軟基處理在水利施工中的應(yīng)用

摘 要：水利施工的施工環(huán)境大多在水域，這些地方由于軟土分布較廣，給水利工程的施工帶來了很多不便。如何保證工程能夠在軟基上順利建設(shè)，經(jīng)過工程人員長(zhǎng)期不懈的努力和探索，水利工程施工中軟基建設(shè)有了很大的進(jìn)步和發(fā)展。文章主要介紹軟基的涵義以及相關(guān)特點(diǎn)，通過分析細(xì)化水利工程中有關(guān)軟基的危害，并著重對(duì)該危害提出合理的處理方案。作者根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)如何處理水利工程中的軟基提出了合理的建議。

關(guān)鍵詞：軟基處理；水利施工；危害；處理方法

軟土是一種細(xì)粒土，含水量較高且土質(zhì)空隙較大，并且抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高。軟基主要存在湖泊、沼澤以及海邊和河灘等地，而水利工程大多都在此類地區(qū)。軟土特點(diǎn)如下：（1）含水量較高；（2）壓縮性較高；（3）結(jié)構(gòu)細(xì)數(shù)較低且抗剪強(qiáng)度較低；（4）固結(jié)周期較強(qiáng)且透水性較差、饒東興較高。軟土層的特性較為復(fù)雜且各個(gè)層面之間也存在差異較大的物理力學(xué)差異，分布狀況也無法準(zhǔn)確判定。因此在水利工程建設(shè)中軟基處理就成為了核心技術(shù)難題之一。對(duì)于軟基處理應(yīng)當(dāng)注意：首先，要準(zhǔn)確的對(duì)軟土層承載力進(jìn)行科學(xué)測(cè)定；其次，對(duì)于軟基工程中可能出現(xiàn)的形變情況進(jìn)行合理預(yù)測(cè)；最后，對(duì)水利工程中復(fù)合地基進(jìn)行綜合考量。

1 軟基特征

軟土地基主要在軟土中加入粉砂、粉土等成分進(jìn)行地基的建設(shè)。軟土地基雖然在承載力上相對(duì)較差，但是由于基質(zhì)較為柔軟，相對(duì)比其他地基可塑性強(qiáng)，這是軟土地基的優(yōu)勢(shì)所在。但是實(shí)際的工程建設(shè)中，如果遇到軟土層，施工前期工程就會(huì)受到影響。軟土地基還具有較強(qiáng)的流變性、觸變性，同時(shí)由于含水量相對(duì)較高因此質(zhì)地較為疏松，這也是由于該種土質(zhì)水分較易流失所致。

2 建筑失穩(wěn)原因分析

建筑物建筑在軟基上往往會(huì)發(fā)生由于滑動(dòng)而產(chǎn)生的失穩(wěn)現(xiàn)象，一旦水利建筑失穩(wěn)結(jié)構(gòu)上就會(huì)遭到嚴(yán)重的破壞。而建筑產(chǎn)生滑動(dòng)現(xiàn)象的主要愿意是由于軟基面上某一部分的抗剪力小雨剪應(yīng)力，使得建筑地基平衡遭到破壞。可以從兩個(gè)方面進(jìn)行分析：首先是剪應(yīng)力驟增。此類現(xiàn)象主要是由于降水加大了軟土比重或者是由于地基負(fù)荷加大造成。其次則是由于軟基本身特性（抗剪強(qiáng)度變?nèi)酰┰斐伞?/p>

3 軟基處理技術(shù)

軟基從結(jié)構(gòu)上將屬于高壓縮性地基，其壓縮層主要由淤泥質(zhì)以及淤泥組成，一般承載力較低。由于該層承載力在50KN/m2，在承載力上無法滿足施工要求，因此必須進(jìn)行軟基的處理。

3.1 振動(dòng)水沖

振動(dòng)水沖主要通過振沖設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。在該設(shè)備上有上下噴水孔，通過機(jī)械自身的振動(dòng)以及沖擊力（類似混凝土插入振搗器）對(duì)地基完成打孔，然后對(duì)孔洞進(jìn)行填充，最后將孔中的砂石等填充材料分層夯實(shí)，用以達(dá)到地基加固的目的。而采用振動(dòng)水沖對(duì)軟基進(jìn)行加固的前提條件是初始抗剪強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)在20KPa以上，太低則不適用該方式。

3.2 旋噴

旋噴法可以有效地提高地基的承載能力。它是通過使用旋噴機(jī)產(chǎn)生旋噴柱，來達(dá)到加固地基的目的。旋噴法可以利用旋噴機(jī)進(jìn)行定向噴射形成連續(xù)墻或者連鎖樁來達(dá)到地基防滲的目的。高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化形成旋噴樁。它是通過提升插入土層一定深度的，帶有按照一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的噴嘴的注漿管，來進(jìn)行打樁的。與加固土層相比，通過旋噴法所形成的樁具有壓縮性低和強(qiáng)度高的特點(diǎn)，可以用來對(duì)由軟粘土和細(xì)沙土組成的地基進(jìn)行加固，而無法對(duì)含有較高有機(jī)成分的土層形成很好的效果，至于有機(jī)成分含量非常高的土層則應(yīng)該完全排除這種方法。

