水利工程施工中軟土地基處理的方法探討

魏明巍

（中國水利水電第十六工程局有限公司，江西 南昌330000）

我國經濟社會的快速發展和城鎮化進程的不斷推進，城鄉一體化工程全面開展，水利工程項目的實際建造規模不斷擴大，建設數量越來越多，實際投資額度越來越大。與此同時，水利工程所涉及到的地基處理、人力資源調配和水利工程建設方案分析、地形地貌勘察等內容在現代水利工程項目建設中愈加復雜化，而地基建設作為水利工程施工的重要內容，對軟土地基的處理直接關系到整個水利工程項目的實際建造質量。因此，提升軟土地基對附著其上的建筑結構的承載能力，有效加強土質支撐作用，提高整個地基的穩定性和安全性，是確保水利工程地基施工質量的重要內容。在此背景下，對水利工程施工中軟土地基處理方法的探討和研究便具備了重要的理論意義和現實價值。

1 軟土地基的危害性

一般而言，在開展水利工程項目施工工作前，相關施工工作人員必須強化對軟土地基土質的科學周密勘查和信息資料的收集，在明確軟土地基對建筑物不良影響的基礎上，根據軟土地基實際土質的理化性質選擇針對性較強得適宜的軟土地基施工技術和處理手段，提升整個水利工程軟土地基的承載力和結構穩定性。由于軟土地基主要由粘土、砂土、粉土等顆粒粒徑較大的、孔隙率較大和透水性較差的有機質土構成。與其他硬質地基相比，軟土地基的危害主要包括以下五大方面：首先，軟土地基具有強烈的觸變性，著重表現在軟土地基并不能承受較大的重量，其破壞前的整體固態形象在接觸較大荷載后，整個軟土地基會在較短時間內直接轉變為流動狀態。其次，軟土地基的實際透水性較差，因此，在水利工程的實際施工過程中，必須采用科學高效的排水固結方法保障整個工程項目的施工安全。再者，軟土地基的壓縮性較高，軟土地基的實際沉降程度與其接受的壓縮系數成正比例關系，當軟土地基受到一定數額的垂直壓力時，整個軟土地基后續的壓縮變形影響會呈倍數級增大，進而發生土質變形，使建立在軟土地基上的工程主體發生不均勻沉降和結構破壞，最后，軟土地基的不均勻性較大。以顆粒構成的軟土地基土質密度存在較大差別，而不同顆粒的軟土地基承受能力的不同，又使其在不均沉降過程中出現較大的不均勻特性，展現在水利工程項目上，就會使工程結構物出現不同程度的裂縫，甚至引起工程結構物主體破壞。最后，軟土地基的實際沉降速度較快。軟土地基在承受較大的工程荷載時，沉降速度增幅會越來越大。

2 軟土地基的主要特征

一般而言，軟土地基的主要特征包括以下三個方面：首先，軟土地基的均勻性較差。在軟土地基中，往往存在著不同類別的土質顆粒，而各種土質顆粒的實際強度、硬度及密度存在著較大差異。不同土質顆粒的影響，使得軟土地基的整體均勻性變差，從而導致整個水利工程項目在施工過程中常常出現塌陷或崩裂等情形。其次，軟土地基的實際壓縮性很強，在軟土地基中，土層顆粒之間的孔隙率往往較大，使軟土地基的壓縮性進一步增大。而在水利工程實際施工過程中，整體結構的質量往往大于軟土地基實際可承載的最大壓力，進而導致軟土地基崩塌，給水利工程施工安全造成非常惡劣的影響。最后，軟土地基的實際透水性較差。軟土地基內部往往存在著諸多淤泥質土，透水性較低，因此，為保證整個水利工程項目的順利開展，必須采用相應的固結方法排除軟土地基中的水分，確保軟土地基的穩定性和承載強度符合工程項目建設要求。

