水利施工中軟土地基處理技術(shù)研究

潘麗 蚌埠市江河水利工程建設(shè)有限責(zé)任公司

軟土地基處理技術(shù)可以直接影響到水利工程的整體質(zhì)量，因此，為了有效地保證水利工程的質(zhì)量，就應(yīng)更加重視軟土地基的處理技術(shù)。在軟土地基施工之前，應(yīng)對場地條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，然后采取合理的方法，因地制宜地有效處理軟土地基，減少土體孔隙，有效提高軟土地基的承載力和穩(wěn)定性。

一、水利施工中軟土地基的特點與危害

（一）土質(zhì)分布不均

軟土地基的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，會有各種成分的混合土。按土層深度排列，各層之間性能差異明顯。土體密度不均勻，不同土體的承載力不同，對地基結(jié)構(gòu)的影響不同。如果軟土地基在施工前未進(jìn)行處理，地基工程的強(qiáng)度將達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，上部水利工程將在施工后期出現(xiàn)不規(guī)則倒塌，影響水利工程的質(zhì)量和安全。

（二）低強(qiáng)度

水利工程對相應(yīng)的施工技術(shù)要求很高。然而，由于軟土地基的組成特點、高含水量和軟結(jié)構(gòu)的限制，軟土地基的強(qiáng)度相對較低，早期沉降可能不明顯。如果有外部干擾或在長期連續(xù)壓力過程中的上部荷載，當(dāng)?shù)鼗系膲毫Σ粩嘧兓瘯r，會表現(xiàn)出高壓縮性、穩(wěn)定性差、易變形、裂縫和坍塌等事故，特別是在地震等自然災(zāi)害期間，安全風(fēng)險加大，嚴(yán)重影響水利工程的使用。

（三）透水性差

水利工程軟土基本上含有粉土，含水量高，具有一定的粘性，透水性差。地表水不能向下滲透，地基中的積水嚴(yán)重，直接影響軟土地基的穩(wěn)定性和安全性。此外，上水利工程設(shè)施在長期接觸雨水時易發(fā)生侵蝕破壞，降低了水利工程的使用性能和使用壽命，因此需要在軟土地基處理中投入大量的人力物力進(jìn)行排水工作。這使得施工時間和成本都有了一定的提高。

（四）沉降頻率高

水利工程施工工期長，軟土地基具有很強(qiáng)的壓縮性。一些軟土地基在施工后一直沒有明顯沉降的狀態(tài)。此外，軟土地基本身強(qiáng)度較低，土體承載力有限。隨著工程的發(fā)展，在軟土地基上荷載和外荷載共同作用下，軟土地基具有很強(qiáng)的壓縮性，隨著軟土地基上壓力的不斷增加，將不能承受水利建筑結(jié)構(gòu)的自重，而且沉降速度會越來越快。當(dāng)沉降值超過工程安全標(biāo)準(zhǔn)時，就會出現(xiàn)傾斜、失穩(wěn)、坍塌等問題，嚴(yán)重影響水利工程的施工質(zhì)量和進(jìn)度，威脅水利建設(shè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

二、水利施工中軟土地基處理技術(shù)研究

（一）排水固結(jié)法

該技術(shù)的關(guān)鍵是排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)。根據(jù)加壓方法的多樣性，可分為真空預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、沉淀預(yù)壓法等。然而，軟土地基的排水是根據(jù)軟土地基滲透性差的原理來實現(xiàn)的。第一種加壓方式較為常見，在軟土地基表面鋪設(shè)一層砂墊層，埋設(shè)排水管，用封閉膜隔絕大氣，然后用真空泵裝置形成真空區(qū)，提高地基承載力；第二種方法效果顯著，但超載預(yù)壓閾值不易控制；第三種方法類似于真空預(yù)壓覆膜法，在軟土上設(shè)置砂井和塑料排水溝，根據(jù)工程實際情況和處理要求、經(jīng)濟(jì)性等原則綜合考慮。

