水利施工中軟土地基處理技術(shù)分析

靳記平

（河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450000）

1 引言

如今，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求量很大，水利工程的建設(shè)也越來(lái)越頻繁。因此，水利建設(shè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題也越來(lái)越多，軟土地基的處理一直都是施工難點(diǎn)。為了進(jìn)一步保證水利工程井然有序的發(fā)展，技術(shù)人員在施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)不同的軟土地基結(jié)構(gòu)，采用科學(xué)合理的處理技術(shù)，從實(shí)踐的角度進(jìn)行分析，全面提高水利建設(shè)水平。

2 水利施工中軟土地基的特點(diǎn)

軟土是指天然含水量高、孔隙大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。軟土地基是以軟土為主要成分，摻入粉沙、粉土等其他成分混合而成的地基。因?yàn)檐浲恋鼗泻扛摺⒖紫侗却?、壓縮性高的特點(diǎn)，所以地基中所含的水分容易流失，導(dǎo)致土體松散，在壓力作用下地基也容易發(fā)生改變。軟土地基在施工過(guò)程中遇到的不利因素，將給工程的施工帶來(lái)很大的困難，影響施工進(jìn)度。為了保證工程的安全順利施工，必須及時(shí)處理軟土地基的情況。

2.1 抗剪能力比較低

一般在水利建設(shè)中的軟土，會(huì)出現(xiàn)軟塑性一級(jí)狀態(tài)。一旦有較大的外荷載作用，土體的抗剪能力就會(huì)變差。如果在這種土壤上進(jìn)行施工，必須增加輕薄墻的設(shè)計(jì)形式，以減少建筑物的荷載。

2.2 透水性比較差

軟土地基含水量高、透水性差，其滲透系數(shù)往往小于1，承重后空隙的水壓會(huì)很高，使地基壓實(shí)，在某種程度上影響固結(jié)能力。水利工程的建設(shè)往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)排干所有的水，同時(shí)，軟土地基水利工程建設(shè)后，整體沉降時(shí)間較長(zhǎng)，大部分工程仍處于長(zhǎng)期沉降過(guò)程中。

2.3 靈敏度比較低

對(duì)于水利建設(shè)中的一些軟土，特別是沉積在海中的軟黏土，在結(jié)構(gòu)不被破壞的情況下，它們具有一定的抗剪強(qiáng)度，但一旦受到攪動(dòng)，抗剪強(qiáng)度就會(huì)降低許多。這種特性一般用靈敏度指數(shù)表示。一般情況下，軟土靈敏度在3～4之間，但在一些特殊情況下，靈敏度可能會(huì)相應(yīng)提高。

2.4 土質(zhì)空隙較大，含水量高

一般粉土?xí)憩F(xiàn)出較大的含水量，普遍在50%～70%。相比之下，國(guó)內(nèi)一些軟土中，空隙率一般在1～2之間，通常比液限大很多，即使很高，也會(huì)達(dá)到200%左右。

3 水利施工中軟土地基施工注意事項(xiàng)及處理技術(shù)

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

（1）對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行檢修，確保設(shè)備的安全性和功能性；（2）徹底清理施工現(xiàn)場(chǎng)，清除雜物和無(wú)關(guān)材料，為順利施工提供良好環(huán)境；（3）施工前必須進(jìn)行最后的材料檢驗(yàn)，確保建筑材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，從而提高施工質(zhì)量。

3.2 施工過(guò)程中的相關(guān)要求

在水利建設(shè)過(guò)程中，要注意軟土地基施工的有關(guān)事項(xiàng)，嚴(yán)格遵循施工過(guò)程，做好相關(guān)的安全防護(hù)工作，不斷加強(qiáng)施工設(shè)備的定期維護(hù)，以確保設(shè)備的正常使用。根據(jù)水利工程的相關(guān)等級(jí)、用途和規(guī)劃，優(yōu)先考慮最具性?xún)r(jià)比的建設(shè)方案。目前，我國(guó)的水利工程一般都是按不同的用途進(jìn)行分類(lèi)建設(shè)，因此其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也有所定制。在相對(duì)較小的水利工程中，由于質(zhì)量要求低，必須充分考慮工程造價(jià)與工程質(zhì)量的關(guān)系，選擇高性?xún)r(jià)比的處理方案。

