談水利施工中軟土地基的處理技術(shù)分析

張衛(wèi)紅

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，在這種大環(huán)境的推動(dòng)下，我國(guó)的建筑行業(yè)也得到了不斷的提高，居民與國(guó)家對(duì)水利工程的建設(shè)給予高度的重視。在水利施工的過(guò)程中，軟土地地基處理技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。軟土地基施工技術(shù)對(duì)水利工程的整體質(zhì)量起著重要的決定作用，甚至還對(duì)水利工程的使用壽命起著重要的影響。在水利工程實(shí)施的過(guò)程中，軟土地基在處理上依舊存在很多問(wèn)題，如果對(duì)于存在的問(wèn)題不及時(shí)進(jìn)行處理，將會(huì)對(duì)水利工程的質(zhì)量造成極其不利的影響。本文通過(guò)對(duì)水利工程中軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，旨在保障水利工程建設(shè)的整體質(zhì)量，促進(jìn)工程的經(jīng)濟(jì)效益的平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：水利施工;軟土地基;處理技術(shù)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市水利工程建設(shè)數(shù)量和建設(shè)質(zhì)量逐步提升，城市建設(shè)過(guò)程中的基礎(chǔ)工程質(zhì)量也愈發(fā)完善。但在水利工程實(shí)施的過(guò)程中，也面臨著較多的問(wèn)題，如軟土地基問(wèn)題是較為常見(jiàn)的水利工程病害之一，利用現(xiàn)有的施工技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行緊急處理，雖然處理效果較好，但并不是長(zhǎng)久之計(jì)。因此，要做好軟土地基處理設(shè)計(jì)工作，并結(jié)合緊急處理過(guò)程中的相關(guān)施工方法，提升施工效率，探索良好的軟土地基處理方法。

一、軟土地基的特征及處理原則

（一）軟土地基的特征

1.透水性較差

透水性差是軟土地基的特點(diǎn)之一，因而在水利工程施工之前，應(yīng)針對(duì)軟土地地基做好相應(yīng)的排水措施，提高軟土地基的安全性及穩(wěn)！醉吐。同時(shí)在實(shí)施排水處理的過(guò)程中，需要投入大量的人力和物力資源，還會(huì)極大的延長(zhǎng)施工時(shí)間。

2.壓縮性較高

由于軟土地基比較疏松，穩(wěn)定性極差，因此就會(huì)導(dǎo)致具有較高的壓縮性，土質(zhì)的強(qiáng)度會(huì)極大的降低。因此在水利工程施工中如果不及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處置，將會(huì)導(dǎo)致承重量不斷增加，從而出現(xiàn)坍塌的想象。

3.沉降速度較快

由于軟土地基的強(qiáng)度小，密度低，就會(huì)極大加重水利工程建設(shè)的施工難度，增加了水利工程量，致使軟土地基下沉的速度加速，同時(shí)承載力越大，將會(huì)導(dǎo)致沉降的速度也會(huì)加快。

4.結(jié)構(gòu)不夠均勻

土壤的強(qiáng)度和密度小是導(dǎo)致軟土地基結(jié)構(gòu)不均勻的重要原因。當(dāng)水利工程量出現(xiàn)不斷加重的現(xiàn)象時(shí)，地基由于承載力受限，極易發(fā)生毀壞和凹陷的情況。

