“換土+排水法”處理軟土地基淺析

馬志強(qiáng)

【摘要】軟土地基處理是水利施工中經(jīng)常遇到的問題。本文通過總結(jié)和分析南水北調(diào)大屯水庫德州供水泵站廠房施工過程中處理軟土地基的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造性的提出用“換土+排水法”對水利施工中的軟土地基進(jìn)行處理。結(jié)果證明用“換土+排水法”處理的軟土地基既能滿足建筑物對地基的要求又降低了施工成本。

【關(guān)鍵詞】大屯水庫；軟土地基；“換土+排水法”

德州供水泵站是南水北調(diào)大屯水庫德州市區(qū)配套工程的重要組成部分，它擔(dān)負(fù)著為華魯恒升集團(tuán)、華能電廠、三水廠供水的任務(wù)。泵站建筑的安全與否關(guān)系著德州人民用生活、生產(chǎn)，對德州經(jīng)濟(jì)有著至關(guān)重要的影響。

在該泵站的施工過程中我們發(fā)現(xiàn)此地軟土地基分部甚廣，處理難度大。經(jīng)過試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)普通的軟土地基處理方法在這里效果不佳。通過分析該地軟土地基的特點(diǎn)，我們提出了“換土+排水法”，解決這個(gè)棘手的問題。

1、軟土地基特點(diǎn)

南水北調(diào)大屯水庫位于德州市武城縣恩縣洼東側(cè)，此地地勢低洼是德州重要的滯洪區(qū)，而且德州供水泵站緊臨水庫，因此軟土含水量豐富，具有較大孔隙率，同時(shí)強(qiáng)度水平不佳、壓縮性顯著，令其承載水平不良下降。

2、解決方案

根據(jù)德州供水泵站軟土地基的含水豐富、壓縮性強(qiáng)的特點(diǎn)提出用“換土+排水法”處理該地軟土地基。所謂“換土+排水法”就是對原有土方進(jìn)行換填和對地基進(jìn)行有效排水的科學(xué)聯(lián)合應(yīng)用。

2.1 土方換填處置

土方換填處置就是通過應(yīng)用施工機(jī)械設(shè)施將原軟土地基全面挖出，并換填滿足施工標(biāo)準(zhǔn)無侵蝕作用壓縮散性材料。該類材料通常包含中砂、碎石材料以及9日石等。實(shí)施換填處理后，還應(yīng)對地基做進(jìn)一步夯實(shí)處理，確保地基性能滿足水利項(xiàng)目工程建設(shè)施工標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐過程中，施工人員應(yīng)依據(jù)具體情況作出良好的選擇。應(yīng)確保換填土為三層，即布設(shè)為砂與砂墊層、碎石以及礦渣墊層，還有灰土及素土層。應(yīng)用該處理技術(shù)階段中，應(yīng)依據(jù)現(xiàn)實(shí)需求優(yōu)選墊層用料，進(jìn)而發(fā)揮全面保護(hù)效用。選擇階段中，無論應(yīng)用何類材料，均應(yīng)確保強(qiáng)化地基抗剪性能，令其壓縮性良好下降，進(jìn)而提升承載水平。應(yīng)用該處理技術(shù)，還會(huì)使填土層中形成空隙，為提升地基強(qiáng)度，則應(yīng)將孔隙水有效的排出，令其實(shí)現(xiàn)快速的固結(jié)變化，預(yù)防低溫環(huán)境下出現(xiàn)凍脹問題。另外，還應(yīng)依據(jù)水利工程規(guī)模、剛性標(biāo)準(zhǔn)、穩(wěn)定性等級(jí)，優(yōu)化軟土路基的科學(xué)處置。

2.2 軟土地基有效排水固結(jié)

