水利工程施工中軟土地基的處理措施

孫軍華

河南省白龜山水庫(kù)管理局 河南省 467000

水利工程施工中軟土地基的處理措施

孫軍華

河南省白龜山水庫(kù)管理局 河南省 467000

在目前的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，城市化進(jìn)程地加速給水利工程帶來(lái)巨大的發(fā)展空間。在水利工程的建設(shè)過(guò)程中，地基的建設(shè)和處理是整個(gè)工程能否成功運(yùn)行的關(guān)鍵。沒(méi)有良好的地基基礎(chǔ)整個(gè)工程就會(huì)功虧一簣。軟土地基由于其土地質(zhì)量的問(wèn)題，加之含水量較大，水利工程就容易突破防線造成地表的坍塌和堤壩的沖擊。因此，軟土地基是水利工程建設(shè)中較為重要的難題。筆者從軟土地基的根本性質(zhì)出發(fā)，分析軟土地質(zhì)的水利工程在建設(shè)過(guò)程中的利弊，并找到與之對(duì)應(yīng)的具體問(wèn)題的解決方法，為水利工程的建設(shè)提出參考性意見(jiàn)。

水利工程；軟土地基；處理方法

1 引言

在水利工程的地基建設(shè)中，要重視軟土土地的地基處理，對(duì)于軟土地基的不恰當(dāng)處理會(huì)造成水利工程的報(bào)廢引發(fā)相應(yīng)的不安全后果。因此，對(duì)于軟土地基的合理處理和運(yùn)用對(duì)水利工程的穩(wěn)定性和安全性有較大的作用。

2 軟土地基的基本概念

軟土地基，顧名思義就是指土地性質(zhì)較為松軟，土壤成分較為薄弱，主要由淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、富含大量顆粒的松軟土、較為松散的砂質(zhì)土以及孔隙較大的有機(jī)質(zhì)土組成，這些土質(zhì)對(duì)水分，土壤緊實(shí)性較低，耐壓縮性極強(qiáng)，對(duì)于壓力的忍受度沒(méi)有強(qiáng)度大的土壤高，在一些特殊條件的工程中難以使用。軟土地基通常有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

2.1 低強(qiáng)度

由于大部分軟土成分較為稀疏，剛性極差，使軟土地基如棉花糖一般不能很好地承受來(lái)自地面的巨大壓力，對(duì)于工程建設(shè)中的巨大壓強(qiáng)根本無(wú)法很好地分擔(dān)。地表開(kāi)裂，建筑坍塌的情況時(shí)有發(fā)生。

2.2 低透水

軟土地基的軟土中含有很大成分的淤泥質(zhì)粘性的土壤成分，對(duì)水的滲透性極差。在地基的建設(shè)過(guò)程中，大量的工業(yè)廢水無(wú)法順利排放，為了保證地基建設(shè)的緊湊順利進(jìn)行，對(duì)于軟土地質(zhì)應(yīng)在施工前和施工中都做好相應(yīng)的排水措施，如排水固結(jié)法對(duì)于土壤的強(qiáng)度有很大的幫助，土壤穩(wěn)定性能夠得到一定程度地提高。

2.3 高壓縮

軟土稀疏的特質(zhì)使得軟土土壤如海綿一樣具有很大的壓縮性，其壓縮性在一定程度上阻止了施工過(guò)程中的土地的壓強(qiáng)承受力。隨著工程的進(jìn)行，工程總體質(zhì)量增加越來(lái)越快，軟土地基塌陷的概率就越來(lái)越高，壓力在0.1MPa每平方單位的情況下地基問(wèn)題就會(huì)越來(lái)越暴露，水利施工工程就很難平穩(wěn)地進(jìn)行下去。

2.4 沉降快

軟土性質(zhì)的壓縮性能極高決定了其在承受巨大壓力之后的沉降的速度就會(huì)很快。隨著工程進(jìn)行地越來(lái)越多，在一定質(zhì)量的工程建設(shè)的條件下，質(zhì)量沉降速度逐步增加，非常不利于水利工程的建設(shè)。

2.5 不均勻

軟土土質(zhì)不僅有軟土成分的存在，還有很多不同土壤成分的存在，不同土質(zhì)的土壤成分的特性不同，密度硬度等問(wèn)題的參差不齊影響水利工程建設(shè)過(guò)程中的土壤處理進(jìn)程，由土壤引發(fā)的施工建筑的崩塌，塌陷等問(wèn)題就容易出現(xiàn)。

3 水利工程軟土地基施工的注意事項(xiàng)

