淺談水利施工中軟土地基處理的方法

曹建明

摘要：伴隨著社會生產水平的不斷提升，水利工程的建設施工價值越來越高，并且逐漸發展成為滿足社會生產需求條件的基礎性建筑工程。但在實際的水利工程施工過程中，經常會面臨軟土地基問題，如果處理不當，不僅會降低整個工程的施工質量，還會為工程的后續施工埋下安全隱患。基于此，對水利工程施工中軟土地基處理的方法進行探討具有一定的現實意義。

關鍵詞：水利施工；軟土地基；定義；特征；意義；處理方法

引 言

我國很多地區都存在著大面積的軟土地基，在水利工程施工過程中也經常會需要在軟土地基上進行。實際施工期間，必須根據軟土地基的具體特征以及水利工程施工的設計規定，確定最佳的軟土地基處理工藝。只有因地制宜的開展軟土地基處理工作，才能夠使軟土地基的承載性以及穩定性得到顯著的提升，更好地提高水利工程施工的質量。

1 軟土地基概述

1.1 軟土地基的定義

水利工程和民生社稷存在很大的關聯，在進行選點的過程中往往是在河、海岸邊濕度比較高的地方。通常是以軟土地基為基礎，其中涵蓋了比較多的黏土、粉土和松軟土。同時，也擁有一定的細微顆粒有機土，泥炭和松散的砂石也是其中的一部分。軟土地基并沒有良好的穩定性，內部有比較大的空隙。如果接觸了水分的侵蝕，就會出現土質下降的問題。在進行水利工程建設的過程中，對軟土地基，就應該進行長時間的排水準備，讓地基得到固結處理。

1.2 軟土地基的特征

第一，低透水。軟土地基往往是由淤泥質黏性土構成。這樣的地基性質并不能在滲水層面有很大的效果。在開展施工之前，要對軟土地基進行處理，主要是從排水性能層面出發。其中經常受到關注的便是排水固結方法。在進行軟土地基排水的過程中，往往要涉及很大的精力。地基在沉降上會花費比較多的時間。第二，高壓縮。軟土地基自身并沒有較強的強度。這樣，就會有一定的壓縮空間。在增加工程的質量時，軟土地基就會受到工程的影響，受到一定的壓力。壓力的大小和塌陷之間是處于正比的關系。在其中有一個臨界值，那就是在壓力超過0.1MPa的時候，軟土地基就會發生變形，嚴重的可能會出現塌陷的問題。第三，沉降速度快。通常情況下，我們從建筑的地面層面著手。如果地面建筑高，就會加劇軟土地基的沉降速度。在相同的軟土地基條件下，工程的總體質量就會出現很大的沉降。第四，擁有不均勻的特點。一般來說，軟土地基在密度上存在很大的不同。同時，還會涉及不同強度的土質。在軟土地基接受不同力度的時候，地面建筑的作用導致地面建筑出現裂縫的問題。在長時間壓力下，就會出現坍塌的問題。

2 水利工程施工中對軟土地基進行處理的意義

對水利工程中的地基進行處理，可以有效改善地基透水性。這是因為在建筑物下部結構地層下面存在一定水流運動，所以會對地層以上地基結構產生一定壓力，為降低壓力對建筑物結構帶來的影響，就必須要采取相應措施對地基進行處理。建筑物地基需要承受來自上部結構的承載力，如果不進行地基處理，就可能會產生嚴重的地基土沉降。所以采取相應措施可以改善地基壓縮特性，降低地基土沉降速度，同時可提高地基模量。地基抗剪強度關系著地基穩定性，所以對地基進行處理可以增加地基抗壓力，改善地基剪切特性，從而減少剪切破壞和壓力破壞。此外，地基處理還可以提高地基抗震強度，減少地震液化作用帶來的不利影響，改善地基動力特性，消除或減少濕陷性土和膨脹性土的特性。

3 水利工程施工中軟土地基處理關鍵環節

3.1 做好軟土地基勘察工作

1）做好地面測繪調查工作

第一步是采取測繪手段對地基所處區域的地質情況進行調查研究，比如要對軟土地基所在范圍內的地形地貌進行分析評價，了解地層沉積關系；然后對軟土地基的形成以及軟土地基的廣度、深度和地基地層的性質等進行測量分析，做出合理判定；另外還要對軟土地基砂夾層深度、構成原因和地基排水條件以及地基埋藏深度等進行充分分析。由于軟土地基上部建筑物對其產生影響，可能會使地基變形或強度發生變化，所以還要采取措施來解決這些問題。同時還應充分了解地表水和地下水水力之間的關系，對地下水埋藏條件、水位變化幅度和補給情況等進行充分分析，這樣才能做好勘察工作。

