水利工程軟土地基處理技術探究

文／溫懷明 寧夏中康建設集團有限公司 寧夏銀川 750000

引言：

水利工程在軟土地上的建設和處理是一個復雜而關鍵的問題。軟土地往往具有較弱的承載力、較高的水含量和較大的壓縮性，容易引起土體的沉降和變形，從而影響水利工程的安全性和穩定性。因此，對軟土地的特性進行深入研究，并提出適當的處理技術對于水利工程的設計和施工至關重要。

1.項目簡介

濕地建設QC 小組是在2019 年4 月10 日成立的，該小組由7 名成員組成。他們的主要任務是負責監督和管理四二干溝三丁湖水系開挖及濕地建設項目的施工工作。其中，六個標段的主要工作是進行三丁湖人工濕地的土方工程。此外，還有對立丁公路段進行改造，共計5.66 公里，并且連通改造了四二干溝南側的三丁湖56 處，以及1391 畝的魚池，最終形成了1874.4 畝的人工濕地。

由于該工程是一個濕地建設項目，路基平整度較差，特別是低洼地區最深處需要進行2—3 米的填方處理。此外，部分路基還經過淤泥地帶，需要進行換填處理。總的處理工程量約為23 萬立方米。在該工程中，魚塘開挖會產生約35 萬立方米的棄土，其中包括砂礫石、砂性土、粘性土和黃土等軟土類型的土質。建設單位要求我們的項目部合理利用這些廢土，以降低工程造價。因此，這次的課題確定為提高軟土回填的壓實度合格率。這意味著我們需要找到一種有效的方法來對軟土進行回填，并確保回填后的土壤可以達到一定的壓實度要求。通過提高回填土壤的壓實度合格率，我們可以有效地利用魚塘開挖的廢土資源，減少工程造價。這不僅有助于環境保護，還能提高工程的可持續性。

2.水利工程軟土地基處理存在的不足

2.1 人員素質和專業水平參差不齊

在實際工作中，專業水平是軟土地基處理過程中的核心要素。然而，由于專業人員的專業水平存在一定的差距，導致軟土地基處理工作中存在一些明顯的不足。首先，一些專業人員對于軟土地基的性質和特點理解不夠深入，對于軟土地基處理原理和方法的掌握程度有所欠缺，導致處理效果不佳。其次，一些專業人員在實際操作過程中存在一些技術上的問題，從而導致軟土地基處理中出現一些錯誤和瑕疵。再次，一些專業人員對于軟土地基處理的監測和評估工作重視程度不夠，對于軟土地基處理后的狀況和效果缺乏全面準確的了解。最后，一些專業人員對于軟土地基處理技術的創新和改進意識不強，缺乏對于新技術和新方法應用的積極性。

2.2 實驗設備精度不足、儀器未校正

在實際的軟土地基處理過程中，存在著實驗設備精度不足的問題。首先，一些實驗設備的測量精度無法滿足工程需要。例如，常見的軟土地基處理實驗中，對于軟土的含水量、固結度、壓縮系數等參數需要進行準確的測量，然而一些常用的測量設備在測量過程中存在較大的誤差，導致最終得到的數據不夠準確和可靠。這給工程設計和處理工藝的優化帶來了困難，可能導致出現建設和使用階段的不良情況。其次，還存在儀器未校正的問題。在實際使用中，由于設備的老化、使用條件的變化等原因，儀器的測量結果可能會產生偏差。如果不對儀器進行定期校準和校驗，這些偏差就會被放大并影響到軟土地基處理的準確性和可靠性。然而，目前在濕地建設項目中，儀器校正和校驗工作并不夠重視，導致實際測量結果與真實情況存在較大差距。

這些不足之處對于軟土地基處理的效果和水利工程的安全穩定性都會產生不利影響。一方面，誤差較大的實驗結果可能導致對軟土地基性質的錯誤判斷，進而影響到工程設計的合理與否。例如，如果對軟土的含水量測量不準確，就可能導致整個處理過程中水的加入和排出失衡，從而影響到軟土地基的穩定性。另一方面，儀器未校正也可能導致相同條件下的重復試驗結果不一致，這會增加工程的風險和不確定性。

