淺析水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)

夏宏林

【摘要】作為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)優(yōu)先領(lǐng)域的水利工程建設(shè)，是工程建設(shè)的重要內(nèi)容之一；為了保證水利工程項目施工質(zhì)量，做好對其軟土地基的處理技術(shù)的分析是至關(guān)重要的。該文詳述了軟土地基及其特點，并重點介紹了幾種常見的水利施工中軟土地基處理技術(shù)，以期對工程實踐有所助益。

【關(guān)鍵詞】水利工程；軟土地基處理；施工技術(shù)

水利施工技術(shù)難度比較大，影響施工的因素比較多，在進(jìn)行地基施工的時候，會遇到各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在面對不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的時候，地基施工技術(shù)也會有很大的不同，水利工程中的泵站、涵洞及渡槽等建筑物常建在溝道等低洼處，經(jīng)常遇到軟土地基的地基類型。在施工的時候，如果沒有對軟土地基進(jìn)行科學(xué)合理的處理，將無法保證地基的穩(wěn)固性，直接影響到工程的整體質(zhì)量和安全運行。針對這種情況需要制定科學(xué)合理的處理方法，對軟土地基施工進(jìn)行有效的解決。

一、軟土地基及其特點

1.軟土地基

軟土地基主要指由淤泥、淤泥質(zhì)土、松軟沖填土與雜填土，或其它高壓縮軟弱土層構(gòu)成的地基。這些土質(zhì)的強度都非常低，不是含水率非常大，就是土質(zhì)太過疏松孔隙比大，土質(zhì)的壓縮性一般比較高，承載能力低。軟土地基的強度比起其它土質(zhì)地基的強度要低許多，所以我們在進(jìn)行水利工程建設(shè)的時候，軟土基礎(chǔ)處理是施工中遇到的難點之一，也是勘察、設(shè)計及施工單位重點解決的一個環(huán)節(jié)。否則，隨著時間的推移，將會出現(xiàn)各種危害，直接影響到工程的正常使用。因此，在水利工程建設(shè)過程中，對軟土地基的處理要引起高度重視。

2.軟土地基的特點

（1）孔隙比和天然含水量大

軟土的特點比較疏松、天然含水率比較大，天然孔隙比一般e=1～2之間，淤泥和淤泥質(zhì)土的天然含水量w=50～70%，一般大于液限，高的可達(dá)200%。這些都直接影響到軟土地基的強度，如果地基不處理好的話，經(jīng)常會出現(xiàn)崩裂與塌陷等這些危害。

（2）透水性弱

軟弱土盡管其含水率大，可是透水性卻很小，滲透系數(shù)K≤1（mm/d）。由于透水性如此小，土體受荷載作用后，往往呈現(xiàn)很高的孔隙水壓力，影響地基的強度。

（3）壓縮性高

一般來說軟土地基強度都比較低，而其壓縮性也比較大。在工程建設(shè)過程中，常常會隨著工程建設(shè)的逐步推進(jìn)，軟土地基上負(fù)荷的重量越來越大，建造在這種軟土地基上的建筑物將發(fā)生較大的沉降，尤其是沉降的不均勻性，會造成建筑物的開裂和損壞。

（4）抗剪強度低

軟土通常呈軟塑～流塑狀態(tài)，在外部荷載作用下，抗剪性能極差，軟土無側(cè)限抗剪強度一般小于30KN/m2，其承載能力很低，無法保障上部建筑物的安全和正常運行。

二、常用的軟土地基處理技術(shù)

在水利工程施工過程中，當(dāng)天然軟土地基不能滿足建筑物對地基承載力的要求時，一般通過對地基處理增加地基強度以形成人工地基，來滿足建筑物對地基的要求，保證建筑物的安全與正常使用。水利工程中常用的軟土地基處理方法有如下幾種：

1.置換法

在施工條件合理的情況下，當(dāng)軟弱土層厚度不很大時，可將基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料稱為換填法。此方法在工程建設(shè)當(dāng)中最為簡單且直接有效。

