談水利施工中軟土地基的處理技術分析

張衛紅

摘要：隨著我國經濟水平的快速發展，在這種大環境的推動下，我國的建筑行業也得到了不斷的提高，居民與國家對水利工程的建設給予高度的重視。在水利施工的過程中，軟土地地基處理技術的應用比較廣泛。軟土地基施工技術對水利工程的整體質量起著重要的決定作用，甚至還對水利工程的使用壽命起著重要的影響。在水利工程實施的過程中，軟土地基在處理上依舊存在很多問題，如果對于存在的問題不及時進行處理，將會對水利工程的質量造成極其不利的影響。本文通過對水利工程中軟土地基處理技術的應用進行分析，旨在保障水利工程建設的整體質量，促進工程的經濟效益的平穩運行。

關鍵詞：水利施工;軟土地基;處理技術

隨著我國社會經濟的快速發展，城市水利工程建設數量和建設質量逐步提升，城市建設過程中的基礎工程質量也愈發完善。但在水利工程實施的過程中，也面臨著較多的問題，如軟土地基問題是較為常見的水利工程病害之一，利用現有的施工技術手段對其進行緊急處理，雖然處理效果較好，但并不是長久之計。因此，要做好軟土地基處理設計工作，并結合緊急處理過程中的相關施工方法，提升施工效率，探索良好的軟土地基處理方法。

一、軟土地基的特征及處理原則

（一）軟土地基的特征

1.透水性較差

透水性差是軟土地基的特點之一，因而在水利工程施工之前，應針對軟土地地基做好相應的排水措施，提高軟土地基的安全性及穩！醉吐。同時在實施排水處理的過程中，需要投入大量的人力和物力資源，還會極大的延長施工時間。

2.壓縮性較高

由于軟土地基比較疏松，穩定性極差，因此就會導致具有較高的壓縮性，土質的強度會極大的降低。因此在水利工程施工中如果不及時采取有效的措施進行處置，將會導致承重量不斷增加，從而出現坍塌的想象。

3.沉降速度較快

由于軟土地基的強度小，密度低，就會極大加重水利工程建設的施工難度，增加了水利工程量，致使軟土地基下沉的速度加速，同時承載力越大，將會導致沉降的速度也會加快。

4.結構不夠均勻

土壤的強度和密度小是導致軟土地基結構不均勻的重要原因。當水利工程量出現不斷加重的現象時，地基由于承載力受限，極易發生毀壞和凹陷的情況。

（二）軟土性地基的處理原則

首先，應重點分析軟土地基的動力性能，即力學性質，避免因為水土流失造成整個地基基礎的不穩定現象發生。其次，應依據規范確定軟土地基的不均勻沉降特征。軟土地基的含水量和靈敏度較高，其含水量比普通地基土的含水量高30%，比其他具有一定質量的地基軟土高300%。以靜力觸探試驗為例，可以根據地基承載力的可靠性原則，結合地基十層體系的相應特點及主要的試驗基礎條件，對整個地基承載力試驗進行有效分析。利用平板荷載試驗對整個地基承載力進行確定時，需要結合軟土地基層的受力影響，合理選取相應的承載板尺寸，以保證整個尺寸的匹配性。土顆粒大小的均勻程度較差、受地區沉積環境影響較大時，需根據土類指數m確定土類承載力及強度極限。據鉆探和所取土芯、室內試驗及原位測試資料，結合勘察經驗，對各巖、土層的承載力及有關力學參數進行分析可知，本項目工程中的軟土基層設計能夠充分改善由于淤泥軟土土層導致的地基不穩的現象。對于道路工程施工來說，對地基進行加固處理，可采用拋石擠淤、水泥土攪拌樁或選用高壓旋噴樁復合地基，以處理后的地基作為道路地基基礎持力層，從而保證整個施工現場的技術應用與軟土地基的設計相一致。

二、影響軟土地基處理技術的因素

（一）水利工程的質量要求

軟土地基被廣泛應用于水利工程建設中，是水利工程建設的重要環節，應該高度重視軟土地基的處理技術，并制定有效的實施策略，來更好的符合水利工程建設的標準和要求?，F階段水利工程呈現多元化的發展趨勢，在水利工程建設的過程中也會存在需要嚴格遵循的標準和要求，并結合實際情況進行軟土地基的實施，并不是按照普遍的要求來處理軟土地基。同時還要結合多方面因素對軟土地基進行科學的處理，才能提高水利工程的整體質量。

