軟土地基基礎(chǔ)上水利施工處理方法分析

徐芹

【摘要】由于自然條件的因素，一年中的降水量并不均勻，為了保證人們的正常用水，水利工程起到了至關(guān)重要的作用。水利工程中比較具有代表性的就是水庫，水庫的建立可以將淡水儲存起來，以便于農(nóng)業(yè)和城市用水，還能夠有效的控制洪水，改善生態(tài)環(huán)境。水利工程的好處是顯而易見的，但是由于水利工程施工地點(diǎn)的特殊性，周圍的土壤都是比較松軟的軟土地基，技術(shù)人員要根據(jù)實際施工地點(diǎn)的土壤情況，采取合適的施工技術(shù)，保證水利工程的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】軟土地基;水利施工;處理方法

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

水利工程作為一項基本工程給人們的生活帶來了很多的便利，通過建立水庫儲存淡水，通過水閘控制水流，建立堤防防洪減災(zāi)。軟土地基是水利工程中最常見的問題之一，軟土中的空隙相對比較大，含水量高，壓縮性強(qiáng)，承載力不夠，如果在軟土地基上直接施工會容易發(fā)生很嚴(yán)重的安全事故。在施工前，技術(shù)人員要進(jìn)行實地考察，充分了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況并進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，保證施工質(zhì)量。本文主要介紹了軟土地基的危害，提出了水利施工前的改進(jìn)措施，希望對相關(guān)的工作人員有所幫助。

1、軟土地基的特點(diǎn)

軟土地基的特點(diǎn)是強(qiáng)度低，含水量高，壓縮性較高，在土壤中含有一定的有機(jī)物質(zhì)。軟土地基的孔隙較大，容重較小，而且土壤中的微生物、腐植質(zhì)比較多，不僅壓縮性高而且在長時間內(nèi)不容易達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。軟土地基的抗剪強(qiáng)度比較低，因此在實際施工中要在現(xiàn)場進(jìn)行原位試驗。軟土地基的觸變性是地基加固時需要重點(diǎn)注意的問題，在沒有觸碰錢軟土地基的表現(xiàn)是堅硬的，具有一定的強(qiáng)度，但是一旦遭到破壞強(qiáng)度就會急劇下降，甚至變成稀釋狀態(tài)，影響水利工程的施工。技術(shù)人員在對其進(jìn)行改造時，務(wù)必充分了解土壤的特點(diǎn)，選擇合適的加固方法，才能保證水利工程的順利進(jìn)行。

2、軟土地基施工的常見問題

軟土地基的危害主要是造成路基失穩(wěn)，影響建筑物的使用性能，但是造成路基失穩(wěn)的情況有所不同，針對每種情況所采用的措施也不同。

第一種情況是施工現(xiàn)場勘察不仔細(xì)，在水利施工前，技術(shù)人員要對施工位置的地質(zhì)條件做詳細(xì)的調(diào)查了解，在調(diào)查過程中由于一些特殊的原因?qū)е萝浲恋鼗鶝]有被發(fā)現(xiàn)，設(shè)計人員在設(shè)計方案時沒有將其進(jìn)行特殊的處理。在實際施工時，一旦發(fā)現(xiàn)軟土地基，只能暫停施工，重新修改設(shè)計方案，造成施工成本增加。這種情況在施工中的案例并不少見，需要設(shè)計人員認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場的情況，避免造成不必要的損失。

第二種情況是軟土地基處理不當(dāng)造成的路堤失穩(wěn)，例如某橋的引道在施工過程中，發(fā)現(xiàn)是軟土地基，采取了相應(yīng)的措施，但是在填土?xí)r，填到三分之一就出現(xiàn)了破壞的情況。技術(shù)人員決定重新開挖并分析損壞原因，發(fā)現(xiàn)主要問題是施工地點(diǎn)的地質(zhì)資料不準(zhǔn)確，施工時填土的速度過快，后面加的護(hù)道造成了排水通道阻塞，導(dǎo)致填土失敗。最后技術(shù)人員將邊溝挖深，將路堤底部的水排出，重新進(jìn)行了修復(fù)。

第三種情況是施工過程中使用的堆積材料不符合要求，沒有按照現(xiàn)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行分層填筑，碾壓不當(dāng)造成路堤失穩(wěn)。例如某橋的引道在設(shè)計時采用袋裝砂結(jié)合砂墊層進(jìn)行加固處理，但是由于資金的限制，一部分的路段沒有按照要求進(jìn)行處理，結(jié)果在施工過程中發(fā)生了坍塌現(xiàn)象。技術(shù)人員通過對坍塌原因的研究發(fā)現(xiàn)，堆料的成分不符合施工要求，中間還含有大石塊，分層也不合理，造成了坍塌的事故的發(fā)生。

