水利工程施工中軟基基礎處理技術

賈飛宇

(貴州省沿河土家族自治縣水務局，貴州 沿河565300)

0 前 言

在水利工程施工中，地基是整個水利工程建設的基礎，工程施工管理質量的好壞取決于地基的牢固與否。

軟土地基的處理在地基處理中是最具有難度的，因為大量的技術涵蓋在了軟土處理之中，只有選擇正確的處理方法才能做好軟基建設［1］。

軟土的含水量高而且土質空隙較大，并且抗剪強度低、壓縮性高。

水利工程大多存在于湖泊沼澤以及沿海河灘等地，而這些地區(qū)軟土大量存在，所以扎實的軟土地基處理技術尤為重要。

軟土層的特性較為復雜且各個層面之間也存在差異較大的物理力學差異，分布狀況也無法準確判定，因此在水利工程建設中軟基處理就成為了核心技術難題之一［2］。應用得當?shù)能浕A處理技術可謂是對水利工程建設保駕護航。

1 水利工程施工中軟基處理技術綜述

之所以要進行軟基處理，是因為軟基的結構，它屬于高壓縮性地基，其壓縮層主要由淤泥質以及淤泥組成，所以，一般來說承載力較低［3－4］。

而這樣的承載力無法滿足施工要求，所以要進行特殊處理。常用的水利工程施工中軟基處理技術有以下7 種:振動水沖、旋噴法、利用土工合成材料進行加筋加固、排水砂墊層的方法、利用硅化加固的方法、進行軟土層的換土和利用樁基和強夯來加固土層。

斑試器，北京百億怡達科技開發(fā)有限公司；孵化箱（Grumbach BSS420），上海柏乾生物科技有限公司。

1.1 振動水沖

利用初始抗剪強度在20 k Pa以上的振動水沖對地基完成打孔，然后對空洞進行填充。最后分層夯實孔中的砂石等填充材料。以此來達到加固地基的目的。

振動水沖主要是通過振沖設備來進行作業(yè)的。這樣的設備上有上下噴水孔，通過機械自身的振動以及沖擊力(類似混凝土插入振搗器)對地基完成打孔。

1.2 旋噴法

旋噴法是以提高地基的承載能力為目的，主要是利用旋噴機產(chǎn)生旋噴柱來達到加固地基的目的［5－6］。并且還可以作聯(lián)鎖樁施工或者是定向噴射成連續(xù)墻，來達到地基防滲的目的。

旋噴樁是高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化形成的，它是通過提升插入土層一定深度的，帶有按照一定速度進行旋轉的噴嘴的注漿管來進行打樁的，壓縮性低和強度高是旋噴樁優(yōu)于加固土層的地方，其流程圖見圖1。

能夠使用旋噴法進行地基加固的主要是由軟黏土和細沙土組成的地基，而對含有較高有機成分的土層沒有很好的效果［7－8］。

所以如果有機成分含量非常高的軟涂層需要加固，應完全排除這種方法。

1.3 利用土工合成材料進行加筋加固

加筋法就是在軟土地基的土層中放置一些抗拉能力很強的土工合成材料，利用土顆粒位移與拉筋產(chǎn)生摩擦力，使土與加筋材料形成整體，減少整體形變和增強地基的穩(wěn)固［9－10］。

在軟土地基的表面上鋪上一層相應的工程材料，使工程建筑的重量有效地分散到整個地基之上，從而達到加固地基的目的。

通過這樣的方式可以有效地阻止或者是減弱工程潛在的滑動破壞，并且因為材料與地基之間產(chǎn)生的強大的摩擦力能有效抑制地基的變形，從而增加整個水利工程地基的穩(wěn)定性。

圖1 旋噴樁施工工藝簡易流程圖

1.4 排水砂墊層的方法

選用滲水性能好的砂墊層，才能確保砂墊層的順暢排水。

1.5 利用硅化加固的方法

所謂硅化加固法是將能夠發(fā)生化學反應的兩種溶液向軟土層中輪流注入，利用它們的化學反應產(chǎn)生一種能夠使土顆粒表面活化的膠凝物質，而這種凝膠物質可以膠結固化相互接觸的土顆粒，增強它們之間的連接，以此來達到加固地基的目的［12－13］?，F(xiàn)在電滲原理出現(xiàn)，隨著它的發(fā)展，借助這個原理，通過電動硅化法，可以使基礎加固的范圍大大得到擴展。

