水庫工程軟土地基處理方法

□岳玉文（山西省水利建筑工程局）

水庫工程軟土地基處理方法

□岳玉文（山西省水利建筑工程局）

水利施工中對于軟土地基處理，有著多樣的地基處理方式。其中最關鍵的技術包括：換土法、排水固結法、旋噴注漿法、加筋法、強夯施工法等多種方法。強夯施工法能夠有效提升土地自身強度與地基荷載能力，產生良好的施工效果。文章主要探討水利施工軟土地基處理技術，通過分析軟土地基的主要特征，給出軟土地基施工的不同方法。

水利施工；軟土地基；處理技術；分析

0　前言

水利工程是中國公共設施建設的主要工程，但水利工程由于自身的軟土特質，所以在工程施工中存在很多問題。對于土質較差的軟土，需要采用不同的方式進行加固處理，使其的強度與密度顯著提升，更能適應現代水利工程的發展要求。在具體施工過程中，需要根據軟土地基的不同形變采取不同方式進行處理，通過加固使地基更加堅固與穩定。

1　軟土地基的特征

水資源豐富的地區存在著多數的軟土地基，軟土地基的土質疏松、軟土中含有大量水分、承載力較差、壓縮性強，因此對軟土地基的處理成為水利工程的主要內容。軟土地基具有以下幾方面特點：①同一地區的土層中，軟土地基的孔隙遠遠大于其他土質的孔隙；相同質量下，軟土地基比其他土質疏松30%左右，軟土地基的體積更大。軟土地質的形成經歷漫長的過程，通過長時間不斷堆積軟土地基的土體顆粒逐漸粘結起來，粘結后的土體沒有經過壓密處理。②軟土土質孔隙大直接導致它的壓縮性也高，壓縮性可以用具體的壓縮曲線來表示。我們在分析軟土的壓縮特性曲線后，得出以下結論：開始時施加較小的壓力對軟土土質進行壓縮，在這個過程中壓縮曲線的變化較小；隨后逐漸施加大的壓力，壓縮曲線會出現迅速的下降趨勢；最后再繼續加大壓力，壓縮曲線還會經歷一次較大的下降階段，最后逐漸趨于平緩。③軟土土質抗剪強度較低，抗剪強度指的是土體剪切面能夠承受的最大剪應力。軟土能夠承受的抗剪強度遠遠小于其他土質，而由于軟土土質透水性較低的特性，使得軟土土質的抗剪強度不斷下降。軟土土質透水性較低的情況，會增加軟土自身的排水時間，所以需要對其施加壓力加快排水。④軟土土質會由于輕微的儲配而改變自身的形狀，所以軟土土質具有較高的形變靈敏度。而在水利施工過程中，大幅度的震動會改變軟土的結構，導致軟土強度的降低與地基的下沉。

2　軟土地基施工對水利施工的重要性

軟土層是構成軟土地基的主要要素，軟土層的土質主要為粘結度不大的破碎土，土層的主要成分為粉狀土，還有少量的沙石、泥炭包含在其中。而在水利施工過程中，這種不穩定的粉狀土、沙石、泥炭會隨著劇烈的震動發生下沉或者移動，從而影響整個施工中建筑物的穩定性。因此水利施工單位要采取的最主要措施為：通過一系列的方式加固地基，以保證水利施工過程中土體的穩定性。同時在對軟土土質進行加固過程中還需要考慮自身的特性，需要在保證軟土荷載能力的前提下，提高軟土的排水性與強度。我國不同地區的軟土土質也不盡相同，因此施工人員在進行軟土地基施工過程中，要結合當地土質特性應用最適合的軟土地基施工方式，還要在保證施工質量的同時，盡量減少施工費用、縮短施工周期。

3　水利施工中軟土地基處理技術

3.1換土法

換土法適用于軟土土質較薄的地區，軟土土質較薄地區的水利工程建設通過更換軟土能夠達到施工的強度要求。目前大多采用水泥混合砂土的地基更換較薄的軟土，水泥混合砂土能夠顯著增強土體的強度與密度，土體的承載能力也顯著提高。在運用換土法進行施工過程中，應該采用當地的水泥和砂土，施工完成后還要進行回填土的施工處理。在填土工作完成后，要對整個地基進行夯實處理，以保證地基強度與承載能力符合國家標準。在對回填土體進行分層夯實處理后，也能夠顯著增強地基的穩定性、減弱地基的形變。

