淺談水利施工中軟土地基處理的方法

劉明付

摘 要：地基施工是工程施工的基礎(chǔ)，在水利建設(shè)中，地基施工尤為重要，因?yàn)樗P(guān)系到整個水利工程的穩(wěn)定性，水利工程和地面工程不一樣，由于季節(jié)變換，水利工程需要面對的緊急情況更加頻繁，再加上水流侵蝕，因此水利工程需要禁受更多考驗(yàn)，一個穩(wěn)定可靠的水利工程才是造福一方的福祗工程，否則就會想一顆定時炸彈隨時威脅周邊民眾生活生產(chǎn)的安全，而在水利工程的地基建設(shè)中，經(jīng)常遇到軟土地基，所以如何處理軟土地基，是進(jìn)行水利工程建設(shè)的重要一步，本文探討的就是一些軟土地基處理的常用方法。

關(guān)鍵詞：水利施工;軟土地基;處理技術(shù)

一、概述

水利建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域是河流干道，選址地點(diǎn)無可避免地是一些河床，由水流沖擊形成的河床幾乎都是泥沙堆積而成的軟土層，它本身具有很高的含水量，在軟土本身特點(diǎn)上，它的孔隙較大，相較于普通重塑土的孔隙要大30%左右，再結(jié)合狀態(tài)上，軟土顆粒多以膠結(jié)方式結(jié)合，缺乏足夠的壓力進(jìn)行重塑成型，因此呈現(xiàn)出松散性，所以在面對壓力時，具有很高的壓縮空間，而且軟土還有一個顯著的特點(diǎn)，就是當(dāng)軟土之間的空隙被壓縮后，當(dāng)外部壓力達(dá)到一個更高的臨界點(diǎn)時，軟土本身的孔隙結(jié)構(gòu)會被破壞，從而出現(xiàn)新一輪的明顯壓縮，此外，松散的軟土結(jié)構(gòu)具有很高的靈敏度，在面對外力時，非常容易出現(xiàn)沉降和側(cè)滑，因此如果不加處理，在軟土上直接進(jìn)行工程建設(shè)是非常危險(xiǎn)的，工程質(zhì)量得不到保障，這會威脅到下游和周邊民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、水利工程中軟土地基的處理技術(shù)

1.換填墊層法

軟土層本身的不穩(wěn)定性如同在水利工程和河床之間抹上了一層潤滑油，因此，可以采用的最直接的方法就是將這一軟土層給清理掉，轉(zhuǎn)而使用穩(wěn)固的水泥和砂石來替換，這就是所謂的換填墊層法。

換填墊層法適用的范圍是在一些以巖石為主的山區(qū)，由于這些地區(qū)的河流流量本身不大，加上砂石土質(zhì)本身就相對堅(jiān)固，所以在河床上堆積的軟土層厚度較低，替換的整體工作量不會太大，相反如果在軟土層較厚的地區(qū)使用該方法，將會面臨巨大的工作量。該技術(shù)的好處是能夠充分分散地基的壓力，從根源上改善河床的沉積狀態(tài)，在面臨排水時具有很高的效果。

2.加筋法

加筋法是和換填墊層法的基本操作相同，不過它的特點(diǎn)是，不將底層的軟土層清理掉，而是采用加入使軟土層聚合的材料來直接提升軟土層的承載能力，所謂加筋法中的“筋”，就是指的為軟土層加入筋骨的意思，加筋法的操作步驟較為簡單，但是這一種方法同樣是只適用于淺層的軟土層，對于較厚的軟土層就無能為力。

在實(shí)際操作中，加入的“筋”一般指強(qiáng)度較大，韌性較高的金屬材料和復(fù)合材料，也有使用氯化鈣和硅酸鈉溶液進(jìn)行灌注加固的硅化加固法，不過這種方法存在一個致命的缺點(diǎn)就是成本較高，所以如果不是特殊情況，水利工程建設(shè)中處理軟土地基多半不會采用這種方法。

3.樁基法

和換填墊層法適用于淺層軟土層相對的就是適用于深層軟土層處理的樁基法，它的施工過程和普通的高層建筑建設(shè)過程有類似之處，俗稱就是“打地基”，通過在軟土層中加入高承載能力的樁基，向下直達(dá)深層的硬土層結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)就是施工效率高，成本合理，混泥土樁基的穩(wěn)定性也十分可靠，所以是一種應(yīng)用較為廣泛的處理方法。

4.旋噴法

我們知道，軟土層的成分松軟容易變形，不利于建造，但是在處理這種土壤時，恰好也能利用這種特性，直接對軟土層進(jìn)行攪拌，再同時混合能夠固化的漿液到軟土層的縫隙中，像是粘土水泥漿、水泥漿、粘土漿、水泥沙和其他樹脂類、聚氨酯類、硅酸鹽類化學(xué)漿液材料都具有很好的固化效果，和加筋法相比，這種方法構(gòu)造的地基更加均勻密實(shí)，如同全新的高強(qiáng)度復(fù)合材料，而且根據(jù)軟土材料的不同，加入固化劑材料的差異和攪拌轉(zhuǎn)速的不同，可以形成多種不同性能的復(fù)合材料，所以該方法具有較好的普適性，該方法在面對淤泥量較大、土質(zhì)呈粘性、粉土、砂土、黃土、碎形土等軟土都能發(fā)揮效果，不過在面對像泥炭土這樣的有機(jī)成分較高的有機(jī)質(zhì)土層時效果很差。

