍地面的變形，影響水利工程施工安全性，因此，水利工程施工前必須要做好軟土地基的處理。本文主要探討了軟土地基的危害，并提出水利施工中軟土地基的處理方式。

關(guān)鍵詞：水利施工；軟土地基；處理；方式

軟土地基的承載能力較弱，在整個(gè)水利工程施工過程中，一旦軟土地基處理不當(dāng)，就有可能造成其周圍結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、斷裂等問題，嚴(yán)重時(shí)可對(duì)整個(gè)水利設(shè)施的施工質(zhì)量及使用安全性造成嚴(yán)重影響，從而造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失。一般來說，天然軟土因其不利的結(jié)構(gòu)特性，通常無法達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)物所要求的地基標(biāo)準(zhǔn)，不能確保建筑結(jié)構(gòu)物的正常使用及安全性能，更無法滿足部分大型工程建設(shè)的設(shè)計(jì)和管理需要。因此，在水利施工中軟土地基處理技術(shù)管理過程中，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)要充分進(jìn)行考察和分析，摸清實(shí)際情況，做到有的放矢，從而確保水利工程的地基質(zhì)量。

一、軟土基的概念及特征

（1）軟土地基的概念

所謂的軟土地基，是指主要由軟土構(gòu)成的地基，其土壤成分主要是軟土。軟土地基的主要組成成分有淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、富含大量顆粒的松軟土、較為松散的砂質(zhì)土以及孔隙較大的有機(jī)質(zhì)土，這些土質(zhì)要么富含水分、要么土質(zhì)疏松，壓縮性極大，但強(qiáng)度極低，難以承受過大的壓力。軟土地基通常具有低強(qiáng)度、低透水、高壓縮、沉降快、不均勻等特點(diǎn)。

（2）軟土地基的特征性

①觸變性

觸變性是指軟土在未受到破壞之前，一般呈現(xiàn)出固態(tài)的形態(tài)，一旦軟土地基遭到破壞，就會(huì)由固態(tài)性變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)。

②低透水

部分軟土地基由淤泥質(zhì)粘性土構(gòu)成，透水性極差，在地基施工過程中，大量水分難以排出，為保證地基建設(shè)的順利、安全進(jìn)行，通常提前采用排水固結(jié)法對(duì)軟土地基土質(zhì)進(jìn)行排水工作，以加強(qiáng)軟土的穩(wěn)固性。

③不均勻性

軟土地基的主要組成部分是微細(xì)的顆粒和高分散的顆粒，兩者的土質(zhì)密度不一樣，建筑物的受力情況不同，沉降時(shí)的受力情況也不同，這種不均勻性常常會(huì)導(dǎo)致軟土地基上的建筑物出現(xiàn)大小不一的裂縫，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞。

二、水利施工中軟土地基處理時(shí)應(yīng)注意的問題

（1）注意施工準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行水利施工軟土地基處理前，要做好施工設(shè)備的檢修工作，確保施工設(shè)備的正常工作；做好施工場(chǎng)地的清理工作，便于施工的順利進(jìn)行；做好施工材料的檢查工作，保證高水平的施工質(zhì)量。

（2）注意軟土地基的施工量

在進(jìn)行軟土地基處理過程中，要充分考慮到軟土地基的施工量，根據(jù)工作量大小的不同，選取不同的處理方案，以確保軟土地基的高效施工。例如在進(jìn)行大型工程時(shí)，通常不會(huì)采用換填管理法進(jìn)行軟土地基處理，因?yàn)檫@需要大量人力、物力的支持，從而使得工程造價(jià)成本提升，通常會(huì)采用砂墊層法，鋪平軟土地基。

（3）注意軟土地基的施工環(huán)境

在水利工程軟土地基處理過程中，要充分考慮到相應(yīng)的施工環(huán)境，根據(jù)不同的施工環(huán)境、不同的施工標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜，選擇不同的軟土地基處理方法、恰當(dāng)?shù)氖┕し桨福瑥亩_保軟土地基處理的質(zhì)量。

三、水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)分析

（1）砂石和砂換填墊層技術(shù)

