水利施工中軟土地基處理技術(shù)分析

巴利敏　孟輝　巴開強(qiáng)

摘 要：水利工程是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，做好水利工程施工管理，提高工程建設(shè)質(zhì)量是“功在當(dāng)代，利在千秋”的事情。為了提升水利工程建設(shè)質(zhì)量，本文針對軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：水利；軟土地基；危害；處理

1 軟土地基的定義及特征

軟土主要指沿海的濱海相、三角洲相、內(nèi)陸平原或山區(qū)的河流相、湖泊相、澡澤相等由細(xì)沙粒土組成的土。軟土地基具有含水量高、大孔隙比、高壓縮性、低透水性、中等靈敏度等特性。水利工程的地基土層基本都是軟土，就需要事先做好相應(yīng)的準(zhǔn)備施工作業(yè)，根據(jù)工程建設(shè)需求，結(jié)合軟土的弱點(diǎn)，逐一進(jìn)行強(qiáng)化和彌補(bǔ)，比如軟土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中存在很多的孔洞和縫隙，含水量還很高，水土流失嚴(yán)重，質(zhì)地就很松軟，滲漏的性能很差，經(jīng)常出現(xiàn)塌陷，松軟的土質(zhì)難以滿足地基建設(shè)要求的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度和抗壓性，另外其分布情況較為復(fù)雜，土層內(nèi)部結(jié)構(gòu)多樣，需要結(jié)合多種施工方法才能有效應(yīng)對，施工難度和工作量都很大。

2 軟土地基處理不當(dāng)造成的危害

2.1 措施不當(dāng)

施工中采取錯(cuò)誤方式、未結(jié)合建筑地地形及地理特征，導(dǎo)致施工無法進(jìn)行或堤壩不穩(wěn)。在大型水利工程建設(shè)中，時(shí)常在路堤填土階段發(fā)生問題，填土高度未達(dá)到原設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)便發(fā)生破壞，填土完成后警報(bào)依然未解除。軟土地基孔隙比大，且透水性差，很容易導(dǎo)致土壤水分積壓，造成排水通道堵塞。此種情況下應(yīng)立即停止填土工作，挖深邊溝排水，利用沙袋和捕土布進(jìn)行修復(fù)。

2.2 堆料不當(dāng)

在施工過程中，由于經(jīng)費(fèi)緊張或技術(shù)失控等原因，減少了袋裝紗及沙墊的使用數(shù)量，造成基層高度不均勻。軟土地基的壓縮性高且靈敏度相對偏高，在建筑進(jìn)入使用后逐漸出現(xiàn)表面不均勻，沉降明顯等現(xiàn)象。因此，在以軟土作為地基的建筑施工中，一定要注意堆料的質(zhì)量及高度。

2.3 因擾動(dòng)

“硬殼層”而造成的破壞軟土地基的上層都有一層強(qiáng)度較高的土壤層，被稱為“硬殼層”。這層土壤對軟土地基具有加固和抗壓的作用。在水利工程中，“硬殼層”的存在有利于抵御水的高壓，避免軟土地基變形。因此對于“硬殼層”的設(shè)計(jì)及施工需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)技術(shù)及特殊手段，一旦利用不合理，將會達(dá)到不可預(yù)計(jì)的后果。

3 水利工程中軟土地基的處理技術(shù)

3.1 換土法

此為最簡單的處理方法，在水利施工過程中，一旦發(fā)現(xiàn)最初預(yù)想與實(shí)際操作存在矛盾，可直接改變軟土地基的成分，比如采用水泥、石灰等替換軟土，改變土壤性質(zhì)，既達(dá)到了工程預(yù)期中對于地基承載能力的要求，又減少了工程開支。但此做法受環(huán)境限制較大，需就地取材，若為改變地基而選擇遠(yuǎn)距離運(yùn)輸材料，則會加大工程難度，耗費(fèi)更多的施工成本。

3.2 樁基法

現(xiàn)代建筑中，對于樁基法的運(yùn)用也比較普遍，旋噴機(jī)噴射出的旋噴樁、混凝土樁以及預(yù)應(yīng)力管樁都為樁基法的常見形式，而原有的砂石樁、水泥樁早已不復(fù)存在。由于使用原理基本相同，因此本文只著重講解樁基法中旋噴法的使用方式，用作參考。旋噴機(jī)在噴射中可產(chǎn)生旋噴柱，高壓噴射水泥固化漿液與土壤混合，風(fēng)干后形成硬化的旋噴樁，這種固態(tài)主體結(jié)構(gòu)的土壤混合物具有壓縮性低和強(qiáng)度高的特點(diǎn)，可利用幾何原理立于建筑底層，結(jié)合軟土形成雙重地基結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)建筑的固定性。此法的運(yùn)用改善了軟土地基的易坍縮問題，實(shí)現(xiàn)地基結(jié)構(gòu)加固，但只適用于土質(zhì)稀疏的軟土結(jié)構(gòu)，對于有機(jī)成分含量高的土層并不能起到加固作用，反而導(dǎo)致旋噴樁破裂。