2.3 光輪壓路機碾壓效果差

首先，光輪壓路機在碾壓軟土地基時，由于重型設備的運作和壓力之下，壓路機碾壓軟土地基的效果并不理想。這主要體現在以下幾個方面。第一，碾壓壓力不均勻。光輪壓路機在軟土地基處理過程中，由于機械設備的限制和特點，會出現碾壓壓力不均勻的情況。這導致軟土地基中的土層受力不均勻，一些地方出現過度壓實，而其他地方則處于松散狀態。這樣造成的結果是，軟土地基的承載能力不均勻，影響到了工程的穩定性和使用壽命[1]。第二，碾壓深度不夠。光輪壓路機的碾壓深度是有限的，這就導致了在軟土地基處理過程中，碾壓到達的深度不夠，軟土地基的下層依然是松散的，無法得到有效的強固和加固。這樣的情況下，軟土地基仍然存在著較大的沉降和變形的風險，對工程的穩定性和安全性有著不利的影響。第三，碾壓速度過快。光輪壓路機在操作過程中，由于機械設備的特性和施工經驗的積累，往往容易產生碾壓速度過快的情況。這樣一來，碾壓過程中的土層位移和變形就較大，無法達到預期的加固效果。同時，碾壓速度過快還容易引起軟土振動，導致土體變得更加松散，甚至發生液化現象，這對周邊環境的穩定和安全構成了嚴重威脅。

2.4 現場補水不均勻

當前在濕地建設軟土地基處理中存在一個重要問題，即缺乏科學的檢測方法。傳統的檢測方法如土樣取樣、顏色觀察和試坑觀察等，無法提供準確的軟土地基物理力學性質和水文地質條件的信息。因此，對軟土地基的評估和處理方案的確定存在較大的不確定性。另外，軟土地基處理也缺乏科學的分析和設計方法。處理方案和施工方法對工程質量起著關鍵作用，但目前很多軟土地基處理方案和施工方法仍基于經驗和常規做法，缺乏科學和系統的分析和設計方法[2]。例如，常見的加固處理、預壓處理和排水處理等方法在軟土地基處理中被廣泛應用，但這些方法的能力和效果缺乏經過系統的分析和設計，導致處理效果不穩定，工程質量不可靠。

2.5 缺少科學檢測方法

目前濕地建設軟土地基處理僅僅依靠一些傳統的檢測方法，如土樣取樣、顏色觀察、試坑觀察等，這些方法不能提供準確的軟土地基物理力學性質和水文地質條件的信息，對軟土地基的評估和處理方案的確定帶來了很大的不確定性。另外，軟土地基處理缺乏科學的分析和設計方法。軟土地基的處理方案和施工方法是直接影響工程質量的關鍵因素，而目前很多軟土地基處理方案和施工方法是基于經驗和常規的做法，缺乏科學和系統的分析和設計方法。例如，在軟土地基的處理中，常常使用加固處理、預壓處理和排水處理等方法，但是這些處理方法的能力和效果并沒有經過系統的分析和設計，導致處理效果的不穩定和工程質量的不可靠。同時，軟土地基處理還存在軟土地基改良效果評估的不足。軟土地基改良的效果評估是軟土地基處理工程的一個重要環節，它反映了軟土地基改良效果的科學性和可靠性。但是目前很多軟土地基處理工程在效果評估中僅僅依靠簡單的質量檢測方法，如材料強度測試、變形觀察等，這些方法不能提供準確和直觀的軟土地基改良效果的信息，導致對軟土地基改良效果的評估具有很大的主觀性和不確定性。

3.水利工程軟土地基工程解決對策

水利工程在軟土地上的建設和處理是一個具有挑戰性的任務。軟土地指的是具有較弱的承載力、較高的水含量和較大的壓縮性的土壤。這些特性給水利工程的設計、建設和運營帶來了許多問題和困難。為了確保水利工程在軟土地上的穩定性和安全性，需要采取一系列的解決對策和措施。

3.1 加強對相關人員培訓

水利工程軟土地基處理技術研究是一項旨在提高工程施工質量和效率的關鍵技術，該技術涉及地質勘探、軟土地基的性質分析、地基加固與建設等多個環節。通過對軟土地基的科學處理，可以有效地提高土壤的承載能力和穩定性，從而保障水利工程的長期安全可靠運行。為了實現這一目標，提高相關人員的綜合素質尤為重要。

