水利施工中軟土地基處理工藝的實(shí)踐探索

文/龔劍　荊州市長(zhǎng)江河道管理局　湖北荊州　434000

當(dāng)前，我國(guó)日益重視對(duì)水利工程的建設(shè)。水利工程的建設(shè)施工環(huán)境通常較為特殊，難免會(huì)遇到軟土地基的情況。在水利工程施工過(guò)程中，要強(qiáng)化對(duì)軟土地基的有效處理，增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以有效保障水利工程施工的整體質(zhì)量。因此，有必要深入了解軟土地基的特點(diǎn)，在水利工程施工實(shí)踐中，積極探究行之有效的軟土地基處理工藝。

1、軟土地基概述

1.1　軟土地基概念

軟土地基，是指具有較高壓縮量，況且含有較多有機(jī)物質(zhì)的軟弱土層。軟土地基通常由粉土、黏土等有機(jī)土顆粒構(gòu)成，軟土地基呈現(xiàn)出顯著的松軟質(zhì)地，且具有較大的孔隙，缺乏良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[1]。軟土地基所在區(qū)域通常缺乏良好的穩(wěn)定性，極易引發(fā)工程地基產(chǎn)生松動(dòng)甚至滑坡現(xiàn)象。

1.2　軟土地基特點(diǎn)

（1）觸變性。軟土地基具有顯著的觸變性特點(diǎn)。所謂觸變性，是指在未經(jīng)破壞的情況下，軟土地基呈現(xiàn)出良好的固體形態(tài)，當(dāng)軟土地基結(jié)構(gòu)在各類(lèi)因素影響下發(fā)生破壞時(shí)，其固體形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)出顯著的流動(dòng)狀態(tài)。（2）低透水性。軟土地基通常呈現(xiàn)出較強(qiáng)的低透水性特點(diǎn)，其垂直層面基本不透水，不利于排水固結(jié)。在軟土地基荷載增加的初期階段，極易產(chǎn)生較高的孔隙水壓力，對(duì)地基強(qiáng)度造成嚴(yán)重的不良影響。（3）高壓縮性。軟土具有相對(duì)較大的孔隙比，故而軟土地基呈現(xiàn)出較高的壓縮性。在高壓作用下，軟土地基相應(yīng)的壓縮系數(shù)的實(shí)際數(shù)值會(huì)產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)變。當(dāng)軟土地基內(nèi)部承受0.1Mpa的垂直壓力時(shí)，地基區(qū)域即發(fā)生變形現(xiàn)象[2]。（4）不均勻性。軟土地基主要由高分散顆粒以及微細(xì)顆粒構(gòu)成，兩者在土質(zhì)密度上，呈現(xiàn)出顯著差異。因此，軟土地基受力具有顯著的不均勻性特點(diǎn)。

2、水利施工中軟土地基處理工藝

2.1　排水砂墊層法

在水利工程軟土地基處理實(shí)踐中，排水砂墊層法的應(yīng)用較為廣泛。對(duì)軟土地基實(shí)施排水處理，實(shí)現(xiàn)其土質(zhì)強(qiáng)度的有效增加，并大幅度降低土質(zhì)呈現(xiàn)出的壓縮性，實(shí)現(xiàn)軟土地基土質(zhì)對(duì)水利工程地基相關(guān)設(shè)計(jì)要求的良好滿足。在具體的處理過(guò)程中，將具有較強(qiáng)滲水性能的砂墊層對(duì)軟土地基底部實(shí)施填充。在水利工程施工過(guò)程中，軟土地基受力逐漸增加，其不斷被排擠出的水分通過(guò)砂墊層有效滲透出去[3]。

2.2　旋噴法

旋噴法，是指采用旋噴機(jī)具制作旋噴樁，實(shí)現(xiàn)對(duì)地基承載力的有效增強(qiáng)。在軟土地基土層的預(yù)定深度內(nèi)，放置注漿管，注漿管附帶的噴嘴按照一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并逐漸提升，注漿管?chē)娚涑龅乃喙袒瘽{液與軟弱土體發(fā)生混合，并凝固硬化，形成旋噴樁。旋噴樁具有較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性。對(duì)于軟粘土以及粉砂土地基，適合采用旋噴法進(jìn)行加固處理。對(duì)于含有較多有機(jī)質(zhì)的軟弱土層，要綜合考慮各方面因素，確定該法的適用性。