3.3 施工工期與施工環(huán)境

施工工期和施工環(huán)境也是控制水利建設(shè)過(guò)程進(jìn)度的必要手段。為保證工程在計(jì)劃工期內(nèi)完成，必須根據(jù)工期采取相應(yīng)措施，制定合理的處理辦法，確保工期的實(shí)現(xiàn)。充分考慮軟土地基加固的時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間，采取科學(xué)合理的相應(yīng)對(duì)策，保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成地基處理作業(yè)。對(duì)于施工環(huán)境的要求，必須根據(jù)不同的施工環(huán)境和施工標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇施工方案，進(jìn)一步保證處理質(zhì)量。

3.4 水利施工中軟土地基處理技術(shù)

（1）換土的方法。換土法是指在施工區(qū)的軟質(zhì)土中添加水泥、沙土等材料，改變軟土地基的土質(zhì)特性，用適合地基施工的土壤代替，以滿足施工要求，進(jìn)一步提高地基的質(zhì)量，增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。換土法是解決軟土地基施工問(wèn)題最簡(jiǎn)單基本的方法。但此方法受施工條件影響，局限性較大，當(dāng)施工環(huán)境惡劣運(yùn)輸距離較長(zhǎng)時(shí)，運(yùn)輸成本就會(huì)增加，從而造成施工困難。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的周邊情況采用換土法，換土后必須將土壤壓實(shí)，以保證地基的穩(wěn)定性，才能真正發(fā)揮換土法的作用。

（2）旋噴的方法。旋噴法是指利用旋噴機(jī)噴灑水泥固化漿，與土壤混合凝固硬化成連續(xù)樁和連續(xù)墻，從而達(dá)到地基防滲、提高其強(qiáng)度和承載能力的方法。與普通的加固方法相比，旋噴法的威力更大，成樁強(qiáng)度更高、壓縮類(lèi)型更低、穩(wěn)定性更好。但缺點(diǎn)是實(shí)用范圍小，對(duì)有機(jī)成分含量高的土層無(wú)效，可用于軟黏土和細(xì)沙軟土地基進(jìn)行加固。

（3）排水固結(jié)的方法。排水固結(jié)法是指水利工程中軟土地基的加壓和排水兩個(gè)重要環(huán)節(jié)形成的一種處理技術(shù)。首先，在實(shí)際施工中，對(duì)于含水量較少的軟土，可以通過(guò)熱處理去除土壤中的水分，提高了土層的固結(jié)程度和土層的強(qiáng)度。此方法雖然簡(jiǎn)單，但局限性很大，含水量較高的土壤受其影響不大。其次，要想使孔隙中的水自然地排出，可以在軟土地基上增加排水管，施加一定壓力使土層產(chǎn)生壓力差，造成地基土固結(jié)產(chǎn)生壓縮，從而減少土壤中的空隙率，使軟土地基固結(jié)變形，強(qiáng)度增強(qiáng)。

（4）振動(dòng)水沖的方法。振動(dòng)水沖法是指利用振動(dòng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工作業(yè)。振動(dòng)機(jī)頂部和底部有兩個(gè)噴孔，通過(guò)自身的振動(dòng)和沖擊進(jìn)行施工。

首先，在水利工程的地基上鉆孔，將土砂倒入孔隙中，壓實(shí)材料，最后加固地基。用振動(dòng)水沖法加固穩(wěn)定時(shí)，初期一般不排水，初始抗剪強(qiáng)度必須在20KP以上，并確保不得低于此強(qiáng)度。

