淺析水利施工中軟土地基施工技術(shù)

張薇　韓宇舟

摘 要：我國國土廣袤，地質(zhì)條件復(fù)雜。發(fā)達的河流水系和漫長的海岸線催生了大范圍的軟質(zhì)土壤。而水利工程對于地基牢固程度的要求又使得水利工程地基處理成為影響工程質(zhì)量和運行水平的重要因素。加強水利工程軟土地基處理是我國水利工程施工企業(yè)長期研究的重要課題。文章介紹了軟土地基的基本特性，分析了軟土地基導(dǎo)致建筑物失穩(wěn)的原因，討論了水利工程施工中影響軟土地基處理方法的選擇因素，最后闡述了軟土地基處理常見技術(shù)。希望能夠給予我國水利工程技術(shù)人員一些啟發(fā)與參考。

關(guān)鍵詞：水利施工；軟土地基；施工技術(shù)；探討

1 軟土地基的特性

軟土一般分布在自然環(huán)境水源充沛地區(qū)，比如濱海地區(qū)、湖池沼澤地區(qū)、河流谷地、河灘沉積等地區(qū)，其常見形式是淤泥和淤泥質(zhì)土。軟土最主要的特點是軟土內(nèi)部含有大量的水分。由于這些水分的存在，使得軟土顆粒間的空隙很大，土壤極易壓縮，抗剪切能力很差，難以發(fā)生凝固。同時，由于軟土土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而土層內(nèi)部大量水分的存在，使得軟土的透水能力明顯不足。由于上述問題的存在，直接導(dǎo)致軟土地基上不適合修建建筑物。具體來說，軟土地基具有如下特性：一是土壤本身含水率極大。二是土壤空隙率高，壓縮性能顯著。三是大量水分的存在使得軟土凝固時間長，擾動性大。四是外部水體在軟土層中滲透困難。軟土地基的這些特性，使得在軟土地基上修建工程，特別是水利工程這種意義長遠、規(guī)模龐大的土建工程難度極高。在水利工程施工過程中遇到了軟土質(zhì)地基，會大幅度延緩工程施工進度。軟土土層中含有大量空隙，其中包含水分，一旦處于陽光下，很快就會因為水分蒸發(fā)而使得土質(zhì)變得松軟，失去地基的基本功能。這也是軟土觸變性和流變性強的重要原因。

所以在軟土基地上施工建設(shè)，必須要對地基按照相關(guān)標準進行處理，達到規(guī)定指標后方可施工。首先要從施工實際出發(fā)，全面考慮施工過程及建筑投入使用后可能會遇到的問題，在此基礎(chǔ)上，對施工現(xiàn)場軟土地基的承載能力進行細致測算，確保結(jié)果準確，要把軟土地基受力發(fā)生變形的因素納入考量范圍。最后，根據(jù)計算結(jié)果和工程設(shè)計要求選擇適當?shù)牡鼗幚矸桨浮?/p>

2 軟土地基上建筑物失穩(wěn)的原因分析

軟土地基的土質(zhì)松軟，抗剪切能力差，在上面構(gòu)建建筑物，極容易發(fā)生因為地基某處抗剪強度低于它所承受到的剪應(yīng)力，導(dǎo)致建筑物整體失穩(wěn)，進而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象的發(fā)生。產(chǎn)生這種情況的最常見原因是天氣原因?qū)е萝浲恋鼗兴趾吭黾踊蚴┕ぶ心硞€細節(jié)破壞了地基原有平衡。因此，在軟土地基上構(gòu)建建筑物，必須進行地基處理，確保建筑平衡穩(wěn)定。

3 水利工程中軟土地基處理技術(shù)選擇的影響因素

3.1 工程的具體要求和質(zhì)量標準

在選擇使用哪一種軟土地基處理技術(shù)時，首先要考慮的因素是工程的設(shè)計要求和質(zhì)量標準。不同用途和建設(shè)等級的水利工程，其質(zhì)量標準和設(shè)計要求也不一樣。比如說國家級的水利工程和鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村水利工程在用途和建設(shè)質(zhì)量標準上就存在著較大的差異。處理軟土地基，不能單純考慮處理后的地基質(zhì)量水平，還要綜合考慮施工成本的影響，要根據(jù)工程具體質(zhì)量要求來確定軟土地基處理后要達到的質(zhì)量目標，進而確定使用哪一種處理方法。要在保障工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量降低工程造價，爭取更大的經(jīng)濟效益，這樣才能符合市場規(guī)律，實現(xiàn)施工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 施工時間限制