2.3　換土處理法

在水利工程施工中，采用換土法對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，能取得良好的處理效果。該法能實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基區(qū)域內(nèi)土質(zhì)特性的有效改變，實(shí)現(xiàn)軟土地基承載能力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的顯著增強(qiáng)。在水利工程施工中，可采用灰土以及水泥等對(duì)軟土進(jìn)行換填，有效增強(qiáng)軟土地基的承載性，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程地基相關(guān)設(shè)計(jì)要求的良好滿足。換土處理法施工操作極為簡(jiǎn)單，在水利施工中，對(duì)地基中難以滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求的軟土實(shí)施挖除，并采用砂、碎石等具有較高強(qiáng)度和透水性，且壓縮性較低，易于壓實(shí)的材料進(jìn)行回填，實(shí)現(xiàn)軟土地基承載力的有效增強(qiáng)。但是，在水利工程施工實(shí)踐中，對(duì)換土法進(jìn)行采用，要對(duì)施工環(huán)境各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合考慮，重點(diǎn)考量施工現(xiàn)場(chǎng)的地理位置，避免對(duì)換填土的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸造成軟土地基處理成本的大幅度增加。

2.4　強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法，對(duì)于各類(lèi)軟土地基的處理具有極強(qiáng)的適用性。因此，可采用強(qiáng)夯法對(duì)水利工程軟土地基進(jìn)行處理。強(qiáng)夯法，是采用80KN的夯錘，對(duì)之起吊6米到30米，使夯錘進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土的強(qiáng)力夯實(shí)。軟土經(jīng)過(guò)夯錘的強(qiáng)力夯實(shí)之后，其土體孔隙得到顯著壓縮。同時(shí)，夯點(diǎn)附近產(chǎn)生了諸多土體裂隙，為孔隙水的有效排出提供了渠道，對(duì)于土體固結(jié)具有良好的促進(jìn)效果，能實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土承載能力的大幅度提高。另外，經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯處理的軟土地基，將有效減少工程荷載引發(fā)的伸縮變形[4]。對(duì)于河流沖積層黃土、粉土以及雜填土等各種軟土地基，均可采用強(qiáng)夯法對(duì)之進(jìn)行處理。

3、水利工程軟土地基處理案例

某市水利工程建設(shè)施工，對(duì)排水閘穿堤涵進(jìn)行施工，在地基開(kāi)挖過(guò)程中，當(dāng)開(kāi)挖達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)度大約為20米的軟弱土層，該軟弱土層的最大厚度在3米以上。該軟弱土層具有較高的含水量和壓縮性，且缺乏良好的強(qiáng)度。為避免該水利工程堤基產(chǎn)生不均勻沉陷現(xiàn)象，并實(shí)現(xiàn)水利工程堤防穩(wěn)定性的顯著增強(qiáng)，施工單位采用墊層法換填粗沙對(duì)該軟土地基進(jìn)行處理。為進(jìn)一步增強(qiáng)該水利工程堤防地基的抗?jié)B能力及承載力，在堤防建成之后，施工單位采用旋噴法對(duì)換填粗沙進(jìn)行了有效的加固處理，沿該水利工程穿堤涵兩側(cè)實(shí)施布孔，將孔間距設(shè)置為1.5米，并對(duì)孔深進(jìn)行控制，將之插入粗沙層下2米。經(jīng)過(guò)上述處理之后，該水利工程堤防部位未出現(xiàn)不均勻沉降。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，軟土地基具有觸變性、高壓縮性、低透水性以及不均勻性等特點(diǎn)。常見(jiàn)的水利工程軟土地基處理工藝包括排水砂墊層法、旋噴法、換土處理法以及強(qiáng)夯法等。在水利工程施工中，施工單位要對(duì)水利工程施工的各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合分析，兼顧水利工程施工實(shí)際狀況和軟土地基土質(zhì)特點(diǎn)，采用針對(duì)性較強(qiáng)的處理工藝對(duì)軟土地基進(jìn)行有效處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]張長(zhǎng)虹, 張鵬.水利工程施工中軟土地基處理的方法[J].神州,2017(26).

[2]李軍.水利工程施工中軟土地基處理方法研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2015(19):136-137.

[3]王篤豐.淺談水利工程施工中軟土地基處理的方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(35):222-222.

[4]劉陽(yáng).水利工程施工中軟土地基處理的方法探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(1):237-237.