水利施工中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用與質(zhì)量管理

天津市武清區(qū)水務(wù)局上馬臺(tái)水庫(kù)管理處

摘要：水利工程在社會(huì)將會(huì)有越來(lái)越重要并且越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在水利工程施工中，對(duì)于軟土地基的處理是一個(gè)重要內(nèi)容，也是不可避免的一項(xiàng)工作。因此在進(jìn)行水利施工軟土地基的處理時(shí)，軟土因其具有高壓縮性、低強(qiáng)度、大孔隙及高含水量等特點(diǎn)，在軟土地基的建設(shè)管理過(guò)程中和設(shè)計(jì)使得存在大量技術(shù)難點(diǎn)，所以，地基處理中重點(diǎn)的研究對(duì)象就是軟土地基。在水利施工中軟土地基處理技術(shù)管理過(guò)程中，要充分進(jìn)行考察和分析施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)實(shí)際情況要了解，制定最佳的處理方案，以保證水利工程的地基質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利施工；軟土地基；處理技術(shù)

軟土是指天然含水量高、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、孔隙大的細(xì)粒土。它分布廣泛，大多分布于海邊、河灘、沼澤以及湖泊等水利施工分布比較集中的地方。軟土地基就混雜粉土以及粉沙等物質(zhì)以軟土為主要成分的地基。由于軟土地基質(zhì)地可塑性強(qiáng)、比較軟，所以它的承載能力就會(huì)比較低，這個(gè)也是軟土地基的主要特點(diǎn)。但是在水利施工實(shí)際的過(guò)程中，遇到軟土，開(kāi)挖過(guò)程就會(huì)有困難。軟土地基的主要特征有兩個(gè)，一個(gè)是觸變性顯著，另外一個(gè)是流變性強(qiáng)。軟土的含水量往往都會(huì)比較高，空隙比較大，所以水分流失就會(huì)很快，這個(gè)時(shí)候軟土就會(huì)變的比較的疏松。

1、軟土地基特點(diǎn)

1.1孔隙比較高

在相同環(huán)境下，與重塑土相比較而言，軟土孔隙一般要比其高出20%-40%。軟土地基之所以會(huì)有這種特性是因?yàn)橥临|(zhì)在緩慢沉降過(guò)程中，在土質(zhì)中各穎粒點(diǎn)之間有膠結(jié)形成，缺乏與重塑土中相類(lèi)似壓密步驟。

1.2壓縮性較高

對(duì)于軟土地基來(lái)說(shuō)，其壓縮曲線(xiàn)是很有特色的，在其初始階段曲線(xiàn)比較平緩，當(dāng)壓力超出一定應(yīng)力時(shí)就會(huì)有陡降階段出現(xiàn)。在壓力過(guò)去之后又會(huì)有另外一個(gè)陡降階段出現(xiàn)，這樣一來(lái)，其在經(jīng)過(guò)壓力區(qū)間的一段變化之后，其曲線(xiàn)斜率所呈現(xiàn)出特性就是由突變到漸變。

1.3透水性比較低

一般情況下，對(duì)于軟土地基來(lái)說(shuō)，其抗剪強(qiáng)度大部分在20kPa之下，透水性相對(duì)比較弱。其滲透系數(shù)在豎向上為10-8-6cm/s之間，這對(duì)地基排水是十分不利的，地基中孔隙水有較高壓力，對(duì)地基沉降會(huì)產(chǎn)生一定影響，并且也會(huì)延長(zhǎng)建筑物沉降時(shí)間。

1.4靈敏性比較高

軟土具有較高的靈敏度是從其觸變性上體現(xiàn)出來(lái)的，原狀軟土受到振動(dòng)，會(huì)使得軟土結(jié)構(gòu)之間的連接受到破壞，所造成的結(jié)果就是降低軟土強(qiáng)度，甚至是會(huì)使得軟土變成稀土狀態(tài)，這樣一來(lái)很容易造成的結(jié)果就是發(fā)生沉降、側(cè)向滑動(dòng)以及基底面被側(cè)向擠出。

