水利施工中軟土地基處理技術(shù)

朱柯寧

浙江省圍海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 浙江寧波 315100

1 軟土地基的基本特征

軟土地基多成型于長期輕緩流水環(huán)境，如各類江河湖泊區(qū)域，因?yàn)樗丛诘叵峦寥乐蟹磸?fù)滲透，使土壤顆粒更加疏質(zhì)化，土壤層進(jìn)而易發(fā)生形變，如果水流較為充足，滲透嚴(yán)重，還可能形成流質(zhì)化土層，如地下泥沼，容易對(duì)施工造成嚴(yán)重影響。

軟土地基的特征有：①因含水量較高且結(jié)構(gòu)松軟，所以具有強(qiáng)壓縮性，一旦受到強(qiáng)壓，很容易塌陷，即便最初未能表現(xiàn)，土壤體積也會(huì)在承載重量達(dá)到閥值后出現(xiàn)明顯變化；②透水性很差，因?yàn)槠浔旧砗枯^高，很難向下滲透，反而多是被表層土壤吸收，再加上地面淤水容易堆積，對(duì)建筑物也會(huì)造成一定的侵蝕，減少建筑物使用壽命；③擾動(dòng)性很強(qiáng)，如果出現(xiàn)外力干擾易發(fā)生形變，若沒有有效處理，即便早期沒有發(fā)生沉降等變化，但一經(jīng)地震等自然災(zāi)害影響，很可能出現(xiàn)水利設(shè)施坍塌狀況；④土層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，各層之間有明顯的性能差異，如果在施工前未對(duì)軟土地基加以處理，很可能造成后期的不規(guī)則塌陷[1]。

2 水利施工中的軟土地基處理技術(shù)分析

2.1 灌漿處理法

在水利工程軟土地基處理過程中，灌漿法屬于常用的處理工藝類型，其主要的作用原理是將拌和好的水泥漿灌入到縫隙當(dāng)中，從而起到加固基層結(jié)構(gòu)的作用。在具體實(shí)踐中，需要注意以下幾部分內(nèi)容：第一，做好前期勘察工作，明確土層結(jié)構(gòu)中節(jié)理裂隙的所在位置和縫隙寬度，為后續(xù)灌漿操作奠定基礎(chǔ)。第二，合理調(diào)配水泥漿，其比例應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成檢測(cè)，同時(shí)還需要結(jié)合實(shí)際作業(yè)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，以提高最終的灌漿效果。第三，在灌漿施工過程中，需要把控好注漿壓力和單次注漿量，使水泥漿可以充分填充到結(jié)構(gòu)縫隙當(dāng)中，從而提高整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用的合理性。

2.2 預(yù)壓處理法

在水利工程施工中軟土地基處理時(shí)，預(yù)壓處理法也屬于常見的處理技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，該處理技術(shù)的主要應(yīng)用原理在于，借助重物自身壓力對(duì)軟土地基表層進(jìn)行靜載荷的施加，在靜載荷作用下，軟土地基之間的縫隙也會(huì)不斷被壓實(shí)，這也在很大程度上提高了地層結(jié)構(gòu)的綜合性能。目前在水利工程施工過程中，經(jīng)常使用到的預(yù)壓處理法包括堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法兩種類型，以前者為例，其作用原理是利用現(xiàn)場(chǎng)的一些材料，如水泥材料、砂石材料、石板材料等，將其平整的堆放在軟土地基結(jié)構(gòu)表面，靜待一段時(shí)間后，結(jié)構(gòu)表面會(huì)在重物自重下開始沉降，同時(shí)會(huì)將土層中的水分和空氣擠壓出來，以此起到提升軟土地基綜合強(qiáng)度的作用。

2.3 換填處理

軟土地基處理中，如遇到比較薄的軟土層，可使用換填處理的方式。該種處理最為常見，關(guān)鍵核心是：用符合施工要求的土質(zhì)替代原軟土地基，同時(shí)做到有效夯實(shí)，確保換填的土質(zhì)符合工程建設(shè)地基承載力設(shè)計(jì)要求。一旦確定使用這種方法，需將基底以下一定深度范圍內(nèi)的軟土層挖出，用符合要求的土質(zhì)比如：灰土、水泥土、沙土等換填，以滿足施工要求。選擇替換的土質(zhì)，必須滿足硬度要高的標(biāo)準(zhǔn)，往往適量混雜碎石或沙土，對(duì)提升換填土穩(wěn)定性效果要好很多。此外，自成本的角度考慮，如果換填沙土成本高，而且滲透性強(qiáng)[2]。

