傅文凱

【摘 要】目前，堤防建設(shè)中軟基處理已成為一個(gè)更重要的問題。由于軟基路堤對(duì)于軟基路堤的質(zhì)量會(huì)有很大的影響，如果處理不當(dāng)，也可能影響到人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，應(yīng)該謹(jǐn)慎處理軟基路堤的問題。這篇文章是專門介紹一些軟基處理方法，為水利堤防工程建設(shè)的開展提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】堤防基礎(chǔ)；地基基礎(chǔ)；軟基處理；方法分析

0.前言

由于軟土的物理和力學(xué)性能相對(duì)較差以及它本身包含了大量的水，并且還具有較低的亮度，因此很容易受到干擾。高質(zhì)量的地方造價(jià)非常昂貴，而相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都非常高，對(duì)于地面變形控制和穩(wěn)定性的要求是非常嚴(yán)格的。這使得在軟土地區(qū)路基施工產(chǎn)生了很多的技術(shù)問題。本文基于水利工程建設(shè)為背景，對(duì)水利工程軟基的特性、處理原則、堤防失穩(wěn)的破壞機(jī)理以及加固方法等進(jìn)行著重分析。

1.水利工程軟基處理原則

1.1沉降控制的指標(biāo)

地基沉降控制周期設(shè)定完成后一般為15a。對(duì)于一般工程在終點(diǎn)區(qū)剩余的T結(jié)算后不能超過30厘米；而與水利等項(xiàng)目區(qū)里較近的路段，其沉降差距不能超過10厘米。

1.2建設(shè)時(shí)間要求

通常堤防建設(shè)所用的總時(shí)間為2～3a，而內(nèi)路基施工的時(shí)間一般控制在一個(gè)a。因此，我們需要采取一些措施。至盡可能在最短的時(shí)間內(nèi)，完成后的沉降要符合有關(guān)規(guī)定。

2.軟土地基上堤防失穩(wěn)的破壞機(jī)理

軟提防滑動(dòng)根本原因是地基基礎(chǔ)薄弱的方面剪切應(yīng)力超過其剪切強(qiáng)度，穩(wěn)定平衡遭到破壞。主要有兩個(gè)因素：第一，因?yàn)榧羟袘?yīng)力增加，如大壩建設(shè)中上部充填重量增加，降雨使土壤容重增加；提高生產(chǎn)原料的滲透力；地震、打樁引起的動(dòng)態(tài)負(fù)載。其次，因?yàn)檐浲帘旧淼募羟袕?qiáng)度下降。如孔隙水壓力增大，氣候變化造成的干裂，凍結(jié)和解凍，粘土層間因洪水和粘性土的蠕變等。堤防穩(wěn)定性分析時(shí)，通常是將假想滑動(dòng)面以上的土壤作為剛體，它是受平衡條件的限制的，以其中的各種力量的滑動(dòng)面、平均剪切強(qiáng)度和剪切應(yīng)力的平均比率來定義其安全系數(shù)，F(xiàn)N>L土處于穩(wěn)定狀態(tài)；FN

因此，在滑動(dòng)狀態(tài)或有滑動(dòng)趨勢的土壤中達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，必須Fn>1（堤在不同的級(jí)別，F(xiàn)N值是不同的，一般在1.05和1.30之間），有兩種方法：①增加土壤的抗剪強(qiáng)度，從而使孔隙水威力消散，如用于基礎(chǔ)的加固；②在減少土壤的剪切應(yīng)力的作用方面，如減少堤防的橫截面面積，以避免對(duì)堤防的干擾等。第一個(gè)方法被廣泛應(yīng)用于工程。

3.工程軟土地基的特性

最常見的軟粘土，工程地質(zhì)性質(zhì)淤泥或最壞的粉土的數(shù)量，通常適用于天然孔隙率大于或等于1.5的土壤，粘土也被稱為淤泥，空隙率大于1.0小于1.5的粘土被稱為粉質(zhì)粘土，其主要特點(diǎn)是：

