水利工程軟土地基處理技術(shù)分析

林振宗

廣州市日成水務(wù)建設(shè)工程有限公司（510000）

1 軟土地基的基本特征

軟土地基主要是在長期光照和緩慢流動的水環(huán)境中形成的。因水源反復(fù)滲入地下土壤，土壤顆粒更易降解，土壤層易于變形。若水流量足夠，則滲透很嚴(yán)重，還可能形成流化土壤層，例如地下污泥，這可能對施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。如果在施工前不對軟土地基進(jìn)行處理，則很可能在施工后期導(dǎo)致地基不規(guī)則塌陷[1]。

2 常見的水利工程軟土地基處理技術(shù)

2.1 換土墊層處理技術(shù)

換土墊層處理技術(shù)是處理淤泥較多的低洼地基的常用方法。用水泥、礦渣和石頭等材料加固軟土層，以增加軟土基礎(chǔ)的硬度和強(qiáng)度，并增強(qiáng)其承重能力。在特定的施工過程中，專業(yè)技術(shù)人員一定要前往現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查。軟土層不能太厚，否則會大大增加材料消耗。中等的軟土、較少的蓄水量和更多的淤泥區(qū)域較適合這種處理技術(shù)的應(yīng)用。墊層加固材料應(yīng)以穩(wěn)定性和強(qiáng)度較高的石頭等為主，以確保墊層加固完成后整體結(jié)構(gòu)滿足施工的需要[2]。

2.2 鉆孔灌注樁處理技術(shù)

鉆孔灌注樁處理技術(shù)可以看作是樁基方法的一種應(yīng)用。通過鉆孔、鋼管擠壓或手動開挖來構(gòu)造樁孔，然后將混凝土注入孔中，固化后形成混凝土樁。雖然鉆孔灌注樁的整體強(qiáng)度較高，對提高水利建筑物的安全性非常有幫助，但由于操作相對復(fù)雜，也容易出現(xiàn)各種問題，所以在具體施工中應(yīng)特別注意施工的嚴(yán)格性。一定要清理鉆探施工場地，嚴(yán)格按照施工圖的要求確定樁的具體位置，測量并排好線，避免出現(xiàn)偏差。鋼管的嵌入深度以2 m 左右為宜，如果水利工程規(guī)模較大，為確保基礎(chǔ)承載力，還可以適當(dāng)加深。鋼套管的內(nèi)徑最好比樁直徑大20 cm，以免在后續(xù)施工過程中碰到鋼套管。將鉆機(jī)布置在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶昂蠊潭ǎ@具中心與樁位中心的偏差應(yīng)小于20 mm，以免鉆機(jī)工作時發(fā)生位移和晃動。在檢查孔的深度和垂直度后清潔孔,該方法可用于更換灌漿。安裝網(wǎng)狀鋼筋籠和混凝土導(dǎo)管,在澆筑混凝土之前先清潔孔，然后采用正循環(huán)法進(jìn)行澆筑。安裝鋼籠時，要注意孔的位置，鋼籠不要碰到孔壁，安裝完成后應(yīng)立即用鋼絲繩固定。放置混凝土導(dǎo)管并開始澆筑混凝土。在澆筑過程中，應(yīng)同時提起導(dǎo)管，并在澆筑完成后1 h 內(nèi)將其拔出。

2.3 強(qiáng)夯處理技術(shù)

強(qiáng)夯法是土壤固結(jié)處理方法之一，也是一種被廣泛使用的軟土地基處理方法，能夠大大降低施工成本，施工簡單，加固效果好。夯錘從預(yù)設(shè)高度落下，反復(fù)夯實地基，以增加地基的整體密度。在混凝土施工之前，應(yīng)設(shè)置排水通道，以排出施工現(xiàn)場的水，并清理地面的淤泥。首先使用全站儀確定地基兩側(cè)的控制樁位置，并逐個確定每個夯擊點的位置；夯擊點的間距最好控制在3～4 m，并以正方形排列。四個點完全夯實后，再將中心點夯實。在起重機(jī)到位后，使夯錘與夯擊點準(zhǔn)確對應(yīng)；夯擊前，要控制并記錄夯錘的高度。將墜落距離控制在15 m 以上，才能夠保證夯錘效果。此外，夯錘到達(dá)預(yù)定高度后，將其解鉤并自由落下。夯實后應(yīng)對夯實坑的地面標(biāo)高進(jìn)行測量并記錄下來。進(jìn)行完全夯實，結(jié)合不同夯實點的高程判斷次數(shù)。盡管動態(tài)壓實處理技術(shù)的操作相對簡單，但必須確保壓實點準(zhǔn)確，并在施工完成后進(jìn)行滲透試驗，以進(jìn)行全面檢查[3]。

