水利施工中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用

吳 友

(貴州省水利實(shí)業(yè)有限公司，貴陽(yáng) 550000)

顧名思義，軟土指的是那些含水量相對(duì)較高，空隙比較大，壓縮性也較高，而且抗剪的強(qiáng)度比較低的細(xì)粒土壤。這些軟土一般分布在水利施工相對(duì)密集的地區(qū)，在物理層面上，軟土層間還存在較大的差異，而且它們的分布情況也比較復(fù)雜。因此，對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)，軟土地基的處理是施工的首要問(wèn)題。準(zhǔn)確的測(cè)出軟土地基的實(shí)際承受能力最大值;合理估算出軟土地基有可能發(fā)生的變形情況以及施工過(guò)程中的應(yīng)用復(fù)合地基問(wèn)題，是軟土地基處理技術(shù)所涉及的3個(gè)方面。

1 水利工程特點(diǎn)

水利工程施工與一般土木工程如道路、鐵路、橋梁和房屋建筑等的施工有許多相同之處。但是，水利工程的施工也有其獨(dú)自的特點(diǎn):①水利工程承擔(dān)擋水、蓄水和泄水的任務(wù)，因而對(duì)水工建筑物的穩(wěn)定、承壓、防滲、抗沖、耐磨、抗凍、抗裂等性能都有特殊要求，需按照水利工程的技術(shù)規(guī)范，采取專門(mén)的施工方法和措施，確保工程質(zhì)量;②水利工程對(duì)地基的要求比較嚴(yán)格，工程又常處于地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地區(qū)和部位，地基處理不好就會(huì)留下隱患，事后難以補(bǔ)救，需要采取專門(mén)的地基處理措施;③水利工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工，需根據(jù)水流的自然條件及工程建設(shè)的要求進(jìn)行施工導(dǎo)流、截流及水下作業(yè);④水利工程要充分利用枯水期施工，有很強(qiáng)的季節(jié)性和必要的施工強(qiáng)度，有的工程因受氣候影響還需采取溫度控制措施，以確保工程質(zhì)量。水利工程施工，與社會(huì)和自然環(huán)境關(guān)系密切，因而實(shí)施工程的影響也較大，須要把握時(shí)機(jī)，合理安排計(jì)劃，精心組織施工，及時(shí)解決施工中的防洪、渡汛等問(wèn)題，以策安全[1]。

2 關(guān)于水利工程中軟土地基的幾點(diǎn)介紹

2.1 軟土地基的概述

軟土包括淤泥、淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等，是一種天然含水量大、壓縮性高、天然孔隙比≥1、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。

軟土是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟弱淤泥、淤泥質(zhì)黏性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。

2.2 關(guān)于建在軟土地基上的建筑設(shè)施失穩(wěn)原因

水利施工如果在軟土地基上開(kāi)展常常使建筑設(shè)施遭到一定程度的破壞，這是因?yàn)榻ㄖO(shè)施會(huì)容易發(fā)生滑動(dòng)。造成建筑設(shè)施滑動(dòng)的原因主要是因?yàn)檐浲恋鼗袦榈哪硞€(gè)面上所具有的抗剪強(qiáng)度低于了它所受到的剪應(yīng)力，導(dǎo)致兩者之間的平衡力遭到打破，進(jìn)而產(chǎn)生了這種現(xiàn)象。剪應(yīng)力之所以增加的主要原因是在水利工程施工過(guò)程中軟土地基上的負(fù)荷變大亦或者是因?yàn)榻邓黾恿塑浲恋谋戎亍?/p>

2.3 水利工程中軟土地基處理技術(shù)的重要性

鑒于軟土是摻雜著一些薄層粉、細(xì)砂的混合物，其滲透性相對(duì)比較差，會(huì)嚴(yán)重影響著地基的排水功能以及承載力低，所以在水利工程的施工過(guò)程中會(huì)影響著地基的強(qiáng)度，軟土地基對(duì)于水利工程的危害一般表現(xiàn)在水利設(shè)施工程中的公路方面[2]。如果橋頭高路堤發(fā)生滑移、沉降或者單邊膨脹的現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響到橋梁使用的壽命和價(jià)值，如處理不妥當(dāng)，會(huì)影響到附近那些魚(yú)塘、農(nóng)田、農(nóng)戶等人的正常生活，更有甚會(huì)影響到整個(gè)水利工程設(shè)施的作用發(fā)揮。因此，對(duì)于水利工程來(lái)講，軟土地基的處理技術(shù)是施工中所要解決的首要問(wèn)題，也是當(dāng)今所有相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員所關(guān)注的重要課題之一。

2.4 水利工程中軟土地基所具有的特征表現(xiàn)

