水利工程施工中軟土地基處理的方法探討

陳國軍

【摘要】水利工程所處環(huán)境通常都非常復(fù)雜，因此基礎(chǔ)處理通常是工程建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容。施工過程中若無法提供高質(zhì)量的基礎(chǔ)工程，整個(gè)水利工程施工質(zhì)量和工程安全都將會(huì)受到影響。所以必須正確選擇軟基處理方式，利用科學(xué)有效的基礎(chǔ)加強(qiáng)措施，增加軟土基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，提高基礎(chǔ)施工質(zhì)量，確保工程的整體進(jìn)度穩(wěn)定性。論文介紹了軟土地基的處理技術(shù)，并總結(jié)了施工過程中的注意事項(xiàng)，希望能對水利工程的軟土地基處理提供參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程施工；軟土地基；處理技術(shù)

引言

在水利工程施工過程中，施工企業(yè)要堅(jiān)持具體問題具體分析的原則，全方位、客觀分析施工現(xiàn)場軟土地基各方面情況，靈活應(yīng)用各種方法等，科學(xué)處理軟土地基，有效解決存在的隱患問題，提高其承載能力。確保水利工程施工有序進(jìn)行，在降低施工成本的基礎(chǔ)上，提高施工整體質(zhì)量，延長水利工程使用壽命，獲取更多的經(jīng)濟(jì)利潤。

1、軟土地基特性

1.1 孔隙較大

在同樣的環(huán)境下，軟土和普通泥土相比，其空隙相對來說要大很多。其主要是因?yàn)檐浲梁看?，?dǎo)致泥土顆粒之間的銜接點(diǎn)出現(xiàn)膠結(jié)現(xiàn)象，缺失了普通泥土的土層壓實(shí)結(jié)構(gòu)，從而空隙變大。

1.2 透水性差

軟土地基的排水能力和透水性都很差，垂直方向的水滲透參數(shù)只有10cm/s，致使孔隙承受的水壓力較大，從而對地質(zhì)沉降的影響很大。軟土地基的建筑物自然沉降的時(shí)間要比普通土質(zhì)的地基沉降的時(shí)間更長。

1.3 靈敏度高

在觸變性方面，運(yùn)用軟土振動(dòng)技術(shù)來破壞軟土與軟土之間的結(jié)構(gòu)，會(huì)極大地降低軟土的強(qiáng)度比例。這樣，軟土層隨即就可能產(chǎn)生側(cè)面擠出、土質(zhì)沉降和側(cè)向滑動(dòng)等各方面意外狀況。同時(shí)，還因?yàn)檐浲恋耐翆又g含水量較大和各土層之間的物理力學(xué)性質(zhì)差異比較大等原因，導(dǎo)致其壓力承載性能差、土地易出現(xiàn)變形等情況。

2、水利施工中影響軟土地基處理技術(shù)選擇的因素

進(jìn)行軟土地基的處理技術(shù)的選擇時(shí)，由于不同的水利工程的實(shí)際情況不同，影響因素也有很多，包括時(shí)間、環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)、施工總量等方面。進(jìn)行軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用的影響因素的勘察，能使技術(shù)人員選擇出更適宜的處理技術(shù)，以保證處理后的地基的各項(xiàng)參數(shù)符合工程要求，并且保證工程按期完工，為工程質(zhì)量提供保障。

2.1 施工環(huán)境

施工環(huán)境對水利工程施工也有非常大的影響，特別是地理環(huán)境。由于水利工程大多較分散，每項(xiàng)水利工程所處的地理環(huán)境都有著非常大的差異，而地理環(huán)境不同對施工技術(shù)的要求也存在各種差異。水利工程實(shí)際施工過程中，特別是在軟土地基的施工過程中，施工人員應(yīng)對工程及其附近地理環(huán)境進(jìn)行充分的、綜合的考慮，以選擇出最佳的軟土地基處理技術(shù)。

2.2 施工總量

當(dāng)軟土地基施工總量較大時(shí)，若選用換土處理技術(shù)就需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，進(jìn)而直接造成工程成本的大幅增加，不符合經(jīng)濟(jì)性原則。當(dāng)軟土地基土層較厚時(shí)若采用重壓法，軟土地基底部的堅(jiān)固性、穩(wěn)定性等將無法得到可靠的保證?？梢?，軟土地基施工總量也會(huì)影響到其處理技術(shù)的選擇。

2.3 施工時(shí)間

施工工期是施工人員在進(jìn)行工程施工時(shí)需重點(diǎn)考慮的一個(gè)因素。應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際施工情況和水利工程性質(zhì)合理設(shè)定施工工期，并在施工過程中對其進(jìn)行充分的考慮是確保工程在規(guī)定時(shí)間內(nèi)竣工的重要基礎(chǔ)。對于軟土地基采用不同的處理技術(shù)需要的時(shí)間存在一定的差異，例如，采用重壓處理技術(shù)和添加劑處理技術(shù)時(shí)，重壓后的沉淀時(shí)間與添加劑的反應(yīng)時(shí)間對施工工期具有重要的影響。如果軟土地基處理時(shí)間較長，會(huì)對整個(gè)工程的施工工期造成影響。

3、處理措施

目前我國水利施工中常見的軟土基礎(chǔ)主要成分包括松散砂質(zhì)土、大孔隙有機(jī)質(zhì)土、粉土、黏土等，該種基礎(chǔ)土質(zhì)空隙大、質(zhì)地松軟且含有水分量大，因此該類基礎(chǔ)強(qiáng)度相對較低，具有較大的壓縮性，無法滿足水利工程施工要求。