第四種情況硬殼層的處理方式不當(dāng)造成道路失穩(wěn)，硬殼層是軟土地基上的一層強(qiáng)度比較高的土層，并不是所有的軟土地基都存在硬殼層。技術(shù)人員通過研究發(fā)現(xiàn)，如果能夠充分的利用硬殼層的性質(zhì)，采取相應(yīng)的措施，也能夠保證地基的穩(wěn)定性，甚至對硬殼層下面的軟土地基不需要采取任何措施。在施工人員，技術(shù)人員采用強(qiáng)硬的方式破壞了硬殼層，反而造成道路失穩(wěn)的情況。

3、水利施工中軟土地基的改進(jìn)方法

3.1 排水加固法

見圖1。

排水加固法適用于水分含量比較高的軟土地基中，能夠有效的緩解地基沉降的問題，提高軟土地基的穩(wěn)定性。排水加固法主要是根據(jù)軟土地基排水性能較差的特性，利用加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)對其進(jìn)行加固。排水加固法又分為真空預(yù)壓法、超載預(yù)壓法和降水預(yù)壓法，其中最常用的是真空預(yù)壓法。

真空預(yù)壓法是將塑料薄膜將軟土地基封閉，設(shè)置排水帶，利用抽氣的方法將水排出，起到加固地基的作用。真空預(yù)壓法主要是利用薄膜的內(nèi)外壓力差，使氣泡排出，增加土的滲透性。超載預(yù)壓法是利用增加軟土地基的承載力，使地基沉降，再將荷載撤去，繼續(xù)進(jìn)行施工，超載預(yù)壓法的效果雖然很好，但是不容易控制超載預(yù)壓閥。降水預(yù)壓法是降低地下水位，從而起到加固軟土地基的作用。降水預(yù)壓法和真空預(yù)壓法的原理和操作的比較相似，技術(shù)人員需要根據(jù)實際情況選擇合適的加固方法。

工程案例：某水利工程的堤壩位置屬于軟土地基，堤壩與水的交界位置更加嚴(yán)重，如果不做合適的處理，在后期的使用過程中會大大的降低堤壩的作用，而且存在安全隱患，技術(shù)人員現(xiàn)場的情況進(jìn)行勘測后，決定采用真空預(yù)壓法對其進(jìn)行加固。加固前施工人員對現(xiàn)場進(jìn)行了整理，保證施工位置和周邊位置的平整，確保覆膜工作的質(zhì)量，然后確定防線位置，不能出現(xiàn)偏差，避免留下隱患。前期準(zhǔn)備工作完成后，開始安裝真空抽水設(shè)備，安裝真空抽水時要注意設(shè)備的連接要嚴(yán)格按照正規(guī)程序進(jìn)行，在真空泵和水氣分離設(shè)備之間選擇使用膠管連接。密封膜鋪設(shè)完成后進(jìn)行操作階段，逐漸提升壓力加速排水，隨著壓力的不斷增加排水量不斷減少，加固的程度也不斷增強(qiáng)。在完成加固后，技術(shù)人員要對其進(jìn)行檢查，符合相關(guān)要求后對設(shè)備進(jìn)行卸載。

3.2 化學(xué)加固法

化學(xué)加固法是利用化學(xué)材料的性質(zhì)，采取不同的方法，將其與軟土地基相融合，使其達(dá)到加固的效果。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，化學(xué)材料也在不斷的更新，性能也逐漸增強(qiáng)，因此在其他加固方式效果不好或者無法實施的情況下技術(shù)人員就會選擇化學(xué)加固法?；瘜W(xué)加固法的具體應(yīng)用還分高壓噴漿法、深層攪拌法、灌漿法等，它們的共同點(diǎn)都是利用氣壓和氣流將化學(xué)漿液和固化劑灌入軟土地基中，起到提升軟土地基承載力的作用。