首先，需要提高工程技術人員的專業知識和實踐經驗，使其掌握最新的軟土地基處理技術和方法。這包括地質工程、巖土工程、地質勘探、土力學等方面的知識，以及相關軟土地基處理設備和工藝的了解[3]。只有通過全面的知識儲備，工程技術人員才能準確分析軟土地基的特點和問題，并提出合理的處理方案。另外，還需要著重培養工程管理人員的素質和能力。他們需要具備項目管理、協調溝通、決策能力等多方面的才能，以確保軟土地基處理工程的順利進行。工程管理人員需要在整個工程過程中協調各方利益，協調施工進度和質量要求，合理配置人力、物力和財力資源，有效地解決工程中的各種問題。只有這樣，軟土地基處理工程才能在規定的時間和預算內達到預期效果。最后，與軟土地基處理工程相關的技術人員也需要不斷提高自身的技術水平。他們需要參與各種培訓和學術交流活動，及時了解最新的研究成果和技術進展。通過與同行的交流和學習，他們可以拓寬自己的眼界，掌握新的軟土地基處理技術和方法。同時，還需經常進行實地考察和試驗，驗證和改進自己的技術理論和方法。只有不斷追求卓越，才能持續提升軟土地基處理工程的技術水平。

3.2 提升實驗設備精度、及時校正儀器

傳統的實驗設備在測量軟土地基的力學性質時常常存在一定的誤差。為了克服這個問題，研究者們開發了許多新的儀器和設備，用于更準確地測量軟土地基的物理和力學性質。例如，現代化的壓力傳感器、變形傳感器和溫度傳感器的應用，可以實時地監測軟土地基在不同荷載下的變形特性和強度變化。此外，利用新的數值模擬方法和圖像處理技術，可以對軟土的變形和破壞機制進行更深入的研究和分析。

及時校正儀器的精度對于保證實驗數據的準確性和可靠性至關重要。在實驗過程中，儀器和設備的測量誤差常常會引入不確定性，從而影響研究結果的可信度。為了解決這個問題，我們采取了一系列的校正措施，包括定期的儀器維護和校準、使用標準參考材料進行數據校對，以及建立有效的質量控制體系等。此外，為了減少儀器的運行誤差，我們采取了自動化的數據采集系統和智能化的控制系統[4]，能夠實時監測儀器的狀態和性能，并及時進行調整和校正。

3.3 壓路機工藝優化

光輪壓路機雖然廣泛應用于壓實作業中，但對于特殊的軟土地基來說，其壓實效果可能并不理想。在這種情況下，我們可以考慮使用其他類型的壓實設備，如振動壓路機、超重型壓路機等。這些設備具有更強的壓實能力，可以更好地改善軟土地基的穩定性。同時，我們需要優化碾壓工藝。碾壓工藝的優化是提高碾壓效果的關鍵。我們可以通過調整碾壓速度、碾壓次數和碾壓路線等參數，使碾壓作業更加合理高效。此外，我們還可以在軟土地基上鋪設一定厚度的砂墊層，以提高碾壓作業的效果。此外，還可以考慮加強前期地基處理工作。在進行軟土地基的壓實作業之前，我們可以采取一些前期地基處理措施，如排水、加固、加速固結等[5]。通過這些措施，可以減少軟土地基的含水量和有機質含量，提高軟土地基的穩定性和承載能力，從而提高后期碾壓作業時的效果。另外，還可以在軟土地基表面進行加固處理。加固處理可以通過修筑一定厚度的加筋混凝土面板、墊層或者鋪設地基增強材料等方式進行。這樣可以在一定程度上提高軟土地基的穩定性和承載能力，減少碾壓作業時的變形和沉降。

