水利市政工程建設中的軟土地基施工技術

朱玉磊，田道任，張明松

（濟南市市政工程建設集團有限公司，山東 濟南 250000）

我國社會經濟的快速發展，帶動了城市化發展進程的不斷加快，人們生活水平的提高，促使人們對于物質生活和精神需求方面也提出了更高要求，這就為市政工程項目建設帶來了新的挑戰。其中，軟土地基作為市政工程施工中的重要組成部分，受軟土本身特殊地質的影響，軟土地基施工處理工作也成為市政工程施工中的難點和重點，對于水利市政工程建設的整體質量也具有重要的影響作用。為此，為進一步切實保障水利市政工程建設的有序開展，就需要提高對于軟土地基施工技術應用的重視程度，意識到軟土地基施工技術對于水利市政工程建設優化的重要性，才能更好地提高水利市政工程施工地基基礎的穩定性，保障市政工程的安全。

1 軟土地基概述及其特點分析

1.1 軟土地基

軟土，顧名思義，主要是指湖沼、濱海、谷地以及河灘沉積等天然含水量、壓縮性高、孔隙比大、抗剪強度低的土質較軟的細粒土，具有固結系數小、固結時間長、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點，對于地基構造往往負面影響較大，且受軟土地本身特殊地質影響，軟土地基在處理中需要關注加固和固結處理，一旦處理不當，則極易引發水利市政工程出現承載力不足、沉降量過大、不均勻沉降等問題，進而導致工程輕則出現斷裂、管線滲漏，重則出現溝槽基坑邊坡失穩，致使工程停工等不良影響，為此，如何更好地將軟土地基施工技術應用在水利市政工程建設中已成為當前工程建設中的重中之重[1]。

1.2 軟土地基的特點

1.2.1 壓縮性

軟土地基的壓縮性是指在承受負荷時，軟土體積縮小的能力。由于軟土一般孔隙比會大于1，具有容重小但含水量卻大的特點，同時，軟土中含有大量的可燃氣體、微生物以及腐殖質，進而致使其壓縮性較高，穩定性較差[2]。另外，一般在相同環境下，軟土的塑限值越大，相應的壓縮性也會越大。這意味著在實際工程中，需要對軟土的塑限值進行精確測量，以預測其壓縮性能。

1.2.2 觸變性

軟土作為一種絮凝狀的結構性沉積物，一般情況下，原狀土在沒有受到破壞環境時具有一定的結構強度，但在受到外力影響擾動下，則會破壞結構強度，在強度降低或是稀釋條件下則會產生變形情況，進而極易引發軟土地基出現側向滑動、地面兩側擠出等不良現象，這就為水利市政工程帶來了較大的安全隱患，而這一性質也被稱為觸變性，常見的軟土地具有觸變性特征，包含雜填土、淤泥質土、沖填土等，這是水利市政工程中的一大安全隱患。

1.2.3 流變性

流變性主要是指在一定荷載作用持續影響下，伴隨著時間的延長，軟土也會隨之而變化的過程。這一特性主要發生在邊坡、碼頭、堤岸等場所，為此，就需要借助剪切實驗，在現場做原位實驗，來計算抗剪強度值，以此來增加軟土地基的安全系數。

1.2.4 不均勻性

在軟土中，由于許多軟土層中夾雜了粉細砂透鏡體等硬質物質，促使在軟土層平面以及垂直方向中會呈現出明顯的差異性，進而容易導致工程建設地基的不均勻沉降，出現路面裂縫或是凹陷等問題，進而影響到工程建設的有序進行[3]。

2 水利市政工程建設中軟土地基施工技術

2.1 表層排水法

表層排水法作為一種地基加固措施，主要是針對軟土地基含水量高這一特點，用于排出軟土地基中多余水分的常用舉措。該方式首先是需要結合水利工程施工地形情況，盡可能借助地形優勢來設置溝槽，進而實現自然排水。同時，還應綜合考慮溝槽布置對周邊環境的影響，關注沉降引起的坡度變化，避免挖掘周邊的地表水侵入填土[4]；其次，還應合理安排溝槽之間的間隔，結合工程建設情況，盡可能在填土之前利用透水性較好的砂礫回填形成盲溝，增強其排水能力，從而促使填充土壤的時候，能夠引導軟土中的水沿著對應溝渠排出施工現場，減少軟土地基中的含水量，提高水利市政工程地基的密實性和穩定性。但要注意，填充材料的粒徑要適中，過大的粒徑可能導致排水不暢，過小的粒徑又會增加工程量；最后，需要注意的是，在應用表層排水法過程中，還應關注其方法存在的局限性，表層排水法一般在含水量較大的軟土地基中應用效果較好，這就需要在軟土地基施工前，相關施工人員應提前深入施工現場對當地土壤進行取樣，開展實驗和分析，來判斷和確認土層中的含水量情況，從而有效提高軟土地基施工技術應用的科學性。