（5）高壓噴射注漿法。這種方法是指將兩種性質(zhì)不同的泥漿按一定比例混合，然后采用鉆孔技術(shù)將混合后的泥漿注入軟土地基中，使泥漿擴(kuò)散到軟土層中，硬化軟土層，從而增強(qiáng)地基的固化和防水效果。這種注漿可以達(dá)到黏性凝固的效果，并通過(guò)充填來(lái)切斷水流。高壓噴射注漿法在軟土處理技術(shù)中是在換土法和搗打法等方法的基礎(chǔ)上創(chuàng)新的一種較為先進(jìn)的方法。目前，這種方法由于其諸多優(yōu)點(diǎn)，在工程中應(yīng)用較多。

（6）加固加筋的方法。由于鋼筋的高強(qiáng)度和低韌性，它們非常適用于做建筑支撐。但軟土中孔隙較多，土粒易發(fā)生位移，對(duì)軟土地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。為避免出現(xiàn)這種情況，可在水利施工過(guò)程中在軟土地基中加入加筋材料，使材料與地基產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦。兩種材料相結(jié)合，有效地防止地基變形，增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度，提高水利施工地基中出現(xiàn)的不穩(wěn)定情況，從而滿足水利施工建設(shè)地基的要求。另外，可以在軟土地基的上層鋪一層砂子，然后在砂子上鋪一些工程材料，使建筑物的重量分散在地基上，達(dá)到基礎(chǔ)加固。一旦出現(xiàn)地基滑移破壞現(xiàn)象的發(fā)生，可以調(diào)整砂土的應(yīng)力，減少沉降的可能性，進(jìn)一步提高土體的穩(wěn)定性。

（7）深層水泥攪拌的方法。在目前的水利工程中，水泥深層攪拌施工技術(shù)在處理軟土地基時(shí)有很好的應(yīng)用效果。這種施工技術(shù)在水泥土和粉砂土含量大的軟土地基上能取得較好的施工效果。在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)雜物全部清理干凈，并做好相應(yīng)的找平作業(yè)。水泥的選擇很重要，盡量選擇質(zhì)量較好的水泥。在水泥深灌漿過(guò)程中，保證水泥灌漿管道通暢。施工時(shí)，要保證水泥攪拌樁的垂直度，加強(qiáng)對(duì)攪拌樁的檢查。

（8）化學(xué)固結(jié)的方法。目前在水利工程軟土地基加固時(shí)，采用化學(xué)固結(jié)法可以取得較好的施工效果，特別是隨著各種新材料的不斷涌現(xiàn)，在水利工程的地基加固過(guò)程中采用了這種方法效率更高。在具體實(shí)施過(guò)程中，可以選擇采用高壓噴漿法、深度攪拌法、注漿法等。采用注漿法時(shí)，主要利用電化學(xué)、液壓和氣壓原理，注入一定固化的漿液成天然和人為的裂縫或孔隙，以改善軟土地基的物理力學(xué)性能。深層攪拌法是將各種固化劑混入軟土地基中，使軟土固化，這種方法本質(zhì)上是以石灰、水泥等材料為固化劑，與地基深處的軟土黏結(jié)，對(duì)軟土進(jìn)行加固。地基承載力提高了整個(gè)軟土地基的承載力。這種施工方法雖然能取得較好的施工效果，但化學(xué)固結(jié)法的施工成本較高。

4 結(jié)語(yǔ)

軟土地基處理技術(shù)是水利工程建設(shè)過(guò)程中的重要組成部分。施工人員必須從根本上解決軟土地基問(wèn)題，積極采取有效的方法和措施應(yīng)對(duì)軟土地基對(duì)水利工程的威脅。因此，軟土地基問(wèn)題需要根據(jù)實(shí)際情況，分析軟土地基的地形和土壤質(zhì)量，采取合適有效的處理技術(shù)，保證基礎(chǔ)施工質(zhì)量。為水利工程提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，確保水利工程的順利完成。