水利工程施工中軟基基礎(chǔ)處理技術(shù)分析

孔祥東

(黑龍江省水利水電集團(tuán)第一工程有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161200)

在水利工程施工中，軟基基礎(chǔ)處理工作是重要的組成部分，技術(shù)人員要不斷提高技術(shù)應(yīng)用水平，保證施工質(zhì)量。在施工過(guò)程中，充分分析相關(guān)技術(shù)手段，有效保證施工效率。

1 軟基基礎(chǔ)處理

1.1 軟基的特點(diǎn)

軟基的主要成分為軟土，由淤泥、淤泥質(zhì)土、水下沉積的飽和軟黏土及天然強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性小的一般黏土組成。與其他地基種類(lèi)相比，這種地基的土質(zhì)硬度較低，所以其壓縮性較大，承載力較小，但可塑性較高，在具體工程項(xiàng)目中具有較強(qiáng)的流變性特征。軟基中含有大量的水分，在實(shí)施地基挖掘時(shí)，由于水分流失速度較快，因此會(huì)大幅降低基地的硬度。軟基的特征較為明顯：一是沉降速度快。該類(lèi)型的地基降速明顯高于其他種類(lèi)，且硬度較低，整體土質(zhì)呈現(xiàn)較為柔軟的狀態(tài)。二是透水效果不佳。軟土的主要部分為黏性土壤，自身的滲水效果不佳，土壤中的水分較難排除。三是土質(zhì)不均。由于軟土地基中具有不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和密度、強(qiáng)度等參數(shù)指標(biāo)，所以表現(xiàn)在施工過(guò)程中的承載力也不同，這會(huì)增加塌陷等事故的發(fā)生幾率，需要引起技術(shù)人員的注意。

1.2 軟基處理的基本原則

對(duì)軟基進(jìn)行處理需按照下述原則實(shí)施：一是科學(xué)控制沉降。軟基在完成施工項(xiàng)目后，能夠保證的沉降年限一般為15 a，普通類(lèi)型的地基也要將沉降控制在30 cm范圍內(nèi)，但與橋涵距離較短的部分沉降量必須在10 cm內(nèi)。二是工時(shí)方面的要求。開(kāi)展水利項(xiàng)目施工時(shí)，需采用科學(xué)的方式進(jìn)行，在較短的時(shí)間內(nèi)完成既定的沉降量，嚴(yán)格落實(shí)工程的設(shè)計(jì)要求。

2 水利工程中軟基處理方法

2.1 換填法

對(duì)水利工程中的軟基實(shí)施該種方法，主要是運(yùn)用科學(xué)技術(shù)有效提升軟基的強(qiáng)度指標(biāo)，這種方式在水利工程實(shí)施中的應(yīng)用率較高，對(duì)軟土地基的適用性較強(qiáng)。該方式主要應(yīng)用于軟土地基厚度不大的條件下，使用換填法是將該部分土層更換為較高強(qiáng)度的土質(zhì)或者特殊材料，從而增加其穩(wěn)定性和強(qiáng)度等指標(biāo)。先將地基挖開(kāi)，將所有的軟土全部清除，再使用天然的砂礫進(jìn)行替換。可借助專(zhuān)業(yè)的挖掘設(shè)備進(jìn)行，通常的挖掘深度應(yīng)在2 m以內(nèi)。使用砂礫替換應(yīng)逐層進(jìn)行，全部替換完畢后再進(jìn)行壓實(shí)操作，結(jié)束所有工序后，針對(duì)新地基的緊實(shí)度和強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，確保其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。需要注意的是，使用該方法需要嚴(yán)格控制好施工范圍和深度，以保證施工達(dá)到理想效果。該方式目前多用于水電站的軟基處理，在水利項(xiàng)目中的應(yīng)用范圍較為廣泛。

2.2 堆載預(yù)壓法

該方式主要應(yīng)用于地基含水量較大的情況。如果地基土層中的含水量較大，土層基本可歸為淤泥類(lèi)型，需要施工人員將土層中的水分有效排除，才能提高土層硬度。該方法主要是通過(guò)對(duì)地基實(shí)施預(yù)壓，使地基中的軟土部分在強(qiáng)大外力的作用下排除自身多余的水分，從而實(shí)現(xiàn)地基的壓縮和凝固，通過(guò)產(chǎn)生的沉降來(lái)提升土質(zhì)的強(qiáng)度指標(biāo)。該方式應(yīng)用的典型案例是珠江的東大堤工程。由于工程的實(shí)施區(qū)域靠海，因此全部工程項(xiàng)目均需在海灘的淤泥上實(shí)施。施工人員需運(yùn)用堆載預(yù)壓手段將海水從工程實(shí)施區(qū)域中排除，從而開(kāi)展后續(xù)的施工。施工第一步先從墊層著手，施工人員需使用高強(qiáng)度的土工原料，通常為復(fù)合型的土工布，厚度在1～2層，運(yùn)用中粗砂實(shí)施墊層工序，其厚度約為2 m以內(nèi)，粗砂中的泥量通常為5%以內(nèi)，有機(jī)物含量在1%以下。將排水板材按照豎直的方向安裝在砂層頂端，塑料板材穿透淤泥，以三角形設(shè)置。水平方向的排水系統(tǒng)則分為砂墊層、盲溝及集水井三部分，盲溝的坡度應(yīng)大于2%，橫豎間距應(yīng)保持在30～40 m。完成上述工序后，需使用堆載預(yù)壓方式將多余的水量排出土壤，整個(gè)施工工序的實(shí)施時(shí)間約為180 d?？梢?jiàn)，使用堆載預(yù)壓法能夠?qū)④浕写罅康暮Ｋ懦觯行嵘送翆拥目箟盒Ч?，從而保證工程質(zhì)量達(dá)到理想水平。但堆載預(yù)壓需要一定的時(shí)間，適合工期要求不緊的項(xiàng)目。