2.2 真空預壓法

在水利市政工程施工中，地基中存在的不均勻沉降常常會對工程造成較大的破壞性，如：土層中攜帶不均勻的塊狀物、填土中摻雜著草渣和樹根等，這些物質的存在極易影響地基土質結構和顆粒的緊密程度，進而會引發塊狀物出現沉淀、沉積等問題，最終危及水利市政工程的整體施工建設。而就當前許多水利市政工程施工情況來看，一些施工單位忽視了土質厚度、土質分層以及填土等方面的管理要素，這就容易為水利市政工程埋下地基下沉的安全隱患，為此，為進一步提高對于水利市政工程軟土地基的管理水平，就需要合理應用軟土地基施工技術。

其中，真空預壓法作為有效預防和治理軟土地基沉降、提高地基固結水平的方法，主要是通過將一定厚度的砂墊層鋪設在施工中的表層范圍內，借助砂墊層具有的鞏固軟土地基表層功效，以土地穿插的方式，設置排水板，組成豎向排水通道，之后再鋪設一層密封性良好的塑料薄膜，以此來降低軟土地基中的孔隙水壓力，切實強化地基中的有效應力，進而實現加快地基固結的作用。真空預壓施工應按排水系統施工（水平排水層（砂墊層）、垂直排水層（塑料排水板或砂井）、抽真空系統施工（真空泵、真空管路）、密封系統施工（密封膜、密封溝）、抽氣步驟進行。需要注意的是，所鋪設的塑料薄膜，應注重其密閉狀態，應將空氣和水進行抽出形成真空狀態，并以大氣壓力為依托形成預壓荷載，這樣才能最大限度地發揮出塑料薄膜的固結密閉作用[5]。在設置砂墊層時，應結合水利市政工程的情況，合理規劃其鋪設厚度，一般需要大于0.5mm，并可以采用推土機或是自卸汽車等重型機械進行均勻力度的推土，以此才能更好地提高軟土地基的加固水平。

2.3 排水固結法

含水量大是軟土地基的特點之一，在水對軟土層的影響下，不僅極易影響水利市政工程的施工建設，還容易破壞軟土地基的穩定性，而為了改善水對軟土地基的影響，就需要將排水固結法應用在水利市政工程中，以此來減低土層中的含水量。該方法主要是需要依據工程現場軟土地基的地質情況，在基礎部分采用設置塑料式排水導向板和采砂井，在減少軟土地基含有水分的同時，對地基進行預壓，以此來組成排泄水通路，將軟土地基中的內部積水向外排出。而通過采砂井的設置，則能有效降低上部壓力的負荷，依托于排水導向板，來實現快速排水，進而逐步固結軟土地基，提高地基的穩定性。在正式進行排水固結法施工前，需要進行排水試驗，以測試排水系統的性能和有效性。排水試驗可以通過抽取地下水來判斷排水設施的排水能力。根據試驗結果，可以進行相應的調整和優化。在排水試驗合格后，就可以開始正式進行排水固結法施工。

如：雪城鐵路作為西雅圖市海岸線交通的重要基礎設施項目工程，由于在海岸線附近，再加之其天氣、地形等因素影響，施工現場涉及了較多軟土，該項目則通過排水固結法，結合當地施工情況，借助固結柱在土壤體內打孔注入硬化劑控制軟土沉降，以及利用井孔隔板墻作為埋地隔離屏障，避免硬化劑和泥漿進入土壤下部水位等措施，來降低軟土地基的含水量，提高軟土地基的基礎抗壓能力[6]。