3 水利工程施工中軟土地基處理的主要方法

3.1 砂與砂石換填墊層技術

通常情況下，砂與砂石的換填墊層技術在水利工程施工軟土地基中的實際使用范圍往往限定于厚度為2-3cm的軟土地基層。在水利工程軟土地基施工過程中，相關施工人員必須挖除水利工程表面的軟土層，將軟土層更換為石、砂、卵石等強度過硬和承載能力足夠的建筑原材料，以砂、石、卵石等建筑原材料較高的強度、較小的壓縮性和較良好的透水性等優勢，對軟土地基的不良影響進行科學彌補。

3.2 深層水泥攪拌樁施工技術

深層水泥攪拌樁施工技術是水利工程項目施工中軟土地基的主要處理技術之一，在粉土、砂土、淤泥質土等土質不良的軟土地基施工作業中展現出了較高的經濟利用價值。固化劑的應用是深層水泥攪拌樁施工技術的核心與關鍵，而水泥作為軟土地基固化效果保障的重要原材料，借助機械設備對水泥和軟土地基進行攪拌操作，使水泥和軟土地基土質有效融合，從而提升軟土地基的土質硬度，以保證軟土地基后續應用強度和實際承載能力達到水利工程項目建設要求的基本標準。在深層水泥攪拌樁施工作業前，相關施工人員應做好前期工作準備，采用多樣化的手段盡可能地避免或杜絕混凝土工程施工水泥強化過程中有害雜質的混入，以確保施工現場清潔度和平整度的方式保障水泥材料強化過程不受其他環境因素的干擾。此外，水利工程項目一線施工工作人員還必須加強對水泥質量、水泥型號、水泥種類的抽樣檢查，確保水泥參數信息和工程項目施工要求相符，嚴禁水泥質量有誤所帶來的深層水泥攪拌樁施工技術不合格而導致的水利工程項目建造質量不合格。

3.3 化學固結法

化學固結法作為常見的水利工程項目軟土地基處理技術，實際包含種類豐富多樣，技術原理各有不同。通常情況下，灌漿法作業主要依賴于電化學原理和氣壓、液壓原理，借助強化軟土地基力學結構穩定性的方式加強對水利工程項目軟土地基裂縫形變和結構變形的控制與管理，通過在軟土地基空隙中注入可固化漿液的方式，強化整個軟土地基的承載能力。深層攪拌法與深層水泥攪拌樁施工技術的實際操作流程和建造原理有異曲同工之妙，是借助力學攪拌的方式，使水利工程地基項目中的軟土與施工所用固化劑充分混合，攪拌均勻，從而提升軟土地基對荷載的承載和對不良土質的固化；高壓噴射注漿法則是對灌漿法的科學優化，借助高壓設備不斷提升固化劑實際固化效果，從而強化軟土地基的實際承載能力。圖1即為高壓灌漿法應用流程示意圖。

圖1 高壓灌漿法應用流程圖

3.4 排水固結法

排水固結法是針對水利工程項目建設過程中軟土地基透水性較差而造成不良影響的解決措施，能借助軟土地基多余水分的排除，有效緩解地基的不均勻沉降，從而提升軟土地基的實際承載能力和結構穩定性，以減少軟土地基不均勻沉降而造成的水利工程項目形變或裂縫。通常情況下，排水固結實際施工方案需要借助加壓系統、排水系統等較為穩定運轉的系統，著重利用軟土地基透水性較差的特性，對整個軟土地基的實際承載能力進行科學提升。其中，真空預壓法是借助使水利工程建設項目軟土地基形成真空狀態，以提高整體強度和穩定性的重要手段，利用鋪設砂石墊層、鋪設排水管道等手段排除水利工程項目軟土地基中的多余水分，超載預壓法是借助綜合多種加壓方式而形成的強化軟土地基承載能力的科學途徑。

結束語

總之，水利工程項目的實際建造質量是工程施工過程中的核心問題，而軟土地基的科學處理和有效防護更是水利工程項目施工的重中之重。因此，水利工程施工企業必須在對項目所在地地質條件進行周密勘察的基礎上，對軟土地基的物理力學性質進行科學把握，找到相應的技術突破點，堅持質量第一和安全至上的基本原則，在把握軟土地基危害的前提下，依照現有的水泥工程施工技術規范，引進先進科學技術并不斷創新施工工藝，為保障水利工程建造質量奠定堅實的基礎。