淺議軟土地基處理技術在水利建設施工中的應用

王嚴冬 熊志剛

水利工程的建設區域一般靠近河道、湖泊、海灘、沼澤，其土質多為軟性，軟土地基處理問題是水利工程施工較為棘手的難題。本文主要對水利施工中軟土地基處理技術的應用進行簡要分析。

一、概述

在水利工程建筑中常常會遇到軟土地基。軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載力低和抗剪強度很低的呈軟塑—流塑狀態的粘性土，一般分布在河道兩側灘地、湖沼、谷地等水利建筑比較多的區域內。 軟土主要特征包括：（1）軟土均屬于高壓縮性土，具有天然的空隙；（2）軟土含水量高；（3）軟土滲透性差，導致土體的固結時間比較長；（4）抗剪強度低；（5）軟土層物理差異較大。

二、水利工程施工中軟土地基處理技術

1.換填法

換填技術在水利工程建設中是一種常見的軟土地基處理方法。換填法就是將地基中的原松軟土質替換掉，適用于淤泥、淤泥質土、膨脹土、凍漲土、素填土、雜填土及暗溝、暗塘、古井、古墓或拆除舊基礎后的坑穴等地基處理。一般來說，換填土中包括砂和石墊層，灰土和素土墊層，碎石和礦渣墊層，不同的材料作用也不盡相同。因此，施工企業要選用抗剪強度高、壓縮性小的材料進行填充，才能有效提高整個地基的負載能力。

2.墊層法

軟土層厚度較小宜采用墊層法，即用灰土粗砂、砂壤土、水泥土對軟土層進行地基處理。實施墊層法時，要對土層進行壓實處理，以形成地基改造后的良好持力，改變原有軟土層的承載力件質，提高穩定和抗變形能力。墊層法的操作原理是，先將基礎底面一定范圍的軟土及不良土挖去，用強度較高、具有抗侵蝕性、質地峰硬、壓縮性較小、性能穩定的砂礫、卵石、碎石、 灰土、索土、礦渣，煤渣等材料分層填勻，并以機械或人工振動夯實填充層，使其密實度增加，形成符合施工要求的人工地基。墊層可以有效擴散地基的基底壓力，具有減少地基沉降、提升地基的承載力、加速軟土的排水固結、消除膨脹土的脹縮、防止凍脹等作用，適用于軟土淺層地基處理。

3.加筋法

在軟土地基中，土質中的顆粒常常會出現位置移動的情況，必須要把抗拉性強的物質填入土中。抗拉性強的物質和土顆粒之間會出現強摩擦力，憑借摩擦力的作用土顆粒會和這種物質結合成一體。兩者的穩固性有了很大的提升，并且變形的可能性也變小了，從而使土體達到建筑相關標準。除此之外，還可在軟體的上層鋪設一層砂子，再把一些工程用料鋪設在砂子上，假如工程物料受到拉力，能夠調整砂子的受力狀況，可以在很大程度上降低沉降的可能性，進一步提升土體的穩固性。

4.加載預壓法

加載預壓法的操作原理是，在工程建設之前，使地基土層在預壓負載的作用下壓密、固結，地基土層發生變化，強度得到提高。卸去預壓負載后再進行工程建設，工程完工后地基不發生變形位移，其承載力也比較穩定。預壓負載也可以利用建筑物自重進行。為縮短土體排水距離，加速土體排水固結，可以在地基土層中挖設豎向排水通道，一般可采用塑料排水板、袋裝砂井、普通砂井等形式。加載預壓法適用于粉土、泥炭土雜填土、沖填土、軟粘土等地基，墊層材料選用滲透系數大、級配較好、含泥量小的中粗砂。

5.旋噴法

利用旋噴機進行定向噴射，最終形成連樁以及連續墻，以實現地基防滲。高壓噴射水泥固化的漿液能夠與土體混合，并在此基礎上進行凝固并硬化，然后形成一種旋噴柱。其特點是強度比較高，壓縮性比較低，從而加固細沙土以及軟粘土。

