關(guān)于水利堤防工程軟土地基處理技術(shù)的探討

摘 要：軟土地基是水利堤防工程施工中常見的病害之一，如果施工單位沒有采取科學(xué)、有效的軟土地基處理技術(shù)，后期受到上部較強(qiáng)荷載壓力后，軟土地基容易出現(xiàn)不均勻沉陷現(xiàn)象，給整個(gè)水利堤防工程的穩(wěn)定性和安全性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就必須通過地質(zhì)勘察，了解該區(qū)域軟土地基的分布情況，并在施工結(jié)果采取有效的處理措施，切實(shí)提高水利堤防工程的質(zhì)量安全。

關(guān)鍵詞：水利堤防工程；軟土地基；處理技術(shù)；質(zhì)量管理

中圖分類號：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0135-01

引 言

軟土地基具有天然含水率高、壓縮性強(qiáng)、固結(jié)系數(shù)小、易流變的特點(diǎn)，在濱海、河灘等地區(qū)分布廣泛。在修建水利堤防工程時(shí)，必須要將軟土地基處理納入到質(zhì)量管理體系中，從而減小因軟土地基不穩(wěn)給工程項(xiàng)目質(zhì)量造成的干擾。文章首先對軟土地基的特性進(jìn)行了簡單概述，隨后就具體施工中常用的一些軟土地基處理技術(shù)和具體的質(zhì)量管理措施展開了詳細(xì)分析。

1 軟土地基的特性

1.1 天然含水量高

通常情況下，淤泥質(zhì)軟土的天然含水量在60～80%之間，水分的存在使得土壤的流動(dòng)性變強(qiáng)，在受到一定外力的擠壓后，這些水分會從淤泥質(zhì)土壤中析出，而原有的地基則會隨著受力方向流動(dòng)。水利堤防工程的主體結(jié)構(gòu)以混凝土為主，因?yàn)榈鼗环€(wěn)定，導(dǎo)致混凝土主體結(jié)構(gòu)受力不均勻，最終出現(xiàn)裂縫，影響水利堤防工程的使用效果。

1.2 透水性差

雖然軟土地基本身含水量較高，但是透水性能較差，尤其是在地基的垂直層面，幾乎是不透水的。這種特性會導(dǎo)致隨著水利堤防工程使用年限的增加，地基內(nèi)部的孔隙水壓力相應(yīng)上升，當(dāng)孔隙水壓力達(dá)到一定程度后，影響到地基的穩(wěn)定性。

1.3 高壓縮性

從成分分析來看，軟土地基中包含了大量的腐殖質(zhì)、微生物以及甲烷等可燃性氣體。當(dāng)所受外力超過1MPa時(shí)，軟土地基中的氣體逸出，軟土地基也會被壓縮。一般來說，軟土地基的孔隙比越大，含水量越高，則被壓縮能力越強(qiáng)。

2 水利堤防工程軟土地基的處理技術(shù)

經(jīng)過近年來的發(fā)展，現(xiàn)階段已經(jīng)形成了比較系統(tǒng)化的軟土地基處理技術(shù)方案。建筑單位需要做好地質(zhì)分析工作，提高軟土地基處理的針對性和科學(xué)性。文章結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了幾種常見的軟土地基處理技術(shù)。

2.1 換填處理法

換填法通常適用于軟土地基分布面積不是很大，且軟土深度不超過2m的情況。從實(shí)際效果上看，換填處理法的操作相對簡便，對于施工設(shè)備的依賴程度較低，處理效果一般。具體的技術(shù)操作流程為：首先，通過簡單的地質(zhì)勘測，確定施工范圍內(nèi)軟土地基的深度，然后利用挖掘設(shè)備將表層的淤泥質(zhì)軟土挖走。適當(dāng)進(jìn)行地基平整，然后將堅(jiān)硬的碎石、礦渣填入到地基上。利用大型機(jī)械或手持設(shè)備對這些新填入的碎石、礦渣進(jìn)行夯實(shí)。同時(shí)利用設(shè)備檢測地基的強(qiáng)度，達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)后完成操作。需要注意的是，對于一些規(guī)模較大的水利堤防工程，通常要求在挖出軟土后，至少新加入三層墊層，最底部為碎石（礦渣）墊層，然后依次是素土墊層和砂墊層。

