水利工程施工中軟土地基處理的方法探討

常瑞

安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局設(shè)計(jì)院 安徽合肥 230071

在水利工程建設(shè)過程中，提高軟土地基施工能力是必要的，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，如何提高軟土地基施工技術(shù)水平是確保水利工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵?；诖?，本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，深入對其進(jìn)行具體討論。

1 軟土地基地質(zhì)特點(diǎn)

軟土地基，是指土壤成分主要是由軟土組成的地基，因軟土地基具有水分含量大、孔隙較大、土質(zhì)疏松、壓縮性高和抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，若在施工時(shí)軟土地基未適當(dāng)處理，必定會(huì)造成地面變形，對水利工程整體質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響，所以，對軟土地基處理技術(shù)作深入研究非常有必要。軟土地基主要特點(diǎn)概括如下：①不均勻性。②孔隙大。因軟土所含水分高，軟土的孔隙是一般土孔隙的1．3倍左右。③軟土地基的觸變性好，靈敏度強(qiáng)，其受到破壞后，很容易由當(dāng)初的固態(tài)形狀變成稀釋的狀態(tài)。④透水性弱。在堅(jiān)直層面來看，軟土的透水性微乎其微，不利于排水固結(jié)施工。⑤沉降速度快。⑥壓縮性非常高。建設(shè)在地基上的建筑沉降大小，隨著地基所受壓力的變化而變化，壓縮系數(shù)數(shù)值越大，沉降越明顯。當(dāng)軟土地基所受壓力達(dá)到或超過壓力點(diǎn)0．1MP時(shí)，軟土地基就會(huì)出現(xiàn)沉降或突然塌陷，影響工程施工[1]。

2 水利工程施工中軟土地基處理方法

2.1 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法應(yīng)用范圍非常廣泛，不僅適用于水利工程項(xiàng)目，也適用于公路及鐵路的路基，還可以用于工業(yè)、民用建筑項(xiàng)目。由于這種處理方法特別簡單、加固效果好、應(yīng)用成本較低，被廣泛應(yīng)用于各類工程項(xiàng)目。方法：使用10-40t重錘，對地面進(jìn)行不斷沖擊，使地面下降10-40cm。第1次夯實(shí)完成后，要整理并平坦施工場合，施工前可以測量夯前錘頂高程，起重機(jī)就位，將夯錘放回原位，預(yù)先設(shè)計(jì)一定高度，將夯實(shí)錘吊上去，打開脫鉤設(shè)備；先放下夯錘，再放下吊鉤，測量一下錘頂高度；如果發(fā)現(xiàn)被夯實(shí)坑底處出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象（如歪斜等），及時(shí)整平坑底。但必須指出的是，含水量＞60%、粒徑＞0．005mm的黏粒等占1/3以上的地基不適用此種處理技術(shù)。

2.2 換填法

在進(jìn)行軟土地基的處理過程中，換填法的運(yùn)用原理就是對基礎(chǔ)地面之下的軟弱土層進(jìn)行挖除，之后利用工程材料對其進(jìn)行分層填充，通過機(jī)械方式或人工方式對其進(jìn)行壓實(shí)，以此保證土層的密實(shí)度，使其成為一種符合工程建設(shè)要求的人工地基。在采用換填法進(jìn)行軟土地基的處理過程中，需要做好墊層設(shè)計(jì)工作，避免出現(xiàn)墊層材料側(cè)向擠出的情況[2]。

2.3 化學(xué)固結(jié)法

化學(xué)固結(jié)法也是一種常見的軟土地基處理技術(shù)，其類型較為多樣，主要包括灌漿法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法三種。三種方法的基本特點(diǎn)如下：灌漿法的作業(yè)機(jī)理為氣壓、液壓、電化學(xué)等原理，旨在從軟土地基的力學(xué)結(jié)構(gòu)方面強(qiáng)化地基的穩(wěn)定程度，對于軟土地基中存在的裂縫及空隙注入可以固化的漿液；深層攪拌法則與深層水泥攪拌樁施工技術(shù)類似，以攪拌的方式使得軟土與相關(guān)的固化劑混合，有效提高軟土地基的強(qiáng)度與固化程度；高壓噴射注漿則是對于灌漿法的有效優(yōu)化，利用高壓設(shè)備提高固化劑注漿的效率。