（二）水利工程的工期要求

在水利工程建設進程中，應該嚴格遵循各項建設環節的規定和要求，而在工程施工中，應該嚴格把控工程建設的進度，這對整個工程預期具有決定性的作用。因此在施工之前，應制定合理的施工方案，在施工的進程中，嚴格控制工期計劃來進行，盡量規避工期延誤的現象，減少對水利工程建設質量的不良影響。在水利工程施工進行軟土地基處理的過程中，應結合工程的施工進度進行處理，因此施工時間就沒有固定的時間要求，就會極大的降低軟土地基的處理技術，受到很大程度上的限制。

（三）地基強度低

為了保障使用后水利不會出現問題，影響人們的通行以及交通，因此水利工程對于水利的使用年限以及質量都有很高的要求。但是在水利工程的軟土地基而言，因為強度不夠，因此容易出現變形，一旦遭遇到了震動或是擠壓就會導致地基出現沉降，嚴重影響水利的使用，軟土地基初選沉降就會帶來水利變形等一系列嚴重問題。

（四）邊坡軟土地基容易被雨水沖刷

軟土地基的強度較低，并且容易遭受到雨水的沖刷，被雨水沖刷之后就會造成地基的變形。因此需要對邊坡地基進行處理。但是在對邊坡地基進行處理的過程中由于邊坡地基會影響到整體地基的穩定性，因此在施工時必須要具有全局意識，保障整體地基的安全性。

（五）沉降和剩余沉降控制困難

為了減少因為軟土地基的使用而帶來的水利變形問題，需要對軟土地基中的土質進行添加，硬質土添加可以有效改善軟土地基的不良影響。但是這種方法使得使用必須要結合地基沉降量以及剩余沉降量的比值控制。因此在對軟土地基進行調整的時候往往不符合水利工程的施工標準。

三、水利工程施工中軟土地基處理的主要方法

（一）砂與砂石換填墊層技術

通常情況下，砂與砂石的換填墊層技術在水利工程施工軟土地基中的實際使用范圍往往限定于厚度為2-3cm的軟土地基層。在水利工程軟土地基施工過程中，相關施工人員必須挖除水利工程表面的軟土層，將軟土層更換為石、砂、卵石等強度過硬和承載能力足夠的建筑原材料，以砂、石、卵石等建筑原材料較高的強度、較小的壓縮性和較良好的透水性等優勢，對軟土地基的不良影響進行科學彌補。

（二）深層水泥攪拌樁施工技術

深層水泥攪拌樁施工技術是水利工程項目施工中軟土地基的主要處理技術之一，在粉土、砂土、淤泥質土等土質不良的軟土地基施工作業中展現出了較高的經濟利用價值。固化劑的應用是深層水泥攪拌樁施工技術的核心與關鍵，而水泥作為軟土地基固化效果保障的重要原材料，借助機械設備對水泥和軟土地基進行攪拌操作，使水泥和軟土地基土質有效融合，從而提升軟土地基的土質硬度，以保證軟土地基后續應用強度和實際承載能力達到水利工程項目建設要求的基本標準。在深層水泥攪拌樁施工作業前，相關施工人員應做好前期工作準備，采用多樣化的手段盡可能地避免或杜絕混凝土工程施工水泥強化過程中有害雜質的混入，以確保施工現場清潔度和平整度的方式保障水泥材料強化過程不受其他環境因素的于擾。此外，水利工程項目一線施工工作人員還必須加強對水泥質量、水泥型號、水泥種類的抽樣檢查，確保水泥參數信息和工程項目施工要求相符，嚴禁水泥質量有誤所帶來的深層水泥攪拌樁施工技術不合格而導致的水利工程項目建造質量不合格。

（三）化學固結法

化學固結法作為常見的水利工程項目軟土地基處理技術，實際包含種類豐富多樣，技術原理各有不同。通常情況下，灌漿法作業主要依賴于電化學原理和氣壓、液壓原理，借助強化軟土地基力學結構穩定性的方式加強對水利工程項目軟土地基裂縫形變和結構變形的控制與管理，通過在軟土地基空隙中注入可固化漿液的方式，強化整個軟土地基的承載能力。深層攪拌法與深層水泥攪拌樁施工技術的實際操作流程和建造原理有異曲同工之妙，是借助力學攪拌的方式，使水利工程地基項目中的軟土與施工所用固化劑充分混合，攪拌均勻，從而提升軟土地基對荷載的承載和對不良土質的固化;高壓噴射注漿法則是對灌漿法的科學優化，借助高壓設備不斷提升固化劑實際固化效果，從而強化軟土地基的實際承載能力。