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在對(duì)水利工程建設(shè)中的軟土地基進(jìn)行建設(shè)和處理的過(guò)程中，要先做好相應(yīng)的預(yù)備工作，如施工設(shè)備是否安全可靠，材料的規(guī)格型號(hào)與設(shè)計(jì)師相應(yīng)的要求是否符合，現(xiàn)場(chǎng)的建筑和居民的疏散和清場(chǎng)工作是否完備。大型設(shè)備施工過(guò)程中的安全問(wèn)題相對(duì)較為復(fù)雜難以處理我們要做好工程前的清場(chǎng)工作，保障施工可以順利開(kāi)展。

3.2 施工過(guò)程中的相關(guān)事項(xiàng)

在水利工程的施工過(guò)程中，施工過(guò)程的細(xì)節(jié)是決定工程質(zhì)量的關(guān)鍵。所以要對(duì)施工中的細(xì)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，保證各方面有序正常地進(jìn)行。特別是在軟土地基的情況下施工，要嚴(yán)格按照其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范施工。因地制宜的施工方式也是我們必須要注意的，水利工程的建設(shè)要注重實(shí)際施工過(guò)程中的地質(zhì)要求，確定施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和施工等級(jí)，對(duì)其制定相應(yīng)等級(jí)的施工方法。因?yàn)榈刭|(zhì)是軟土，我們要注重其承受項(xiàng)目的質(zhì)量，施工量控制在合理的范圍內(nèi)。在一些大型的施工現(xiàn)場(chǎng)，我們對(duì)軟土地質(zhì)的處理方式可以采取砂墊層方法，降低施工成本的同時(shí)解決軟土的強(qiáng)度問(wèn)題。而相對(duì)較小的施工任務(wù)則無(wú)需如此浪費(fèi)，換條管理法就能滿(mǎn)足施工的要求。相對(duì)于足夠堅(jiān)實(shí)的土壤來(lái)說(shuō)，軟土地質(zhì)的施工后期還需要進(jìn)行軟土地基加固，因此在工期的安排上要注重時(shí)間的緊湊，留有充分的時(shí)間既不耽誤工期的情況下保證軟土路基的加固。外部條件的限制也是一項(xiàng)重要內(nèi)容，軟土路基的施工受到一定的環(huán)境影響，我們要選取適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)水利施工建設(shè)過(guò)程中的施工質(zhì)量做出保證。

3.3 施工后的檢查

任何項(xiàng)目的施工完成之后都要進(jìn)行相應(yīng)的施工核對(duì)和檢查，這項(xiàng)工作十分重要。我們要對(duì)施工結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，參照設(shè)計(jì)方案和國(guó)家的硬性要求，檢查合格后，水利工程才能投入運(yùn)營(yíng)。

4 處理措施

目前我國(guó)水利施工中常見(jiàn)的軟土基礎(chǔ)主要成分包括松散砂質(zhì)土、大孔隙有機(jī)質(zhì)土、粉土、黏土等，該種基礎(chǔ)土質(zhì)空隙大。質(zhì)地松軟且含有水分量大，因此該類(lèi)基礎(chǔ)強(qiáng)度相對(duì)較低，具有較大的壓縮性，無(wú)法滿(mǎn)足水利工程施工要求。

4.1 換填

對(duì)于軟土地基土質(zhì)疏松的特點(diǎn)，換填是最為直接的改變土壤松弛度的整改措施，用符合要求的土質(zhì)替換對(duì)施工過(guò)程中容易造成影響的軟土，加強(qiáng)土地地基，使施工更加順暢。土地?fù)Q填首先要對(duì)地基的軟土土質(zhì)進(jìn)行清除，大型機(jī)械設(shè)備的投入使用要格外注意安全問(wèn)題，再填入相應(yīng)的符合要求的土壤時(shí)應(yīng)注意對(duì)于土地地基的夯實(shí)，把土壤進(jìn)行相對(duì)壓縮，增加土壤的強(qiáng)度以滿(mǎn)足施工要求。在大多數(shù)情況下，對(duì)于填換的材料都選擇鵝卵石，粗砂以及碎石這些強(qiáng)度比較大的硬性材料。在填換過(guò)程中還要注重方法，分層填充是較為恰當(dāng)?shù)奶畛浞椒?，第一層大多?shù)選擇礦渣碎石作為基礎(chǔ)填充，這類(lèi)材料的滲透性較好，可以保證在強(qiáng)度合格的基礎(chǔ)上排水效果達(dá)到要求。其次一層會(huì)選擇素土和灰土進(jìn)行填充，這一層的材料有利于穩(wěn)定樁體，平衡分解樁體和樁間土的荷載，使受力相對(duì)平衡，這樣上層建筑才能順利進(jìn)行。第三層也就是最后一層，應(yīng)選擇砂作為填充材料，這種材料的作用是排除基礎(chǔ)層中的水和氣體，加速基礎(chǔ)強(qiáng)度。但是在實(shí)際施工項(xiàng)目中的應(yīng)用還要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析，靈活變通地掌握填充地基的有效方式。