在考慮選擇哪一種軟土地基處理技術(shù)時，工程建設(shè)周期也是一個非常重要的影響因素。每個水利工程都因為自然條件、工程用途或其他原因而有著明確的工期限制，施工單位要盡可能地在工期時限內(nèi)完成必須的工程建設(shè)步驟。所以，在選擇處理方法時要考慮使用這種方法是否滿足工期的要求。比如采用添加劑法和重壓法處理軟土地基時，就贏過考慮添加劑的反應(yīng)時間和重壓后的沉淀時間對工期的影響，防止施工時間過長導(dǎo)致工程不能按時完工。

3.3 地基處理的總工程量

工程量的多少也是影響軟土地基處理技術(shù)選擇的重要因素之一。工程量的多少和施工成本有著直接聯(lián)系。如果選擇的方法施工量巨大，就會引發(fā)成本過高的問題。另外，在使用某些處理方法時，過大的工程量會導(dǎo)致處理效果下降。比如軟土層較厚的時候，使用重壓法就難以保障軟土地基底部的穩(wěn)定性和堅固程度。

3.4 施工現(xiàn)場環(huán)境因素

水利工程“依山傍水”，受周圍自然環(huán)境影響很大。在具體工程上往往要根據(jù)施工地點周邊環(huán)境選擇施工技術(shù)方案。比如說地形就是一個常見的環(huán)境影響因素。不同的地形會導(dǎo)致不同的施工技術(shù)方案選擇。平原地區(qū)的技術(shù)方案與丘陵、山地區(qū)域的技術(shù)方案往往不同。

4 軟土地基的常用處理技術(shù)

4.1 換土法

軟土地基問題的核心是土壤。將施工區(qū)域的軟質(zhì)土壤換成適合地基施工的土壤，是解決軟土地基問題最簡單、也是最根本的方法。更換土壤，不僅可以改變地基特性，滿足施工要求，還有利于加快施工速度和提高工程質(zhì)量，可以大量利用水泥、混凝土等取代軟土，提高水利工程地基承載力，加快施工速度，降低工程難度。但換土法局限性較大，受施工條件影響明顯。如果換土運輸距離較遠，運輸成本較高，大規(guī)模換土就會導(dǎo)致工程總造價大幅上升，從而限制了換土法的使用。在采用換土法時，要注意對置換后的土壤進行壓實，保障土層穩(wěn)定性，從而真正發(fā)揮換土法的作用。

4.2 排水固結(jié)法

該種方法通過排出軟土地基土層中的水分，降低超靜孔隙水壓和孔隙比，提前完成土體沉降，使土體變形固結(jié)，提升土體抗剪強度和有效應(yīng)力，從而實現(xiàn)強化地基承載力的目的。排水固結(jié)法具體操作方式有很多，常見的有：真空預(yù)壓法、電滲排水法、砂井法、堆載預(yù)壓法等。各種方法都有自身的特點和使用范圍，具體采用哪種方法要根據(jù)土層具體組成情況決定。

4.3 旋噴法

此法利用旋噴機定向噴射水泥漿，水泥漿與土體混合凝固硬化，最終形成連樁及連續(xù)墻，從而達到地基防滲的目的。這種方法的缺點是在有機成分高的土層中效果不明顯，當土層中有機物質(zhì)含量高到一定程度后就不能采用這種方法處理。

4.4 加筋法

軟質(zhì)土壤由于含有大量孔隙，土壤顆粒容易發(fā)生位移，從而給軟土地基穩(wěn)定性帶來負面影響。為避免這種情況，就要在軟土中加入抗拉性強的材料，通過抗拉性強的材料與軟土顆粒間較強的摩擦力，將兩種顆粒連接到一起，使土層形成較為牢固的整體，從而達到建設(shè)地基的要求。除此之外，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，進一步提升土體的穩(wěn)固性。

5 結(jié)束語

地基質(zhì)量關(guān)系到工程整體的質(zhì)量與安全，必須要認真對待。水利工程依托水源而建，軟土地基的問題無法避免。要保障工程順利施工，保證工程質(zhì)量和施工安全，就必須妥善處理好軟土地基問題。在具體工程上，要根據(jù)工程的實際情況和要求，因地制宜地選擇處理方法，要在滿足工程質(zhì)量要求的前提下，盡量縮短工期、降低工程成本，實現(xiàn)工程經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。

參考文獻

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