2.2 排水固結(jié)法

如上文所說，軟土地基中水分行亮過高，導(dǎo)致土壤的流變性較強(qiáng)，因此受到外力作用后容易出現(xiàn)變形。排水固結(jié)法的原理就是將軟土地基中的水分排出，使得土壤中孔隙水壓力減少，有效防止了土體的變形。除此之外，排水固結(jié)法還能夠加速土體的沉降速率，當(dāng)土體沉降到一定數(shù)值后，后期完成水利地方工程施工后一般不會在出現(xiàn)明顯的土體沉降，從而保證了水利堤防工程的穩(wěn)定性。根據(jù)軟土地基實(shí)際情況的不同，排水固結(jié)法又可分為堆載頂壓法、礦井法、電滲排水法等幾種，這些技術(shù)的適用性均有一定差異，例如堆載頂壓法通常適用于黏性較強(qiáng)的軟土地基，而礦井法主要適用于透水性較差的軟土地基等。

排水固結(jié)法的具體的處理流程為：①利用砂墊層將土體中的水分快速析出，達(dá)到土體固結(jié)效果。砂墊層的材料通常以吸水性能強(qiáng)、滲透性良好的粗砂為主，砂墊層的厚度控制在20～40cm之間。②將袋裝砂井、塑料排水板等物料填入到鋪有砂墊層的地基上，一來可以提高地基的承載能力，避免了因承載力不足而出現(xiàn)沉降；二來也能夠在一定程度上增強(qiáng)地基抗老化能力，延長水利堤防工程的使用壽命。③完成預(yù)壓操作，設(shè)置觀測斷面，觀察一定時(shí)期內(nèi)處理后的地基是否有沉降現(xiàn)象，如果沉降幅度在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，則完成處理操作。

2.3 振動(dòng)水沖法

振沖器是振動(dòng)水沖法作業(yè)中必不可少的工具。振沖器上裝有上噴水孔和下噴水孔，類似于插入式混凝土振搗器，通過自身機(jī)械振動(dòng)和沖擊力，對地基進(jìn)行打孔作業(yè)，之后將泥土、砂石等注入孔中，最后分層將孔中材料夯實(shí)，從而將地基加固。采用本方法對地基進(jìn)行加固時(shí)，要注意初始排水抗剪強(qiáng)度需大于20kPa，不可過低，否則容易導(dǎo)致沖擊效果不理想，達(dá)不到預(yù)期的軟土地基處理效果。

2.4 旋噴法

旋噴法可大幅度的提高地基承載能力。是通過使用旋噴機(jī)產(chǎn)生旋噴柱，來實(shí)現(xiàn)加固地基的目的。旋噴法是利用旋噴機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行定向噴射，產(chǎn)生連續(xù)墻或連續(xù)樁來達(dá)到地基防漏的目的。高壓下噴射水泥固化漿液，并與混凝土混合，凝固硬化后形成旋噴樁。并通過提升插入土層深度，配合帶有速度的注漿管，進(jìn)行噴射旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行打樁。與加固土層相比，通過旋噴法形成的樁，壓縮性低，強(qiáng)度高，可以用在對軟粘土和細(xì)沙土組成的相對較軟的地基上進(jìn)行加固作業(yè)，但無法對含有較高有機(jī)成分的土層產(chǎn)生比較好的效果，且有機(jī)成分含量非常高的土層則應(yīng)完全排除本方法。

3 結(jié) 語

軟土地基的處理效果直接關(guān)系到水利堤防工程的建設(shè)質(zhì)量，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段用于軟土地基處理的技術(shù)措施有多種，常用的有排水固結(jié)法、換填處理法等。這些技術(shù)的使用條件有一定差異，這就要求施工單位必須要做好詳細(xì)的勘察和規(guī)劃工作，選擇最佳的軟土地基處理技術(shù)，確保取得預(yù)期的處理效果。同時(shí)，也要做好后期的監(jiān)測工作，確保水利堤防工程的質(zhì)量安全。

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收稿日期：2018-5-12