關(guān)于水利施工中軟土地基處理技術(shù)

劉茂

摘? 要：水利工程施工建設(shè)過程中常會碰到軟土地基，若處理不當(dāng)，會影響水利工程整體施工質(zhì)量，降低水利建筑的穩(wěn)定性與安全性，也會危及周圍居民的生命與財產(chǎn)安全。因此，該文就軟土地基的主要特征進(jìn)行論述，講解常用的軟土地基處理技術(shù)的使用方法與優(yōu)勢，對軟土地基處理技術(shù)施工過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行講解，為水利工程施工選擇最佳的軟土地基處理方式提供指導(dǎo)，為水利工程建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)，更好地提升水利工程施工建設(shè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利施工? 軟土地基? 處理技術(shù)? 地基處理技術(shù)

中圖分類號：TV5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）03（c）-0088-03

Treatment Technology of Soft Soil Foundation in Water Conservancy Construction

LIU Mao

（Irrigation and Drainage Development Center of Xinjiang Uygur Autonomous Region， Urumqi， Xinjiang Uygur Autonomous Region， 830000? China）

Abstract： Soft soil foundation is often encountered in the process of water conservancy project construction. If it is not handled properly， it will affect the overall construction quality of water conservancy project and reduce the stability and safety of water conservancy buildings. Therefore， this paper discusses the main characteristics of the soft soil foundation， the emphasis on the soft soil foundation treatment technology commonly used method of use and advantages， to deal with the matters needing attention during the construction process of soft soil foundation is supplied， for water conservancy engineering construction guide to choose the best way of soft soil foundation treatment， lay a good foundation for the water conservancy project construction， improving the quality of water conservancy engineering construction better.

Key Words： Water conservancy construction; Soft soil foundation; Processing technology; Ground treatment technology

新時期隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國水利工程也呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)度，人們對于水利工程施工質(zhì)量的要求也大幅提升。軟土地基是水利工程施工中常見不利因素，會使施工進(jìn)程存在安全隱患，也會導(dǎo)致建設(shè)項(xiàng)目整體質(zhì)量大幅降低。選擇合適的軟土地基處理技術(shù)，對于水利施工的有序開展，建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量提升均具有重要意義。因此，該文就軟土地基處理技術(shù)的常見方式進(jìn)行探析，進(jìn)一步指導(dǎo)水利工程施工中軟土地基處理工作地開展。

1? 軟土地基的主要特征

軟土地基是建筑類施工中常見問題，主要是地基中存在軟弱土層，相比于其他土層而言，沉降發(fā)生風(fēng)險較高，若施工期間未能采取有效處理方式或者未給予處理，均會影響整體建筑工程的整體質(zhì)量。通過對軟土地基的特征進(jìn)行分析，大致可劃分為以下6點(diǎn)：第一，壓縮性強(qiáng)。軟土地基的含水量大，地基孔隙多且大，含有大量的微生物，導(dǎo)致軟土地基具有極強(qiáng)的壓縮性。在水利工程施工過程中，操作方式復(fù)雜，一旦選擇壓力超過地基承受最大限度的方式，會導(dǎo)致軟土地基出現(xiàn)沉降等問題，不僅存在安全隱患，而且會使施工的穩(wěn)定性大幅降低。第二，透水性較差。軟土地基的土質(zhì)類型較多，其中淤泥質(zhì)軟土含量較高，導(dǎo)致土質(zhì)的滲水性能較差，不利于排水工程施工[1]。第三，不均勻性質(zhì)明顯。軟土地基中不同土質(zhì)的密度、強(qiáng)度、硬度均有所差異，導(dǎo)致地基整體均勻性極差，施工中會出不均勻沉降問題。第四，下沉速度快。壓縮性強(qiáng)，土質(zhì)不均，透水性差等特殊影響下，會導(dǎo)致軟土地基沉降速度加快。第五，觸變性。軟土是結(jié)構(gòu)性沉積物，呈現(xiàn)絮凝狀態(tài)，未受外界破壞，保持軟土狀態(tài)時具有一定強(qiáng)度，但是遭到外界破壞后，軟土的強(qiáng)度迅速降低，或者土質(zhì)呈現(xiàn)稀釋狀，在施工過程中振動荷載作用下會使軟土層出現(xiàn)沉降問題。第六，低強(qiáng)度性。軟土的強(qiáng)度低，在施工后土層易出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題。