3.3 土工合成材料加筋加固

在軟土地基的表面鋪上一層相應(yīng)的工程材料，這樣使工程建筑的重量有效地分散到整個(gè)地基之上，從而達(dá)到加固地基的目的。在地基出現(xiàn)滑動(dòng)破壞時(shí)，鋪在低級(jí)表面的工程材料可以有效地阻止或者是減弱工程可能出現(xiàn)的滑動(dòng)破壞。除此之外，由于工程材料和地基之間存在著很強(qiáng)的機(jī)械摩擦，這將會(huì)有效的對(duì)地基的側(cè)向變形產(chǎn)生抑制，從而使整個(gè)水利工程地基的穩(wěn)定性大大的增加。

3.4 硅化加固

所謂硅化加固法是將Na2O·nSiO2溶液和CaCl2溶液利用帶有網(wǎng)狀孔眼的注漿管向軟土層中輪流注入，硅酸鈉溶液與氯化鈣溶液將會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生。它們會(huì)產(chǎn)生一種能夠使土顆粒表面活化的膠凝物質(zhì)，這種凝膠物質(zhì)可以使相互接觸的土顆粒膠結(jié)固化使它們之間的連結(jié)增強(qiáng)，最終達(dá)到加固地基的目的。隨著電滲原理的出現(xiàn)，借助這一原理，通過電動(dòng)硅化法，可以大大擴(kuò)展地基加固的范圍。

3.5 換土

在水利施工過程中，如果遇到的軟土層比較薄，可以用灰土、水泥、沙土等把不能進(jìn)行水利施工的軟土層替換，使替換后的土層負(fù)荷工程的施工要求。一般來說，由于換填沙土的成本很高，且滲透比較嚴(yán)重，因此多是就地取材，回填泥土。這樣既節(jié)省了成本又有利于水利工程的防滲。換土法回填的泥土要選擇壓密特性好的土。為形成比較好的持力層，填土后一定要進(jìn)行夯實(shí)，以便達(dá)到增加地基承載能力的目的。為了提高地基的穩(wěn)定性和抗變形的能力，應(yīng)該將回填的土分層壓實(shí)。

3.6 排水固結(jié)

軟土地基在水利施工中常常面臨穩(wěn)定問題和沉降的困境，可以采取排水固結(jié)的方法進(jìn)行有效的應(yīng)對(duì)。排水固結(jié)法法由排水和加壓兩大部分組成。排水系統(tǒng)充分利用土層自身所具有的透水特性，在地基中安置排水裝置，由排水裝置進(jìn)行集中的排水。主要有兩種常見的排水裝置，塑料水管排水和沙井排水。

3.7 強(qiáng)夯

所謂強(qiáng)夯法就是把80千牛的夯錘上升到6米到30米之間的高度，使夯錘進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)，利用夯錘自身重量將土夯實(shí)。強(qiáng)夯法大多用在以沙土和黃土為主要成分的土層。

3.8 灌漿

將可以凝固的一些液體，利用液壓方法或者氣壓等方法注入到地基的土層之中或者注入到建筑物和地基結(jié)合的空隙。灌漿所用的液體大多是水泥漿、粘土漿以及其他化學(xué)物質(zhì)如聚氨酯材料和硅酸鹽等。這種方法比較適用于淤泥軟土地。

3.9 加筋

軟土地基之所以穩(wěn)定性差主要由于土顆粒極易發(fā)生位移，而在軟基中埋入強(qiáng)耐拉性工程材料，利用材料同土質(zhì)之間的摩擦力使得埋入的工程材料同原本易發(fā)生位移的土層成為一個(gè)整體。從而使得變形性降低，穩(wěn)定性得以升高，通過埋入工程材料的辦法使得軟基達(dá)到工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。另外在埋入工程材料前可以先鋪墊上沙子，之后加入工程材料，這樣工程材料在受到拉應(yīng)力時(shí)能夠?qū)ι匙拥氖芰M(jìn)行分布調(diào)節(jié)，提高軟基穩(wěn)定性，并對(duì)沉降量進(jìn)行有效降低。

3.10 樁基

對(duì)于分布較廣且含水量多的軟基進(jìn)行加固時(shí)可以選用樁基法進(jìn)行加固。早期多采用水泥樁或者是砂石樁作為軟基的加固樁，隨著技術(shù)的發(fā)展，樁基技術(shù)也發(fā)生了很大的改變，目前水利建設(shè)中很少采用上述兩種樁體，而采用了性能更好的預(yù)應(yīng)力管樁或者是鋼筋混凝土樁，不但成本更低，且承載力、質(zhì)量上都強(qiáng)于早期的樁體，而且在操作上更為便捷。

4 結(jié)束語

水利工程的地基是否穩(wěn)定決定了工程是否安全，穩(wěn)固的地基是保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，而軟基的加固方案需要結(jié)合工程需要以及施工的實(shí)際地質(zhì)條件進(jìn)行選擇。將方案確定后還需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ?duì)質(zhì)量予以嚴(yán)格控制，以此保證水利工程的順利施工。

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