4.2 排水砂墊層

軟土地基的處理中，另外一種行之有效的方法是排水砂墊層法。顧名思義排水砂墊的意思就是將富含大量水分的淤泥質(zhì)粘性土，淤泥質(zhì)粉土，泥炭等的材料運(yùn)用到軟土層中，增加土地的排水量，使土質(zhì)強(qiáng)度增加。由于工程質(zhì)量的不斷增加，富含水分的軟土層承受的壓強(qiáng)越來(lái)越大，被排出來(lái)的水分可以通過(guò)砂層滲透，從而加強(qiáng)軟土地基的牢固性，提高土地地基的強(qiáng)度。并且施工過(guò)程中還會(huì)在砂墊層上再設(shè)置一層粘土層，由于粘土的透水性較差，因而可以作為隔水層避免地下水的反滲，對(duì)基礎(chǔ)在此造成影響。在砂墊層選材上，通常選取粗砂。鵝卵石等具有高強(qiáng)度。高縫隙的透水材料，在保證透水的情況下，提高地基的強(qiáng)度。在砂墊層填充時(shí)，要做好地基基坑的固定工作，并將砂墊層材料充分?jǐn)嚢杈鶆?，鋪設(shè)于地基底部，并進(jìn)行夯實(shí)處理。除此之外，要做好地基底部的排水工作，做引水槽，將滲透下來(lái)的水有效排放出去!做好防止倒流工作，加快排水固結(jié)速度。

4.3 化學(xué)法

在一定條件的特殊情況下，可以采用化學(xué)方法處理一些較為復(fù)雜的軟土地基的問(wèn)題?；瘜W(xué)方法主要是用化學(xué)原料代替物理原料進(jìn)行地基填充，從而使地基基礎(chǔ)的壓縮性能縮小，提高土質(zhì)的硬度，保證土地地基具有符合要求的承載力。到現(xiàn)在為止，化學(xué)方法在施工領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛地使用，并且效果明顯。灌漿，合成材料加固，規(guī)劃處理等方式都是行之有效的化學(xué)處理方式。

（1）灌漿

灌漿就是通過(guò)化學(xué)原理將材料填充進(jìn)去后，使其發(fā)生自然的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)填充地基，緊實(shí)土質(zhì)的效果。大多數(shù)應(yīng)用于淤泥質(zhì)粉土和粘性土的填充當(dāng)中。

（2）合成材料加固

合成材料與人工材料相結(jié)合也是一種效果明顯的填充方式。合成材料的韌性高，強(qiáng)度大可以彌補(bǔ)人工材料的疏松，壓縮性強(qiáng)的劣勢(shì)。通過(guò)硅化處理，利用氯化鈣同硅酸鈉之間的反應(yīng)可以得到膠狀凝聚物，將軟土組織黏合在一起，增加基礎(chǔ)強(qiáng)度和硬度，也可以滿(mǎn)足水利施工基礎(chǔ)強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)。

（3）物理旋噴處理

在目前水平下，中國(guó)對(duì)于軟土地基最常用的處理方式即是物理旋噴處理。利用噴頭將濃度適宜的加固材料噴出來(lái)，既能做到加強(qiáng)土質(zhì)的強(qiáng)度也能對(duì)材料進(jìn)行充分利用，減少浪費(fèi)。在進(jìn)行物理旋噴時(shí)，應(yīng)注意先對(duì)基礎(chǔ)底部進(jìn)行加固再勻速緩慢提高噴頭的高度，這樣才能更好地起到填充地基的效果，軟基橫向變動(dòng)的概率也小之又小，真正做到對(duì)軟土地基的加強(qiáng)。

5 結(jié)語(yǔ)

水利工程與其他工程相同，地基施工是整個(gè)水利工程的關(guān)鍵。一個(gè)水利工程只有建設(shè)穩(wěn)固合理的地基才能保證水利工程地正常運(yùn)營(yíng)。水利工程對(duì)相關(guān)的附近居民也有一定的影響，我們要對(duì)居民負(fù)起責(zé)任，對(duì)于安全問(wèn)題和質(zhì)量問(wèn)題的處理都要真正的以人為本，盡量保證居民的正常生活質(zhì)量。我國(guó)目前大多數(shù)水利工程都是建立在軟土地基的情況下的，對(duì)水利工程建設(shè)十分不利，影響工程的使用年限也使工程質(zhì)量大大減低。因此，我們要加強(qiáng)對(duì)軟土土質(zhì)的相關(guān)研究，在合理范圍內(nèi)，找到多種合理的舉措對(duì)軟土地基進(jìn)行完善和處理，爭(zhēng)取減少對(duì)水利工程建設(shè)的影響，提高水利工程的使用年限。

[1]馮是明,鄒福華.水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)[L].水科學(xué)與工程技術(shù),2013(2):78～80.