2）確定勘察點

在開展地基地質勘察工作中，應該根據地基所在范圍內的地形地貌等特征和情況來合理選擇勘察點。一般勘察點之間的距離保持在30m左右，如果該區域范圍內的情況比較復雜，則需要適當地增加勘察點密度，避免因為存在疏漏而影響整個勘察數據的準確性和有效性。此外，在進行勘察點的深度確定時除要考慮地基壓縮層深度外，還要根據建筑物具體情況和軟土地基特點來分析確認。軟土地基相關的處理方案也要提前制定好，之后根據該方案做出相應布設和調整。

3）勘探手段的選擇

根據上文對勘探手段的分析，在進行地質勘察時一般會采用原位測試與鉆探取樣相結合的方式。原位測試是通過該十字板剪切和靜力觸探試驗的方式取代鉆孔，這樣不僅可以有效縮短作業時間，而且還可以減少土工試驗和鉆研取樣工作量，提高勘察工作質量。在對軟土地基地質勘察中，并不適合使用標準貫入試驗的方法，選擇鉆探取樣方式會更適合，而且在巖土工程土層劃分上具有重要意義。在鉆探取樣中，主要采用的方式是薄壁取土器靜壓法，在軟土取樣過程中必須要保證從取樣到試驗這一段時間內樣本不會受到任何外界因素的影響。此外，除了要對軟土取樣外，還要對細沙層取樣。

3.2 施工處理環節

在進行軟土地基處理時，軟土地基加固方法應根據工程實際情況選擇加固技術，還應該充分考量整個工程施工現場的施工環境，同時預算工程的施工量。例如，在進行比較大型的軟土地基施工時，應該采用砂墊層作業方法，降低工程投入成本，而比較小型的施工項目則可以使用換填法進行軟土地基施工。另一方面，作為水利工程施工中最為重要的一項施工任務，軟土地基的處理直接決定了水利工程的整體性能和質量，所以一定要在施工處理過程中，將各類施工隱患存在概率降至最低。

4 水利施工軟土地基處理方法

在水利工程開展施工的過程中，就應該針對軟土地基實行針對性的處理技術。在其中要關注土質的硬度和強度，對材料進行重點選擇。通常，水利工程施工中軟土地基處理技術涉及了排水砂墊層技術、換填墊層處理技術、化學固結處理技術和物理旋噴處理技術。下面對水利工程施工所運用的處理技術進行一一闡釋，具體如下：

4.1 換填墊層處理技術

對于軟土地基而言，在完成勘察工作之后會獲取重要的結果，應根據實際情況編制科學的處理計劃。目前水利工程軟土地基處理中，換填技術受到廣泛應用，此類技術的應用較為便利，技術要求較低，操作程序很簡單。施工部門在工作中根據軟土地基的情況，挖去軟弱部分，填入新的材料，然后進行地基的夯實處理。一般情況下，在交通較為擁堵的區域中，采用換填技術應全面考慮填充物進入問題，以免影響區域交通安全。與此同時，在填充材料選擇工作中，應按照建筑工程施工標準針對填充材料進行合理的選擇，可以利用砂石材料進行換填處理，先去除表面的軟土部分，然后換填砂石混合料，保證穩定性與強度。在換填的過程中，可以將卵石、砂石等材料混合在一起，主要因為其強度較高，容易碾壓，透水性能很高，壓縮性很低，在換填之后除了可以提升地基強度之外，還能預防沉降問題。在完成換填工作之后，應當重視夯實處理，選擇夯實設備，使得地基可以形成質量較高的持力層，增強承載能力以及穩定性。如若在換填施工環節發現有空隙問題，那么，就要選擇透水性能很高的原材料，并做好排水工作，加快軟土地基的凝結速度，預防膨脹問題。在結束換填工作之后，應繼續進行夯實處理，以免影響地基穩定性。需要注意的是，換填施工技術應用之前，應徹底的對雜草或是其他垃圾進行清理，如若填坑之內存在積水，就要做好排水工作，在清理之后才能將換填材料融入其中。