（四）排水固結法

排水固結法是針對水利工程項目建設過程中軟土地基透水性較差而造成不良影響的解決措施，能借助軟土地基多余水分的排除，有效緩解地基的不均勻沉降，從而提升軟土地基的實際承載能力和結構穩定性，以減少軟土地基不均勻沉降而造成的水利工程項目形變或裂縫。通常情況下，排水固結實際施工方案需要借助加壓系統、排水系統等較為穩定運轉的系統，著重利用軟土地基透水性較差的特性，對整個軟土地基的實際承載能力進行科學提升。其中，真空預壓法是借助使水利工程建設項目軟土地基形成真空狀態，以提高整體強度和穩定性的重要手段，利用鋪設砂石墊層、鋪設排水管道等手段排除水利工程項目軟土地基中的多余水分，超載預壓法是借助綜合多種加壓方式而形成的強化軟土地基承載能力的科學途徑。

（五）真空堆載聯合預壓法處理技術

真空堆載聯合預壓法處理技術的原理是對軟土地基施加外荷載，排出基層土體孔隙中的水分，提高土層結構的密度，達到增強軟土地基結構安全性和穩固性的目的。施工期間需要從以下方面進行嚴格控制，保證該技術的應用效果。

首先，要制定完善的軟土地基夯實加固方案，確定荷載定額設計和施工工藝。施工期間，必須重視施工觀測對整個軟土地基施工處理流程的作用。初期開始就要對施工過程中的每一層進行觀測，當軟土地基填充到設計高度后，要適當調整觀測頻率。在應用真空堆載聯合預壓法處理技術時，要制定合理的觀測周期，直到整個預壓處理技術完成，才能結束施工觀測。

其次，要對加荷速率進行合理控制。為了防止堆載負荷過重對土體的局部結構產生不利影響，人們可以通過以下幾方面進行加荷速率的控制。一是表層沉降速率（≤20mm/d）控制加載速率法;二是土體內部側向位移速率（≤5mm/d）控制加載速率法;三是利用孔隙水壓力系數（≤0.6）控制加荷速率。在確保路基穩定性的前提下，以最優的加荷速率施工，可以創造顯著的經濟效益。

最后，在應用真空堆載聯合預壓法處理技術時，頂部面積要大于底部面積，要根據工程實際情況，盡可能加大頂部面積。

（六）水泥攪拌樁

水泥攪拌樁適用于無法正常固結的腐殖土、淤泥質土、淤泥質黃土、飽和黃土、粘性土、飽和松散砂土等較深的基底處理。水泥土攪拌樁基礎采用水泥作為固化劑，將泥漿或薄霧粉噴入軟土中，通過深層攪拌機進行鉆孔、攪拌，迫使水泥、軟土等固化劑在深基礎中就地混合，使水泥和固化劑噴入軟土充分攪拌混合形成的支撐樁。在軟土中，通過一系列物理化學反應形成抗壓強度，水泥土樁和樁的完整性和水穩定性遠高于土的強度，復合地基由樁間土和樁間土共同組成。水泥土攪拌樁按噴水泥漿或水泥粉可分為濕法和干法。加固深度為：處治深度不能小于5m不經濟，其中濕法<20米，干法<15米。

施工要點：1、選用水泥攪拌樁作為成套產品。施工機械應標明明顯的進尺，并配備全自動計算機記錄系統，控制水泥攪拌樁的深度。嚴禁使用無管道壓力表和測量裝置的設備，鉆孔直徑不得小于設計樁徑;2、成品樁頂應高出設計標高50cm，用樁頭切割機水平切割樁頭;3、攪拌樁應配備泥漿容積記錄儀，其深度計、流量計、電流表、電壓表、壓力表等均由國家計量部門校準，每個攪拌樁應配備兩個泥漿攪拌器，容積不小于0.5m，攪拌機主軸轉速不低于60rpm;4，當地質變化和樁長需要調整，樁端需進入硬層深度≥50cm;5、水泥漿的混合時間不少于4min，混合均勻后，應對泥漿進行篩分，泥漿池內水泥漿應連續攪拌，泥漿不得超過4H;6、樁位偏差小于50mm，垂直度偏差不小于1%;7、攪拌時需采用四攪四噴法。

四、結語

隨著我國經濟的快速發展，水利工程軟土地基的處理方法及處理過程的研究，是水利工程施工及設計的難題之一，應根據實際工程的需求，按照相應的技術規范，選擇合理有效的技術方案，并根據項目進展程度選擇動態的、適宜項目開展的處理方案。

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