如果水利工程的軟土地基厚度較薄，大約在 3 厘米左右，那么在進(jìn)行軟土地基的處理時(shí)，可以采用砂石和砂換填墊層技術(shù)。在具體實(shí)施的過程中，應(yīng)當(dāng)首先將表層的軟土層去除，然后將其更換為穩(wěn)定性更好、強(qiáng)度更高的材料。在進(jìn)行軟土地基換填層材料的選擇時(shí)，通常情況下包含有卵石、砂石等類似材料，這種材料形成的墊層容易進(jìn)行碾實(shí)、透水性較好、壓縮性較低其具有較高的強(qiáng)度，因此，通過換填的方式，能夠降低地基沉降程度、增強(qiáng)軟土地基的承載能力，同時(shí)對(duì)于消除膨脹土、防止軟土地基出現(xiàn)凍傷等有著較好的效果。當(dāng)完成了換填之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)整個(gè)軟土地基進(jìn)行夯實(shí)，保證整個(gè)地基形成良好的持力層，有效提升整個(gè)地基實(shí)際承載極限，增強(qiáng)地基的抗變性和穩(wěn)定性。若在進(jìn)行換填的過程中發(fā)現(xiàn)其中包含有空隙存在，則應(yīng)當(dāng)選擇使用透水性材料進(jìn)行排水，從而使軟土地基能夠?qū)崿F(xiàn)加速凝結(jié)，有效阻隔軟土地基出現(xiàn)凍脹情況。當(dāng)整個(gè)換填施工結(jié)束之后，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加強(qiáng)夯實(shí)施工。在整個(gè)施工的過程中，需要注意的是，在進(jìn)行換填之前，應(yīng)當(dāng)將換填坑中的樹葉、雜草等全部清除干凈，若坑中包含有一定量的積水，則需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，采取相關(guān)的排水策略，將其中的積水全部排出，對(duì)于坑中所含的浮土也應(yīng)當(dāng)做好清理，對(duì)于使用的填充材料，應(yīng)當(dāng)確保其攪拌均勻，并將其鋪平。此外，在施工的過程中，應(yīng)當(dāng)注意嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行施工，嚴(yán)格做好振搗與鋪平作業(yè)，對(duì)于施工接頭應(yīng)當(dāng)做好處理，在接頭的位置應(yīng)當(dāng)使其具備斜坡性質(zhì)，每個(gè)層和每個(gè)層之間應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開一定的距離。在整個(gè)施工過程中必須做好相應(yīng)的排水措施，嚴(yán)格防止形成新的淤泥。若施工時(shí)間是在雨季，則在施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用隨運(yùn)隨填隨壓的施工方式，降低雨水給整個(gè)軟土地基帶來的沖刷，確保軟土地基的整體強(qiáng)度。

（2）化學(xué)固結(jié)法施工技術(shù)

化學(xué)固結(jié)法包括灌漿法、深層攪拌法及高壓噴射注漿法3種。灌漿法是用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，把某些能固化的漿液注入天然和人為的裂縫或孔隙，以改善軟土地基的物理力學(xué)性質(zhì)。深層攪拌法就是軟土地基中攪拌摻入各類固化劑，使軟土固化，深層攪拌法也是一種通用的地基加固方法。高壓噴射注漿法是利用高壓水或漿液射流切割攪拌地層，同時(shí)射入水泥漿或復(fù)合漿液，形成新的凝結(jié)體。這3種方法本質(zhì)上都是利用石灰、水泥等材料作為固化劑與地基深處的軟土進(jìn)行粘合，使得深層的軟土硬化，加強(qiáng)軟土地基的承載能力，減少軟土地基的沉降，提高整個(gè)軟土地基的承載能力。與其他的施工方式相比，化學(xué)固結(jié)法的施工成本相對(duì)較高。

（3）硅化加固法

所謂硅化加固法是將 Ca Cl2溶液及 Na2O·n Si02（水玻璃）溶液通過注漿管分別向軟土層注入，注漿管側(cè)壁有大量網(wǎng)狀孔眼，兩種溶液透過并滲入軟土層混合后，便會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種可活化土顆粒表面的膠凝物質(zhì)，該膠凝物質(zhì)能夠很好地膠結(jié)固化土顆粒，從而加固增強(qiáng)軟土地基。在采用硅化加固法的同時(shí)，輔助使用電滲技術(shù)可進(jìn)一步擴(kuò)大軟土地基的硅化范圍，這一方法稱為電動(dòng)硅化法。

四、結(jié)束語

水利工程施工中軟土地基處理方法有很多，不同的處理方法有著不同的特點(diǎn)，為了保障水利工程施工質(zhì)量，相關(guān)施工單位應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和軟土地基土層的特點(diǎn)，選擇最合適的處理方法，不斷提高軟土地基的穩(wěn)固性和承載力。

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（作者單位：河北省水利工程局）