以軟土為主要的組成部分，而且還夾雜著一些粉砂和粉土的地基，就是軟土地基。一般來(lái)說(shuō)，這種軟土地基是比較軟的，因此它的可塑性是很強(qiáng)的，然而它的承載能力卻是比較低的。在水利工程的實(shí)際施工過(guò)程中如果存有軟土地會(huì)給水利的施工產(chǎn)生一定的困難，因?yàn)檐浲恋鼗暮勘容^高，所以軟土地還存在較大的空隙，這比較容易導(dǎo)致水分的快速流失，使得土地變得相對(duì)比較疏松。

3 關(guān)于水利工程軟土地基處理技術(shù)介紹

3.1 排水法

水利工程的施工當(dāng)中，主要是采取礦井排水的固結(jié)方法，對(duì)那些在表層存在的淤泥則采取清除的方式來(lái)加強(qiáng)軟土以用來(lái)保證它的堅(jiān)固性，此種利用砂井進(jìn)行排水的方法就是要通過(guò)預(yù)壓砂井處理軟基土地，這樣就可以加快排水的固結(jié)速度，讓地基先沉降，這樣的效果還是很明顯的，但要是想完全固結(jié)的話仍然還要一定的時(shí)間。

3.2 爆炸排淤法

爆炸排淤法主要是用在沼澤和淤泥為主的地基中。此方法主要用在防洪堤、海岸護(hù)岸、滑道拋石基床、圍堰等水工結(jié)構(gòu)中的軟土地基處理中。它是放置一些炸藥在軟土層中，通過(guò)引爆炸藥的方式來(lái)把軟土基層表面上的像淤泥、泥炭等成分清除掉，從而讓那些比較堅(jiān)硬的具有滲水性的土層可以相對(duì)比較容易的填進(jìn)來(lái)，也就強(qiáng)化了地基土層的固結(jié)性。這種方法所起的作用比較明顯，所用時(shí)間較短，但是這種方式的成本比其他方式要高而且采用爆炸的方式可能會(huì)產(chǎn)生一定的危害性對(duì)于周圍的環(huán)境和人畜安全，因此此種方式在我國(guó)的一些沿海地區(qū)使用相對(duì)比較少。廈門(mén)市高崎閩臺(tái)漁輪避風(fēng)港東堤工程在處理軟土地基時(shí)就采用的此方法。

3.3 墊層法

換土加筋墊層法的加筋材料宜選用抗拉強(qiáng)度高、受力時(shí)伸長(zhǎng)率≤4% ～5%、耐久性好、抗腐蝕的土工格柵，當(dāng)墊層厚度＜1.0 m時(shí)，在底部或1/2厚度處鋪設(shè)一層加筋土工格柵，當(dāng)厚度＞1.0 m時(shí)每0.5 m鋪設(shè)一層加筋土工格柵。也可根據(jù)工程實(shí)際情況選用其它土工合成材料如土工布等。墊層的寬度應(yīng)滿足道路路基基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴(kuò)散的要求，可按下式計(jì)算或根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。公式為:

式中:b1為墊層底面寬度;θ為墊層壓力的擴(kuò)散角;b為基礎(chǔ)底面的寬度，m;Z為墊層的厚度，m。

3.4 井點(diǎn)降水法

井點(diǎn)降水法主要使用于粉、細(xì)砂、地下水位較高，有承壓水、挖基較深，坑壁不易穩(wěn)定的土質(zhì)基坑。目前在公路建設(shè)中的地下工程比如橋梁基礎(chǔ)、管線工程等深基坑工程是采用此方法。它是一種很實(shí)用的方式，其主要優(yōu)勢(shì)在于降水效果比較好，此外它的施工工期比較短。任何事物都有其兩面性，這種方法也有缺點(diǎn)主要是如果橋涵比較多而且工期非常短的話，就需要設(shè)置較多的井點(diǎn)，從而增加了工程的投資金額，此外它使用設(shè)備也比較多嚴(yán)重影響了它的經(jīng)濟(jì)效益。此方法實(shí)施原理是設(shè)置一定數(shù)量的井點(diǎn)在地下水位相對(duì)較高地區(qū)。

此種方法需要詳細(xì)的檢查施工設(shè)備以及水電，在水利工程的施工過(guò)程中，抽水一定要一次性到位不允許出現(xiàn)間斷的情況，及時(shí)觀察注意周圍的環(huán)境變化，根據(jù)其變化相應(yīng)的調(diào)整抽水的流量大小。在水利工程施工完成以后技術(shù)人員需要及時(shí)拆回井點(diǎn)系統(tǒng)并將其收拾完整。

[1]曹天強(qiáng)，仲崇江.水利工程施工中帷幕灌漿技術(shù)初探[J].黑龍江科技信息，2009(23):12 －18.

[2]鐘俊紀(jì).水閘軟土地基沉降預(yù)測(cè)的主要方法[J].理論與現(xiàn)代化，2005(S1):132－133.