2.4 強夯加固法

在市政工程建設中，強夯加固法作為一種較為直接有效的處理方法，其原理是借助壓力的作用，將原本含水量高、孔隙比大的軟土逐漸變得緊固和密實，在改變土壤結構排序的同時對土地實現平整功效，具體操作則主要是借助一定重量的外物，如：重錘，通過將重錘提升到一定高度，再往下釋放，來不斷對軟土層進行震動和擠壓，從而既能改善軟土地基存在的不平整問題，又能起到加固、夯實地基的作用，進而在降低工程建設不均勻沉降量的同時大大提高工程施工建設效率。由于該方式技術含量低、適用范圍廣、成本支出也較低，促使該方式使用頻率也較高，并常用于一些進度緊張、施工面積大的軟土地基施工建設中。需要注意的是，該方法也具有其局限性，強夯處理法一般不建議在深層、表面淤泥厚的軟土層中應用，因為軟土層的深層淤泥會對土層起到阻隔降壓作用，而重錘的作用效果往往在軟土層密度較大的上層部位，在淤泥的阻隔降壓影響下，則容易導致重錘的重壓作用難以深入土層的下層部位，進而引發上下層部位出現失穩的情況，這不僅無法起到預想的加固效果，還容易反作用于工程結構的建設施工，甚至會誘發水利市政工程出現安全、質量等問題。

如：西沙河水庫位于昌吉回族自治州呼圖壁縣城北65 公里，是一座攔河式平原中型水庫，其土質性質呈現出濕陷性黃土，為進一步增加壩基土的密實度，削弱黃土濕陷性對西沙河水庫的影響，施工人員借助強夯加固法，結合西沙河水庫的實際施工情況，選定一夯一平法，科學設置夯擊次數，并采用w-1001 型履帶式起重機，圓柱形夯錘，借助自動脫鉤裝置來幫助夯錘脫離吊鉤進行自由下落，進而對濕陷性黃土壩基進行加固，提高壩基土層的密實度和強度，以此來提高西沙河水庫的安全性能[7]。

2.5 加強技術管理

水利市政工程作為我國市政工程建設中的重點和難點，關乎著國民生活的安全和穩定，為了盡可能減少軟土地基對水利市政工程建設的施工影響，提高水利市政工程的施工水平，就需要加強對水利市政工程建設中軟土地基施工技術的管理和管控。首先，在開展軟土地基施工前，應做好準備工作。技術施工人員應深入施工現場，做好現場的調研工作，并以地質勘探報告為基礎，依據軟土地基的類型和施工現場的巖土結構、地質情況等來選用適宜的施工技術，以此提高軟土地基施工技術應用的合理性；其次，由于施工技術類型的不同，所涉及的施工環節、施工材料、施工設備等也均有所不同，這就需結合施工方案，差異化完善施工材料和設備的準備工作，既要切實保障施工技術能應用到適配的施工材料和設備，也應避免出現施工材料、設備浪費和閑置等情況，從而為軟土地基施工技術的應用提供良好的環境基礎；最后，信息化時代下，為提高水利市政工程中軟土地基施工技術的應用水平，還應充分借助信息技術，加強信息技術和網絡媒體之間的融合發展，可以借助信息技術和計算機技術，來開展施工地質勘探工作，提高勘探的準確性，還可以利用信息技術對軟土地基施工技術的應用進行全過程的管理和監督，詳細記錄技術應用范圍、時間、頻率等，以此進一步提高水利市政工程的整體管理水平，促進軟土地基施工技術應用的長效發展[8]。

3 結語

水利市政工程作為我國市政工程中的重要建設內容，關乎著社會經濟的健康發展和人們的幸福生活。而其中，地基處理作為水利工程中的關鍵環節，也是保障整個水利工程施工的基礎環節，但在地基處理過程中，軟土地基問題常常出現在沿海地帶，而沿海地帶往往又是經濟較為發達地區，相關的基礎設施建設工程啟動量也較多，一旦軟土地基處理不當，便極易引發水利市政工程結構發生變形、斷裂等問題，進而造成嚴重的經濟損失，為此，必須要針對性地采取相關措施，結合水利市政工程施工建設的實際情況，將軟土地基施工技術科學有效地應用在水利市政工程建設中，通過表層排水法、真空預壓法、排水固結法等處理方式，削弱軟土地基對水利市政工程建設的影響，提高水利市政工程的建設水平。