水利工程軟土地基處理技術應用及質量管理

□姜福東（丹東市江河流域管理處）

1 軟土地基概述

1.1 概念

所謂的軟土地基具體是指由粘性土、粉土等細微顆粒含量較多的松軟土體、孔隙較大的有機質土、松散砂土組合而成的穩定性較差容易出現不均勻沉降的土體結構。

1.2 特征

軟土地基具有如下基本特征：

1.2.1 高壓縮性

這是軟土地基最為明顯的特征之一，此類地基受到高壓的影響，其壓縮系數越大，其上的建筑結構就越容易出現不均勻沉降，如果垂直壓力超過0.10MPa時，地基會出現壓縮變形，由此會引起其上建筑物出現較大程度的沉降。

1.2.2 抗剪性差

絕大部分的軟土均呈軟塑或是流塑狀態，該狀態的土體在外部荷載的作用下，抗剪性較差。相關資料顯示，國內軟土的無側限抗剪強度約為30kN/m2，在不排水的情況下進行剪切試驗，其內摩擦角幾乎為零。

1.2.3 透水性弱

軟土本身的含水量相對較大，但是其透水性卻比較小，其滲透系數≤1（mm/d）。因軟土的透水性過小，當土體受到外部荷載作用時，會呈現出較高的孔隙水壓力，由此會對地基的密實固結造成影響。

1.2.4 靈敏度高

海相沉積的軟土在結構未受破壞前，具有一定的抗剪強度，若是經過擾動之后，土體的抗剪強度會大幅度下降，下降的幅度可用靈敏度表示，試驗結果表明，軟粘土的靈敏度在3～4之間，如果在這類地基上進行筑堤修壩，應當盡可能避免擾動。

1.3 工程危害

軟基具有不可預見性的特點，若是在工程施工中處理不當，極有可能引起建筑結構受損，如果軟土層的受力不均勻，立于其上的構筑物會在自重荷載的作用下出現不均勻沉降，嚴重時甚至會造成結構開裂或倒塌。為此，在軟土地基上修建水利工程時，必須采取有效的技術對軟基進行處理。

2 水利工程項目施工中軟土地基處理技術的應用及質量管理

由于不同地區軟土地基的組成各不相同，為了便于研究，文章以遼寧省丹東地區為研究對象，對該地區水利工程項目施工中的軟基處理技術進行論述。

2.1 丹東地區的軟土分析

丹東市地處遼寧省東南部，為我國海岸線的北端起點，屬于沿江、沿海城市。該地區的軟土成因為海相-沖積三角洲相沉積土，主要由原生礦物組成，軟土的工程地質特性如下：天然含水率較高、壓縮性高、天然孔隙比大、抗剪強度較低。如果要在這樣的地基上建設水利工程，必須采取合理可行的技術對軟基進行處理。

2.2 換填墊層技術的應用及質量管理

換填墊層是軟土地基處理中較為常用的方法之一，其適用于厚度在2～3cm左右的軟土層，施工過程中，需要先將表面的軟土層全部挖除，并用強度和穩定性較高的材料進行換填。工程中常用的換填材料有砂石、砂、卵石等等，以上幾種材料均具有較高的強度，并且壓縮性較小，透水性良好，容易密實，不但能加快地基軟土層的排水固結速度，同時還有助于地基承載力的提高。換填完畢之后，需要進行夯實處理，由此可以使持力層保持良好。采用該方法進行軟基處理時，必須注意底層換填材料的選擇，所選的材料應具備較高的強度和較小的壓縮性。

2.2.1 工藝流程

換填墊層的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 換填墊層施工流程圖

2.2.2 技術要點

施工前要對坑內進行清理，并將積水全部排凈，同時要做好地基周圍的固定工作；然后將選好的材料進行均勻攪拌，在該環節中，材料的選擇至關重要，如果選用頂級的砂礫，要盡可能選取顆粒不均勻系數超過10的材料，若是采用人工級的砂礫，可通過密度試驗找出最優的砂石。當上述兩種材料都沒有時，則可用細砂作為墊層材料，并摻入一定量的碎石和卵石，確保材料中的含石量低于50%。