3.1 替換土法

在處理軟土地基過程中，替換土法的應(yīng)用較多，該方法操作簡單、難度較低，可有效改善土質(zhì)特性，進(jìn)一步提高地基整體質(zhì)量。在水利工程施工過程中，施工人員要多層次分析施工現(xiàn)場軟土地基特點(diǎn)、性質(zhì)等，用水泥、灰土等穩(wěn)定性較高的土質(zhì)代替其中的軟土，提高軟土地基的承載力，確保軟土地基符合水利工程建設(shè)的具體要求。

3.2 強(qiáng)夯施工法

在工程施工過程中，針對軟土基礎(chǔ)的施工，還經(jīng)常應(yīng)用強(qiáng)夯的施工方法進(jìn)行施工處理。在應(yīng)用這種施工方法的過程中，通常使用80kN的施工夯錘進(jìn)行施工。將夯錘吊起在6～30m高度范圍內(nèi)進(jìn)行錘體的自由下落，通過重復(fù)不斷的自由下落施工來對軟土基礎(chǔ)進(jìn)行夯實(shí)。強(qiáng)夯施工法最主要的應(yīng)用施工環(huán)境就是工程基礎(chǔ)有大量的河流沖擊或者是濱海沉積；還有一種環(huán)境就是軟土中有大量的換土或者是粉土以及雜填土等土質(zhì)時(shí)；上述幾種工程施工環(huán)境在應(yīng)用強(qiáng)夯施工法時(shí)，施工效果都較為明顯，質(zhì)量都較為優(yōu)良。

3.3 填墊層技術(shù)

填墊層技術(shù)主要適合厚度較小的軟土層，一般軟土層的厚度在2～3cm時(shí)采用這種技術(shù)。這種方法在操作時(shí)需要將軟土清除干凈，在清除部分用更加穩(wěn)定的固體材料替換，這樣能夠增加這部分土層的厚度。采用填墊層技術(shù)時(shí)，通常采用砂石、卵石等材料。砂石和卵石這種材料最大的特點(diǎn)是密度較大、受壓能力強(qiáng)、滲水性能高。填墊層技術(shù)，能減少土層對熱脹冷縮的變化程度。

3.4 樁基礎(chǔ)法

在水利工程施工過程中，如果施工場地的淤土層較厚，無法大范圍處理軟土地基，需要采用樁基礎(chǔ)法。在新形勢下，樁基礎(chǔ)法也會(huì)發(fā)生一系列變化，鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)運(yùn)而生，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。在應(yīng)用過程中，施工人員要借助機(jī)械、人工形式實(shí)現(xiàn)成孔，在軟土地基中注入適量的混凝土，在混凝土放熱、離子交換作用下，合理改變樁基附近的軟土力學(xué)性質(zhì)，使其成為一種復(fù)合型地基，有效防止施工現(xiàn)場軟土地基出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，具有較好的承載力與強(qiáng)度，充分發(fā)揮鋼筋混凝土預(yù)制樁多樣化作用，有效抵抗水壓水平方向的荷載，提高地基穩(wěn)定性。樁基礎(chǔ)法在處理軟土地基中，具有多樣優(yōu)勢，如施工難度較低、施工成本較少、水利工程穩(wěn)定性較高。

3.5 化學(xué)法

常規(guī)處理方式無法有效提高軟基強(qiáng)度的情況下，通常會(huì)使用化學(xué)固結(jié)法，利用化學(xué)手段提高軟基強(qiáng)度。該種方法主要利用化學(xué)材料對軟土基礎(chǔ)進(jìn)行改造填充，從而有效降低基礎(chǔ)壓縮性，提高基礎(chǔ)土質(zhì)強(qiáng)度，以此保證基礎(chǔ)可以滿足水利工程基礎(chǔ)承載力要求。目前化學(xué)固結(jié)法開始在水利工程施工中發(fā)揮巨大的作用，并且以其效果得到了廣泛的認(rèn)可，目前常用的化學(xué)固結(jié)方式包括灌漿、合成材料加固、規(guī)劃處理等。下面便針對這些措施進(jìn)行簡要敘述。

（1）灌漿。該種方式是基礎(chǔ)處理常用措施，主要利用電化學(xué)原理以及氣壓，將化學(xué)材料填充、灌注到軟基中，利用灌漿材料（石灰、木質(zhì)素）的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對基礎(chǔ)的加固，該種方式主要被應(yīng)用于淤泥質(zhì)粉土以及粘性土中，以保證該類軟基在處理后可以滿足工程基礎(chǔ)強(qiáng)度需求。（2）合成材料加固。合成材料的合理應(yīng)用也可以有效提高軟基強(qiáng)度，通過將韌性高、強(qiáng)度大的合成材料填充到軟基中，利用高壓使軟土同人工合成材料結(jié)合起來，從而令軟基強(qiáng)度、韌性得到加強(qiáng)，避免基礎(chǔ)的觸變、形變，同時(shí)結(jié)合人工合成材料的軟土基礎(chǔ)，即便發(fā)生小面積的斷裂和沉降，在人工合成材料的作用下，也可以得到控制，從而提高了基礎(chǔ)的穩(wěn)固性。

4、結(jié)束語

總之，我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了水利工程建設(shè)的進(jìn)步。水利工程建設(shè)中，對地基的處理是整個(gè)施工項(xiàng)目最為重要的。在水利工程建設(shè)中處理好軟土地基技術(shù)，確保了施工的進(jìn)度，對工程的質(zhì)量有保障。該技術(shù)的處理方式較多，要根據(jù)施工現(xiàn)場情況選擇合適的處理技術(shù)，從而進(jìn)一步推動(dòng)軟土地基技術(shù)的實(shí)質(zhì)性發(fā)展。

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