淺析水工建筑物施工中軟土地基的處理

張國(guó)正

摘 要： 水利工程施工過(guò)程中，由于所處環(huán)境十分復(fù)雜，因此在工程施工過(guò)程中，基礎(chǔ)處理作為非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。在水工建筑物施工過(guò)程中，遇到軟土地基的可靠性較大，一旦不能有效的對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，則會(huì)對(duì)水工建筑物整體質(zhì)量帶來(lái)較大的影響。文中分析了軟土地基的特性和危險(xiǎn)，并進(jìn)一步對(duì)水工建筑物軟土地基的處理、軟基中壩體和基礎(chǔ)的防滲進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞： 水工建筑物；軟土地基；壩體；基礎(chǔ)；防滲

水工建筑物施工環(huán)境較為復(fù)雜，軟土地基是經(jīng)常遇到的情況，因此在具體施工過(guò)程中需要對(duì)軟土地基進(jìn)行有效處理，可以采用科學(xué)有效的處理措施，以此來(lái)增強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性，提高基礎(chǔ)施工的質(zhì)量，確保水工建筑物施工的順利開(kāi)展，確保其質(zhì)量。

1軟土地基特性以及危害

軟土中含水量較高，土體之間具有較大的孔隙，而且不同層之間物理力學(xué)性質(zhì)也存在較大的差異性。可以說(shuō)軟土地基具有孔隙大、高靈活度、強(qiáng)壓縮性及較差的透水性。相較于普遍泥土，軟土具有較高的含水量，顆粒之間銜接點(diǎn)呈現(xiàn)出膠結(jié)現(xiàn)象，這也導(dǎo)致其空隙相對(duì)較大。由于軟土土層之間含水量較大，各土層之間物理力學(xué)存在較大的差異性，這也使其對(duì)壓力承載能力較差，容易發(fā)生變形。當(dāng)利用軟土振動(dòng)技術(shù)來(lái)對(duì)軟土結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞時(shí)，軟土層會(huì)發(fā)生側(cè)面擠出、土質(zhì)沉降和側(cè)向滑動(dòng)等情況。當(dāng)對(duì)軟土基進(jìn)行壓縮過(guò)程中，壓縮曲線(xiàn)相對(duì)緩慢，當(dāng)承受壓力超出限定范圍時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，可以看出軟土地基具有較強(qiáng)的壓縮性。相較于正常土層，軟土土層具有較高的含水量，而且孔隙較大這也使其透水性不遍，地基排水性能較差，會(huì)產(chǎn)生一定的沉降，水工建筑物沉降會(huì)存在較長(zhǎng)的潛伏期。因此在水工建筑物施工過(guò)程中，需要對(duì)軟土地基的處理進(jìn)行重視，以此來(lái)全面提高工程的質(zhì)量，確保水工建筑物的安全。

軟土地基的特性必然會(huì)導(dǎo)致其抗剪強(qiáng)度較低，承載力較差，質(zhì)地軟，在水利工程施工過(guò)程中，建筑物極易發(fā)生損害和滑動(dòng)。特別是當(dāng)?shù)鼗?fù)載增加或是突遇降雨的情況，軟土容重增加，軟土地基所受的剪應(yīng)力會(huì)大于軟土地基的抗剪強(qiáng)度，從而導(dǎo)致失衡現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性帶來(lái)較大的影響，嚴(yán)重時(shí)還可能發(fā)生坍塌事故，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)較大的威脅。

2水工建筑物施工中軟土地基的處理

2.1樁基法

對(duì)于存在較厚淤土層的情況，由于無(wú)法進(jìn)行大面積的處理。這種情況下，對(duì)于一些中小型水工建筑物，可以利用打樁的方法對(duì)其進(jìn)行加固。當(dāng)土層厚度在5米以下時(shí)，可以通過(guò)采取水泥石灰柱來(lái)對(duì)地基進(jìn)行加固，主要是運(yùn)用水泥和石類(lèi)的吸水性、膨脹性和發(fā)熱來(lái)達(dá)到固結(jié)地基和增加土壤密實(shí)度的作用，以此來(lái)增強(qiáng)地基的承載能力和防滲能力。在具體水泥石樁施工過(guò)程中，要對(duì)樁徑和樁距進(jìn)行控制，樁徑大時(shí)則樁距較小，樁底高程要達(dá)到持力層，盡量采用梅花型方式來(lái)來(lái)對(duì)樁基進(jìn)行布置。當(dāng)土層厚度在5～7米左右時(shí)，可以通過(guò)打預(yù)制樁至硬土層，以其來(lái)作為承載臺(tái)。對(duì)于土層厚度達(dá)到7～10米時(shí)，則要打灌注樁至硬土層來(lái)作為承載樁臺(tái)。對(duì)于土層厚度達(dá)到10米以上的情況，可以通過(guò)采懸浮樁來(lái)對(duì)淤土層進(jìn)行擠密，以摩擦來(lái)提高承載能力。