4.2 排水砂墊層法

排水砂墊層法適用于水分含量較大的淤泥性土和泥炭土，其施工原理也十分簡單，主要是利用砂墊層促進地基水分的排除，但砂墊層要填充在地基的底部，是為了增強地基的防水性，也會將砂墊層鋪在黏土層。砂墊層一般選用鵝卵石和粗砂作為原料，鵝卵石和粗砂能夠最大限度的保證材料之間留有較大縫隙，幫助地基內部氣體的排出。在使用排水砂墊層法時，一定要留出排水槽，從而有效的提升排水速度，加快地基的固結速度。

4.3 化學固結法

化學固結法一般被應用于比較特殊的軟土地基當中，化學固結法較之前的幾種方法更為復雜，不僅要改變地基的結構，還要選用相關的化學材料進行填充，在使用化學固結方法的過程中，一共分三個步驟：一是灌漿，灌漿工作需要利用相關的電化學和氣壓的原理來完成，并向軟土地基中加入石灰石，通過其中的反應來加固地基；二是合成材料填充，這些合成材料一般都是由人工制成，將合成材料填入軟土地基中，將其與軟土緊密結合在一起，不僅能夠增強軟土地基的韌性，還能夠減緩軟土地基的沉降速度；三是硅化加固，硅化加固主要是為了能夠將軟土組織更好的黏合在一起，這個過程是利用硅酸鈉和氯化鈣的反應而生產膠裝凝聚物，使其增加軟土底層的硬度和抗壓強度，進而增強軟土地基的強度，為水利工程的后續施工奠定基礎。

4.4 振動水沖法

振動水沖法一定要遵循嚴格的施工程序來進行施工，首先要做的就是鉆孔作業，然后才能利用相關的水泥和砂石等材料來加固軟土地基，但在施工過程中，一定要確保施工順序的合理性，在機械設備的選擇上要符合國家生產標準，要滿足工程設計要求。最為關鍵的是，在使用振動水沖法之前，一定不要采取任何的排水作業，否則可能會影響到工程質量，如果軟土地基的強度降低，后續的水利工程施工環節和最終的施工質量都會受到嚴重的影響。

4.5 旋噴注漿處理技術

旋噴注漿處理技術就是利用氣壓、液化等方法進行，在高速旋轉狀態下，將通過排水固化的漿液灌輸到地基的縫隙中。在運用該項技術處理軟土地基時，一般固化的漿液分別是水泥漿、水泥砂等。運用高速旋轉的方法不斷將漿液滲透到護岸地基中，通過這樣的方式能夠很大程度的提升軟土地基的承受能力，從而能夠降低軟土地基沉降現象發生。旋噴注漿的處理技術具有一定專業性，操作人員要規范的操作設備，根據施工的具體步驟和流程對軟土地基進行處理。在實際工作中，施工人員要依據高壓設備進行合理的水泥噴射，這樣能夠幫助漿液和軟土層固結之后出現旋噴柱，能夠對護岸工程中的軟土地基起到加固穩定的作用。

結束語

總而言之，在水利工程施工中，企業應制定完善的施工方案，重點關注軟土地基處理工作，篩選最佳技術措施進行軟土地基的處理，全面提升整體結構的穩定性以及承載力，通過科學化以及合理化的施工方法，增強軟土地基施工效果，優化各方面的工作模式以及體制，滿足目前時代發展需求，形成與時俱進的軟土地基施工觀念，充分發揮相關技術的積極作用。

參考文獻

[1]項菲.水利工程建設對生態環境的影響及改進對策[J].綠色環保建材，2017（11）：52.

[2]盧彥.現階段水利工程中防滲處理施工技術實踐應用探討[J].四川水泥，2017（11）：223.

[3]王志強.水利工程安全隱患及影響因素探析[J].四川水泥，2017（11）：265.

[4]鄭英國.論水利工程施工組織設計優化[J].城市建設理論研究（電子版），2017（32）：152.

[5]辛海洋.水利工程施工中的水土保持策略[J].中國農業信息，2017（21）：30-31.

[6]張梟.水利施工中導截流施工技術研究[J].城市建設理論研究（電子版），2017（31）：184.

[7]李衛忠.水利工程建設項目施工監理規范化措施分析[J].江西建材，2017（20）：116.

[8]李幫學.水利工程質量控制及其信息系統研究[J].低碳世界，2017（30）：79-80.

（作者單位：中國水利水電第十一工程局有限公司）