2.4 硅化加固施工法

硅化加固法常用于水電工程的施工。該法基于電滲原理，通過注漿管逐步完成電硅化的施工過程。施工人員需要反復(fù)開展特定的施工內(nèi)容，并向軟土地基中注入氯化鈣等化學(xué)試劑。此時，所有涵蓋的參數(shù)將受到化學(xué)因素的影響。反應(yīng)后，溶液將形成凝膠，從而提高軟土地基的柔軟度，并滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度和硬度等指標(biāo)；同時，加固范圍將繼續(xù)擴(kuò)大。該方法應(yīng)用時將消耗大量資源，技術(shù)人員應(yīng)充分考慮其投入成本，并選擇結(jié)合特定的工程項目要求來使用這項技術(shù)[4]。

2.5 混凝土施工技術(shù)

混凝土施工技術(shù)常應(yīng)用于建筑區(qū)域較大的水利工程，主要采用滾動施工的方式。混凝土是重要的建筑材料，其質(zhì)量會對整體工程的施工效果產(chǎn)生直接的影響。施工人員應(yīng)選擇符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的混凝土，最大程度減少結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象，避免裂縫的出現(xiàn)。此外，有必要結(jié)合設(shè)計要求對實際施工加以控制。水化熱也是影響混凝土質(zhì)量的十分重要的因素，所以在實際施工中，要盡量避免使用水泥，以確保混凝土質(zhì)量符合要求[5]。

2.6 加筋法與振動性水沖法

加筋法是將具有高拉伸性能的材料埋入土壤，并促使材料迅速融入土壤中，進(jìn)而有效提高地基穩(wěn)定性且減少地基沉降。此外，可以采用在軟土上鋪沙的方法來減少軟土基變形的概率。振動性水沖是先進(jìn)行基礎(chǔ)打孔，然后再倒入沙子和碎石，然后將其分層處理以增加強(qiáng)度。施工以前，應(yīng)該選擇合適的設(shè)備，確保其沖擊強(qiáng)度與振動效果一致。應(yīng)使用兩孔噴頭，水壓應(yīng)大于20 MPa[6]。

3 案例分析

3.1 工程概述

新余縣防洪工程位于江西省新余縣境內(nèi)。該地區(qū)的軟土層相對較厚，含水量較高，還具有壓縮強(qiáng)烈和淤泥廣泛的特點。施工之前，需要對軟土地基進(jìn)行詳細(xì)勘探。因軟土層較厚，所以采用鉆孔樁技術(shù)對軟土地基進(jìn)行處理[7]。

3.2 施工過程

孔洞塌陷為鉆孔樁施工過程中存在的主要問題。在鉆探過程中，施工隊突然發(fā)現(xiàn)鋼制套管中的水位高溢，然后立即回落，并出現(xiàn)大量氣泡。在隨后的鉆孔過程中，發(fā)現(xiàn)爐渣輸出量顯著增加，但是無法對其進(jìn)行鉆孔，所以能夠判定該孔塌陷。經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)孔的塌陷并不嚴(yán)重，因此及時將其回填至塌陷的位置，并控制了泥漿濃度，增加了水頭，下壓了鋼套管，然后進(jìn)行鉆孔，以避免再次發(fā)生塌陷。為了避免出現(xiàn)孔塌陷問題，需要將鉆孔速度控制得更加穩(wěn)定、均勻，從而使泥漿更全面地融化在孔壁上。造成該問題的主要原因是混凝土澆筑時間控制不當(dāng)、澆筑角度偏差等。澆筑過程需更加嚴(yán)格謹(jǐn)慎：使用合格的混凝土，以避免過早的初始凝固；在鋼籠底部澆筑期間應(yīng)減慢澆筑速度，其他時間應(yīng)適當(dāng)提高澆筑速度，以在較短的時間內(nèi)完成混凝土澆筑過程。此外，還應(yīng)考慮天氣因素，在混凝土中添加一定的阻滯劑，并且在澆筑時經(jīng)常緩慢移動管道以提高進(jìn)料速度。

4 結(jié)語

在水利工程建設(shè)中，如果施工前不對軟土地基進(jìn)行處理，則很有可能在施工后期導(dǎo)致地基不規(guī)則塌陷。軟土地基處理是關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，應(yīng)結(jié)合工程實際情況對軟土地基處理技術(shù)進(jìn)行選擇。