試析水利施工中軟土地基處理的方法

郭國輝 廣東南方建設集團有限公司廣州分公司

水利工程作為我國國民基礎工程的重要組成部分，水利工程質量與規(guī)模對于我國水土防治與用水具有重要的影響。軟土地基作為影響水利工程質量的重要因素之一，施工單位逐漸增加對于軟土地基處理的重視度，在施工過程中通過增加建筑結構承載能力的方式，強化土質的支撐作用，從而保證了水利地基施工的質量。因此，科學進行水利軟土地基處理，有助于保證水利施工的安全開展。

1.軟土地基的特點及危害

1.1 軟土地基的特點

軟土地基的特點主要體現在以下六個方面：

一是壓縮性強。軟土地基中含有大量的水分和微生物，導致地基的空隙變大，增強了地基的壓縮性，水利工程在施工時，一旦施工重量超過軟土地基的承載力，會出現沉降的現象，不僅增加了水利施工的風險性，也導致施工成本增加。

二是透水性低。軟土地基中土質的主要成為為淤泥，其具有極低的透水性，難以滿足水利工程排水的需求。

三是土質不均勻。軟土地基的土質存在不均勻的問題，導致水利施工中容易出現不均勻下沉的現象。

四是下沉速度快。由于軟土地基存在壓縮性強的特點，導致水利工程施工后出現快速下沉的現象。

五是觸變性強。部分軟土地基在不受外部因素影響下具有一定的承載強度，一旦受到外部破壞后，軟土地基會出現承載強度下降的問題，進而出現工程下沉的現象。

六是強度低。軟土地基主要由軟土構成，導致軟土的承載力不足，處理不當，容易出現工程塌陷的風險。

1.2 軟土地基的危害

通過對軟土地基的特點分析可以發(fā)現，軟土地基具有壓縮性強、透水性低、土質不均勻、下沉速度快、觸變性強、強度低的缺點，導致軟土地基施工存在極大的風險性，一旦沒有做好軟土地基施工的科學處理，就會導致下沉、塌陷工程事故的出現，增加了水利施工的風險性，也導致水利施工成本增加。因此，做好水利施工中的軟土地基科學處理至關重要。

2.水利施工中軟土地基的處理方法

2.1 樁基法

樁基法是軟土地基常用的處理方法之一，傳統(tǒng)的樁基法是采用打樁加固的方式，將木樁、砂石樁、水泥攪拌樁等打入淤泥層，以起到軟土加固的作用。傳統(tǒng)加固方式存在施工時間長、施工后形變大等方面的問題，增加了水利工程的后期維護成本。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，鋼筋混凝土預制樁和灌注樁在軟土地基中得到了應用。鋼筋混凝土預制樁是指借助鋼筋混凝土樁和預應力，進行軟土地基淤泥層的加固，由于鋼筋混凝土預制樁具有承載力強、抗壓力強、施工速度快等方面的優(yōu)點，在軟土地基施工中被廣泛采用。它滿足了水利地基施工對于地基承載力的需求，也提升了水利工程地基的強度。

灌注樁是指在水利地基施工過程中，把灌注樁打入硬土層，以起到增加水利工程地基承載臺的目的，但灌注樁在技術方面存在一定的問題，無法對水利地基施工質量進行保證。因此，施工單位在進行水利軟土地基施工處理時，應當結合軟土地基的實際情況，結合水利工程質量、應用范圍等方面的要求，科學進行樁基法的選擇，在提升軟土地基承載力的基礎上，提升水利工程施工質量。

例如，水泥攪拌樁在軟土地基中的應用，其具體流程如圖1所示，施工單位可以從以下幾方面，進行施工方法及技術的實施。

圖1 水泥攪拌樁施工工藝圖

一是室內工藝配方試驗：按設計要求確定水泥摻加量。水泥土強度必須符合設計要求。一般情況下水泥摻加量按濕土容重1.8噸/立方米計，水泥設計摻加量12～20%(以15%為64kg/m)，水灰比為0.45～0.5。必須通過室內配比試驗的檢驗，符合設計要求。

二是施工前應先做試驗樁，試驗樁數不少于5根。檢驗滿足設計要求的各種技術參數，如鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴入量及攪拌的均勻性。

三是施工前應丈量鉆桿長度，并標上顯著標志，以便掌握鉆桿鉆入深度，保證設計樁長。

四是施工中應隨時檢查起吊設備的平整度和導向架的垂直度，使垂直度偏差不超過1.5%。

五是施工中由專職施工技術員跟班檢查并做好詳細原始記錄。如輸灰泵輸漿量（含管道壓力），水泥漿經輸漿管達到攪拌漿噴漿時間以及預攪下沉速度，噴漿攪拌提升速度，重復攪拌下沉及提升速度等施工參數，復攪拌樁樁長及施工中有無異常現象等。

六是水泥漿不得離析，水泥漿嚴格按設計的配合比配置，要預先篩除水泥中的結塊。為防止水泥漿離析，可在灰漿拌制中不斷攪動，待壓漿前才緩慢倒入集料斗中。

七是供漿必須連續(xù)，拌和必須均勻。若因故停漿，為防止斷樁和缺漿，應使攪拌機下沉至停漿面以下的0.5m處，待恢復供漿后再噴漿提升。如因故停機超過3小時，為防止?jié){涂硬結堵管，應先拆卸輸漿管路，清洗干凈后作備用。