水利施工中，對軟土地基進(jìn)行科學(xué)的排水固結(jié)處置也是一類常用的技術(shù)措施。該方式對于地基含水量較高、強(qiáng)度以及硬度有限的軟土地基較為適用。具體包括三類處理手段，即真空預(yù)壓技術(shù)、堆載以及降水預(yù)壓處理等。堆載方式為，在軟土地基優(yōu)化處理階段中，位于地基設(shè)置礦井，應(yīng)用塑料排水帶與建筑工程質(zhì)量形成壓力作用，令地基之中含有的大量水分有效的擠壓排出。應(yīng)用真空預(yù)壓處理技術(shù)則為，位于軟土地基之中布設(shè)橫向排水處理裝置，同時(shí)位于地面設(shè)置砂層，將不透氣塑料膜覆蓋于砂層之上，令其土體構(gòu)成真空環(huán)境，并借助負(fù)壓載荷影響令軟土地基內(nèi)水分有效的排出。降水預(yù)壓處理，主要利用井點(diǎn)抽水，基于降低水位，根據(jù)地下水快速流動(dòng)以及軟土地基重量作用形成壓力，進(jìn)而將地基之中的水分有效清除排出。應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)措施，同換填處理技術(shù)相比，更為復(fù)雜。操作階段中應(yīng)全面注重排水固結(jié)操作技術(shù)特征以及實(shí)踐要求。例如，在應(yīng)用堆載預(yù)壓技術(shù)階段中，應(yīng)借助建筑工程自重提升壓力，同時(shí)還可在施工階段中實(shí)施預(yù)壓，或應(yīng)用超載預(yù)壓實(shí)現(xiàn)排水固結(jié)。然而，具體應(yīng)用何種措施，則應(yīng)探究殘余沉降水平與固結(jié)值做進(jìn)一步明確。真空預(yù)壓處理技術(shù)應(yīng)用階段中，應(yīng)確保真空預(yù)壓整體邊緣超過建筑工程基礎(chǔ)，該類做法的原因?yàn)椋陬A(yù)壓階段中，倘若各邊增加總量不低于三米，想實(shí)現(xiàn)良好的預(yù)壓處理效果，則應(yīng)提升預(yù)壓壓力。再者，基于真空預(yù)壓處理效果同膜量密切相關(guān)。因此在應(yīng)用階段中應(yīng)合理提升真空度，進(jìn)而確保預(yù)壓處理達(dá)到良好效果。另外，降水預(yù)壓方式可應(yīng)用在地下水總體含量不高的軟基工程中，因此應(yīng)在施工處理之前廣泛搜集各類所需勘測數(shù)據(jù)，進(jìn)而明確選擇具體的降水預(yù)壓處理策略，提升排水固結(jié)整體工作效率。

3、軟土地基質(zhì)量管控

為保證“換土+排水法”在軟地基處理過程中的實(shí)施，我們對質(zhì)量管控工作進(jìn)行了優(yōu)化。

3.1 必須遵循水利工程管理規(guī)定

做好項(xiàng)目規(guī)劃，報(bào)批、開工建設(shè)、竣工管理驗(yàn)收等環(huán)節(jié)管控，在沒有完成前階段工程任務(wù)時(shí)，不應(yīng)開展下階段工程。

3.2 必須全面履行工程項(xiàng)目規(guī)劃審批管理體制

預(yù)防“三邊”工程。應(yīng)科學(xué)履行三制管理制度。即法人責(zé)任、建設(shè)監(jiān)理以及招標(biāo)承包管理體制，確保水利工程軟土地基處理綜合質(zhì)量水平。法人應(yīng)全面擔(dān)負(fù)工程施工責(zé)任，依據(jù)市場發(fā)展規(guī)律優(yōu)化工程建設(shè)，確保施工質(zhì)量。招投標(biāo)階段中應(yīng)嚴(yán)格審核企業(yè)資質(zhì)，注重其業(yè)績成果。

3.3 在質(zhì)量管控階段中，應(yīng)科學(xué)履行全過程管控

優(yōu)化技術(shù)方案，科學(xué)應(yīng)用處理技術(shù)措施，創(chuàng)建完善的質(zhì)量保證系統(tǒng)。并應(yīng)對技術(shù)人員整體素質(zhì)與技能水平作出明確要求。對原材料、施工應(yīng)用成品、機(jī)械設(shè)施等應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格管控，不得沒有通過監(jiān)理人員批準(zhǔn)擅自進(jìn)入工地應(yīng)用。同時(shí)，應(yīng)充分做好前期準(zhǔn)備，配備優(yōu)質(zhì)的人力物力資源、施工設(shè)施資源，預(yù)防倉促開工問題，提升整體地基施工處理質(zhì)量水平。

4、結(jié)語

實(shí)踐證明“換土+排水法”對德州供水泵站含水豐富、壓縮性強(qiáng)的軟土地基的處理有著顯著的效果。對于不同地區(qū)的軟土地基，施工方應(yīng)在對軟土基礎(chǔ)進(jìn)行認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上提出可行的處理方案方能保證軟土地基實(shí)現(xiàn)良好的處理效果。