（1）空隙率和自然含水量大。軟土的天然孔隙比一般在e=1～2之間，淤泥和淤泥質(zhì)土的天然水分在W=50～70%，通常大于液限，高的可達(dá)200%。

（2）高壓縮性。淤泥和淤泥質(zhì)土的壓縮系一般大于0.5MPa，樓建在這種軟土上會(huì)出現(xiàn)較大的沉降，特別是沉降不均會(huì)導(dǎo)致建筑物開裂和損壞。

（3）透水性弱。軟土含水量是非常大，另外由于透氣性好，滲透系數(shù)K≤1（毫米/天）。因?yàn)闈B透性小，所以土壤受載荷后，常常呈現(xiàn)出高孔隙水壓力，影響實(shí)地基的固結(jié)。

（4）抗剪強(qiáng)度低。軟土通常是軟塑料-塑料的流動(dòng)狀態(tài)，由于外部載荷作用，剪切性能差，根據(jù)一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國的軟土無側(cè)限剪切強(qiáng)度一般小于30kN/m2（相當(dāng)于0.3kg/cm2）。不排水抗剪，其內(nèi)摩擦角幾乎為零，剪切強(qiáng)度僅僅依賴于凝聚力，C<30kN/m2，固結(jié)快切時(shí)，Φ一般是5至150。因此，提高強(qiáng)度的關(guān)鍵是排水。如果土壤有排水出口，會(huì)隨著壓力增加得到有效的逐漸鞏固。相反，如果沒有良好的排水出口，隨著負(fù)載的增加，其強(qiáng)度可能被削弱。在這樣的建筑物軟土上盡可能采取“輕薄”的原則，降低建筑物的荷載。

（5）靈敏度高。軟粘土，尤其是海相沉積的軟粘土結(jié)構(gòu)中具有一定的剪切強(qiáng)度，但一旦被破壞，剪切強(qiáng)度將顯著降低。軟粘土擾動(dòng)后強(qiáng)度降低的特性可用靈敏度（含水量在相同條件下，原狀和重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度比）來表示，軟粘土的靈敏度一般是3～4之間，也有更高的情況。因此，應(yīng)避免使用高靈敏度的軟土在堤防的基礎(chǔ)上，盡量避免對(duì)土壤的擾動(dòng)。沖填土是水利沖填形成的產(chǎn)物。含砂量較高的填充土，具有鞏固情況較好的機(jī)械性能；含沙量較高的沖填土強(qiáng)度較低，具有欠凝固性。雜填土大多是由建筑垃圾，生活垃圾和工業(yè)垃圾堆填而成，因此具有結(jié)構(gòu)的無規(guī)律性。垃圾填充為主的填土，腐殖質(zhì)含量較高，強(qiáng)度較低，壓縮性更大。工業(yè)廢渣充填為主的填土，可能含有水合物，遇水容易腫脹和崩解，降低了填土強(qiáng)度。

4.進(jìn)行軟基加固處理的方法

在軟土地基上填筑路堤時(shí)，應(yīng)該先對(duì)路基穩(wěn)定和沉降這兩個(gè)問題進(jìn)行考慮。在一般情況下，對(duì)軟地面基礎(chǔ)的處理方法有很多，常用的有替代法、擠密砂樁、砂墊層、塑料排水板等方法。在軟地基加固和處理過程中，施工技術(shù)和施工的技術(shù)人員使用的控制程序，必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)則和程序操作，而當(dāng)在施工過程中達(dá)到所需的要求。施工過程是：先將表土去掉，然后把水排掉，完成后除去鉆井泥漿，在你店層進(jìn)行分層換填石頭，進(jìn)行泥墊的處理，必須要符合要求，符合要求的分層路基進(jìn)行填筑壓實(shí)試驗(yàn)后，進(jìn)一步進(jìn)行夯實(shí)偏轉(zhuǎn)測試，最后進(jìn)行堤防的建筑。軟基處理前，應(yīng)該首先進(jìn)行石頭泥的收集、就近堆放以及質(zhì)量檢驗(yàn)，將嚴(yán)格控制石泥中粘土含量小于20%，同時(shí)確保石塊的直徑低于壓實(shí)厚度的2/3，盡量使用強(qiáng)度<20MPa的軟巖或軟質(zhì)巖，防止對(duì)透水墊層設(shè)置的影響。

