淺談水利水電工程項目中橡皮土基礎處理施工技術

楊寧

摘? 要：橡皮土是水利水電工程項目中較為常見的施工問題，尤其在水含量較高的地區(qū)，對施工作業(yè)條件提出了更高要求?；诖?，本文分析了橡皮土形成機制與特征，提出了水利水電工程中對橡皮土的普遍基礎處理施工方案，以及水利水電工程項目中特殊橡皮土的處理方案。以期能夠通過總結橡皮土施工處理方案，為現(xiàn)場施工提供理論指導，提高水利水電工程質量和施工效率。

關鍵詞：水利水電;工程項目;橡皮土;施工技術

中圖分類號：TV551.4 ???文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）02-0000-00

0 引言

在水利水電工程項目中，由于施工環(huán)境特殊，地質水分含量較高，加之外界環(huán)境變化，最容易出現(xiàn)橡皮土地基的嚴重問題。如果工期較長，則可以選擇簡單的晾曬方式進行處理。但實際上很多水利水電工程項目的工期緊張，更要求快速處理橡皮土問題。鑒于此，有必要深入探討水利水電工程項目中的橡皮土基礎處理施工技術。

1 橡皮土形成機制與特征

1.1 橡皮土介紹

橡皮土俗稱彈簧土，其屬于一種極為特殊的濕陷性黃土。在水利水電工程項目中較為多見，主要是因為含水量超過了規(guī)定壓實度，已經(jīng)無法壓實的黏性土。由于橡皮土自身的荷載較高，所以在施工階段橡皮土周圍會呈現(xiàn)四周彈起和下沉狀態(tài)。尤其橡皮土土質特殊，并不能直接壓縮體積，也無法密實成型，所以卸載后就會快速回彈原有的形狀。

1.2 橡皮土形成機制

橡皮土引發(fā)原因較多，研究認為其與填土時的土質含水量較高有關。水利水電工程項目中，碾壓層下有軟弱層，而且含水量超過了指標線時，就會出現(xiàn)橡皮土。施工環(huán)境下，對含水量較高的土質進行翻曬，也需要進一步攪拌，一旦拌和翻曬不均勻，也會出現(xiàn)橡皮土情況。少數(shù)水利水電工程項目作業(yè)環(huán)境特殊，土質局部濕陷，填土又混入了淤泥或凍土，甚至出現(xiàn)了有機土或沼澤土，也非常容易出現(xiàn)橡皮土情況，尤其是含有樹根草皮或生活垃圾的腐殖土，更會出現(xiàn)橡皮土情況。

1.3 橡皮土特征

橡皮土經(jīng)過碾壓，雙腳踩踏時會出現(xiàn)顫動感，一般情況下橡皮土有如下幾個特征。其一，橡皮土土質本身的含水量已經(jīng)超過了壓實土體所需的含水量，但尚未達到土體液限，略高于最佳土質含水量的7%左右。其二，外力作用下對橡皮土進行擾動時，土體水分更容易被揉進土顆粒中，此時橡皮土中的水分則處于固態(tài)空隙間，很難從封閉環(huán)境下排出。橡皮土表層通常呈現(xiàn)出固結狀態(tài)，多數(shù)土體更以半硬化形態(tài)存在，土殼體更為堅硬。而且橡皮土能夠承受較高荷載，表層殼體承載力高于橡皮土荷載時，土體并不會出現(xiàn)極為明顯地變化。

2 水利水電工程中對橡皮土的基礎處理施工方案

2.1 自然晾曬

水利水電工程項目往往施工周期較長，如果工期時限較長的話，僅采取自然晾曬的方式便可以處理一般橡皮土。在基礎處理施工方案中，雖然自然晾曬的處理周期較長，但并不需要額外增添施工成本，所以很多水利水電施工中會選擇自然晾曬的處理方案。在自然環(huán)境下進行晾曬，橡皮土中的水分被蒸發(fā)，基坑厚度達標的情況下可保護土層結構完整。但是選擇自然晾曬的處理方案，必須保證施工階段地下水位低于基礎施工的水平線，而且在梅雨季節(jié)土質潮濕并不能緩解，所以受到了施工環(huán)境的制約。尤其部分水利水電工程項目臨近河床，空氣水分含量偏高，也并不適合采取自然晾曬的處理方案。

2.2 直接填筑

如果水利工程項目的工期緊張，而橡皮土的土層厚度并不大，可以在保留橡皮土的情況下，進行直接填筑。通常情況下，填土高度超過3 m時出現(xiàn)橡皮土面積擴大趨勢，而下層土含水量小于塑限，含水量未超過2 m的施工環(huán)境，則可以采取直接填筑的處理方案，并不需要對橡皮土進行額外處理。但施工過程中，還需要關注填料的適應性，必須壓實填料，令其含水量盡量符合最佳狀態(tài)，通過控制填土厚度來規(guī)避橡皮土的干擾。填料在橡皮土第一層直接填筑厚度需控制在30 cm以上為宜，可通過大噸位壓實機械進行碾壓。如果水利水電工程項目工期縮短，或者是遇到了雨季，橡皮土含水量增加時，晾曬時間可能直接影響工期。所以晾曬方法并不能完全滿足水利水電工程項目的時間要求。以大功率機械壓實第一填土層，則可以最大限度的增加填筑厚度，從而避免橡皮影響填筑質量。