3.2排水固結法

排水固結法的主要作用為：將軟土土質中的水分有效排出，達到加固地基的效果。軟土土質具有土層中的孔隙大、孔隙中的水壓大等多方面的缺點，而在水分排出后水壓會逐漸減小、地基結構也會發生不確定的形變。這種變化會使土層迅速凝固結為一體，土層的抗剪強度、荷載能力也會隨著不斷增強。軟豁土的情況使用堆載預壓法，堆載預壓法是在建筑物施工前進行的土質處理方法。堆載預壓法能夠使軟豁土土質迅速凝固結為一體，在很短時間內完成地基沉降的工作，但其在施工過程中的耗時較長，不適宜在短工期施工中使用。同時在使用堆載預壓法施工時候，要保持施工加載速度的均勻，一層一層進行逐層加載以保證整體地基的穩固。若軟土土質中的透水性較差，則使用砂井法對其進行處理。砂井法主要是對地基中的孔洞進行砂土灌注，在加快排水速度的同時，保證整體地基的穩固。砂井法施工步驟簡單，而且能使用少量原材料達到較好的施工效果，施工過程中也不容易出現低級變形的情況。若軟土土質中不存在透水性問題，則使用真空預壓法對其進行處理。真空預壓法是把砂井放置在軟土圖層上進行砂土鋪設工作，然后用塑料薄膜封閉砂土表面，達到隔絕空氣的效果；最后抽取薄膜內的空氣，使內外產生壓強差以完成地基凝結工作。

3.3旋噴注漿法

旋噴注漿法在軟土地基處理中應用廣泛，它能應用于多種不同情況的軟土土質。旋噴注漿法中的漿液也有著不同的組合方式，常見的旋噴注漿漿液為：水泥漿、豁土漿、硅酸鹽漿液等。旋噴注漿法通過氣壓、液壓與化學融合等多種方式，將調理好的漿液灌入軟土地基中，灌注過程中運用旋轉的方式擺噴、旋噴和定噴，使漿液均勻分布于地基中形成穩固的形式。漿液噴注可應用于豁性土、粉土、淤泥質土等土質的處理中，能夠達到土質強度增強與土質迅速沉降的效果。淤泥質土質中漿液噴注的運用，能夠使土質迅速完成沉降工作。

3.4樁基法

樁基法適用于情況較為復雜的軟土地基處理，通過一系列的樁基操作達到加固地基的效果。軟土土層面積大、含水量多、土層較厚的情況，需要使用鋼筋混凝土樁進行樁基的處理。鋼筋混凝土樁主要工作步驟為：首先運用機械打孔技術對軟土土層進行打孔操作，隨后向孔中灌入混凝土，混凝土會與軟土土質發生化學反應，特別是混凝土的放熱效應能使軟土迅速凝固，最終使軟土土質改變為混凝土土質。樁基法所耗費的成本較低、施工也較為方便，能夠有效控制地基的沉降與增強地基的荷載能力。

3.5強夯法

強夯法是對軟土土質進行壓縮的良好方法，通過強夯法地基處理技術的應用，能夠有效減小土層的密度指標。在對軟土土質進行強夯法處理前，需要使用夯具先進行試夯，試夯的時候要依據施工方案規定的指標執行，并在執行后進行夯土的檢測。只有試夯結果與國家標準基本一致的時候，才能進行正式的強夯法地基處理。在正式進行強夯的施工過程中，要按照順序由淺到深的處理所有夯土，將所有夯土的密度控制在合理范圍內。在夯土工作進行完畢后，要使用推土機將已經夯實的平面進行填補。在所有的夯土平面被填平后，還要對所有的平面進行一次最后的滿夯，滿夯的力度要小要均勻。滿夯工作進行完畢仍舊要進行檢測，只有軟土土質表面密度與下層密度一致的時候，才說明施工質量達到要求。但使用強夯法進行軟土加固的過程中，會存在很多不確定的影響因素對其產生影響，所以應該采取各種措施控制強夯法加固有效深度的影響因素。

根據強夯法加固有效深度計算公式，得出強夯法有效加固深度,見表1。

表1　強夯法有效加固深度表

4　工程實例

根據建于中游平原河流流域的水庫施工為例，得出：該水庫處于周邊多個城鎮的交集地帶，為城鎮居民提供需要的工業用水、農業用水等資源，能夠產生較好的經濟效益。但該水庫的土質為砂質軟土土質，在受到流水不斷侵蝕的過程中，土質逐漸變得疏松破碎，不能滿足水庫的建設需求。在對其他的周邊地域進行土質勘察后，發現在水庫施工地點的3km處，上游土質情況與中游土質大不相同。上游的土質類型為堅固的灰土土質，通過強夯法進行打擊后具有極強的強度與承載力，能夠滿足工程建設的需求。所以運用土層置換法，將砂質軟土土質置換為堅固的灰土土質，從而使水庫建設順利完工。

5　結語

水利施工軟土土層有著各不相同的特性，因此不同地區不同土質的處理方式也不盡相同。以上多種軟土地基處理技術，能根據軟土地基各方面存在的問題，針對性的進行解決。

［1］潘金土.水利施工管理中的安全風險及改進措施［J］.北京農業，2016（01）.

［2］錢治國.探究水利施工中軟土地基處理技術［J］.中國新技術新產品,2016（04）.

［3］李訓軍,李士生,水利施工中水閘施工的管理措施探析［J］.山東工業技術,2016（04）.

（責任編輯：薛靜）

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2016-06-14