八是攪拌機提升至地面以下1m處時宜用慢速；當噴漿口即將出地面時，應停止提升，攪拌數秒以保證樁頭均勻密實。

九是水泥攪拌樁施工完成后，必須對地基進行靜載測試和抽芯取樣測試，用以檢驗水泥攪拌樁施工質量，檢驗頻率按設計及施工技術規(guī)范要求執(zhí)行。

十是深層水泥攪拌樁施工允許偏差應符合施工技術規(guī)范要求。垂直度偏差不大于1.5%，樁徑偏差不宜大于4%，樁位偏差不宜大于5厘米。停漿面應高出樁頂設計高程30～50厘米，開挖基坑時，將上部質量較差段人工挖除。

2.2 換土法

當水利施工軟土地基的淤泥層不厚實，可以結合工程實際施工與施工成本需求，進行換土法的應用，以提升水利工程地基的承載力。換土法是指借助沙壤土、粗砂、水泥土、灰土等進行軟土地基淤泥的換填，以達到增強軟土地基承載力的目的。但是，換土法具有成本高的缺點，施工單位在采用換土法進行軟土地基處理時，可以基于成本控制需求，結合水利工程施工質量要求，就近進行換填土的選擇，在保證周邊地基層穩(wěn)定的前提下，進行換填土施工，從而增強水利地基的穩(wěn)定性，降低后續(xù)施工的難度，提高水利工程的安全性與穩(wěn)定性。

2.3 灌漿法

灌漿法是一種化學原理進行軟土地基處理的方式，它是用化學加固漿液，以電化、氣壓、液壓等方式，進行軟土地基縫隙的填筑，以提升軟土地基的承載力，滿足水利工程的地基承載需求。目前，高壓旋噴灌漿處理是軟土地基處理采用較多的方式，它是在水利施工的閘機中進行水泥土摩擦樁的打入，促進閘機承載力的提升，逐步改變軟土地基下沉的問題。

2.4 排水法

排水法可以分為排水和加固兩個部分，其主要解決了軟土地基透水性低、穩(wěn)定性不足的問題，提高地基的承載力與透水性。施工單位可以通過插入排水板的方式，進行軟土地基承載力和透水性的提升，軟土地基的地下水會在排水板的擠壓下，由砂層向兩側排出，以提升軟土地基的承載力。施工單位在應用排水法時，應當做好排水板的標注工作，以保證后續(xù)排水板打樁、留余、填砂施工的有序開展。施工單位在做好基坑排水后，應當進行基坑檢驗，檢驗標準如表1所示，在管道隱蔽驗收合格后，立即進行基坑回填，回填順序應按管道排水方向由高往低分層進行。回填時兩側應同時進行，防止管道移位。回填時，基坑內應無積水，不得回填淤泥、腐殖土及有機物等雜物，在管頂上500mm范圍內不得回填大于100mm的石塊、磚塊等雜物。井室等附屬構筑物回填應四周同時進行。

表1 基坑排水檢驗標準

2.5 加筋法

加筋法是一種通過在軟土地基中加入抗拉能力強的材料，增加土層砂礫與材料之間的摩擦，促進材料與砂礫形成整體，從而達到增強軟土地基穩(wěn)定性的目的的方法。施工單位在借助加筋法進行水利施工中軟土地基處理時，應當結合軟土地基土質的實際情況，以水利工程質量為參照，進行加入材料的科學選擇，保證材料可以與軟土地基中的砂礫增加摩擦，提高軟土地基的穩(wěn)定性，從而保障水利施工的順利開展。

2.6 振沖法

振沖法是一種借助振沖器進行軟土性能轉變的處理方式，振沖法具有環(huán)保性能高、水土破壞性小、施工便捷等方面的優(yōu)點，得到了施工單位的重視和應用。振沖法可以分成密實法和置換法兩種施工模式。密實法是指施工單位可以借助振沖器進行軟土地基內部顆粒密度的縮短，進而提高地基承載力的方式。置換法是指把碎石、碎料等加入軟土地基中，增加軟土地基內部摩擦的方式，它使軟土地基轉變?yōu)榉系鼗黾恿塑浲恋鼗某惺芰Γ瑥亩蛊溥_到水利施工的承載力需求。施工單位在進行振沖法時，可以結合水利施工的實際情況，根據水利工程質量需求，進行密實法和置換法的科學選擇，借助振沖器進行軟土地基施工工作的開展，以保證施工后的軟土地基性能符合水利施工需求。振沖施工結束后，施工單位應當結合水利施工標準，進行后續(xù)施工的開展，不僅保證了水利施工的進度，還幫助施工單位進行成本的節(jié)約，有助于水利施工質量提升。

3.結束語

綜上所述，軟土地基處理是水利工程施工的重點關注問題之一，施工單位結合水利工程的施工質量與實際使用需求，提出了科學的處理方法，保證了水利施工的安全性。但是，施工單位在進行軟土地基處理方法選擇時，應當結合實際施工情況，在原有施工經驗的基礎上，進行處理方法的完善，促進軟土地基穩(wěn)定性的提升，有助于我國水利工程施工的順利開展。