2.2 換土法

對(duì)于淤土層存度處于3米以?xún)?nèi)的情況，特別是在堤防工程中，可以采用換土法，即利用砂壤土換填淤泥層。另外，對(duì)于土源方便，工期較長(zhǎng)的情況也適宜采用這種方法，造價(jià)較低。在具體換填過(guò)程中，需要對(duì)換填土和原狀土的結(jié)合進(jìn)行充分重視，通常會(huì)采用開(kāi)挖齒槽、梯坎、刨毛的方法來(lái)增強(qiáng)新老土體之間的結(jié)合。

2.3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。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)。

2.4優(yōu)化結(jié)構(gòu)法

（1）選擇輕型結(jié)構(gòu)。如“U”型槽薄壁渡槽、肋拱橋、桁架拱橋、剛架拱橋等。拱形橋梁除具有自重輕的優(yōu)點(diǎn)外，還可以將橋臺(tái)基礎(chǔ)淺埋，把橋臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)置在地基表層的密實(shí)土層上，從而避開(kāi)淤泥層。

（2）對(duì)于小型水工建筑物可采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底板的方法，如采用較薄的鋼筋混凝土底板。 對(duì)于大中型工程，可采用空箱底板，即在不增加建筑物造價(jià)的情況下，用加大底板高度、減輕底板自重、增加基礎(chǔ)埋深的辦法來(lái)適應(yīng)軟土地基的要求。同時(shí)底板還可以采取板梁式結(jié)構(gòu)，底板下四邊均為適當(dāng)高度、擴(kuò)大底寬梁承載，中間加縱橫隔梁，這樣既降低基礎(chǔ)重量，以有效地防止土體的側(cè)向壓縮，增強(qiáng)其密度，有效地增加了地基的承載力，同時(shí)提高了建筑物的抗滑及抗?jié)B穩(wěn)定性。

（3）復(fù)合式地基。對(duì)于多種結(jié)構(gòu)的地基，可采取整體框架式水泥石灰樁或砂樁，根據(jù)地基的承載力不同，可適當(dāng)增加樁徑（梁寬），這種方法可增加地基整體性，也相當(dāng)于增加了基礎(chǔ)的埋置深度，基底的凈壓力將減小，相應(yīng)地可以減小基礎(chǔ)沉降，同時(shí)有利于建筑物的防滲穩(wěn)定及抗滑穩(wěn)定性。

（4）在淤土地基上填筑或培厚防洪大堤 ，且淤泥層較厚時(shí)，可考濾設(shè)計(jì)反壓平臺(tái)，這樣既增加了壩體的穩(wěn)定，還能有效解決堤壩的抗?jié)B要求，能防止堤壩的水平位移和堤腳外側(cè)隆起變形的發(fā)生。在工程施工中應(yīng)采取控制填筑速度、延長(zhǎng)施工期限等辦法，使淤土地基在施工中逐漸固結(jié)，填筑時(shí)要注意平衡上升。

3軟基中的壩體及基礎(chǔ)防滲

（1）對(duì)于地基承載力較差的地基，在壩體修筑時(shí)，既不能增加壩體的重量又須提高其防滑及抗?jié)B能力，可采用新型的防水材料，采取臨水面土工膜截滲的方法。臨水面坡比一般小于 1∶3，以便利用水重，提高其抗滑能力，同時(shí)加大了堤身斷面，增加了基礎(chǔ)寬度，增強(qiáng)了大堤的抗?jié)B穩(wěn)定性。

（2）基礎(chǔ)防滲中防滲墻的設(shè)置及側(cè)面防滲。通常情況下在水工建筑物施工過(guò)程中，會(huì)在建筑物的上下游端點(diǎn)處設(shè)置防滲墻，這樣能夠有效的增加滲徑長(zhǎng)度。對(duì)于側(cè)面防滲處理時(shí)，可以通過(guò)增加幾道截水環(huán)，同時(shí)對(duì)于單側(cè)總寬度要確保在底部防滲墻總深度以上。利用柏油防水柔術(shù)選氈或是砂石導(dǎo)濾體、水工織物等在伸縮縫處裹上二層，這樣可以有效的避免伸縮縫處出現(xiàn)滲透，而且能夠有效的確保發(fā)生滲透過(guò)程中土粒不會(huì)被帶動(dòng)，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

4結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)水利施工體系不斷完善，施工方式也更具多元化。雖然軟土地基處理難度較大，施工質(zhì)量也難控制，但在具體施工過(guò)程中，通過(guò)嚴(yán)格遵照工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況有效結(jié)合，精心組織施工，嚴(yán)格重審，可以有效的保障施工質(zhì)量，確保水工建筑物的安全。

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