水利工程施工的軟土地基處理辦法

李榮

（民樂縣瓦房城水電站，甘肅 張掖 734500）

在土壤水分含量較大的土質(zhì)上修筑地基需要通過系列的處理和控制來確保水利工程的安全建設(shè)，保證工程投入施工時(shí)的質(zhì)量安全。對軟土地基進(jìn)行技術(shù)處理為后續(xù)工作的有效開展提供基礎(chǔ)，更是水利工程投入使用時(shí)發(fā)揮整體效益的基石。地基質(zhì)量是工程的生命保障線，軟土地基的處理更應(yīng)該從技術(shù)和管理等層面引起施工單位的重視。

1 軟土地基的處理原則和施工要點(diǎn)

1.1 處理原則

（1）預(yù)防性原則。處理軟土施工要遵循預(yù)防為主、治理為輔的原則，在軟土處理中將隱患消滅在萌芽狀態(tài)。通過軟土地基處理技術(shù)和方法做好預(yù)防性處理，對質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測并做好保護(hù)，改良土壤的性質(zhì)，降低沉降的速度。通過對周邊環(huán)境的綜合考慮，因地制宜的提出控制策略，降低軟土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的崩塌速率，并結(jié)合后期養(yǎng)護(hù)，延長工程壽命。

（2）修復(fù)性原則。對于已受到破壞的地基工程，應(yīng)做好修復(fù)工作。軟土修復(fù)較為耗時(shí)、耗力，因此，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，要通過新技術(shù)、新工藝等處理措施，提高經(jīng)濟(jì)效益，降低修復(fù)施工的成本。軟土地基處理技術(shù)是多數(shù)水利施工單位進(jìn)行地基控制的手段，但對地基崩塌的原因分析不到位，因此，在修復(fù)工作前，要調(diào)查地基崩塌的原因，提出針對性的修復(fù)策略。

1.2 軟土處理的施工控制

（1）施工準(zhǔn)備。準(zhǔn)備工作為施工有序開展提供基礎(chǔ)，首先應(yīng)該做好設(shè)備檢修，保證設(shè)備工作狀態(tài)良好，提高施工效率。同時(shí)對施工現(xiàn)場進(jìn)行清理，便于開展工程建設(shè)。此外，要對施工材料的質(zhì)量和施工材料是否完備進(jìn)行檢查，保持高水平的工作狀態(tài)。

（2）施工過程。水利工程軟土施工要落實(shí)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)工程施工管理和現(xiàn)場施工控制、質(zhì)量檢查和巡查等制度，保障各環(huán)節(jié)的施工工作落實(shí)到位。軟土施工嚴(yán)格依照工序有序進(jìn)行。安全防護(hù)措施到位，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)管理，保證設(shè)備的安全高效運(yùn)行。

1.3 確定軟土地基的施工量

軟土施工量的確定應(yīng)根據(jù)施工方案來優(yōu)化選擇，不同的施工方案所選用的軟土地基處理方法也不同。在大型水利工程軟土地基的處理時(shí)，一般不會使用換填管理法做軟基處理，主要是因其需要投入較大的人力、物力，工程施工量大，程造價(jià)成本高。

1.4 施工工期的確定

施工工期的確定也是影響施工質(zhì)量的因素。根據(jù)施工方案，考慮時(shí)間的限制作為擬用的優(yōu)選方案。施工建設(shè)中，對地基的處理應(yīng)結(jié)合建造時(shí)間和軟土地基需要的加固時(shí)間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量的完成任務(wù)。

1.5 施工環(huán)境

軟土地基在處理過程中，要綜合考慮水利工程的施工環(huán)境、不同水利工程的施工標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)施工方案因地制宜地選擇合理施工方案，從環(huán)境建設(shè)上保證施工質(zhì)量。