2.2.3 質控措施

施工過程中，必須嚴格按照工藝流程進行操作，要認真細致地做好材料的鋪平和搗實工作，同時，要對接頭位置的處理予以重視，確保接頭的斜坡性質，層間可錯開一定的距離；鋪設材料時，應當采取合理的方法，如夯實碾壓法、平振法等等；施工期間為確保排水暢通，應修建排水設施，以免引起沖刷和淤泥等情況；施工完畢后要將現場的廢棄材料清理干凈，堆放地點要盡可能遠離河道。

丹東某堤防工程施工中，采用的就是換填墊層的方法對軟基進行處理，通過該方法處理之后，進一步提高了地基的承載能力，確保了工程的順利進行。

2.3 注漿加固技術的應用與質量管理

注漿加固技術又稱壓力注漿法，具體是指借助液壓或是氣壓的方式將可以凝固的漿液經由注漿管，均勻注入到地層當中，漿液會以填充、滲透以及擠密等形式向土體中的裂縫和空洞擴展，經過一段時間后，注入的漿液會與原土體顆粒膠結在一起，形成一個整體，地基的強度和穩定性均能獲得顯著提升。

2.3.1 技術要點

采用壓力注漿法對軟土地基進行加固處理時，漿液可以選用水泥漿或水泥粉煤灰漿，如果軟土地基的上部存在硬殼時，可將之作為封壓層，若是無硬殼則可在地表做一個厚度50cm左右的粘土墊層，在碾壓后形成封壓層。當軟土地基上部砂礫層較多時，可采用分段式的注漿方法從上向下進行注漿；注漿過程中，要合理確定注漿壓力，這是確保注漿質量的關鍵環節，通常情況下，注漿壓力大，擴散距離就大，有利于提高土體的強度，但需要注意的是，注漿壓力不可超過土層的強度，具體的壓力可通過注漿試驗進行確定；當注漿壓力確定之后，要對注漿孔進行合理布設，并以此為據進行鉆孔，成孔后，可以用壓縮空氣進行清孔，不得用水進行沖洗。

2.3.2 質控措施

采用壓力注漿法處理軟土地基時，除了要結合工程實際情況之外，還應合理確定加固深度。為確保土體在注漿后不會出現超過規定的變形與沉降，可將土體各個深度的承載能力作為注漿依據，同時，在制備漿液時，要選擇質量合格的材料，這有助于注漿質量和地基承載力的提升。

該軟土地基處理技術在丹東某水利工程大壩建設中的軟基加固處理中進行了應用，通過該技術應用，提高了壩基土體的承載力。觀測結果顯示，大壩的沉降始終處于允許范圍之內，由此充分證明了壓力注漿法在軟基處理中的效果。

2.4 樁基法的應用及質量管理

這是目前水利工程施工中軟土地基處理時應用較多的方法之一，較為常用樁基礎有兩種，一種是鋼混管樁，另一種是預應力管樁。由于樁基礎本身具有良好的牢固性，故此可將之應用于含水量較大的軟土地基處理中。如丹東某水利工程干渠施工，該區段所處的位置為軟土地層，渠道底板位于細砂和中壤土之間，土體為弱透水性，經過研究之后，決定采用擠密碎石樁對該渠道地基進行處理。

2.4.1 技術要點

擠密碎石樁采取三角形的方式進行布設，樁間距為200cm，擠密施工前，需要對樁位進行復核，確認無誤方可施工；成樁之后，要對樁位進行檢查，看有無偏差，若是偏差超過允許限制，應進行糾偏或是補樁。

2.4.2 質控措施

為確保擠密碎石樁的施工質量，在施工過程中必須做好質檢工作。可以根據工程設計要求，對每一根擠密樁的填料量、樁身垂直度、孔深、樁長等進行檢查，并對相關參數和試驗情況進行記錄。

樁基法在該工程中的應用，使軟土地基得到了有效處理，地基的承載力大幅度提高，可見該方法在水利工程軟基處理中具有一定的推廣價值。

3 結語

綜上所述，在水利工程項目施工建設過程中，常常會遇到軟土地基，由于此類地基具有一定的工程危害，所以必須采取合理可行的技術措施，對其加以處理，以此來提高地基的承載力，確保水利工程施工順利進行。文章以遼寧丹東作為研究對象，對該地區水利工程建設中常用的軟基處理技術進行了分析，通過換填墊層、注漿加固等技術的運用，使軟土地基問題得到了有效解決，為水利工程的建設施工提供了保障。水利工程中軟土地基的處理方法較多，且各具應用優勢，具體選擇何種方法，可依據實際工程而定。

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