水利施工中軟土地基處理的方法

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江蘇省淮安市水利勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇省淮安市 223003

摘要：水利工程的地基建設(shè)是至關(guān)重要的，地基的處理是整個工程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，尤其是軟土地基的處理，在軟土地基上施工難度是非常大的，直接決定著水利工程的工程質(zhì)量、安全性能，以及水利工程的使用壽命。

關(guān)鍵詞：水利工程；軟土地基；處理措施

水利工程的地基建設(shè)中，對軟土地基的處理，直接關(guān)系到水利工程的施工質(zhì)量。對軟土地基的處理，首先應(yīng)掌握其特點(diǎn)，軟土地基含水量高、土質(zhì)松軟、土質(zhì)空隙大，導(dǎo)致軟土地基壓縮性高、強(qiáng)度低，特別容易壓縮變形，很難凝固，難以承擔(dān)水利工程帶來的巨大壓力，容易造成倒塌、沉降以及變形、潰壩等現(xiàn)象的發(fā)生，而且軟土地基難以保持建筑物的平衡，直接影響其使用壽命。因此，水利工程軟土地基處理工作，首先應(yīng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察和分析研究，掌握其特點(diǎn)及實(shí)際情況，制定科學(xué)的處理方案，采用科學(xué)施工技術(shù)，增強(qiáng)軟土地基穩(wěn)定性，提升地基質(zhì)量，保障水利工程的質(zhì)量。

1 軟土地基的特點(diǎn)

水利工程在軟土地基上施工是在所難免的，軟土較常出現(xiàn)的地區(qū)是施工比較集中的地區(qū)，為確保水利工程的施工質(zhì)量，必須掌握軟土地基的特點(diǎn)。所謂軟土地基，是指由軟土構(gòu)成的地基，其主要土壤成分有淤泥質(zhì)粘性土、泥炭、淤泥質(zhì)粉土，含大量顆粒的松軟土，松軟的砂質(zhì)土，空隙大的有機(jī)質(zhì)土，這些土質(zhì)含水量高、土質(zhì)疏松、壓縮性高、強(qiáng)度低、承載力弱。軟土地基含水量高，氣候炎熱時水分會大面積蒸發(fā)，導(dǎo)致地基質(zhì)地疏松；軟土地基空隙大，導(dǎo)致承受力弱易變形，為此在軟土土質(zhì)上施工難度非常大，直接關(guān)系著水利工程的施工質(zhì)量及施工進(jìn)度。總而言之，軟土地基特性，總結(jié)為強(qiáng)度低、透水低、壓縮高、沉降快、不均勻等特性。第一，強(qiáng)度低，軟土地基強(qiáng)度低對水利工程造成的影響，由于軟土地基基本上由軟土構(gòu)成，軟土松軟導(dǎo)致地基的強(qiáng)度低，水利工程施工過程中，容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象；第二，透水低，淤泥質(zhì)粘性土構(gòu)成的軟土地基透水性非常的低，水利工程施工過程中，大面積水分難以排出，若要確保地基的安全性，必須采用排水固結(jié)法對淤泥質(zhì)粘性土質(zhì)進(jìn)行處理，增強(qiáng)其穩(wěn)定性；第三，壓縮高，軟土地基的低強(qiáng)度導(dǎo)致壓縮性高，隨著水利工程進(jìn)度的加快，工程總體質(zhì)量不斷增大，軟土地基出現(xiàn)坍塌的可能性也逐漸增大，每當(dāng)單位面積壓力超過0.1MPa，軟土地基就會出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象；第四，不均勻，由于軟土地基主要土壤成分是軟土，而構(gòu)成軟土的土質(zhì)多樣化，土質(zhì)不同其強(qiáng)度、硬度、密度均不同，致使軟土地基承受壓力的差異，容易發(fā)生崩裂、坍塌現(xiàn)象。