3.3 加筋法

加筋法主要針對沉降量不大的軟土結(jié)構(gòu)，在軟土層加入土工布，對地基與上層建筑進(jìn)行隔離，增加側(cè)向約束，使載荷分布均勻，既能提高地基的剛性，也有利于地基中積水的排出。此外，還可利用人工材料對地基上層進(jìn)行覆蓋。人工材料多為智能合成材料，具有高敏感度、高鞏固性，且形態(tài)各異，如沙狀、塊狀等，在進(jìn)行設(shè)計(jì)分析后，填充于軟土地基的凹陷處，或呈幾何狀分布于地基上，起到了承接與緩沖的作用，此外，由于人工材料本身性質(zhì)特征，可加強(qiáng)地基與建筑間的摩擦力，很好的預(yù)防了側(cè)滑現(xiàn)象。

3.4 灌漿法

灌漿法主要指在軟土空隙中加入凝固物質(zhì)，以達(dá)到穩(wěn)固地基的作用，比如硅化加固，或加入水泥漿或黏土漿加固等，此法為軟土地基施工中的常用方法。硅化加固指將氯化鈣溶液與硅酸鈉溶液分別注入到兩只注漿管中，排入到軟土地基中，兩者在相遇后可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的膠凝物質(zhì)對軟土進(jìn)行包裹粘結(jié)，使軟土形成大體積塊狀固體，加強(qiáng)了軟土地基的固定。在采用此法時(shí)，輔助運(yùn)用電滲技術(shù)，可進(jìn)一步擴(kuò)大軟土地基的硅化范圍。

3.5 排水固結(jié)法

上文提到軟土具有吸水效果好、透水性差等特點(diǎn)，當(dāng)軟土地基存在水分沉積時(shí)，很可能導(dǎo)致堤壩滲水、凹陷甚至坍塌，因此在施工過程中，可應(yīng)用排水法導(dǎo)出軟土中的積水，加大軟土間的附著密度，加強(qiáng)地基的鞏固。常用的排水設(shè)備有沙井、水管等。

3.6 振動(dòng)水沖法

指在軟土地基中進(jìn)行鉆孔，并將預(yù)備好的砂石、水泥等注入鉆好的孔中。與軟土相比，砂石質(zhì)地堅(jiān)硬、抗擠壓且排水性能好；水泥固定性強(qiáng)。兩者與軟土的混合利用可達(dá)到很好的穩(wěn)固地基效果。

4 水利工程中軟土地基處理技術(shù)的注意事項(xiàng)

4.1 測量軟土地基承載力等因素

水的壓強(qiáng)大、密度大，因此對于水利建筑的抗壓能力、抗擊打能力要求高。由于水利工程的特殊性質(zhì)，在施工中，應(yīng)認(rèn)真考慮地基的承載能力，對于施工地的地形進(jìn)行考察記錄、查閱近年來該地發(fā)生的自然災(zāi)害，根據(jù)不同種類的災(zāi)害制定不同方案，尤其考慮地震、大風(fēng)對于建筑的影響?？山柚?jì)算機(jī)對地基的承載力、土壤熱化等因素進(jìn)行測量。

4.2 重視冬季軟土地基解凍工作

天氣因素對于水利工程的影響尤為重要，因此不僅要考慮自然災(zāi)害，還應(yīng)將季節(jié)對于建筑的影響包括在內(nèi)。冬天河水結(jié)冰，且不利于工程的進(jìn)展，因此應(yīng)做好地基對于低溫的預(yù)防工作，防止軟土因寒冷而結(jié)凍。采用深層攪拌技術(shù)，將地基中軟土與水泥等土質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，以加強(qiáng)對地基的固定，一定程度上避免天氣因素對水利工程中軟土地基的影響。

4.3 制定合理計(jì)劃方案

在施工前，應(yīng)對項(xiàng)目地進(jìn)行精準(zhǔn)的地質(zhì)勘探、水質(zhì)勘探、地貌特征測量、水利工程測量等，對有關(guān)材料中地質(zhì)性質(zhì)、特征進(jìn)行分析整理，最后根據(jù)測量調(diào)查結(jié)果制定出最為有效可行的地基處理方案。切忌在調(diào)查及材料不充分的情況下實(shí)行動(dòng)工，以免完工后的設(shè)施出現(xiàn)質(zhì)量問題。此外，有關(guān)部門對于項(xiàng)目的審批應(yīng)做到真實(shí)可行，杜絕審批不嚴(yán)、敷衍等現(xiàn)象的發(fā)生

4.4 以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為衡量標(biāo)準(zhǔn)

水利工程進(jìn)入使用前，應(yīng)對各項(xiàng)設(shè)施進(jìn)行檢驗(yàn)。運(yùn)用物理學(xué)方法對地基的負(fù)重、抗壓、排水等能力進(jìn)行測量，抽取軟土樣本，對土質(zhì)的粘合度、吸水程度、附著力等實(shí)行精確測量，確保軟土土質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)入冬季前，對軟土地基進(jìn)行深層水泥攪拌樁測驗(yàn)，一切以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說話，避免日后水利工程發(fā)生質(zhì)量問題。

5 結(jié)束語

綜上所述，水利工程中軟土地基的建設(shè)需要注意的事項(xiàng)有很多，處理方法也有很多。在不同的動(dòng)力環(huán)境中應(yīng)采取不同的治理措施，一旦出現(xiàn)問題，需結(jié)合周邊條件想出最快捷穩(wěn)妥的方法進(jìn)行解決，做到順應(yīng)環(huán)境、考慮周全，從而達(dá)到良好的軟土地基的處理效果。

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