水利工程軟土地基性能分析和處理技術(shù)

吳杰

山東省臨沂市臨沭縣水利局 山東臨沂 276700

水利工程功能的特殊性決定了其施工環(huán)境的復雜性，大多數(shù)水利項目建設于濕度較大的河流、沿海等區(qū)域。因此，水利施工的安全性和整體質(zhì)量在很大程度上取決于軟土地基的處理情況，實踐工程中軟基處理應引起技術(shù)部門的重點關(guān)注。建筑物上部結(jié)構(gòu)的承載力完全由水利工程地基承擔，若未能實施地基處理很容易引起明顯的地基土沉降。軟基處理能夠顯著改善地基的透水性，其原因為地層以上地基受建筑物地層下部水流運動影響產(chǎn)生一定壓力，為降低建筑結(jié)構(gòu)受壓力作用的影響程度必須實施有效的處理措施。通過采取有效的處理技術(shù)可以提高地基模量、減緩基土下沉速度以及改善地基壓縮特性;地基穩(wěn)定性與地基抗剪強度密切相關(guān)，所以地基處理還可減輕壓力和剪力破壞，改善地基剪切特性及增強地基抗壓力;此外，地基處理還可減少或消除膨潤土及濕陷土的特性，降低地震液化的不利影響，提高地基抗震強度和改善地基的動力特性[1]。

1 軟土地基概括

所謂軟土，就是指強度值比較低，同時，具有較高的壓縮性的軟弱土質(zhì)層，通常情況下，會與淤泥、軟黏性土結(jié)合起，以此形成軟土。一般情況下，在軟土地基中含有較大的水分，含水量基本在35%-75%，而飽和度則在90%以上，軟土的塑性指數(shù)在15-30。由于存在的軟土，在空隙方面比較小，同時，較低的抗剪強度，因此，對于 水利工程軟土地基來說，強度普遍偏低。因此，在軟土地基中進行路基的修建，一旦在施工的過程中施工技術(shù)不合理，就會導致路面發(fā)生沉降，或者導致路面的失衡現(xiàn)象，對水利工程造成嚴重的破壞。因此，為了保障在 水利工程軟土地基施工過程中提升強度，就需要對軟土地基上的施工技術(shù)進行優(yōu)化。

2 水利工程軟土地基處理技術(shù)

2.1 換填法

軟土層厚度為2-3cm時比較適用砂石換填墊層法，施工過程中先對表層軟土挖除，并利用穩(wěn)定性好、強度高的材料加以更換。其中，卵石、砂、砂石等為工程中常用的換填墊層材料，以上墊層石料存在容易碾壓密實、透水性良好、壓縮性小及強度高等特點，能夠明顯加快軟土層的固結(jié)排水速度以及顯著增強地基抗變形能力，大大降低沉降程度和消除膨脹土漲縮，有效防止基土出現(xiàn)凍脹破壞。完成換填施工后還需夯實此處地基，從而增強地基的整體抗變形、穩(wěn)定性、承載力以及維持良好的持力層[2]。

2.2 強夯法處理

在水利工程施工過程中，使用強夯法，就是利用重錘的方式，在自由落下的過程中所產(chǎn)生的巨大沖擊力，反復地對地基上的土層進行樁基，使得能夠?qū)幻嬉幌乱欢ㄉ疃鹊耐翆舆M行夯實處理，這樣便可以很好地提升地基的承載力和土地的整體穩(wěn)定性，進而起到減少壓縮性的效果。但是，在夯實的過程中，產(chǎn)生的能量較大，因此，就會進一步地提升加固的深度。對于一般的軟土地基加固的方法，可以起到良好的效果，在現(xiàn)階段的施工建設過程中，比較常見的集中加固方法有擠密碎石樁加夯法、砂樁加夯法以及強夯碎石墩法。

2.3 水泥涂粉噴樁法

在這個方法的過程中，使得粉噴樁同周圍存在的土體形成復合地基，并與土體進行緊密的結(jié)合，能夠承受較大的壓力，并將應力集中在樁體上，讓應力的大部分符合能夠由樁體進行承擔，而在樁間土的位置上，降低應力。因此，讓形成的復合地基承載力提升，降低了沉降量。在使用這種技術(shù)方法的過程中，由于水泥粉有著較強的吸水能力，并且會發(fā)熱和膨脹，對于樁間土來說，可以起到一定的加固作用，大大提升復合地基的實際強度。并且，在利用水泥土粉噴樁，對軟土地基進行加固的過程中，還需對周圍各種影響因素進行考量，例如，在將水泥粉當作主要的加固料的時候，能夠起到最大的強度。同時，在進行攪拌的過程中，當達到2分鐘的時候，就可以完成攪拌操作，一旦攪拌時間過長，就會導致強度的下降。通常情況下，置換率越高，就會導致強度的提升，因此，表現(xiàn)為隨著齡期的提升而提升。而在含水量達到特定的值的時候，樁體的實際強度能夠提到最高。

2.4 化學固結(jié)法

水利施工中常用的化學固結(jié)法有深層攪拌、高壓噴射和灌漿法三種方式，其中灌漿法主要是將固化漿液利用液壓、電化學或氣壓等方式注入孔隙及裂縫內(nèi)，從而改善軟基力學性能;深層攪拌法屬于工程實踐中軟基處理的常見方式，主要通過添加固化劑固化軟基，終提升地基強度。實質(zhì)上，這些方法都是將地基深處的軟土與水泥、石灰等固化材料黏合，從而達到提高軟基承載能力和硬化深層軟土的目的，最大限度的降低軟基沉降。化學固結(jié)法較其其它施工方式，其綜合成本較高[3]。

2.5 旋噴法

旋噴法是一種較為專業(yè)的被用來處理軟土地基的方法，其工作原理是借助于旋噴機械對軟土地基進行治理，將軟土地基優(yōu)秀的防滲透性能發(fā)揮至最佳狀態(tài)，以有效提高軟土地基的壓實情況。在正式應用旋噴法之前，水利工程施工技術(shù)人員應對各類旋噴機械進行詳細全面的深入了解，明晰不同旋噴機械設備的操作方式及操作注意事項，隨后工作人員還需對水利工程內(nèi)容及施工需求等進行相關(guān)調(diào)研，才能有效處理水利工程的軟土地基，對軟土地基進行充分改善。在正式應用旋噴法階段，施工技術(shù)人員需進行水泥噴射，確保軟土地基與漿液可以凝固，當二者凝固后所產(chǎn)生的旋噴注可對軟土地基進行進一步的加固作用。

3 結(jié)語

總體而言，水利施工軟基處理應充分考慮各方面因素，結(jié)合工程量情況選擇合適的技術(shù)方案，切實提升軟基的穩(wěn)定性、承載力和工程建設質(zhì)量。不同方案的成本、工藝、適用范圍存在差異，應考慮施工現(xiàn)場具體情況選擇相應的技術(shù)方案。