5.加壓強(qiáng)夯法

說到加壓強(qiáng)夯的辦法很多人都能理解，這就如同使用壓路機(jī)將路基強(qiáng)行夯實(shí)一般，在具體操作中，常用的就是使用夯錘的自由落體的壓力來進(jìn)行操作。另外也有使用氣壓來夯實(shí)土壤的真空壓頂法，它的操作方式是先在軟土層中設(shè)置垂直的排水通道和砂墊層，保證土壤的透氣效果和排水效果，然后在軟土層上加蓋一層不透氣的封膜，最后通過砂墊層的排水管對其不斷進(jìn)抽氣和排水，讓砂井和砂墊層之間形成一種負(fù)氣壓狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對軟土層的加固。

6.預(yù)壓砂井法

由于各種加固方法沒有明顯的界限區(qū)分，而且每一種加固方法達(dá)到的實(shí)際效果都有一定的缺憾，比如加壓可以實(shí)現(xiàn)夯實(shí)和排水，抗壓能力得到了較大提升，但是在加筋之后，加固的軟土層才有更好的抗形變能力，所以在實(shí)際施工中，往往是多種方法混合使用，在面對大工程時，還有一套集合多種加固方式形成的專門的預(yù)壓砂井法。它的操作步驟如下：

第一，將軟土層清理干凈，去掉雜物，然后在上面鋪好砂墊層，這一步和換填墊層法有類似之處。

第二，在軟土層中加入改善排水功能的孔隙材料，比如塑料排水板和塑料插管。

第三，在砂墊層上鋪設(shè)密封膜，再用真空泵來進(jìn)行地基氣壓的抽取，為了加快土壤的凝結(jié)，可能使用有固化效果的添加材料，或者在后面通過重力加壓來達(dá)到效果。

總體來說，通過多種加固方式形成的預(yù)壓砂井法得到的地基具有最好的綜合性能，所以了解多種固化方式，交錯運(yùn)用，靈活應(yīng)用才能達(dá)到最好的加固效果。

三、處理軟土地基的注意事項(xiàng)

1.施工前的實(shí)地研究

在施工前對軟土層進(jìn)行實(shí)地研究很有必要，通過成分檢測，可以參考前人的經(jīng)驗(yàn)，制定最好的施工方案，這對于成本控制具有很好的影響，在此過程中，也需要同時對施工地點(diǎn)周圍的水文環(huán)境，人文環(huán)境做出勘測，這些因素都滿足條件，水利工程的建設(shè)才具有可行性。

2.必須建立有效的檢測措施

處理后的軟土地基是否能達(dá)到要求與最后水利工程的質(zhì)量密切相關(guān)，在完成軟土處理之后，必須進(jìn)行科學(xué)的檢測實(shí)驗(yàn)，其中包括壓力，拉力，腐蝕等多方面的實(shí)驗(yàn)，即使是套用的前人的處理方案，實(shí)際效果也可能因?yàn)楸镜啬嗤脸煞值牟町惡筒僮髦械募?xì)微差別導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)很大的差別，而驗(yàn)證是否合格的唯一標(biāo)準(zhǔn)就是實(shí)驗(yàn)。

3.對軟土處理進(jìn)行記錄歸檔

對處理數(shù)據(jù)進(jìn)行整理歸檔，是對施工進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控的一個流程，同時，軟土處理的歸檔數(shù)據(jù)也是我國基建事業(yè)中的寶貴經(jīng)驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)共享，可以為以后面臨同樣和類似土質(zhì)的工程建設(shè)提供參考，這不僅是為在建的工程本身，也是為國家整體的基建事業(yè)添磚加瓦。

四、結(jié)語

軟土層的處理是水利工程建設(shè)中難度較大的一環(huán)，但也是最基礎(chǔ)的一環(huán)，做好軟土處理工作，工程建設(shè)的質(zhì)量才有保障，工程效益才能體現(xiàn)，在操作時，面臨的軟土處理的種類方法多種多樣，但是在面對固定的資金投入時，要以最少的資金達(dá)到最好的效果需要專業(yè)的數(shù)據(jù)分析和實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)累積，總之，軟土層處理是一門技術(shù)活，因地制宜，活學(xué)活用才是王道，照抄照搬會帶來安全隱患，而消除這些隱患的關(guān)鍵又在于敢于實(shí)驗(yàn)，反復(fù)驗(yàn)證，如果發(fā)現(xiàn)錯誤，即使要花費(fèi)數(shù)倍的時間和精力也要推倒重來，切勿將堅(jiān)實(shí)的大壩建立在松軟的地基上，否則最終的惡果將會是難以想象的巨大。

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