2 軟土地基處理的幾種常見方法

2.1 換填管理法

換填管理法是軟土地基處理中最常見、應(yīng)用范圍較廣的方法。工作原理是根據(jù)工程建設(shè)的需要，使用符合施工質(zhì)量要求的土質(zhì)并將原有軟土替換掉，達(dá)到水利工程的設(shè)計(jì)要求，該方法的原理和操作相對簡單，一般就近取材，若水利工程附近沒有合適的原材料，則考慮使用其他方法。換填管理法一般要使用大型機(jī)械設(shè)備，挖出不符合施工設(shè)計(jì)要求的軟土，填入符合水利工程施工設(shè)計(jì)和工程規(guī)范的土質(zhì)，保證施工順利進(jìn)行。

2.2 振動水沖法

使用振動水沖法作業(yè)時(shí)，要注意控制施工工序，作業(yè)工作不能變動，用水泥、沙石等具有硬度和強(qiáng)度性質(zhì)的材料對軟土做加固處理。使用該方法處理地基前要進(jìn)行試驗(yàn)，并進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。機(jī)械設(shè)備作業(yè)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，做好鉆孔工作，在實(shí)際施工環(huán)境中以適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行加固，對軟土的缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。由于軟土性質(zhì)特殊，因此，使用振動水沖法作業(yè)時(shí)不能進(jìn)行排水作業(yè)，不能根據(jù)工作流程處理軟土地基，優(yōu)化地基的性質(zhì)。

2.3 高壓灌漿法

高壓灌漿法也是主要處理軟土地基的方法之一。利用液壓或氣壓裝置，在軟土地基內(nèi)部注入具有凝固性質(zhì)的功能性漿液，或者通過注漿管使水泥漿均勻地灌入軟土層。利用水泥漿的粘性，改善軟土的空隙結(jié)構(gòu)，達(dá)到排除軟土水分和空氣的目的，使軟土變形達(dá)到地基設(shè)計(jì)的要求。漿液的主要作用是改變軟土松散的顆粒狀態(tài)，泥漿和縫隙膠合，形成新結(jié)合體，提高軟土地基的承載力，達(dá)到加固效果。

2.4 化學(xué)加固法

化學(xué)加固法是利用化學(xué)制劑之間的化學(xué)反應(yīng)，改善軟土土質(zhì)，以提高地基的承受力?；瘜W(xué)法加固通常使用氯化鈣溶液和水玻璃溶液做加固處理，應(yīng)用效果十分明顯。使用化學(xué)加固法加固時(shí)，要嚴(yán)格依據(jù)化學(xué)品的管理規(guī)定，依據(jù)規(guī)章制度、行為規(guī)范和施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作，防止化學(xué)制劑使用不當(dāng)對土壤和水質(zhì)造成的污染。

2.5 管樁樁基法

管樁樁基法具有良好的堅(jiān)固性，因此，使用上也較廣泛。在含水量較大的軟土地基處理中，管樁的選擇十分重要。一般會使用鋼筋混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力管樁。國內(nèi)南水北調(diào)水利工程中，也使用管樁樁基法進(jìn)行處理。對河段地質(zhì)土質(zhì)做好調(diào)研工作后，使用擠密砂石樁軟土地基的處理辦法進(jìn)行施工。將擠密砂石石樁設(shè)置成三角形樁位，石樁的直徑根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，樁距200cm，根據(jù)每根樁的樁位放線，然后進(jìn)行跳打擠密樁施工，從三角形兩側(cè)施加力，在均勻分布狀態(tài)下逐漸加密、夯實(shí)。擠密成型后對樁位進(jìn)行檢查，確保誤差在允許范圍內(nèi)。若發(fā)生重大移位，需要進(jìn)行糾正或補(bǔ)樁。

3 以水泥攪拌樁技術(shù)為例，分析水利施工中軟基的處理辦法

3.1 施工前的準(zhǔn)備與質(zhì)量控制

施工前精確全面的地質(zhì)勘探工作和專項(xiàng)工作的補(bǔ)充勘探是影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。施工前要確?；臃秶鷥?nèi)的雜物和地表建筑已清除完畢，對于距離施工線路較近的地下管線進(jìn)行改遷或采取必要的保護(hù)措施，保證地下作業(yè)面具備施工條件。施工方案和相應(yīng)的編制和審批交代完畢，施工人員、材料和設(shè)備技術(shù)等準(zhǔn)備到位。