2 水利施工中軟土地基處理方法

2.1 換填管理法

換填管理法即換土法，是處理軟土地基最常用且最簡單直接的方法，而且效果較理想。換土法施工原理是將軟土地基軟土土質(zhì)換成符合施工要求的土質(zhì)，改變土質(zhì)特性，以此滿足水利工程地基質(zhì)量的要求。采用換填管理法時，首先將不符合地基設(shè)計(jì)要求的軟土質(zhì)挖出，依據(jù)水利工程質(zhì)量等級要求，選擇填入符合要求的土質(zhì)，并進(jìn)行夯實(shí)，換填的土質(zhì)可以采用水泥、灰土、碎石、鵝卵石、粗砂等成分。為提高地基承載能力，增強(qiáng)穩(wěn)固性，將填充地基分層填充，一般第一層用碎石和礦渣做墊層，由于碎石和礦渣的縫隙和強(qiáng)度都比較高，所以能夠增強(qiáng)地基透水性，提高地基強(qiáng)度，以此保障地基的施工質(zhì)量；第二層一般采用灰土和素土做墊層，這個墊層在平衡樁體和樁間土在荷載情況下，起著共同承擔(dān)荷載的作用，保證了地基的平衡受力，增強(qiáng)其穩(wěn)定性；第三層一般為砂和砂墊層，這個墊層有利于淤泥土質(zhì)排出水和氣體，加強(qiáng)土質(zhì)固結(jié)性，提高承載力。采用換土法的前提，根據(jù)周邊環(huán)境的具體情況，在選擇填充土質(zhì)時盡量就地取材，以此節(jié)約成本，選擇適當(dāng)換土法，確保軟土地基處理工作的順利進(jìn)行。如圖一，

2.2 排水砂墊層法

含水量是軟土地基的主要特性，對軟土地基的排水處理，主要采用的是排水砂墊層法。淤泥質(zhì)粘性土、泥炭、淤泥質(zhì)粉土等土質(zhì)通常含水量高，針對其特性采用相對應(yīng)的排水砂墊層法，以此增強(qiáng)其土質(zhì)強(qiáng)度，降低土質(zhì)壓縮性，滿足水利工程地基設(shè)計(jì)需求。在具體的施工過程中，一般情況會在軟土地基底部填入砂墊層，因?yàn)樯皦|層具有高滲水性能，隨著施工進(jìn)程的加快，含水量大的軟土層受力不斷加大，水分可以通過砂墊層排出，起到加固軟土地基的作用，增強(qiáng)地基強(qiáng)度。同時，為阻止地下水反滲，要在砂墊層上面鋪設(shè)隔水性能強(qiáng)的粘土層。砂墊層材料的選擇，一般首選為強(qiáng)度和縫隙都比較高的透水材料，即鵝卵石和粗砂，即保障透水又增強(qiáng)其強(qiáng)度。在砂墊層填充過程中，地基基坑的固定工作必須要做好，鋪設(shè)地基底部的砂墊層材料，必須攪拌均勻并夯實(shí)、夯平。同時，做引水槽用于地基底部的排水，防止倒流，提升排水固結(jié)速度。

圖一

2.3 化學(xué)固結(jié)法

在常用的軟土地基處理方法達(dá)不到理想目標(biāo)時，就需要采用化學(xué)固結(jié)法，化學(xué)固結(jié)法指的是利用化學(xué)材料對軟土地基進(jìn)行改造和填充的處理方法。一般情況比較常采用的有人工材料加筋加固法、硅化加固法等方式。首先，人工合成材料加筋加固法，通常情況下人工合成材料的強(qiáng)度和韌性都是極高的，將這種高強(qiáng)度、高韌性材料填入軟土中，高壓產(chǎn)生的高摩擦，會讓軟土和人工合成材料很好的結(jié)合起來，很大程度上提高了軟土土質(zhì)的強(qiáng)度和韌性，對軟土地基起到加固、防止變形的作用，同時起到分散壓力的作用，平衡地基的整體承載力度。其次，硅化加固法指的是將硅酸鈉和氯化鈣利用注漿管，分別注入軟土層，由于注漿管側(cè)壁有較多的網(wǎng)狀孔眼，硅酸鈉和氯化鈣透過并滲入軟土層混合后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生膠狀凝聚物，這種膠狀凝聚物有黏合軟土組織的作用，從而起到加固軟土地基的作用，以確保水利工程地基設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

結(jié)語

綜上所述，水利施工中軟土地基處理方法有很多，但在具體的施工過程中，必須根據(jù)施工地區(qū)的實(shí)際情況和土質(zhì)情況，來選擇處理方法，保障軟土地基處理的質(zhì)量以及處理方法的科學(xué)性。軟土地基處理方法的選擇，需要充分考慮經(jīng)濟(jì)效益，爭取找到最合理的處理方法，來確保水利施工工程的質(zhì)量。

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