水利工程施工軟土地基處理技術(shù)

劉輝 史曉清

摘? ? 要：在水利工程施工過程中，經(jīng)常會遇到軟土地基，這是一個難以處理的工程問題，應(yīng)引起建設(shè)單位和施工單位的足夠重視。軟土地基含水量高，軟土土質(zhì)疏松，在水利建設(shè)過程中需要對軟土層加以壓縮，由于水利工程建設(shè)工地環(huán)境潮濕，處理軟土易增加工程成本。但若不對土地進(jìn)行處理，則很容易產(chǎn)生水利工程坍塌等安全生產(chǎn)事故。因此，本文對軟土地基的危害及處理技術(shù)進(jìn)行闡述，以供施工方參考。地基是建設(shè)工程項目非常重要的基礎(chǔ)部分，水利工程項目也不例外，地基處理直接關(guān)系到建設(shè)工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利工程：項目施工：軟土地基：處理技術(shù)

1? 軟土地基的含義

軟土地基含有大量水分、空隙多，具有凝固性差、不穩(wěn)定等特點，施工中遇到這種地基對施工進(jìn)度及質(zhì)量有極大的影響。如果地基承受負(fù)荷超過其極限值，就會對局部地面產(chǎn)生破壞力，嚴(yán)重的會引起地面下降。總結(jié)其含義是主要由淤泥和一些類似淤泥的軟土組合而成的地基。

2? 軟土地基危害

在進(jìn)行水利工程的施工前，必須明確軟土地基的危害，在此基礎(chǔ)上選擇針對性的配套技術(shù)，提高水利工程地基的穩(wěn)定性。一般來說，軟土地基主要由粘土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質(zhì)土、泥炭及松散砂等土層構(gòu)成，與硬質(zhì)地基相比，其具有如下特點，而這些特點也決定了軟土地基的危害性：

第一，觸變性。軟土地基的觸變性主要表現(xiàn)在軟土本身尚未承受較大重量、或未受到破壞之前，整體的形態(tài)以固態(tài)為主，而一旦接觸性破壞出現(xiàn)，軟土?xí)诙虝r間內(nèi)轉(zhuǎn)化為流動狀態(tài)。第二，低透水性。與普通的土質(zhì)相比，軟土地基呈現(xiàn)出較低的透水性，其透水性能十分落后，因此為了保障工程的基本安全，在軟土地基的建設(shè)過程中還需要安排更多的工期用來實現(xiàn)排水固結(jié)，既需要耗費大量的人力物力成本，且工程的沉降時間較長。第三，高壓縮性。軟土地基上的工程沉降程度與其所受的壓縮系數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，具有極高的壓縮性。如果垂直壓力達(dá)到0.1MPa，那么軟土地基就會受到極大的壓縮影響，從而發(fā)生很大程度的土質(zhì)形變，使得其承受的工程主體發(fā)生沉降。第四，不均勻性。如上所述，軟體地基主要由微細(xì)顆粒和高分散顆粒構(gòu)成，這兩種顆粒在土質(zhì)中的密度存在著一定的差別，其所承擔(dān)的受力狀況自然也不盡相同，在沉降過程中也呈現(xiàn)出不均勻的特點，而這種不均勻性展現(xiàn)在以軟土地基為基礎(chǔ)的工程中就會出現(xiàn)不同程度的裂縫狀況，甚至?xí)l(fā)更加嚴(yán)重的主體結(jié)構(gòu)破壞。第五，沉降速度快。軟土地基所承受的工程負(fù)荷越大，相應(yīng)工程的沉降速度也就越高，此時即使地基狀態(tài)完全相同，也會由于負(fù)荷的差異引起不一樣的沉降速度。

第二，綜上，軟土地基的復(fù)雜特點決定了其作為工程地基的危害性，如果缺乏合理的處理技術(shù)，那么在工程建設(shè)及后續(xù)使用的過程中很容易導(dǎo)致地基形變、主體結(jié)構(gòu)破壞以及工程沉降的狀況。同時，如果不對于軟土地基的不均勻狀況進(jìn)行有效控制，那么在荷載作用擴大的情形下，工程的沉降就不可避免，也會衍生出主體結(jié)構(gòu)的開裂乃至倒塌。

3? 軟土地基處理技術(shù)

3.1? 強夯法

強夯法應(yīng)用范圍非常廣泛，不僅適用于水利工程項目，也適用于公路及鐵路的路基，還可以用于工業(yè)、民用建筑項目。由于這種處理方法特別簡單、加固效果好、應(yīng)用成本較低，被廣泛應(yīng)用于各類工程項目。方法院使用10t～40t重錘，對地面進(jìn)行不斷沖擊，使地面下降10cm～40cm。第1次夯實完成后，要整理并平坦施工場合，施工前可以測量夯前錘頂高程，起重機就位，將夯錘放回原位，預(yù)先設(shè)計一定高度，將夯實錘吊上去，打開脫鉤設(shè)備：先放下夯錘，再放下吊鉤，測量一下錘頂高度：如果發(fā)現(xiàn)被夯實坑底處出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象淵如歪斜等冤，及時整平坑底。但必須指出的是，含水量躍60%、粒徑躍0.005mm的黏粒等占1/3以上的地基不適用此種處理技術(shù)。

