水利施工中軟土地基處理技術研究

潘麗 蚌埠市江河水利工程建設有限責任公司

軟土地基處理技術可以直接影響到水利工程的整體質量，因此，為了有效地保證水利工程的質量，就應更加重視軟土地基的處理技術。在軟土地基施工之前，應對場地條件進行詳細調查，然后采取合理的方法，因地制宜地有效處理軟土地基，減少土體孔隙，有效提高軟土地基的承載力和穩定性。

一、水利施工中軟土地基的特點與危害

（一）土質分布不均

軟土地基的結構比較復雜，會有各種成分的混合土。按土層深度排列，各層之間性能差異明顯。土體密度不均勻，不同土體的承載力不同，對地基結構的影響不同。如果軟土地基在施工前未進行處理，地基工程的強度將達不到標準，上部水利工程將在施工后期出現不規則倒塌，影響水利工程的質量和安全。

（二）低強度

水利工程對相應的施工技術要求很高。然而，由于軟土地基的組成特點、高含水量和軟結構的限制，軟土地基的強度相對較低，早期沉降可能不明顯。如果有外部干擾或在長期連續壓力過程中的上部荷載，當地基上的壓力不斷變化時，會表現出高壓縮性、穩定性差、易變形、裂縫和坍塌等事故，特別是在地震等自然災害期間，安全風險加大，嚴重影響水利工程的使用。

（三）透水性差

水利工程軟土基本上含有粉土，含水量高，具有一定的粘性，透水性差。地表水不能向下滲透，地基中的積水嚴重，直接影響軟土地基的穩定性和安全性。此外，上水利工程設施在長期接觸雨水時易發生侵蝕破壞，降低了水利工程的使用性能和使用壽命，因此需要在軟土地基處理中投入大量的人力物力進行排水工作。這使得施工時間和成本都有了一定的提高。

（四）沉降頻率高

水利工程施工工期長，軟土地基具有很強的壓縮性。一些軟土地基在施工后一直沒有明顯沉降的狀態。此外，軟土地基本身強度較低，土體承載力有限。隨著工程的發展，在軟土地基上荷載和外荷載共同作用下，軟土地基具有很強的壓縮性，隨著軟土地基上壓力的不斷增加，將不能承受水利建筑結構的自重，而且沉降速度會越來越快。當沉降值超過工程安全標準時，就會出現傾斜、失穩、坍塌等問題，嚴重影響水利工程的施工質量和進度，威脅水利建設結構的穩定。

二、水利施工中軟土地基處理技術研究

（一）排水固結法

該技術的關鍵是排水系統和加壓系統。根據加壓方法的多樣性，可分為真空預壓法、超載預壓法、沉淀預壓法等。然而，軟土地基的排水是根據軟土地基滲透性差的原理來實現的。第一種加壓方式較為常見，在軟土地基表面鋪設一層砂墊層，埋設排水管，用封閉膜隔絕大氣，然后用真空泵裝置形成真空區，提高地基承載力；第二種方法效果顯著，但超載預壓閾值不易控制；第三種方法類似于真空預壓覆膜法，在軟土上設置砂井和塑料排水溝，根據工程實際情況和處理要求、經濟性等原則綜合考慮。

（二）化學固結法

一般情況下，在其它簡單經濟的處理方案均未達到理想效果后，采用該方法進行改進。特別是在新材料不斷出現和使用的情況下，可用于軟土地基的填筑和變形，可明顯增強地基的穩定性。有高壓噴射法、深層攪拌法、注漿法等。它們都是用來硬化軟土通過使用有針對性的化學材料。深層攪拌法是將固化劑摻入原土地基中。高壓噴射注漿法原理與注漿法相同。灌漿采用高壓氣流、氣壓和水壓分別注入裂縫中，以提高軟土地基的承載力和硬度，顯著降低軟土地基的沉降，保證水利建設工程的整體質量。

（三）灌漿處理法

按灌漿方法可分為滲透灌漿、劈裂灌漿、硅化灌漿和水泥攪拌法。滲透注漿法更適合于含更多裂縫的軟土地基，可以保證原有結構不受破壞。劈裂灌漿受力后難以保證原有結構，需要擴大灌漿范圍，硅化灌漿法可提高強度，軟土地基的壓實性和實際承載力是通過將主要由硅酸鈉組成的混合溶液注入地基底部結構而固化成石的。水泥攪拌法是目前水利工程中最常見的地基處理方法，它以水泥漿為主要材料，將軟土與固化組分混合，使水泥漿與軟土發生反應，利用固化水泥去除軟土層中的水分，提高軟土結構的性能，提高其穩定性和壓力，從而提高水利工程基礎結構的耐久性和安全性。為保證注漿法的良好處理效果，一是要做好前期勘察工作，合理選擇固化劑，調配漿液。二是選擇合適的注漿方法，嚴格控制注漿壓力和單注漿量，保證充填的均勻密實，突出固化能力，從而達到有效提高軟土地基物理性質的目的。

（四）換填處理法

換填處理法操作相對簡單，工藝性不強，處理成本低。通常適用于軟土層較薄的情況。主要方法是利用平原土、砂土等高綜合強度的材料代替原軟土地基表層的粉質粘土，以提高地塊的地基強度。處理的重點是換填材料的選擇和填筑層的鋪設。回填材料應選用滲透性強、密實性好的材料。考慮到施工成本，最好使用當地材料，用最普通的砂、灰土和水泥代替。分層壓實施工的質量管理。控制單次填筑厚度，選擇合適的碾壓機械進行壓實，及時檢查壓實度、平整度。根據要求，做好地基壓實處理，確保各層的壓實質量合格，在地基上形成較好的承載層，從而提高原有區域基礎結構的綜合強度。

（五）水泥土攪拌樁

水泥土加固是在加固的過程中發生的物理和化學反應，其與混凝土的硬化原理還具有一定的區別。混凝土硬化是水泥與填充物質所產生的水化和水解，其發生凝結的速度較快。而水泥加固土中的水泥量不高，最多可為加固土的1/5，水泥產生的水解等化學反應也在活性介質內完成，其強度提升的速度較混凝土更低。

當前工程所使用的攪拌樁布樁方式可為格構式和柱狀形式。以前者為例，通常應用于軟土地基和粉砂中能夠產生更為理想的效果。軟土地基發生沉降的原因主要為側向出現變形的情況，在軟土地基中使用懸浮的攪拌樁，便可有效對軟土的側向進行控制，從而降低發生沉降的概率。

綜上所述，在實踐研究過程，要結合具體工程實際，有針對性地制定更加完善的軟土地基處理方案，從而才能不斷提高軟土地基處理技術應用效率。