水利工程施工中軟土地基的處理方法

張建權(quán)

（中國葛洲壩集團第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 軟土地基的危害性

在進行水利工程的施工前，必須明確軟土地基的危害，在此基礎(chǔ)上選擇針對性的配套技術(shù)，提高水利工程地基的穩(wěn)定性。一般來說，軟土地基主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質(zhì)土、泥炭及松散砂等土層構(gòu)成，與硬質(zhì)地基相比，其具有如下特點，而這些特點也決定了軟土地基的危害性:

1.1 觸變性

軟土地基的觸變性主要表現(xiàn)在軟土本身尚未承受較大重量、或未受到破壞之前，整體的形態(tài)以固態(tài)為主，而一旦接觸性破壞出現(xiàn)，軟土會在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為流動狀態(tài)。

1.2 低透水性

與普通的土質(zhì)相比，軟土地基呈現(xiàn)出較低的透水性，其透水性能十分落后，因此為了保障工程的基本安全，在軟土地基的建設(shè)過程中還需要安排更多的工期用來實現(xiàn)排水固結(jié)，既需要耗費大量的人力物力成本，且工程的沉降時間較長。

1.3 高壓縮性

軟土地基上的工程沉降程度與其所受的壓縮系數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，具有極高的壓縮性。如果垂直壓力達到0.1MPa，那么軟土地基就會受到極大的壓縮影響，從而發(fā)生很大程度的土質(zhì)形變，使得其承受的工程主體發(fā)生沉降。

1.4 不均勻性

如上所述，軟體地基主要由微細顆粒和高分散顆粒構(gòu)成，這兩種顆粒在土質(zhì)中的密度存在著一定的差別，其所承擔的受力狀況自然也不盡相同，在沉降過程中也呈現(xiàn)出不均勻的特點，而這種不均勻性展現(xiàn)在以軟土地基為基礎(chǔ)的工程中就會出現(xiàn)不同程度的裂縫狀況，甚至會引發(fā)更加嚴重的主體結(jié)構(gòu)破壞。

2 水利工程施工中軟土地基的處理技術(shù)

2.1 砂與砂石換填墊層技術(shù)

通常來說，砂與砂石換填墊層技術(shù)廣泛應用于厚度為度2～3cm 之間的軟土層。在施工過程中，第一步工作就是對于表面的軟土層進行挖除，考慮到其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的特點，換之以強度過硬的材料，如石、砂、卵石等，這些材料本身就具有強度高、壓縮性小、透水性優(yōu)秀、易于碾壓密實等優(yōu)勢，這都對于軟土地基的危害性形成了有效的彌補，可以提高軟土地基的承載能力，將其沉降狀況控制在合理的范圍之內(nèi)，同時可以提高軟土地基的排水固結(jié)速度，有效避免凍脹和消除膨脹土的脹縮作用。在完成挖除及填充工作之后，需要采用機械化設(shè)備夯實地基，以最大程度提高地基土質(zhì)的穩(wěn)定性與可靠性。同時，底層鋪設(shè)性材料的性能也十分重要，也應當選擇強度高、壓縮性小的材料，以提高整體土質(zhì)的穩(wěn)定程度。在作業(yè)過程中空隙狀況時有出現(xiàn)，此時要優(yōu)先選擇透水性突出的材料進行排水操作，尤其是在夏天、冬天兩季，要特別注意排水操作的有效性，避免出現(xiàn)軟土地基的凍脹狀況。

2.2 深層水泥攪拌樁施工技術(shù)

該技術(shù)也是當前廣泛應用于軟土地基處理作業(yè)中的重要技術(shù)，尤其是在粉土、淤泥土的作業(yè)中展現(xiàn)了較高的應用價值。這一技術(shù)的核心在于固化劑的應用，而水泥則是固化劑的構(gòu)成基礎(chǔ)，在施工過程中采用機械化的攪拌設(shè)備對于水泥及軟土進行攪拌操作，使得其實現(xiàn)有效混合，在這一過程中，軟土的硬度得到了很大程度的提升，可以適應后續(xù)應用強度及荷載力的要求。

2.3 化學固結(jié)法

化學固結(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如下:灌漿法的作業(yè)機理為氣壓、液壓、電化學等原理，旨在從軟土地基的力學結(jié)構(gòu)方面強化地基的穩(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 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是立足于軟土地基透水性的處理技術(shù)，對于緩解軟土地基的沉降狀況、提高軟土地基的穩(wěn)定性具有重要作用。排水固結(jié)施工需要依托于一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的基本系統(tǒng)，系統(tǒng)主要劃分為加壓系統(tǒng)、排水系統(tǒng)兩個部分，是充分利用軟土地基透水性的現(xiàn)實手段。真空預壓重點在于使得軟土地基中形成一種真空狀態(tài)，提高地基的穩(wěn)定程度，主要是通過鋪設(shè)砂墊層、埋設(shè)垂直排水管道、使用膜封閉、埋設(shè)吸水管道、使用裝置抽取空氣一系列復雜的作業(yè)操作來完成;降水預壓方法則重點在于排除軟土地基匯總的水分，降低軟土沉降的程度;超載預壓的閾值問題仍然亟待在實踐中加以優(yōu)化;聯(lián)合加壓法則是綜合幾類加壓技術(shù)形成的處理方式。在實踐過程中，需要依照工程的實際情況加以確定。

3 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)進行重點突破。施工單位應當始終堅持質(zhì)量第一的原則，把握軟土地基的基本特點，依照技術(shù)規(guī)范及現(xiàn)場施工過程中的實際，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)揮社會性職能打下基礎(chǔ)。