對軟土地基進(jìn)行置換可以有效改變土質(zhì)地表層的性質(zhì)，從而達(dá)到增強地基承載力的目的，滿足構(gòu)筑物對地基的要求。例如采取灰土、水泥土及砂礫石等替代軟土，使其地基的承載能力足夠達(dá)到設(shè)計要求。置換法主要優(yōu)點在于操作簡單，若是能夠達(dá)到就地取材，采取置換法可大大減小施工成本，將軟土替換后可以有效提升土質(zhì)性質(zhì)。此法處理的經(jīng)濟實用厚度為2～3m，如果軟弱土層厚度過大，則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。此方法也常用于水利工程中泵站、涵洞及渡槽等建筑物基礎(chǔ)的處理，是水利工程中最為常見的軟土地基處理方式。

2.拋石擠淤法

該方法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需要進(jìn)行處理的淤泥或淤泥質(zhì)土地基中，將原基礎(chǔ)處的淤泥或淤泥質(zhì)土擠走，從而達(dá)到加固地基的目的。通常將不易風(fēng)化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）拋填于被處理地基中，最后在上面鋪設(shè)反濾層。這種方法施工技術(shù)簡單、投資較省，常用于處理流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土地基。此方法常用于水利工程中河道邊坡地基的處理，適用于承載力要求相對不高的地基處理。

3.強夯法

強夯法是將80KN的夯錘起吊到6～30m的高度，讓錘自由落下，對土進(jìn)行夯實。經(jīng)夯實后的土體孔隙壓縮，同時，夯點周圍產(chǎn)生的裂隙為孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固結(jié)，從而提高了土的承載能力，而且夯后地基由建筑物荷載所引起的壓縮變形也將大為減小。強夯法適用于河流沖積層、濱海沉積層黃土、粉土、泥炭、雜填土等各種地基。由于受到強夯設(shè)備的運輸及施工要求，此方法便于在地形開闊、地基處理面積較大的工程。

4.土工合成材料加筋加固法

該方法將土工合成材料平鋪于地基表面進(jìn)行地基加大，能使地基荷載均勻分散到地基中。當(dāng)?shù)鼗赡艹霈F(xiàn)塑性剪切破壞時，土工合成材料將起到阻止破壞面形成或減小破壞發(fā)展范圍的作用，從而達(dá)到提高地基承載力的目的。另外，土工合成材料外與地基土之間的相互磨擦將限制地基土的側(cè)向變形，從而增加地基的穩(wěn)定性。

5.石灰樁法

此方法采用振動式沉管法造孔，在樁孔中灌入新鮮生石灰或在生石灰中摻入適量粉煤灰、火山灰（常稱二灰），并分層擊實而成樁。它通過生石灰的高吸水性，膨脹后對樁周土的擠密作用，用離子交換作用和空氣中的二氧化碳與水發(fā)生酸化反應(yīng)使被加固地基強度提高。

擠密砂樁、碎石樁加固法

此方法屬于復(fù)合地基的一種，當(dāng)軟土層較厚，換填處理比較困難，地基土屬于非飽和粘性土或砂土?xí)r，采用擠密砂樁或碎石樁加固法，可以使地基土密實，容重增加，孔隙比減少，防止砂土在地震或受震動時液化，提高地基土的抗剪強度和水平抵抗力，減少固結(jié)沉降，使地基變均勻，起到置換、擠密、排水作用，防止地基產(chǎn)生滑動破壞，提前完成沉降，減少沉降差。

三、結(jié)語

隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，水利施工中軟土地基的處理方法也是層出不窮，其目的都是為了改善軟土地基土層性質(zhì)，增加地基的穩(wěn)定性，提高地基的承載能力。每一種處理方法均有其針對性、適用范圍以及局限性，必須據(jù)施工現(xiàn)場軟土地基的土質(zhì)情況和施工條件采區(qū)合適的處理辦法，才能取得良好的處理效果。對能達(dá)到處理效果的方法進(jìn)行技術(shù)可靠性、施工難易程度、工程投資、工期及對周圍環(huán)境等方面的綜合評比，最終才能確定最合理的軟土處理方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃湛勇.分析水利工程施工中土壩軟土地基的處理措施[J].珠江水運，2013，8：88-89.

[2]盧敏.水利工程施工中土壩軟土地基的處理技術(shù)及措施[J].江西建材，2012，6：159-160.