實際案例：新疆某地區(qū)建立了水電站，在建立過程中發(fā)現(xiàn)其地下水位很高，周圍屬于軟土地基，承載力不夠，只能通過深層攪拌法進(jìn)行化學(xué)加固來提高其承載力。施工前技術(shù)人員要先確定管線的位置和高度，然后進(jìn)行場地清理，并按照設(shè)計圖紙放線。最重要的施工準(zhǔn)備工作是水泥的配比，技術(shù)人員要嚴(yán)格將水泥、水、土、外加化學(xué)劑按照嚴(yán)格的比例進(jìn)行配制，對配制的原料進(jìn)行試驗，試驗結(jié)果符合要求才能進(jìn)行施工。最后將水泥漿灌入軟土地基中并進(jìn)行不斷的攪拌，攪拌的次數(shù)盡量多一些，能夠保證水泥的強(qiáng)度。在施工完成后，技術(shù)人員要對樁體的強(qiáng)度和質(zhì)量進(jìn)行檢測，保證其符合施工要求。

3.3 換填處理法

換填處理法是成本最低，技術(shù)和操作相對比較簡單的方法，一般適合軟土層較少的情況下，將強(qiáng)度較高的素土和砂石等材料替換掉原來的軟土層，進(jìn)而提升地基的強(qiáng)度。對于換填處理法的應(yīng)用最主要的是換填材料的選擇和敷設(shè)的技術(shù)，在換填土的選擇上要選擇透水性強(qiáng)、壓密性強(qiáng)的材料，可以根據(jù)施工地點(diǎn)的實際情況進(jìn)行材料選擇，既能夠滿足施工要求又節(jié)約了成本。在碾壓機(jī)進(jìn)行壓實施工時，技術(shù)人員要及時檢查平整度和壓實度，保證其承載力。換填處理時要注意地基中的水要都排出，避免出現(xiàn)地基凍傷的情況，給施工留下隱患。

實際案例：某地水利工程施工過程中，發(fā)現(xiàn)邊緣有一處淺層軟土地基需要處理，根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)的實際勘測，發(fā)現(xiàn)其符合換填處理法的要求。技術(shù)人員在對情況充分了解后，開始準(zhǔn)備施工所需要的材料，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，采用了粉質(zhì)黏土、中粗砂、碎石、消石灰作為原材料進(jìn)行配比試驗，試驗完成后根據(jù)相應(yīng)的比例進(jìn)行配制。首先技術(shù)人員做好放線的測量，然后將基坑挖開，將準(zhǔn)備擺好的材料進(jìn)行換填。換填完成后開始墊層，墊層一定要注意堅持分層鋪設(shè)的原則，保證施工的規(guī)范性。換填施工完成后要對地基進(jìn)行檢測，仔細(xì)觀察沉降情況，保證施工質(zhì)量。

3.4 強(qiáng)夯法

見圖2。

強(qiáng)夯法的施工條件是土壤的空隙較大或含水量較多，技術(shù)人員要根據(jù)土壤的實際情況進(jìn)行分析，檢測土壤的各項數(shù)據(jù)指標(biāo)是否符合強(qiáng)夯法的要求。強(qiáng)夯法是利用大型設(shè)備對軟土地基進(jìn)行敲打，將其夯實。強(qiáng)夯法是利用土壤在受到大力的情況下空隙會不斷減小的原理，使土壤中間形成裂縫排出土壤中的水，降低地基中水的含量，使土壤固結(jié)。

強(qiáng)夯法在施工過程中首先要注意設(shè)備的檢查與記錄，保證設(shè)備的使用性能。在施工前要檢查夯錘的重量，對其落地的距離進(jìn)行標(biāo)記，施工過程中要安排專門的人員進(jìn)行記錄，仔細(xì)與設(shè)計方案中的參數(shù)進(jìn)行對比，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。夯擊完成后，要進(jìn)行復(fù)線，仔細(xì)檢查是否存在遺漏的地方，技術(shù)人員要對地基的強(qiáng)度進(jìn)行檢測，檢測數(shù)據(jù)符合承載力的要求，軟土地基的加固就成功了。

結(jié)語：

隨著社會的不斷發(fā)展，水利工程的規(guī)模也越來越大，需要開發(fā)的地點(diǎn)也越來越艱難，需要克服的困難也越來越多。水利工程建設(shè)的基礎(chǔ)就是地基，軟土地基如果處理不當(dāng)，給水利工程帶來的危害是非常大的，技術(shù)人員要將理論知識和實際問題相結(jié)合，有效的解決軟土地基的問題。在處理軟土地基時要注意生產(chǎn)安全制度和檢查，結(jié)合相應(yīng)的安全制度不定期的對施工進(jìn)行檢查，保證水利工程的質(zhì)量。施工過程中所使用的設(shè)備都需要按照要求進(jìn)行檢查與維護(hù)，注意施工中的消防安全，為水利工程的發(fā)展提供安全保障。

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