1.6 進行軟土層的換土

在水利施工過程中，可以用灰土、水泥、沙土等來替換比較單薄的軟土層，使替換后的土層能夠滿足負荷施工工程的要求。為了節(jié)約成本，并且防止?jié)B透化比較嚴重的問題，一般來說，多是就地取材－回填泥土，這樣不僅大大節(jié)省了成本而且還有利于水利工程的防滲。必須要選擇壓密特性好的土來進行換土回填，這樣可以形成比較好的持力層，另外要夯實回填的軟土，只有這樣才能增加地基的承載能力，才能提高地基的穩(wěn)定性和抗變形的能力。

沿河土家族自治區(qū)縣屬石灰?guī)r地區(qū)，巖溶地貌占71.38%，農(nóng)村飲水安全工程的水池基礎的開挖常遇到軟弱夾泥層，在處理時，采用清除夾層中的風化物或泥土后，采用100#砂漿及塊石回填置換。

本人在2010年的本縣沙子鎮(zhèn)石先村飲水工程水池基礎開挖中就采用了這樣的方法，三年多來工程運行正常。

1.7 利用樁基和強夯來加固土層

用樁基法對分布較廣而且含水量多的軟基進行加固，現(xiàn)在科技發(fā)展，都是選擇性能更好的預應力管樁或者是鋼筋混凝土樁，利用較低的成本，并且優(yōu)于早期承載力質量的樁體，不僅加固效果明顯而且操作便捷。強夯多用在以沙土和黃土為主要成分的土層，就是把一定力度的夯錘提升到適應的高度，然后使夯錘自由落體，利用其自身重量將土夯實。

2 水利工程施工中軟基基礎處理技術使用時的注意事項

要注意以下4 項工作:結合有效的實驗數(shù)據(jù)、在水利工程施工的過程中，要充分考慮軟土地基的承載能力、注意做好深層攪拌樁的處理和進行地址的實地勘察和測量。

2.1 結合有效的實驗數(shù)據(jù)

在軟基處理的時候要注意基底土質的實驗，要依據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行處理，在真實數(shù)據(jù)的指導下才能確定軟基的實用性。

只有這樣才能提高軟基處理的有效性，提高水利設施的質量水平，以免導致水利工程施工帶來不必要的問題和麻煩。

2.2 充分考慮軟土地基的承載能力

要通過計算機的技術進行各方面影響因素的分析，例如軟基土地承載力，軟基水平剪切力以及軟基土壤熱化等。

2.3 注意做好深層攪拌樁的處理

在進行水利工程施工時，盡量避免在惡劣環(huán)境下處理軟涂層。

特別是冬季，由于軟基處理包括做好深層攪拌樁的處理，而深層攪拌樁的處理受氣候影響很大，所以，要考慮冬季的影響因素到實際施工時間上，以保證順利處理好深層攪拌樁。

2.4 進行地址的實地勘察和測量

嚴格按照相關規(guī)定進行施工地點的施工前勘察，認真做好水利工程測量、勘察、地質調查、地貌等勘察工作。

參考相關資料，利用數(shù)據(jù)充分分析它們的本質和作用，以便最后根據(jù)測量結果來制定軟基實施方案，只有這樣，才能避免軟基處理的失敗帶來的風險，減少經(jīng)濟損失。

3 結 論

軟土地基處理是整個水利工程的重中之重，水利工程的地基是否穩(wěn)定決定了工程是否安全，而且關系到水利工程施工的質量水平。軟土地基因為它比較薄弱的承載能力，很容易使周圍結構受到影響。如果處理不得當，就會導致周圍結構變形，甚至斷裂。

這樣就使得整個水利工程施工的質量和安全性受到嚴重影響，不僅會帶來經(jīng)濟利益上的損失，甚至會危及到人員的生命安全。安全生產(chǎn)從來就是一個不會過時的話題，只要有生產(chǎn)工作的存在就會有安全性的提出。

近年來，國家對水利行業(yè)的投入逐漸加大，各地水利工程建設項目也紛紛上馬，而安全問題也逐步在水利工程施工的過程中凸顯出來。只有打好有力的地基才能杜絕一切可能存在的安全隱患。

穩(wěn)固的地基是保證工程質量的基礎，而作為普遍存在軟土地基的加固方案，就需要結合工程的需要和施工的實際地質條件來進行選擇。

當方案最終確定后，還要選擇合適恰當?shù)姆椒ǎ⑶乙獙|量進行嚴格的控制，以此來保證水利工程的順利施工。

水利工程施工的時候，軟土地基會有很多的處理形式和技術，各種各樣的軟基基礎處理技術，最終目的都是要改變和完善軟土層性質，來提高地基的穩(wěn)定性。

在選用方案時只有根據(jù)軟基的土質來確定，才能起到更好的經(jīng)濟效果。施工單位一定要根據(jù)自己的實際情況，進行合理選擇，從而使軟基處理的效果得到有效的保證。

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