淺議軟土地基處理技術(shù)在水利建設(shè)施工中的應(yīng)用

王嚴(yán)冬 熊志剛

水利工程的建設(shè)區(qū)域一般靠近河道、湖泊、海灘、沼澤，其土質(zhì)多為軟性，軟土地基處理問題是水利工程施工較為棘手的難題。本文主要對水利施工中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。

一、概述

在水利工程建筑中常常會遇到軟土地基。軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載力低和抗剪強(qiáng)度很低的呈軟塑—流塑狀態(tài)的粘性土，一般分布在河道兩側(cè)灘地、湖沼、谷地等水利建筑比較多的區(qū)域內(nèi)。 軟土主要特征包括：（1）軟土均屬于高壓縮性土，具有天然的空隙；（2）軟土含水量高；（3）軟土滲透性差，導(dǎo)致土體的固結(jié)時間比較長；（4）抗剪強(qiáng)度低；（5）軟土層物理差異較大。

二、水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)

1.換填法

換填技術(shù)在水利工程建設(shè)中是一種常見的軟土地基處理方法。換填法就是將地基中的原松軟土質(zhì)替換掉，適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、膨脹土、凍漲土、素填土、雜填土及暗溝、暗塘、古井、古墓或拆除舊基礎(chǔ)后的坑穴等地基處理。一般來說，換填土中包括砂和石墊層，灰土和素土墊層，碎石和礦渣墊層，不同的材料作用也不盡相同。因此，施工企業(yè)要選用抗剪強(qiáng)度高、壓縮性小的材料進(jìn)行填充，才能有效提高整個地基的負(fù)載能力。

2.墊層法

軟土層厚度較小宜采用墊層法，即用灰土粗砂、砂壤土、水泥土對軟土層進(jìn)行地基處理。實(shí)施墊層法時，要對土層進(jìn)行壓實(shí)處理，以形成地基改造后的良好持力，改變原有軟土層的承載力件質(zhì)，提高穩(wěn)定和抗變形能力。墊層法的操作原理是，先將基礎(chǔ)底面一定范圍的軟土及不良土挖去，用強(qiáng)度較高、具有抗侵蝕性、質(zhì)地峰硬、壓縮性較小、性能穩(wěn)定的砂礫、卵石、碎石、 灰土、索土、礦渣，煤渣等材料分層填勻，并以機(jī)械或人工振動夯實(shí)填充層，使其密實(shí)度增加，形成符合施工要求的人工地基。墊層可以有效擴(kuò)散地基的基底壓力，具有減少地基沉降、提升地基的承載力、加速軟土的排水固結(jié)、消除膨脹土的脹縮、防止凍脹等作用，適用于軟土淺層地基處理。

3.加筋法

在軟土地基中，土質(zhì)中的顆粒常常會出現(xiàn)位置移動的情況，必須要把抗拉性強(qiáng)的物質(zhì)填入土中?？估詮?qiáng)的物質(zhì)和土顆粒之間會出現(xiàn)強(qiáng)摩擦力，憑借摩擦力的作用土顆粒會和這種物質(zhì)結(jié)合成一體。兩者的穩(wěn)固性有了很大的提升，并且變形的可能性也變小了，從而使土體達(dá)到建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，還可在軟體的上層鋪設(shè)一層砂子，再把一些工程用料鋪設(shè)在砂子上，假如工程物料受到拉力，能夠調(diào)整砂子的受力狀況，可以在很大程度上降低沉降的可能性，進(jìn)一步提升土體的穩(wěn)固性。

4.加載預(yù)壓法

加載預(yù)壓法的操作原理是，在工程建設(shè)之前，使地基土層在預(yù)壓負(fù)載的作用下壓密、固結(jié)，地基土層發(fā)生變化，強(qiáng)度得到提高。卸去預(yù)壓負(fù)載后再進(jìn)行工程建設(shè)，工程完工后地基不發(fā)生變形位移，其承載力也比較穩(wěn)定。預(yù)壓負(fù)載也可以利用建筑物自重進(jìn)行。為縮短土體排水距離，加速土體排水固結(jié)，可以在地基土層中挖設(shè)豎向排水通道，一般可采用塑料排水板、袋裝砂井、普通砂井等形式。加載預(yù)壓法適用于粉土、泥炭土雜填土、沖填土、軟粘土等地基，墊層材料選用滲透系數(shù)大、級配較好、含泥量小的中粗砂。

5.旋噴法

利用旋噴機(jī)進(jìn)行定向噴射，最終形成連樁以及連續(xù)墻，以實(shí)現(xiàn)地基防滲。高壓噴射水泥固化的漿液能夠與土體混合，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行凝固并硬化，然后形成一種旋噴柱。其特點(diǎn)是強(qiáng)度比較高，壓縮性比較低，從而加固細(xì)沙土以及軟粘土。

6.樁基處理技術(shù)

樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)應(yīng)用最多的一種基礎(chǔ)形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_或承臺梁組成，如果軟土層較厚、含水量較高，就可以采用預(yù)應(yīng)力管樁或鋼筋混凝土樁，具有質(zhì)量好、成本相對低、承載力強(qiáng)、施工快速等特點(diǎn)。

三、軟土地基處理技術(shù)在水利建設(shè)施工中的應(yīng)用

2013年，懷遠(yuǎn)淮河河道局在懷遠(yuǎn)縣境內(nèi)淮北大堤背水側(cè)100m 保護(hù)范圍內(nèi)建設(shè)管護(hù)設(shè)施工程，地面高程為19.63～20.06m，場地地貌單元屬淮河北岸河漫灘相。建設(shè)單位采取了樁基和復(fù)合地基技術(shù)解決了地基軟土層、流沙層的施工難題。

1.管護(hù)設(shè)施工程地基土的構(gòu)成及其特征

根據(jù)外業(yè)鉆探揭露并結(jié)合土工試驗(yàn)資料綜合分析，場地內(nèi)地基土在23.0m 的深度范圍內(nèi)可分為3 個工程地質(zhì)層，按自上而下的順序分別為：

①層雜填土（Q4ml）：褐黃色，松散，稍濕，以粉土為主組成，含植物根；土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，欠固結(jié)。層厚約1.4m；②層粉土（Q4al）：褐黃色、灰褐色，稍密，濕；含氧化鐵染斑。局部夾粉砂薄層。本層土韌性低，搖震反應(yīng)迅速，且有水析現(xiàn)象，干強(qiáng)度低，無光澤反應(yīng)。層厚15.0～15.3m；③層粗砂（Q3al）：黃灰、灰黃色，中密，很濕，飽和；間夾薄層黏性土。以石英質(zhì)顆粒為主構(gòu)成，含云母碎片，級配良好。本層未鉆穿最大控制厚度6.6m。

2.天然地基土的分析評價

①層雜填土，屬Q(mào)4人工堆積土層，松散，狀態(tài)差，厚度小，欠固結(jié)；②層粉土，屬Q(mào)4河流沉積成因，狀態(tài)一般，中等偏高壓縮性，為液化土層；③層粗砂，屬Q(mào)3河流沉積成因，狀態(tài)較好，中等壓縮性。

3.地基土分析結(jié)論

（1）該場地的②層粉土為液化土層，綜合評定場地的液化等級為輕微液化。該場地屬建筑抗震不利地段。

（2）勘察場地地貌單元屬淮河北岸河漫灘相。

（3）擬建物屬丙類建筑，根據(jù)抗震規(guī)范應(yīng)對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理的規(guī)定。從建筑物荷載、結(jié)構(gòu)類型、施工條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)及地質(zhì)條件等方面進(jìn)行綜合分析，確定合理的建筑措施、結(jié)構(gòu)措施和地基處理方法。該建筑抗震設(shè)防烈度為7 度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g。場地土類型為中軟場地土，場地類別為Ⅲ類。

（4）根據(jù)擬建場地地下水的水質(zhì)分析結(jié)果，依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）》（2009 版）第12.2.1條、第12.2.4 條規(guī)定及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，判定場地地下水和土對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。地下水和土對建筑材料腐蝕的防護(hù)應(yīng)符合《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50046）》的規(guī)定。

4.采取的措施

（1）根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告所提供的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，確定①層雜填土不能作為持力層使用，施工時全部挖除換填。

（2）管護(hù)設(shè)施辦公樓西半部采用樁基，施工時嚴(yán)格按相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行操作，實(shí)際工作中還進(jìn)行了載荷試驗(yàn)。

（3）因場地的地下水位較高，在基坑開挖及基礎(chǔ)施工前采用合理的支護(hù)及降（排）水方案，使地下水位降至基坑開挖深度0.5m 以下?；娱_挖的廢土及時運(yùn)離施工現(xiàn)場，建筑材料亦不能堆放在基坑周圍，避免因就近堆放建筑材料及廢土等原因，造成坡頂載荷過大引起邊坡失穩(wěn)的安全隱患。

（4）基坑開挖后，為防止水浸和雨淋，及時驗(yàn)槽和施工墊層，及時回填?；靥钔敛荒苁褂酶惩?、含大量水的土、雜填土等?；靥顣r嚴(yán)格按規(guī)范的要求分層回填夯實(shí)，滿足設(shè)計(jì)提出的密實(shí)度要求。

四、結(jié)語

軟土地基是許多水利工程施工中面臨的常見問題，也是水利工程建設(shè)必須解決的一大難題。因此，必須加強(qiáng)水利工程中軟土地基的處理，同時要結(jié)合具體的施工條件，了解基底土質(zhì)特性，根據(jù)軟土地基的處理規(guī)范，選擇合適的處理技術(shù)■