在泥石填充時(shí)要進(jìn)行分層填筑，分層夯實(shí)。汽車裝卸石頭要盡可能集中，從地基的中間向兩側(cè)擴(kuò)大；推土機(jī)攤鋪必須光滑、均勻；推土機(jī)在填補(bǔ)底時(shí)做到均勻、光滑；對(duì)于換填土層要用推土機(jī)碾壓，前3～4次使用15T左右的光輪壓路機(jī)碾壓，碾壓混凝土必須做到開始時(shí)緩慢前進(jìn)，但也注意盡量直來直去，速度應(yīng)均勻，盡量避免因使用不正確的方式，使軟土壓實(shí)反彈沉降的發(fā)生。在碾壓時(shí)要保證重疊1/2，直到車輪重輪可以將整個(gè)匡杜全部壓扁，通常需要重新碾壓四次。然后：

①石泥在較低的堤下層形成可滲透的墊層，將目標(biāo)厚度的軟土更換下來。

②石頭泥可通過塊石的骨架作用使得軟基達(dá)到一定的密集度，確保過程中各部分的壓實(shí)之后能夠密實(shí)。下圖為加固的基本方法和手段：

在進(jìn)行挖泥和回填軟地基前，必須先將回填的機(jī)械，人員和其他相關(guān)準(zhǔn)備工作，力爭清除底部，回填及碾壓的一次成功。石泥在分層回填時(shí)要將松土層厚度控制在0.5米之內(nèi)，同時(shí)做壓實(shí)砂研磨和粘土填充石塊之間的空隙等工作。準(zhǔn)確的將當(dāng)天的作業(yè)段的石泥填到地下水位以上。只有在路基完成處理后，才可以正常進(jìn)行路基工程建設(shè)。必須嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)督程序，每一道工序都必須通過監(jiān)理者的檢查和審核批準(zhǔn)之后，才可以進(jìn)行施工；此外，同時(shí)還要設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，做好對(duì)松軟的地面建筑面積沉降的觀測。在石灰樁，二灰樁的樁孔灌注新鮮石灰或生石灰混合適量的粉煤灰（通常稱為兩個(gè)灰色），分層夯實(shí)。它通過生石灰的高吸水性和膨脹后的離子交換作用以及在空氣中二氧化碳具有土擠密樁的作用與水酸化反應(yīng)，從而加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)力。

瓷磚等土工合成材料使的堤基基礎(chǔ)表面增加，同時(shí)使的堤基負(fù)載得到均勻的分散。當(dāng)?shù)鼗芰霞羟惺艿狡茐臅r(shí)，土工合成材料將起到防止或減少損害的形成，起到減小破壞發(fā)展的作用，從而達(dá)到提高承載能力的目的。此外，土工合成材料和地基土之間的摩擦將對(duì)地基土的側(cè)向變形起到緩解作用，從而提高了堤防地基的穩(wěn)定性。

5.施工檢查

5.1孔壓

一般可采用鋼絲孔壓計(jì)，其性能可滿足復(fù)雜壓力條件的相關(guān)需求。鉆孔進(jìn)行埋設(shè)時(shí)，一個(gè)孔埋有一只的壓力表，鉆孔的埋藏深度在50cm以上時(shí)，使用鉆桿將壓力表壓到預(yù)定的深度，然后用現(xiàn)場污泥對(duì)孔進(jìn)行封堵。在鋪設(shè)的時(shí)候要對(duì)儀器進(jìn)行保護(hù)，要保障電纜的鏈接，要做好及時(shí)的觀察，確保該儀器在埋設(shè)過程中可以正常的開展工作。

5.2地面沉降

在對(duì)沉降的埋設(shè)位置膜的位置上進(jìn)行兩層土工布的鋪設(shè)，是為了防止沉降的底板刺密封膜，然后做好沉降標(biāo)的安放工作，用沙袋將底板的周圍壓好，確保沉降標(biāo)是安全的。地表沉降使用的是水準(zhǔn)的測量，在其處理范圍以外進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置。

6.總結(jié)

堤防工程的軟基處理關(guān)系到堤防建設(shè)的速度和質(zhì)量，所以要處理好軟基的相關(guān)工作。但在實(shí)際施工中，路基軟基不僅要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，但也需要具體問題具體處理，并最終確保堤防的穩(wěn)定性。

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