6.樁基處理技術

樁基礎是深基礎應用最多的一種基礎形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂的承臺或承臺梁組成，如果軟土層較厚、含水量較高，就可以采用預應力管樁或鋼筋混凝土樁，具有質量好、成本相對低、承載力強、施工快速等特點。

三、軟土地基處理技術在水利建設施工中的應用

2013年，懷遠淮河河道局在懷遠縣境內淮北大堤背水側100m 保護范圍內建設管護設施工程，地面高程為19.63～20.06m，場地地貌單元屬淮河北岸河漫灘相。建設單位采取了樁基和復合地基技術解決了地基軟土層、流沙層的施工難題。

1.管護設施工程地基土的構成及其特征

根據外業鉆探揭露并結合土工試驗資料綜合分析，場地內地基土在23.0m 的深度范圍內可分為3 個工程地質層，按自上而下的順序分別為：

①層雜填土（Q4ml）：褐黃色，松散，稍濕，以粉土為主組成，含植物根；土質結構松散，欠固結。層厚約1.4m；②層粉土（Q4al）：褐黃色、灰褐色，稍密，濕；含氧化鐵染斑。局部夾粉砂薄層。本層土韌性低，搖震反應迅速，且有水析現象，干強度低，無光澤反應。層厚15.0～15.3m；③層粗砂（Q3al）：黃灰、灰黃色，中密，很濕，飽和；間夾薄層黏性土。以石英質顆粒為主構成，含云母碎片，級配良好。本層未鉆穿最大控制厚度6.6m。

2.天然地基土的分析評價

①層雜填土，屬Q4人工堆積土層，松散，狀態差，厚度小，欠固結；②層粉土，屬Q4河流沉積成因，狀態一般，中等偏高壓縮性，為液化土層；③層粗砂，屬Q3河流沉積成因，狀態較好，中等壓縮性。

3.地基土分析結論

（1）該場地的②層粉土為液化土層，綜合評定場地的液化等級為輕微液化。該場地屬建筑抗震不利地段。

（2）勘察場地地貌單元屬淮河北岸河漫灘相。

（3）擬建物屬丙類建筑，根據抗震規范應對基礎和上部結構處理的規定。從建筑物荷載、結構類型、施工條件、技術經濟及地質條件等方面進行綜合分析，確定合理的建筑措施、結構措施和地基處理方法。該建筑抗震設防烈度為7 度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度為0.10g。場地土類型為中軟場地土，場地類別為Ⅲ類。

（4）根據擬建場地地下水的水質分析結果，依據《巖土工程勘察規范（GB50021-2001）》（2009 版）第12.2.1條、第12.2.4 條規定及地區經驗，判定場地地下水和土對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。地下水和土對建筑材料腐蝕的防護應符合《工業建筑防腐蝕設計規范（GB50046）》的規定。

4.采取的措施

（1）根據巖土工程勘察報告所提供的相關設計參數，確定①層雜填土不能作為持力層使用，施工時全部挖除換填。

（2）管護設施辦公樓西半部采用樁基，施工時嚴格按相關的規范進行操作，實際工作中還進行了載荷試驗。

（3）因場地的地下水位較高，在基坑開挖及基礎施工前采用合理的支護及降（排）水方案，使地下水位降至基坑開挖深度0.5m 以下。基坑開挖的廢土及時運離施工現場，建筑材料亦不能堆放在基坑周圍，避免因就近堆放建筑材料及廢土等原因，造成坡頂載荷過大引起邊坡失穩的安全隱患。

（4）基坑開挖后，為防止水浸和雨淋，及時驗槽和施工墊層，及時回填?；靥钔敛荒苁褂酶惩痢⒑罅克耐?、雜填土等?；靥顣r嚴格按規范的要求分層回填夯實，滿足設計提出的密實度要求。

四、結語

軟土地基是許多水利工程施工中面臨的常見問題，也是水利工程建設必須解決的一大難題。因此，必須加強水利工程中軟土地基的處理，同時要結合具體的施工條件，了解基底土質特性，根據軟土地基的處理規范，選擇合適的處理技術■