2.4 化學(xué)固結(jié)處理

軟土地基經(jīng)上述處理，沒有取得理想的效果，可嘗試用化學(xué)固結(jié)的方法。作業(yè)原理：施用針對(duì)性強(qiáng)的化學(xué)材料，以填充改造軟土地基，以提升軟土地基的承載能力和硬度，以確保水利施工工程的整體質(zhì)量?；瘜W(xué)固結(jié)方法中，灌漿法的應(yīng)用最為普遍。軟土地基中，填充石灰石等化學(xué)材料，靠內(nèi)部電化學(xué)原理，對(duì)軟土地基進(jìn)行硬化，以提升地基的承載能力。除此之外，還可用人工合成材料加筋加固的方法，軟土地基中添加高硬度人工合成化學(xué)材料，經(jīng)高壓處理使軟土與材料緊密結(jié)合，以增強(qiáng)硬度避免地基下沉。經(jīng)化學(xué)固結(jié)處理后，將大大增加地基的硬結(jié)度，提升地基的承載能力，降低減少軟土地基沉降量的目的，該種處理措施有利于穩(wěn)定地基邊坡。但是，在應(yīng)用期間，注意控制好地基與水泥的化學(xué)反應(yīng)，必要時(shí)采取相應(yīng)的物理措施以加固，這樣能保證地基固化的速度。

2.5 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯處理技術(shù)作為土層固結(jié)處理方式中的一種，能大幅降低施工成本，而且施工簡單、加固效果良好，也是軟土地基處理中應(yīng)用較廣的一種方法。首先，要先完成樁位放樣工作，通過全站儀對(duì)地基兩側(cè)控制樁位置準(zhǔn)確判定，并逐一確定每個(gè)夯點(diǎn)的位置，最好保證夯點(diǎn)間距在3m-4m 間，以正方形交錯(cuò)布點(diǎn)，滿夯四點(diǎn)后要在其中心再夯一點(diǎn)；其次，起重機(jī)就位后，要使夯錘與夯點(diǎn)準(zhǔn)確相對(duì)，記錄并控制好夯打前夯錘高程，要至少將落距控制在15m 以上，保證夯打效果；再者，夯錘到達(dá)既定高度后，脫鉤并使其自由下落，首次夯打后要對(duì)夯坑地面高程進(jìn)行測(cè)量并記錄，作為后續(xù)夯打規(guī)劃依據(jù)；最后，夯打方法以五遍夯為準(zhǔn)，第一、二、三遍以點(diǎn)夯進(jìn)行，控制在8-15 夯擊次數(shù)，并結(jié)合夯坑高程變化判斷是否滿足施工需要，第四、五遍以滿夯進(jìn)行，結(jié)合不同夯點(diǎn)的高程判斷次數(shù)，一般連續(xù)3 擊即可。強(qiáng)夯處理技術(shù)雖然操作上相對(duì)簡單，但在夯點(diǎn)準(zhǔn)確控制上要保證嚴(yán)格不偏差，并在施工結(jié)束后進(jìn)一步開展靜力觸探試驗(yàn)，對(duì)軟土地基加固情況和承載能力進(jìn)行全面檢查[3]。

3 結(jié)語

在水利工程施工建設(shè)過程中，軟土地基是最為常見的地基類型。軟土地基有其特殊性，一旦處理不當(dāng)，勢(shì)必會(huì)造成上層建筑物的沉降，嚴(yán)重影響到后期施工的工程質(zhì)量，影響建筑工程的使用功能。對(duì)此，對(duì)軟土地基的處理，務(wù)必要合理到位，采取合理的技術(shù)措施，以提升軟土地基的強(qiáng)度，確保施建水利工程的安全和質(zhì)量。