3.2? 化學(xué)固結(jié)法

化學(xué)固結(jié)法常見的有合成材料加固增強和化學(xué)固結(jié)灌漿法。化學(xué)固結(jié)灌漿法主要利用土體強化材料聚氨酯、硅酸鹽等材料，基于電化學(xué)、空氣壓力等原理，對軟土地基進(jìn)行灌漿處理，通過各種方法使液體冷凝，經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)，使其成為粉質(zhì)黏土，從而提高軟土地基的承載力。也可以采用水泥攪拌機等將水泥和軟土混合均勻，從而提高軟土地基的強度。合成材料加固增強法主要是為了提高軟土的耐心力和穩(wěn)定性，大大減少軟土地基的觸變和變形現(xiàn)象，進(jìn)而避免軟土地基、土壤顆粒發(fā)生位移。該方法是在軟土地基的頂部覆蓋一層沙，用人工合成材料進(jìn)行覆蓋。人工合成材料具有高電阻，可以根據(jù)沙分布情況進(jìn)行調(diào)度，能控制地基在一個小面積上發(fā)生沉降，從而減少地基的沉降率，增加地基的穩(wěn)定性，減少工程項目建設(shè)的潛在風(fēng)險。

3.3? 旋噴法

旋噴法應(yīng)用范圍較小，主要適用于軟黏土、沖填土等的加固，其他軟土地基并不適合。因此，軟土地基處理前要進(jìn)行細(xì)致的分析，充分討論后再決定處理方法。旋噴法主要利用旋噴機形成旋噴樁，以此提高軟土地基的承載力。方法院將帶有特殊噴嘴的注漿管放置于預(yù)先設(shè)定深度的土層中，噴嘴通過旋轉(zhuǎn)和提升，使噴出的水泥漿液和土體凝固硬化成樁，樁強度越高，壓縮性越低。該方法還適用于地面防滲工作，如噴射成連續(xù)墻或聯(lián)鎖樁施工。

3.4? 預(yù)壓砂井法

此種方法主要目的是應(yīng)用排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)把地基中的孔隙水排出。排水系統(tǒng)有垂直排水和水平排水2種：加壓系統(tǒng)有3種，分別為堆載預(yù)壓、真空頂壓和降低地下水等。具體操作程序院淤清理，對土層周圍的植被進(jìn)行清理，在其表面進(jìn)行鋪砂墊層：于排管，在該地段垂直下插排水管，在墊砂層地塊橫向鋪設(shè)排水管，可以大大提高加固地段的排水條件：盂抽氣，在砂墊層鋪設(shè)密封膜，使用真空泵抽取地基內(nèi)的空氣，直到壓力達(dá)到80kPa以上。抽真空只有在工期不太緊張或在淤泥地質(zhì)中才適用。

3.5? 深層水泥攪拌樁施工技術(shù)

該技術(shù)也是當(dāng)前廣泛應(yīng)用于軟土地基處理作業(yè)中的重要技術(shù)，尤其是在粉土、淤泥土的作業(yè)中展現(xiàn)了較高的應(yīng)用價值。這一技術(shù)的核心在于固化劑的應(yīng)用，而水泥則是固化劑的構(gòu)成基礎(chǔ)，在施工過程中采用機械化的攪拌設(shè)備對于水泥及軟土進(jìn)行攪拌操作，使得其實現(xiàn)有效混合，在這一過程中，軟土的硬度得到了很大程度的提升，可以適應(yīng)后續(xù)應(yīng)用強度及荷載力的要求。在深層水泥攪拌作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)做好前期的準(zhǔn)備工作。由于這一技術(shù)的應(yīng)用核心在于材料的強化，為了有效避免雜質(zhì)的混入，必須盡可能保證施工現(xiàn)場的清潔度，重點打掃干凈現(xiàn)場的雜物，并根據(jù)實際狀況對于施工場地進(jìn)行適當(dāng)平整;同時，要對水泥的質(zhì)量進(jìn)行抽檢，確保其型號、種類均與施工要求相符，嚴(yán)格杜絕問題水泥進(jìn)場;除此之外，還需要對于機械設(shè)備的性能進(jìn)行檢驗，通過試樁確保機械設(shè)備符合作業(yè)要求，方可以開展正式施工。在施工階段，要嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)化的施工要求，還需要切實保障管道的暢通程度，在正式開鉆之前組織專人對于管道進(jìn)行疏通;要特別注意保證水泥攪拌樁體的垂直程度，并重點關(guān)注成型攪拌樁的質(zhì)量檢查工作。

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