2.3 挖除換填

如果橡皮土本身的占地面積不大，而且厚度不高，尤其地基之下的含水層小于2 m，那么則可以采取挖除換填的處理措施。挖除換填主要是將橡皮土全部挖出來，而后再換上碎石填充。若難以將全部橡皮土挖除，必須確保挖除部分厚度再填筑壓實即可。可選擇透水性較弱的碎石作為填筑層，并壓實到與地表層平行為止，而后再次鋪墊路基正常填筑。在水利水電工程項目的施工環(huán)境下，填土高度需時刻與施工進度保持一致，并在施工時關注防水措施和降水控制等問題，避免在填土過程中不慎混入水分導致橡皮土再次形成。如果橡皮土面積較大，或者是土層下方的高含水量部分的厚度太大，后續(xù)施工又無法將已經(jīng)過于潮濕的泥土全部挖除。那么就需要盡量挖除部分潮濕土質，盡量保證橡皮土完全挖除，而后對未完全挖除的潮濕土鋪墊砂石，墊層后加固土質基礎結構。

3 水利水電工程項目中特殊橡皮土的處理方案

3.1 灰土擠密短樁處理方案

首先，通過布置間距為1.5 m以上的梅花形短樁來固化土質基礎結構。短樁直徑可以根據(jù)碾壓機械而定，通?？蛇x擇800mm以內的短樁，短樁深度可以控制在500 mm以內。如果碾壓機械的實際加載質量達到了15 t以上，而碾壓深度達到了600 mm時，則需要配合振動壓實機對土層加固，最高可處理1.2 m厚度的橡皮土層。

其次，灰土擠密短樁的施工處理作業(yè)中，通?？梢圆扇∪斯こ煽椎淖鳂I(yè)方案，可以參考3/7的石灰與土的體積比。嚴密控制灰土攪拌比例即可?；彝镣瑫r需要嚴控其含水量，可以用雙手握緊土料捏揉成團，以兩指輕捏即碎為宜。進一步夯實灰土，可以選用石夯完成加固，盡量在完成短樁施工作業(yè)后直接進行二次碾壓，從而加固基礎施工效果。

3.2 灰土擠密短樁擴展應用

目前在多數(shù)水利水電工程項目中，地基處理工程本身多采用開挖換填方案，但是又因為橡皮土本身毫無利用價值，挖掘出來的橡皮土有需要搬運處理，所以無形中也加大了施工成本，甚至會延長工期，對水利水電工程進度產(chǎn)生不利影響。如果選擇鉆孔灰土樁的施工方案，則可以利用灰土樁加強土質穩(wěn)定性，最大限度的增強低壓縮性。尤其樁身灰土能夠在一定程度上吸收周圍橡皮土的水分含量，也能夠對地基加固具有很大輔助作用。樁周本身的穩(wěn)定性也隨之加強，而且復合地基也能夠最大限度的提高承載力。實踐表明，利用灰土擠密短樁來加固地基，對改善橡皮土地基具有良好的效果且值得推廣。

4 結語

綜上所述，水利水電工程中對橡皮土的基礎處理施工方案主要是通過自然晾曬、直接填筑、挖除換填等方案來解決橡皮土問題。但是遇到一些較難處理的橡皮土地質環(huán)境時，也可以采用灰土擠密短樁處理方案。由于水利水電工程項目施工環(huán)境極為復雜，更要對橡皮土的形成條件做出具體分析，以實地考察結果為依據(jù)，合理選擇施工方案，以保證水利工程項目順利完成，進一步提高工程質量和效率。

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Talking About the Construction Technology of Rubber Soil Foundation Treatment in Water Conservancy and Hydropower Projects

YANG?? Ning

（China Water Resources and Hydropower Twelfth Engineering Bureau Co.， Ltd.，? Hangzhou? Zhejiang? 311600）

Abstract： Rubber soil is a common construction problem in water conservancy and hydropower projects， especially in areas with high water content， which puts forward higher requirements on construction conditions. Based on this， this paper analyzes the formation mechanism and characteristics of rubber soil， and proposes a general foundation treatment construction plan for rubber soil in water conservancy and hydropower projects， and a treatment plan for special rubber soil in water conservancy and hydropower projects. It is hoped that by summarizing the rubber soil construction treatment plan， it can provide theoretical guidance for on-site construction and improve the quality and construction efficiency of water conservancy and hydropower projects.

Keywords： Water Resources and Hydropower; Project; Rubber clay; Construction Technology