水利工程施工中軟土地基處理方法研究

摘要：當(dāng)前，伴隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，水利工程技術(shù)在一定程度上得到了全面的提升，其中軟土地基技術(shù)的好壞直接關(guān)系整個(gè)水利工程質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，不斷改革與創(chuàng)新軟土地基技術(shù)是提高工程的穩(wěn)定性、高效性的有利保證?；诖?，文章對(duì)水利工程施工中軟土地基處理的方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：水利工程；軟土地基；地基處理方法；替換土法；排水固結(jié)法；旋噴法 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TV551 文章編號(hào)：1009-2374（2015）19-0136-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.067

我國(guó)的水利工程建設(shè)大都位于緊靠河邊等濕度較大的區(qū)域，也就是建設(shè)在軟土地基上。經(jīng)過(guò)對(duì)地基的研究，我們得知提高水利工程施工質(zhì)量的重中之重是要不斷改革與創(chuàng)新現(xiàn)有軟土地基施工技術(shù)。軟土地基大都存在以下缺點(diǎn)：（1）承載性較差；（2）含水量多；（3）間隙寬；（4）地基較軟。處理方法不得當(dāng)?shù)脑?，極容易造成周圍地面的變形，給水利工程施工造成一定的影響。所以，在工程施工前對(duì)軟土地基進(jìn)行加固是不容忽視的一點(diǎn)，可為水利工程的建設(shè)做好一定的鋪墊。

1 軟土地基及其特點(diǎn)

軟土路基指的是一種由軟土構(gòu)成的地基。軟土路基的主要成分大都是一些軟土，像淤泥質(zhì)黏性土、泥炭、比較松散的砂質(zhì)土等，這些類型的土在水分含量上偏多，土質(zhì)較為松軟，強(qiáng)度極低，很難承受過(guò)重的壓力。軟土路基大都存在以下五個(gè)特征：（1）透水性差。由于存在部分軟土地基的組成成分是淤泥質(zhì)黏性土，它的透水性低，在地基施工中，導(dǎo)致很多水分不能及時(shí)排出，因此在施工前要選擇排水固結(jié)法對(duì)軟土地基的土質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)處理，強(qiáng)化土質(zhì)的穩(wěn)定性；（2）沉降速度迅速。與其他土質(zhì)相比，軟土地基的沉降速度非常迅速，而且還會(huì)由于水利工程總體質(zhì)量的提高而不斷加快；（3）均勻度低。因?yàn)樵谲浲恋鼗?，軟土的類型多種多樣，不同土質(zhì)的強(qiáng)度、密度等方面有一定的差異，給水利施工帶來(lái)一定的影響，由于軟土地基受力的不同，導(dǎo)致施工建筑出現(xiàn)塌陷、崩裂等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；（4）壓縮性強(qiáng)。因?yàn)檐浲辆哂幸欢ǖ奶厥庑?，因而其穩(wěn)定性差，但壓縮性卻非常強(qiáng)。隨著水利工程施工的不斷進(jìn)行，工程總體質(zhì)量的不斷提升，容易出現(xiàn)軟土地基塌陷的危險(xiǎn)，給水利工程的正常施工帶來(lái)不便；（5）易變性。所謂易變性指的是軟土在沒有經(jīng)過(guò)一定的損壞之前，主要是呈固態(tài)的特征，當(dāng)出現(xiàn)損壞后就會(huì)從先前的固態(tài)性轉(zhuǎn)變成流動(dòng)狀態(tài)。

2 軟土地基的危害

軟土地基的危害性較大，我們不容忽視。在施工中如果沒有一定的預(yù)防措施作保證，在一定程度上軟土地基很可能會(huì)造成建筑物受到損壞，路基從固定態(tài)轉(zhuǎn)變成流動(dòng)性，并出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)軟土層受力不平衡的話，上層建筑物的承載力主要集中在軟土層上時(shí)，一方面會(huì)造成建筑物出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，另一方面嚴(yán)重者會(huì)使建筑物墻體開裂，甚至導(dǎo)致倒塌現(xiàn)象的發(fā)生。

3 水利工程施工中軟土地基處理的常見方法

3.1 替換土法

替換土法是一種簡(jiǎn)單、直接也最為有效的方法。如果經(jīng)濟(jì)條件許可的話，我們可以通過(guò)對(duì)軟土地基采用替換土法來(lái)改變土質(zhì)特性，以全面提高地基質(zhì)量。在施工中，我們可以選取大量水泥、灰土等較為穩(wěn)定的土質(zhì)去替代軟土，以滿足地基在水利施工中的相關(guān)要求。但凡事都有兩面性，替換土法也是有利有弊。它的有利處在于施工操作簡(jiǎn)單易行，只需選擇土質(zhì)較為穩(wěn)定性的土質(zhì)即可提高土質(zhì)的承載力；它的弊端在于會(huì)受到地理?xiàng)l件的制約，當(dāng)遠(yuǎn)距離進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)不僅會(huì)增加施工的難度，而且還會(huì)增加施工的成本費(fèi)用，所以要選擇替換土法進(jìn)行施工，我們必須綜合考慮工程周邊的實(shí)際地理?xiàng)l件，如果條件允許的話，則可以選擇替換土法進(jìn)行，節(jié)省一部分費(fèi)用。