2.4 樁基法

樁基法應(yīng)用在軟土范圍較廣，并且無法進(jìn)行大面積、大范圍清理的區(qū)域。在實(shí)際應(yīng)用過程中，所采取的樁基也產(chǎn)生了明顯的變化，由之前的木樁、砂石樁，已逐漸進(jìn)化為現(xiàn)在的鋼筋混凝土預(yù)制樁，主要的工藝流程為：通過人為的方式，利用機(jī)械將軟土地基進(jìn)行打孔，之后向其中灌入已經(jīng)調(diào)配好的混凝土材料，在混凝土凝固過程中會(huì)放熱，此時(shí)會(huì)與周邊物質(zhì)形成化學(xué)反應(yīng)，改善原有的地基承載效果。這種方法的施工成本較小，施工難度相對較低，在應(yīng)用時(shí)只需要簡單的培訓(xùn)就可以完成，所以，多數(shù)水利建設(shè)團(tuán)隊(duì)都會(huì)采取這種方法。

2.5 旋噴法

旋噴法應(yīng)用范圍較小，主要適用于軟黏土、沖填土等的加固，其他軟土地基并不適合。因此，軟土地基處理前要進(jìn)行細(xì)致的分析，充分討論后再?zèng)Q定處理方法。旋噴法主要利用旋噴機(jī)形成旋噴樁，以此提高軟土地基的承載力。方法：將帶有特殊噴嘴的注漿管放置于預(yù)先設(shè)定深度的土層中，噴嘴通過旋轉(zhuǎn)和提升，使噴出的水泥漿液和土體凝固硬化成樁，樁強(qiáng)度越高，壓縮性越低。該方法還適用于地面防滲工作，如噴射成連續(xù)墻或聯(lián)鎖樁施工[3]。

2.6 深層水泥攪拌樁法

當(dāng)軟土基中出現(xiàn)淤泥土或粉土?xí)r，適用深層水泥攪拌樁施工技術(shù)。其主要原理是把水泥當(dāng)固化劑，把水泥與軟土用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，通過理化反應(yīng)形成高強(qiáng)度、高穩(wěn)定的復(fù)合地基。可有效增強(qiáng)軟土的硬度，達(dá)到工程預(yù)設(shè)效果。施工時(shí)，應(yīng)注意確保管道暢通，水泥攪拌樁體的垂直度要保持好。

3 軟土地基處理技術(shù)的注意事項(xiàng)

一是水利工程施工階段，首先需要根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)，利用科學(xué)的方式進(jìn)行比對，在有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)比對的前提下，選擇最佳處理技術(shù)。對比數(shù)據(jù)的篩選與獲取都至關(guān)重要，一定要嚴(yán)格按照實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，才能為后續(xù)的技術(shù)選擇提供重要的數(shù)據(jù)保障；二是在選擇好相應(yīng)的處理技術(shù)以后，對于軟土地基的處理過程要十分明確，首先，考慮軟土地基的承載力；其次，利用給出的方法，分析可能存在的影響因素，通過數(shù)據(jù)比對的方式，將所有的外界因素排除。其中，需要注意的是軟土地基的水平剪切力和土壤熱化數(shù)據(jù)；三是水利工程施工階段所采取的軟土地基處理技術(shù)，要事先做好季節(jié)的掌控，根據(jù)不同的攪拌樁要求，合理控制深度，避免因季節(jié)因素而造成無法完成施工問題。

4 結(jié)語

綜上，水利工程的質(zhì)量建設(shè)是施工過程中的核心，由于其地基以危害性較大的軟土地基為主，因此在施工過程中必須對于軟土地基的處理技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)突破。施工單位應(yīng)當(dāng)始終堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則，把握軟土地基的基本特點(diǎn)，依照技術(shù)規(guī)范及現(xiàn)場施工過程中的實(shí)際，選擇更加合理的軟土地基處理技術(shù)，保障水利工程的穩(wěn)定質(zhì)量，為其充分發(fā)揮社會(huì)性職能打下基礎(chǔ)。