（二）化學(xué)固結(jié)法

一般情況下，在其它簡單經(jīng)濟(jì)的處理方案均未達(dá)到理想效果后，采用該方法進(jìn)行改進(jìn)。特別是在新材料不斷出現(xiàn)和使用的情況下，可用于軟土地基的填筑和變形，可明顯增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。有高壓噴射法、深層攪拌法、注漿法等。它們都是用來硬化軟土通過使用有針對性的化學(xué)材料。深層攪拌法是將固化劑摻入原土地基中。高壓噴射注漿法原理與注漿法相同。灌漿采用高壓氣流、氣壓和水壓分別注入裂縫中，以提高軟土地基的承載力和硬度，顯著降低軟土地基的沉降，保證水利建設(shè)工程的整體質(zhì)量。

（三）灌漿處理法

按灌漿方法可分為滲透灌漿、劈裂灌漿、硅化灌漿和水泥攪拌法。滲透注漿法更適合于含更多裂縫的軟土地基，可以保證原有結(jié)構(gòu)不受破壞。劈裂灌漿受力后難以保證原有結(jié)構(gòu)，需要擴(kuò)大灌漿范圍，硅化灌漿法可提高強(qiáng)度，軟土地基的壓實性和實際承載力是通過將主要由硅酸鈉組成的混合溶液注入地基底部結(jié)構(gòu)而固化成石的。水泥攪拌法是目前水利工程中最常見的地基處理方法，它以水泥漿為主要材料，將軟土與固化組分混合，使水泥漿與軟土發(fā)生反應(yīng)，利用固化水泥去除軟土層中的水分，提高軟土結(jié)構(gòu)的性能，提高其穩(wěn)定性和壓力，從而提高水利工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。為保證注漿法的良好處理效果，一是要做好前期勘察工作，合理選擇固化劑，調(diào)配漿液。二是選擇合適的注漿方法，嚴(yán)格控制注漿壓力和單注漿量，保證充填的均勻密實，突出固化能力，從而達(dá)到有效提高軟土地基物理性質(zhì)的目的。

（四）換填處理法

換填處理法操作相對簡單，工藝性不強(qiáng)，處理成本低。通常適用于軟土層較薄的情況。主要方法是利用平原土、砂土等高綜合強(qiáng)度的材料代替原軟土地基表層的粉質(zhì)粘土，以提高地塊的地基強(qiáng)度。處理的重點是換填材料的選擇和填筑層的鋪設(shè)?；靥畈牧蠎?yīng)選用滲透性強(qiáng)、密實性好的材料?？紤]到施工成本，最好使用當(dāng)?shù)夭牧?，用最普通的砂、灰土和水泥代替。分層壓實施工的質(zhì)量管理。控制單次填筑厚度，選擇合適的碾壓機(jī)械進(jìn)行壓實，及時檢查壓實度、平整度。根據(jù)要求，做好地基壓實處理，確保各層的壓實質(zhì)量合格，在地基上形成較好的承載層，從而提高原有區(qū)域基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的綜合強(qiáng)度。

（五）水泥土攪拌樁

水泥土加固是在加固的過程中發(fā)生的物理和化學(xué)反應(yīng)，其與混凝土的硬化原理還具有一定的區(qū)別?；炷劣不撬嗯c填充物質(zhì)所產(chǎn)生的水化和水解，其發(fā)生凝結(jié)的速度較快。而水泥加固土中的水泥量不高，最多可為加固土的1/5，水泥產(chǎn)生的水解等化學(xué)反應(yīng)也在活性介質(zhì)內(nèi)完成，其強(qiáng)度提升的速度較混凝土更低。

當(dāng)前工程所使用的攪拌樁布樁方式可為格構(gòu)式和柱狀形式。以前者為例，通常應(yīng)用于軟土地基和粉砂中能夠產(chǎn)生更為理想的效果。軟土地基發(fā)生沉降的原因主要為側(cè)向出現(xiàn)變形的情況，在軟土地基中使用懸浮的攪拌樁，便可有效對軟土的側(cè)向進(jìn)行控制，從而降低發(fā)生沉降的概率。

綜上所述，在實踐研究過程，要結(jié)合具體工程實際，有針對性地制定更加完善的軟土地基處理方案，從而才能不斷提高軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用效率。