3.2 排水固結(jié)法

在軟土地基處理的施工技術(shù)中排水固結(jié)法是其中較為常用的一種方法。原因在于它可以充分利用一定的排水設(shè)施將軟土地基中多余的水分排出，從而提高軟土地基的穩(wěn)定性，也在一定程度上增強(qiáng)地基的承載力。然而在實(shí)際的施工中，很多施工人員會(huì)覺得將地基中的水分排出不會(huì)增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性，而是會(huì)讓地基變得更加干燥疏松，對(duì)軟土地基的質(zhì)量造成一定的威脅，這種觀點(diǎn)是不科學(xué)的。在整個(gè)軟土地基排水過(guò)程中，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，根據(jù)實(shí)際情況的變化而變化，便能成功地完成該項(xiàng)工程。在排水固結(jié)法中，一般情況下，我們會(huì)選取沙井排水法以及水管排水兩種方法進(jìn)行相關(guān)排水作業(yè)。

3.3 旋噴法

旋噴法主要是通過(guò)旋噴機(jī)具形成旋噴樁來(lái)增強(qiáng)地基的承載力，它還可以作聯(lián)鎖樁施工或定向噴射成連續(xù)墻用于地基防滲工作。旋噴樁的使用主要是將帶有特殊噴嘴的注漿管放置在土層所預(yù)先規(guī)定的深度內(nèi)，噴嘴通過(guò)一定的速度旋轉(zhuǎn)并提升，利用其高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化后而成樁。與被加固上體相比較而言，所成樁強(qiáng)度高，壓縮性低。該方法適合于沖填土、軟黏土等的加固，但對(duì)于一些有機(jī)質(zhì)含量高的地基土質(zhì)效果并不容樂觀，因而要進(jìn)行細(xì)致全面的考慮后再?zèng)Q定是否使用。如果是一些泥炭土或者一些有機(jī)質(zhì)成分很高的土層的話，應(yīng)該禁止使用該方法。

3.4 化學(xué)固結(jié)法

在軟土地基施工技術(shù)中常用的化學(xué)固結(jié)法有灌漿法、人工合成材料加筋加固法、硅化加固法、深層攪拌法?，F(xiàn)就各個(gè)化學(xué)固結(jié)法的特點(diǎn)與使用范圍進(jìn)行分析：（1）灌漿法。灌漿法指的是使用氣壓、電化學(xué)等原理，通過(guò)木質(zhì)素類等化學(xué)材料對(duì)軟土地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶畛?、灌漿，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到對(duì)淤泥質(zhì)黏性土等土質(zhì)的加固處理，強(qiáng)化軟土地基的可承載力；（2）人工合成材料加筋加固法。人工材料加筋加固法是在軟土地基處理中，將具有高強(qiáng)度、高韌性的人工合成材料填充于軟土之中，通過(guò)高壓產(chǎn)生的摩擦使得人工合成材料與軟土相結(jié)合，增強(qiáng)軟土質(zhì)的穩(wěn)定性與韌性，最大限度地降低軟土地基的變形與觸變現(xiàn)象的發(fā)生，此外，具有高韌性的人工合成材料在軟土地基發(fā)生小面積沉降、斷裂情況時(shí)可以有效減少一定的沉降面積，在一定程度上也確保了軟土地基的穩(wěn)定性；（3）硅化加固法。硅化加固法是通過(guò)硅酸鈉與氯化鈣發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，所生成的具有一定膠狀凝聚物的產(chǎn)物，強(qiáng)化軟土的硬度，從而達(dá)到水利工程建設(shè)的地基設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求；（4）深層攪拌法。與灌漿法相似，深層攪拌法也是利用攪拌機(jī)將水泥等材料與軟土質(zhì)進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，讓水泥與軟土混合均勻，二者合一，在一定程度上也增加了軟土的強(qiáng)度。

3.5 預(yù)壓砂井法

預(yù)壓砂井法指的是在排水系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)的合作下，讓地基土中的孔隙水排出。常用的排水系統(tǒng)很多，有水平排水法與豎直方向的排水法。水平排水法有水平排水墊層、排水砂溝等；豎直方向的排水法有塑料排水板等。加壓系統(tǒng)有堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓或降低地下水位等。如果將給堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓合并起來(lái)使用時(shí)又稱作真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法。具體的操作程序是：（1）將所要加固土質(zhì)周圍的植被清理干凈，在表面進(jìn)行鋪砂墊層工作；（2）在該地段垂直下插塑料排水板，在砂墊層中橫向布置排水管，提高加固地基的排水條件；（3）在砂墊層上鋪設(shè)密封膜，然后用真空泵將其內(nèi)的地基氣壓抽到80kPa以上。此方法一般需要較長(zhǎng)的加固時(shí)間，而且抽真空處理具有一定的制約條件，因此在工期要求寬松的淤泥質(zhì)地基的處理工作中應(yīng)用較為廣泛。

4 結(jié)語(yǔ)

水利施工中軟土地基的處理方法多種多樣，而且不同的方法有不同的用途，因而我們?cè)趯?shí)際軟土地基處理中，要全面考慮并綜合權(quán)衡各方面的因素，嚴(yán)格根據(jù)水利工程的建造要求，根據(jù)不同軟土土質(zhì)的特征，結(jié)合相關(guān)條件選擇行之有效的軟土地基處理方法，注重軟土地基的改造工作，全方位地提高水利工程建筑的整體

質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：李軍（1969-），男，云南賓川人，賓川縣金牛鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心水利組水工工程師，研究方向：水利。

（責(zé)任編輯：蔣建華）