2、水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)

2.1換填處理方法

2.1.1該處理方法技術(shù)特點(diǎn)

換填加固，顧名思義，就是將原來(lái)的軟土地基在一定深度和一定范圍內(nèi)的軟土挖出，換填成強(qiáng)度高、抗壓縮、穩(wěn)定性好的材料，主要包括砂、碎石、石灰等建筑材料。在進(jìn)行填充的同時(shí)要利用人工或者是機(jī)械方式來(lái)對(duì)其分層進(jìn)行夯、壓以及振動(dòng)，使其密度能夠達(dá)到所需要的要求，從而使其成為優(yōu)秀地基。當(dāng)軟土地基土層較薄并且其上部荷載也較小時(shí)，可以通過(guò)人工或者是機(jī)械方式來(lái)對(duì)其表層進(jìn)行振動(dòng)以及壓等一些密實(shí)處理，這樣也能夠達(dá)到同樣效果.換填法在處理淺層地基方面比較適合，可以對(duì)淤泥質(zhì)土、回填土以及雜填土等一些土質(zhì)地基進(jìn)行處理，還可以處理暗溝、暗道以及暗塘等一些低洼地區(qū)。

2.1.2換填處理法的應(yīng)用

通過(guò)換填加固，一定程度上改變了原有地基的組成，可使其達(dá)到建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)。換填加固法的軟土地基處理方式，需要有以下幾點(diǎn)需要注意：一是選用的換填材料要根據(jù)施工地實(shí)際的情況進(jìn)行選擇，選擇的換填材料要符合相關(guān)規(guī)定和建筑物的要求，這樣才可保證軟土地基加固的實(shí)施是合理有效的。二是換填加固過(guò)程中，要逐層換填加固，逐層壓實(shí)，用機(jī)械碾壓等方法使之達(dá)到建筑要求的壓實(shí)度。三是換填的深度和面積要經(jīng)過(guò)正確的計(jì)算，保證換填工作的正確進(jìn)行。換填時(shí)應(yīng)先去除地基中的一些垃圾或雜物，基底要平整干凈，再將經(jīng)過(guò)試驗(yàn)合格的換填材料和計(jì)算確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行換填。換填加固法可直接有效的解決軟土地基承載能力弱的主要問(wèn)題，在各種大型水利建筑工程中應(yīng)用廣泛。

2.2排水固結(jié)法

2.2.1技術(shù)特點(diǎn)

利用這種方法來(lái)處理軟地基能夠排出軟地基中所存在水分，從而使得孔隙比以及超靜孔隙水壓減小，使土體發(fā)生固結(jié)變形，從而提前完成土體沉降速率，利用提升土體抗剪強(qiáng)度以及有效應(yīng)力來(lái)使得地基承載力得到提升。排水固結(jié)法主要包括以下幾種：真空預(yù)壓法、礦井法、電滲排水法以及堆載頂壓法。

對(duì)于軟粘土地基進(jìn)行處理時(shí)可以使用堆載頂壓法，但是這種方法需要較長(zhǎng)時(shí)間。在建筑物修建之前，對(duì)填土材料以及砂石加載預(yù)壓，使軟粘土地基完成沉降，從而使軟粘土地基得到快速穩(wěn)定固結(jié)，將荷載撤除之后再對(duì)建筑物進(jìn)行修建。

有些軟粘土地基透水性比較低，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)可以使用砂井法。這種方法是利用地基成孔的方式來(lái)對(duì)砂土進(jìn)行灌注，將砂溝或者是砂層墊在砂井之上鋪設(shè)，以此來(lái)固結(jié)排水管，利用對(duì)排水速度的提升來(lái)使得地基比較牢固穩(wěn)定。砂井法所具有的特點(diǎn)就是用料省、連續(xù)性較好；并且其施工也比較方便。

