水利工程施工中軟弱地基處理方法探析

摘 要：水利工程建設的質量會對人們水資源的使用產生很大影響，水利工程施工過程繁雜，地基作為施工中的基礎內容，其施工好壞將會直接影響到水利工程建設的質量。本文對水利工程中軟弱地基的特點進行說明，分析了水利工程施工中對于軟弱地基的處理辦法，希望能為今后水利工程施工處理軟弱地基提供理論指導，促進水利工程質量建設。

關鍵詞：水利工程；軟弱地基；處理方法

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171132055

1 軟弱地基的特點

在水利工程施工過程中，由于不同地區的地質環境、地理特征都存在著差異，因此地基土在成分和結構上也有所區別，軟弱地基是水利工程施工中經常遇到的地基類型，主要由松散砂質土、淤泥質粘性土等松散的土壤構成。這類土壤含水量一般在40%～80%之間，且空隙較多，滲透系數較小，抗剪強度低，通常在10～25kPa，且土壤的壓縮性強，壓縮系數在0.5～1.5MPa-1內。由于軟弱土具有的這些特性，使得將其作為水利工程的地基時，極容易造成地面變形，使工程建筑物沉降，從而對水利工程建設造成破壞，因此，軟弱地基的處理是水利工程施工的重點，只有確保地基的穩固，才能保障水利工程建設的質量安全。

2 水利工程施工中軟弱地基處理方法

2.1 置換填土法

置換填土法是一種水利工程當中比較常見且效果明顯的軟弱地基處理方法，它是通過將施工基礎地面不符合承載力要求、土質較差的軟弱土層去除，用水泥、礫石、灰土等硬度較強、穩定性能較好的巖土材料填充，并對巖土材料進行碾壓，形成復合地基，從而增強地基的承載能力，避免沉降的發生[1]。在利用置換填土法對軟弱地基處理時應當注意，這種方式比較適用于地層較薄的軟弱地基，且用于填充的巖土材料應當盡量均勻、平整地鋪在地基上，避免造成巖土材料厚度不均引起的承載力不平衡，使用置換填土法還需要明確墊層的尺寸，一般來說，墊層的厚度≥500mm，使得墊層地面處土層的自重應力和附加應力在軟弱土層承載范圍內。置換填土法能夠很好地提升地基的承載力，但使用該種方法進行軟弱地基的處理具有較大的工程量，且操作的成本也比較高，因此，采用該種方法需要對施工條件進行考量。

2.2 排水固結法

在水利工程的施工過程中，除了土質本身硬度較差會造成地基軟弱的現象發生，還可能由于地基土層的含水量較高，導致地基承載力下降，容易發生沉降現象。對于這種情況，可以采用排水固結法對軟弱地基進行處理[2]。排水固結法的原理是在水利工程正式施工開始之前，對天然地基施加一定的壓力，使得地基當中的空隙度降低，從而使地基土中的水分排出，增強地基土顆粒間的固結程度，使地基土的強度得到提升，從而增強地基土的承載力。使用排水固結法對軟弱地基進行處理時，需要借助諸如沙井、水管等排水工具，在地基當中設置豎向的排水孔，采取沙井排水和水管排水的方式進行地基土排水，借助建筑物自重對地基進行壓實，使得地基土中的多余水分排出，孔隙度減小，促使地基土固結，從而使承載力得到增強。使用排水固結法有一些需要注意的地方，該方法比較適用于水分含量較高的軟弱地基土，可以起到很好的排水效果，促進地基的穩定性，但是如果水利工程建設的地基土成分主要是泥炭土時，由于泥炭土粘結程度高，排水性能差，采用排水固結法不能起到促進地基承載力的作用，在施工時需要根據地基土壤特點選用合適的排水方法。

2.3 化學固結法

在水利工程施工中，除了采用排水固結這種物理加壓的方式對軟弱地基進行處理，還可以采用化學固結的方法來提升地基土的堅實程度，施工中對于軟弱地基土的處理一般可以采取深層攪拌法、高壓灌漿法以及材料加筋加固法。深層攪拌法對軟弱地基的處理原理是讓固化劑與軟土結合，提升軟土的穩定性，提高地基承載力[3]。在利用深層攪拌法時，需要借助深層攪拌機，向地基土當中加入一定比例諸如石灰、水泥等化學固化劑，并對固化劑與地基土進行充分攪拌，使石灰、水泥和地基土有效聚合，形成粘結度較強的土。深層攪拌法適用于具有較多含水量且滲透性低的淤泥質土壤，且能夠有效縮短施工的周期；高壓灌漿法與深層攪拌法的原理相似，也是一種水利工程當中處理軟弱基地的常用方法，它通常采取液壓或者氣壓法將水泥漿或者黏土漿等灌入到軟土地基中，使水泥漿、黏土漿和軟土充分混合，促使軟土顆粒能夠固結在一起，排出軟土層中原有的空氣，形成水泥漿、黏土漿和軟土的固結體；材料加筋加固法是利用土工布對地基土進行墊隔，減小軟土地基的便宜空間，并將合成材料置于軟土地基中，使得軟土地基與合成材料之間具有很大的靜摩擦力，即使地基上部建筑物發生一定程度的移動或沉降，合成材料與軟土之間由于摩擦力也會減小地基上部工程移動和沉降的趨勢，該種方法對于提升軟弱地基的承載力和穩定性、減小沉降有著很重要的作用。

2.4 水泥旋噴法

水泥旋噴法的原理是通過在軟弱地基中形成穩固的旋噴樁，起到牢固地基、防止滲水的效果。利用水泥旋噴法需要借助水泥旋噴機，在對軟弱地基進行處理時，先將旋噴機的注漿管至于一定深度的軟土地基中，之后啟動水泥旋噴機，讓水泥旋噴機通過高壓將水泥固化漿從注漿管注入到軟土地基內，并保持水泥旋噴機以固定的速度向上提升，從而在軟土地基中形成軟土與水泥固化漿結合的樁體，從而使軟土地基更加穩固。

3 結束語

軟弱地基是水利工程施工中經常遇到的問題，處理好軟弱地基對于確保水利工程建設的穩定性，提高施工的質量有著十分重要的意義。當前對于軟弱地基的處理一般采用置換填土法、排水固結法、化學固結法以及水泥旋噴法等，而隨著今后水利工程建設的不斷發展，地基處理理論、方法、技術都將會進一步提升，只有不斷完善對于軟弱地基的處理方式，才能使得水利工程的建設質量得到保障。

參考文獻

[1]徐穎.淺析水利建設中不良地基處理加固與施工[J].科技展望，2014（24）.

[2]陳立恒.水利工程建設中地基處理方法研究[J].城市建設理論研究（電子版），2012（3）.

[3]王建軍，李舜禹，王文寧，等.水利工程建設中不良地基處理方法研究[J].城市建設理論研究（電子版），2011（30）.

作者簡介：郭向軍（1977-），男，寧夏鹽池人，水利工程師。endprint