3.2 試驗(yàn)

工藝試驗(yàn)是確保水泥攪拌樁質(zhì)量的重要保證。一般通過5根試驗(yàn)樁確定水泥樁柱的技術(shù)參數(shù)，通過工藝適用樁及時(shí)了解匯總成樁結(jié)構(gòu)，通過試驗(yàn)參數(shù)確定水灰比、施工技術(shù)等，試驗(yàn)時(shí)注意對攪拌、鉆進(jìn)和提升環(huán)節(jié)參數(shù)的確定。

3.3 控制制漿質(zhì)量

軟土處理中漿液的制作質(zhì)量直接決定水泥樁的質(zhì)量，所以前期的勘探數(shù)據(jù)為制作水泥樁提供數(shù)據(jù)。現(xiàn)場施工時(shí)參考試驗(yàn)參數(shù)，控制好水泥質(zhì)量。確保攪拌過程均勻，水泥和外加物均勻攪拌，提高水泥樁強(qiáng)度和粘合度，避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。漿液使用中需使用濾網(wǎng)來過濾，減少制漿過程出現(xiàn)的結(jié)塊，結(jié)塊過多會影響工程質(zhì)量。

3.4 控制泵送質(zhì)量

軟基處理時(shí)，漿液的泵送質(zhì)量也會影響施工。輸送漿液前要檢查輸送管道是否堵塞。通過輸送管道輸送漿液要保證內(nèi)部濕潤，避免管道干澀引發(fā)的堵塞或者輸送困難?？刂票盟蛪毫ΓＷC穩(wěn)定，維持送漿的連續(xù)性。漿液輸送中盡量避免斷漿影響到施工質(zhì)量。若發(fā)生堵塞，要及時(shí)正確處理，可以適當(dāng)增加壓力或者使用清水及時(shí)處理，確保泵送質(zhì)量。

3.5 控制樁長

水泥攪拌樁的制作過程中，使用電子自動記錄控制樁柱的長度，實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的自動化，提高施工精確性。施工前對電子設(shè)備仔細(xì)檢查，并安裝在每臺樁機(jī)上，施工中通過電腦多鉆桿進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤，確保水泥攪拌樁達(dá)到設(shè)計(jì)的長度要求。

3.6 控制單樁水泥量

水灰比、送漿質(zhì)量和樁柱施工過程都是影響漿液和樁柱施工質(zhì)量的基礎(chǔ)因素。水灰比應(yīng)該按照設(shè)計(jì)配比和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，試驗(yàn)合格的配比嚴(yán)禁二次更改。施工中, 水泵壓力應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程需要達(dá)到運(yùn)輸要求,通過控制運(yùn)輸?shù)膲毫退俣? 提高攪拌樁質(zhì)量。攪拌樁安裝過程中，控制鉆進(jìn)和攪拌的速度。

3.7 樁機(jī)操作

樁機(jī)定位后，對樁身的垂直度進(jìn)行精確調(diào)整，偏離度不能超過1%，保證攪拌柱的垂直性。樁機(jī)啟動后,以旋轉(zhuǎn)下鉆的工法進(jìn)行施工，并密切關(guān)注壓力泵工況，確保噴漿順暢。施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求后及時(shí)停鉆, 結(jié)束鉆進(jìn)工作。二次啟動攪拌樁時(shí)，以邊選樁且邊提升的方式施工, 使?jié){液和原土拌合均勻。攪拌機(jī)提升過程中, 距離控制在1m,控制提升速度，若噴漿口與地面接近時(shí)，停止提升操作。發(fā)生其他因素導(dǎo)致漿液停止, 需要將攪拌機(jī)下放在距離漿面0.5m的位置, 防止缺漿或斷樁,確保供漿恢復(fù)后繼續(xù)提升作業(yè)。在距離地面一定深度時(shí)，攪拌工作可以采用二噴法，以旋轉(zhuǎn)噴漿的辦法保證混合料均勻。 軟土地基處理時(shí)應(yīng)該根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來操作，及時(shí)跟蹤并做好數(shù)據(jù)距離，以便提供后續(xù)工作指導(dǎo)。

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