3.4 制定合適的補水方案

為了解決現場補水不均勻這個問題，提出以下幾種對策。

第一，應該在施工前進行地質勘測和土壤測試，以了解軟土地的性質和特點。這樣可以有針對性地設計合理的補水方案。通過對不同區域的土壤特性進行分析，可以確定最適合的補水方法和補水量，以確保軟土地得到均勻濕潤。第二，應該采取科學合理的施工工藝，確保補水過程中水流的均勻性。可以通過合理設置噴射水龍頭、噴淋設備等，控制補水水流的速度和密度，使其在軟土地表面均勻分布。同時，還可以采用波動補水的方式，即不斷變化補水流量和補水位置，使軟土地得到更加均勻的水分補給。第三，應該加強現場管理和監測。在軟土地處理過程中，應設置專人負責補水管理，監測補水效果。可以通過定期測量土壤水分含量、土壤膨脹性等指標，以評估補水效果，并及時調整補水量和補水頻率。在發現現場補水不均勻的情況下，應立即采取措施進行調整，以防止軟土地發生嚴重問題。此外，研發和應用新型軟土地處理技術也是解決現場補水不均勻問題的重要途徑。目前，一些新型軟土地處理技術如微生物固化、浸漬加固等已經得到廣泛應用。這些新技術能夠提高軟土地的穩定性和密實度，從而降低補水不均勻帶來的風險。

3.5 合理選擇地基處理方法

在軟土地基工程中，存在多種地基處理方法可供選擇，如加固、加筋、加密等。然而，并非所有的地基處理方法都適用于每個具體的工程項目。

為了解決軟土地基問題，應根據具體的工程情況和土壤特性，合理選擇適合的地基處理方法。這需要通過對地基進行詳細的勘測和土壤測試，并結合工程設計要求和經濟可行性進行評估。

一些常用的地基處理方法包括土壤改良、加固樁、預壓和排水等。土壤改良是通過添加特殊材料或化學藥劑來改變土壤的物理和化學特性，從而提高地基的強度和穩定性。加固樁是在土壤中鉆孔并灌注混凝土或鋼筋，以增加地基的承載能力[6]。預壓是通過在地基上施加預壓載荷，以改善土壤的固結性能和減少沉降。排水是通過設置排水系統，以減少地下水位和提高土壤的穩定性。

在選擇地基處理方法時，還應考慮環境影響、工期要求和成本效益等因素。對于環境影響，應評估處理方法可能對周圍環境和生態系統的潛在影響，并采取相應的環境保護措施。對于工期要求，需要考慮不同處理方法的施工時間和工程進度，以確保項目能按時完成。對于成本效益，應綜合考慮不同處理方法的成本、效果和長期維護費用，以選擇最經濟實用的方法。

綜合評估后，選擇最佳的地基處理方法，有助于有效解決軟土地基工程問題，提高工程的可靠性和持久性。合理處理軟土地基可以提高地基的穩定性和承載能力，降低工程風險，確保工程質量。

4.項目成果

在后續的填筑過程中，質量控制（QC）小組繼續跟蹤抽檢不同層次、不同段落的壓實度，共計210 個點，并計算出了終規范值。通過對軟土土質回填料路基填筑的改進措施前后的壓實度比較，我們發現在對策實施后，壓實度從88.7%提高到了93.8%。這表明我們所采取的鞏固措施效果顯著，在鞏固期內，壓實度也得到了有效的提升。針對本次填筑過程中的成功經驗，我們可以總結出幾點啟示。首先，嚴格遵守規范要求是提高填筑質量的關鍵。只有按照規范執行，才能保證施工的準確性和穩定性。其次，加強施工現場管理和工人培訓是提高填筑質量的重要手段。只有通過良好的管理和培訓，施工人員才能正確進行操作，提高技術水平。最后，及時監測和調整是保證填筑質量的保障。通過實時監測，可以發現問題并及時采取措施進行調整，避免出現填筑質量不合格的情況。

5.工程帶來的效益

一方面濕地水利工程通常需要經受長期的濕潤環境侵蝕，而軟土地基的穩定性較差，容易發生沉降、滑動等問題。采用軟土地基處理技術，可以增加土體的穩定性，防止地基的變形和滑動，保證工程的長期穩定運行。另一方面濕地水利工程對土建投資較大，若地基處理不當，可能導致工程質量低下，甚至出現嚴重的事故隱患。采用軟土地基處理技術，可以提高工程質量，減少維修和重建的費用，降低工程風險，節約投資。

結語：

綜上所述，通過對軟土土質回填料路基填筑壓實度的鞏固措施，我們成功提高了填筑質量和壓實度，保證了道路的使用壽命和安全性。這不僅得益于嚴格遵守規范要求和加強施工現場管理以及工人培訓，還得益于及時監測和調整。未來我們將不斷提高技術水平和管理水平，為更好地服務于工程建設做出貢獻。