2.2.2排水固結(jié)法的應(yīng)用

與換填法相比較而言，這種方法還是比較復(fù)雜的，在運(yùn)用該種方法時(shí)，對(duì)其要求以及特點(diǎn)要特別注意。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，要注意以下幾點(diǎn)：第一，在堆載預(yù)壓法時(shí)，不但要利用建筑物自重來(lái)進(jìn)行加壓，同時(shí)在施工時(shí)也可以采取相應(yīng)措施來(lái)進(jìn)行預(yù)壓，也能夠利用超載預(yù)壓方式來(lái)排水固結(jié)，但具體方式要以估計(jì)值以及殘余沉降量為依據(jù)來(lái)進(jìn)行確定。第二，若軟土地基地下水含量比較小，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，可以利用降水預(yù)壓法來(lái)進(jìn)行。在對(duì)該種方法進(jìn)行使用時(shí)，施工之前要需要對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行勘察，并且要將其收集起來(lái)，只有這樣才能夠保證所指定出來(lái)的方案比較細(xì)致可靠，從而增強(qiáng)其實(shí)效性。

2.3化學(xué)加固法

2.3.1技術(shù)特點(diǎn)

化學(xué)加固法是指利用一些化學(xué)材料對(duì)軟土地基進(jìn)行排水固結(jié)的處理，以增加水利工程地基的穩(wěn)定性，常見(jiàn)的化學(xué)加固法有深層水泥和石灰攪拌法、灌漿法等。深層石灰攪拌樁法，是利用石灰與土攪拌后所發(fā)生的一系列物理和化學(xué)反應(yīng)來(lái)加強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)度，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)的不同所產(chǎn)生的加固效果也不同。深層石灰攪拌樁法的材料主要就是生石灰和高爐煤灰，可以有效的吸收軟土地基中的過(guò)多水分，施工要按照從四周到中間的順序原則，施工過(guò)程中要避免石灰攪拌樁被地表或附近的水滲透而過(guò)多吸收水分失去原有效果。灌漿法指的是應(yīng)用氣壓、液化以及電化學(xué)原理，將一些能夠固化漿液向裂縫或者是孔隙土體中注入，使土體能夠充分固結(jié)，減少地基沉陷程度，從而將地基承載力提高.若軟土地基中含水量較高，利用這種方法還有堵漏以及防滲作用。

高壓旋噴注漿法的工藝如下：首先利用鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行造孔，然后將帶有噴頭灌漿管進(jìn)行下放，使其能夠達(dá)到預(yù)定位置，然后利用高壓噴射設(shè)備作用來(lái)得到具有高速度以及高能量液流，從而對(duì)土體進(jìn)行沖擊以及切割，使土體和漿液之間能夠進(jìn)行充分混合，并且要能夠使質(zhì)地比較均勻且連續(xù)密實(shí)柱樁或者是板墻等凝結(jié)體在地基中形成，從而對(duì)地基進(jìn)行加固。

2.3.2化學(xué)加固法的應(yīng)用

利用這種方法對(duì)地基進(jìn)行處理，能夠增強(qiáng)其承載力以及硬度，使沉降量減少，達(dá)到處理軟土地基目的，利用這種方法對(duì)地基進(jìn)行處理之后，其邊坡穩(wěn)定性能夠得到良好保障。在應(yīng)用該種方法時(shí)，要注意控制水泥與地基之間可能會(huì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，并且要注意采取相關(guān)物理措施來(lái)對(duì)其進(jìn)行加固管理，保證在地基處理之后有較快固化速度。在使用灌漿法時(shí)，要使?jié){液在軟土中均勻分布。利用高壓噴射注漿法時(shí)，對(duì)于壓力大小要注意，對(duì)于施工過(guò)程中的不均勻沉降以及起包問(wèn)題要盡量避免。

3、結(jié)束語(yǔ)

在水利施工中軟土地基處理過(guò)程中，處理方法也比較多，施工單位應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況、基低土質(zhì)特性、周邊環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益等多方面因素進(jìn)行綜合分析，最終選定出最佳的處理方法，從而得到良好的軟土地基處理效果。

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