2.3 化學(xué)固結(jié)法

該方式是通過(guò)使用化學(xué)試劑，運(yùn)用灌注或攪拌的方式將軟基的土粒膠結(jié)的一種施工技術(shù)。常見(jiàn)的高壓旋噴法、規(guī)劃加固法等均屬于化學(xué)加固的手段。其中，高壓施噴法的使用頻率較高，主要應(yīng)用于淤泥、黃土等類(lèi)型的土質(zhì)，通過(guò)氣壓或液壓技術(shù)對(duì)軟基進(jìn)行漿液的灌注，再實(shí)施高壓灌漿，從而形成水泥土的摩擦樁，有效提升閘基承受力，同時(shí)對(duì)沉降量也能夠發(fā)揮積極的控制作用。高壓旋噴主要通過(guò)高壓柱塞泵、灌漿泵等設(shè)備實(shí)施，使用固化劑來(lái)提升土基的強(qiáng)度指標(biāo)。由于固結(jié)法的應(yīng)用成本較高，所以主要在項(xiàng)目規(guī)模較小或者軟基的水含量較大的情況下使用。

2.4 旋噴注漿處理技術(shù)

在具體實(shí)施工程項(xiàng)目時(shí)，需科學(xué)使用旋噴注漿技術(shù)，從而達(dá)到理想的處理效果，保證工程的總體質(zhì)量符合要求。該技術(shù)融合液壓法等多種手段的優(yōu)勢(shì)，能夠在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下將處于固化狀態(tài)的漿液融入地基的介質(zhì)中，從而提升地基的穩(wěn)定性效果。在實(shí)施水利項(xiàng)目過(guò)程中會(huì)大量運(yùn)用旋噴注漿技術(shù)，對(duì)黏土液等多種液體進(jìn)行噴射，從而達(dá)到施工項(xiàng)目要求。運(yùn)用可靠性較高的噴漿技術(shù)有利于提高復(fù)合地基的效果，保證軟土地基的問(wèn)題能夠得到妥善的解決，在大幅提高地基承載能力的同時(shí)，緩解沉降不均的問(wèn)題。在具體實(shí)施水利項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)全面結(jié)合具體的地基處理需要選擇不同的技術(shù)類(lèi)型，并在操作后對(duì)施工效果進(jìn)行評(píng)估和檢驗(yàn)，通過(guò)技術(shù)手段全面而客觀地進(jìn)行項(xiàng)目測(cè)試，最終保證軟土地基的完成質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 軟土地基處理需要注意的事項(xiàng)

水利項(xiàng)目應(yīng)選擇在溫度適宜的季節(jié)開(kāi)展，避免氣候惡劣對(duì)軟土地基的攪拌效果產(chǎn)生負(fù)面影響。施工人員應(yīng)在開(kāi)展施工前密切關(guān)注施工區(qū)域的氣候變化情況及趨勢(shì)，將環(huán)境因素作為影響工程實(shí)施的重要方面，尤其要避免在氣候較為寒冷的時(shí)節(jié)開(kāi)展項(xiàng)目施工。技術(shù)人員要充分掌握相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入分析。在正式建設(shè)中，要高度重視對(duì)軟土地基的施工安排，積極發(fā)揮實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的參考價(jià)值，從根本上提高工程質(zhì)量，消除安全隱患。施工人員還要深入施工現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)勘查工作，采集地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及水文等條件和參數(shù)信息，為后續(xù)的施工設(shè)計(jì)和技術(shù)選擇提供參考。應(yīng)以文獻(xiàn)資料為基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，全面衡量軟土地基的承載能力，系統(tǒng)分析土壤的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，制定較為科學(xué)的計(jì)劃方案，確保工程的實(shí)施效果嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，達(dá)到規(guī)劃的質(zhì)量和技術(shù)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

水利工程建設(shè)中，軟基基礎(chǔ)施工技術(shù)水平的不斷提高，必然能夠進(jìn)一步提高水利工程建設(shè)質(zhì)量。相關(guān)技術(shù)人員要不斷提升專(zhuān)業(yè)能力，結(jié)合具體工程實(shí)際，科學(xué)地對(duì)軟基基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行研究，從而不斷提高水利工程施工質(zhì)量。