2? 軟土地基的處理辦法

2.1 換填法

換填法是常用處理方式，主要是通過人力或機(jī)械設(shè)備對存在的軟土地基用其他材料進(jìn)行更換，增強(qiáng)地基，保證水利工程施工的穩(wěn)定性。采取此種方式前，需要提前對工程施工現(xiàn)場的土質(zhì)進(jìn)行深入分析，確定最終的填換材料，然后明確不同填料的填充順序進(jìn)行分層填充，使軟土地基的密度、強(qiáng)度有效提升。目前，常用的換土墊層材料主要是水泥、沙土、灰土粗砂、碎石等，此類材料的強(qiáng)度大，分層填充可使土壤層的密度有效提升，利用機(jī)械振動方式，也可使軟土結(jié)構(gòu)夯實(shí)，使地基的承受能力有效提升，更有利于后期水利工程施工[2]。換土墊層法適用于在淺層部位的軟土地基，此時利用外界材料增加地基越來，可有效避免施工過程中出現(xiàn)沉降等問題。采用換填法也可使水利工程施工過程中排水系統(tǒng)施工困難問題有效解決，減少施工過程中土壤膨脹收縮等情況發(fā)生。

2.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是利用100～400 kN間的重錘在6～40 m高度落下，通過巨大沖擊力使軟土地基的強(qiáng)度有效提升，縮小地基原有的壓縮性，使土質(zhì)振動液化條件有效改善。強(qiáng)夯法在水利工程施工中應(yīng)用簡單，經(jīng)濟(jì)成本低，對環(huán)境無明顯影響，效果較佳。

2.3 旋噴法

旋噴法是利用旋噴機(jī)械治理軟土地基，使軟土地基所具有的防滲透性能充分發(fā)揮，使壓實(shí)性有效提升。施工人員需要提前對各類旋噴機(jī)械設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握操作方法，明確操作期間的注意事項(xiàng)，也就需要對水利工程項(xiàng)目進(jìn)行充分調(diào)研，明確軟土地基的具體情況，根據(jù)水利工程實(shí)際需求，再決定采用旋噴法[3]。施工階段通過水泥噴射，保證軟土地基與漿液凝固，通過旋噴注進(jìn)一步發(fā)揮加固作用。

2.4 砂井堆載預(yù)壓法

砂井堆載預(yù)壓法是在軟土層按照一定距離打入管井，將透氣性良好的砂灌入井內(nèi)，形成排水“砂井”，在井上方設(shè)計砂墊層作為水平方向的排水通道，建立加壓聯(lián)合排水系統(tǒng)，在砂墊層上部給予一定的壓載，可使土中的附加應(yīng)力增加，產(chǎn)生超靜水壓力，使土體孔隙內(nèi)水分快速經(jīng)砂井的砂墊層排除，通過排除軟土地基孔隙內(nèi)多余水分，減少含水量，從而提升軟土地基的質(zhì)量，也可使土體固結(jié)速度增加，可使地基承載能力有效提升。在實(shí)際施工過程中，砂井堆載預(yù)壓法適用于對深厚軟土、充填土地基進(jìn)行處理，可通過堆載預(yù)壓，使地基排水固結(jié)速度增加，處理軟土的同時，使地基承載能力有效提升。

2.5 加筋法

加筋法在施工前，施工人員需要根據(jù)軟土地基選擇合適鋼筋，達(dá)到加固地基，提升地基承載力與強(qiáng)度的目的。加筋法相比于其他方式而言，經(jīng)濟(jì)成本高，目前尚未全面推廣，多用于不良水利工程施工之中，可使水利工程的沉降現(xiàn)象有效改善。加筋法應(yīng)用過程中，需要結(jié)合水利工程現(xiàn)狀進(jìn)行評估，若無其他解決方式的情況且經(jīng)濟(jì)成本允許時，方可采取加筋法對軟土地基進(jìn)行處理，施工期間也需做好經(jīng)濟(jì)成本把控，從而避免資金浪費(fèi)情況發(fā)生[4]。

2.6 排水砂墊層處理法

軟土地基主要是由于泥炭土等軟弱土體組成，含水性較強(qiáng)，采取有效方式將水分排除，可有效提升土質(zhì)的物理性能與化學(xué)性能。地基處理中應(yīng)用排水砂墊層處理法時，需要在軟土地基底部鋪設(shè)具有強(qiáng)滲水能力的砂墊層，鋪設(shè)完畢后，方可繼續(xù)開展水利工程施工，隨著施工進(jìn)程的進(jìn)行，軟土地基承受壓力提高，軟土地基中多余水分會被排出，在地心引力之下經(jīng)過砂墊層達(dá)到軟土地基排水的改善目標(biāo)。若軟土地基周邊區(qū)域中含有大量地下水，需要在基底部鋪設(shè)砂墊層的同時，在下部加墊黏土層，從而避免周邊分布的地下水深入到地基之中[5]。砂墊層的選材應(yīng)具備經(jīng)濟(jì)使用性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、透水性佳等優(yōu)勢，常用鵝卵石、粗砂等材料，可保證地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、承載力提升，使軟土地基處理成本有效提升。

2.7 化學(xué)固結(jié)法

化學(xué)固結(jié)法是合理利用化學(xué)試劑，利用化學(xué)反應(yīng)使土質(zhì)得到有效改良，提升軟土地基承載能力，強(qiáng)化地基強(qiáng)度。水利工程施工時，需要提前對軟土地基情況進(jìn)行綜合評估，判斷是否可以應(yīng)用化學(xué)固結(jié)法，確定不會造成巨大破壞后，嚴(yán)格按照流程進(jìn)行施工[6]。目前，臨床常用的化學(xué)固結(jié)法包括硅酸鈉水溶液與氧化鈉水溶液兩種化學(xué)試劑，可通過填充地基內(nèi)孔隙，使地基的力學(xué)性質(zhì)全面提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對軟土地基進(jìn)行加固處理。選擇加固所用的化學(xué)試劑，是決定軟土地基改善效果的關(guān)鍵所在。

2.8 樁基法

針對軟土壤層較后時，無法進(jìn)行大范圍軟土層填充處理，就可利用樁基法進(jìn)行處理，可使軟土地基的承受力有效提升。早期，水利施工中對軟土地基進(jìn)行樁基法處理時，主要是利用水泥攪拌樁、木樁、砂石樁等材料進(jìn)行處理。近年來，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的沖擊，鋼筋混凝土所制作的樁基成為軟土地基處理的主要材料，通過一定配比的鋼筋混凝土進(jìn)行灌溉，可使軟土地基的強(qiáng)度、承受力有效強(qiáng)度，為后續(xù)施工奠定良好的基礎(chǔ)。樁基法運(yùn)用過程中，主要是通過使軟土地基壓力增強(qiáng)，提升土質(zhì)的承受能力，方便后續(xù)施工建設(shè)開展，也可避免施工過程中出現(xiàn)沉降問題。

3? 軟土地基處理的注意要點(diǎn)

3.1 做好施工前評估工作

水利工程施工前，技術(shù)人員應(yīng)提前對土地地質(zhì)進(jìn)行評估，存在軟土地基時，需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面勘測，明確軟土地基的土質(zhì)成分、厚度、面積等相關(guān)屬性，并根據(jù)所掌握的數(shù)據(jù)，結(jié)合水利工程施工的建設(shè)需求，制訂相應(yīng)的軟土地基處理方案，明確處理技術(shù)，并根據(jù)所需設(shè)施設(shè)備提前放置在現(xiàn)場，采購所需材料，對施工現(xiàn)場雜物進(jìn)行清理，保證施工范圍內(nèi)整潔，從而保證地基處理的有序開展。主管人員需要對前期準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查驗(yàn)收，無誤后再開展軟土地基處理工作。

3.2 嚴(yán)格按照施工流程操作

工程建設(shè)過程中不同部位的軟土地基處理方式也有所差異，施工人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，制訂軟土地基處理方案，合理選擇施工工藝，從而保證軟土地基質(zhì)量有效提升。軟土地基處理工程難度大，工作量大，工藝復(fù)雜，為了確保軟土地基可順利竣工，施工人員需要嚴(yán)格按照制定的施工工藝流程進(jìn)行施工，并有項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對處理全過程進(jìn)行準(zhǔn)確把握，制定詳細(xì)的施工監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)，保證按時、按質(zhì)量要求順利完工[7]。主管人員需在軟土地基處理結(jié)束后，保證軟土處理滿足需求，方可開展后續(xù)水利工程建設(shè)工作。

3.3 軟土處理技術(shù)選擇

水利工程施工時若遇到軟土地基，需要結(jié)合水利工程施工要求、土地基周圍情況、實(shí)際工程量等進(jìn)行綜合分析，在保證軟土地基處理作業(yè)質(zhì)量的同時，也需加快處理速度，保證后續(xù)施工建設(shè)的快速開展。選擇軟土處理技術(shù)時，應(yīng)綜合分析不同技術(shù)的性價比，選擇最高性價比的軟土處理技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)水利工程造價的成本控制，提升工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4? 結(jié)語

綜上所述，我國水利工程隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，施工建設(shè)規(guī)模也大幅擴(kuò)大，施工過程中若存在軟土地基會對后續(xù)施工造成嚴(yán)重不良影響，因此，施工管理者需要重視軟土地基的處理工作。在施工前需要對土質(zhì)進(jìn)行綜合評估，根據(jù)軟土地基的具體情況，水利施工對土質(zhì)的實(shí)際需求，選擇最佳的軟土地基處理方式，達(dá)到加固地基，提升承受力的目的，為后續(xù)工程施工奠定良好的基礎(chǔ)。地基處理技術(shù)較多，但不可停滯不前，需要積極引入先進(jìn)的軟土地基處理技術(shù)與理念，對現(xiàn)有的軟土地基技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，為水利工程施工提供堅固地基保證，進(jìn)一步推動我國水利工程的健康長久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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