（二）軟土性地基的處理原則

首先，應(yīng)重點(diǎn)分析軟土地基的動(dòng)力性能，即力學(xué)性質(zhì)，避免因?yàn)樗亮魇г斐烧麄€(gè)地基基礎(chǔ)的不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生。其次，應(yīng)依據(jù)規(guī)范確定軟土地基的不均勻沉降特征。軟土地基的含水量和靈敏度較高，其含水量比普通地基土的含水量高30%，比其他具有一定質(zhì)量的地基軟土高300%。以靜力觸探試驗(yàn)為例，可以根據(jù)地基承載力的可靠性原則，結(jié)合地基十層體系的相應(yīng)特點(diǎn)及主要的試驗(yàn)基礎(chǔ)條件，對(duì)整個(gè)地基承載力試驗(yàn)進(jìn)行有效分析。利用平板荷載試驗(yàn)對(duì)整個(gè)地基承載力進(jìn)行確定時(shí)，需要結(jié)合軟土地基層的受力影響，合理選取相應(yīng)的承載板尺寸，以保證整個(gè)尺寸的匹配性。土顆粒大小的均勻程度較差、受地區(qū)沉積環(huán)境影響較大時(shí)，需根據(jù)土類指數(shù)m確定土類承載力及強(qiáng)度極限。據(jù)鉆探和所取土芯、室內(nèi)試驗(yàn)及原位測(cè)試資料，結(jié)合勘察經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各巖、土層的承載力及有關(guān)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析可知，本項(xiàng)目工程中的軟土基層設(shè)計(jì)能夠充分改善由于淤泥軟土土層導(dǎo)致的地基不穩(wěn)的現(xiàn)象。對(duì)于道路工程施工來(lái)說(shuō)，對(duì)地基進(jìn)行加固處理，可采用拋石擠淤、水泥土攪拌樁或選用高壓旋噴樁復(fù)合地基，以處理后的地基作為道路地基基礎(chǔ)持力層，從而保證整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)應(yīng)用與軟土地基的設(shè)計(jì)相一致。

二、影響軟土地基處理技術(shù)的因素

（一）水利工程的質(zhì)量要求

軟土地基被廣泛應(yīng)用于水利工程建設(shè)中，是水利工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)該高度重視軟土地基的處理技術(shù)，并制定有效的實(shí)施策略，來(lái)更好的符合水利工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求?，F(xiàn)階段水利工程呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢(shì)，在水利工程建設(shè)的過(guò)程中也會(huì)存在需要嚴(yán)格遵循的標(biāo)準(zhǔn)和要求，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行軟土地基的實(shí)施，并不是按照普遍的要求來(lái)處理軟土地基。同時(shí)還要結(jié)合多方面因素對(duì)軟土地基進(jìn)行科學(xué)的處理，才能提高水利工程的整體質(zhì)量。

（二）水利工程的工期要求

在水利工程建設(shè)進(jìn)程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵循各項(xiàng)建設(shè)環(huán)節(jié)的規(guī)定和要求，而在工程施工中，應(yīng)該嚴(yán)格把控工程建設(shè)的進(jìn)度，這對(duì)整個(gè)工程預(yù)期具有決定性的作用。因此在施工之前，應(yīng)制定合理的施工方案，在施工的進(jìn)程中，嚴(yán)格控制工期計(jì)劃來(lái)進(jìn)行，盡量規(guī)避工期延誤的現(xiàn)象，減少對(duì)水利工程建設(shè)質(zhì)量的不良影響。在水利工程施工進(jìn)行軟土地基處理的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合工程的施工進(jìn)度進(jìn)行處理，因此施工時(shí)間就沒(méi)有固定的時(shí)間要求，就會(huì)極大的降低軟土地基的處理技術(shù)，受到很大程度上的限制。

（三）地基強(qiáng)度低

為了保障使用后水利不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，影響人們的通行以及交通，因此水利工程對(duì)于水利的使用年限以及質(zhì)量都有很高的要求。但是在水利工程的軟土地基而言，因?yàn)閺?qiáng)度不夠，因此容易出現(xiàn)變形，一旦遭遇到了震動(dòng)或是擠壓就會(huì)導(dǎo)致地基出現(xiàn)沉降，嚴(yán)重影響水利的使用，軟土地基初選沉降就會(huì)帶來(lái)水利變形等一系列嚴(yán)重問(wèn)題。

（四）邊坡軟土地基容易被雨水沖刷

軟土地基的強(qiáng)度較低，并且容易遭受到雨水的沖刷，被雨水沖刷之后就會(huì)造成地基的變形。因此需要對(duì)邊坡地基進(jìn)行處理。但是在對(duì)邊坡地基進(jìn)行處理的過(guò)程中由于邊坡地基會(huì)影響到整體地基的穩(wěn)定性，因此在施工時(shí)必須要具有全局意識(shí)，保障整體地基的安全性。

（五）沉降和剩余沉降控制困難

為了減少因?yàn)檐浲恋鼗氖褂枚鴰?lái)的水利變形問(wèn)題，需要對(duì)軟土地基中的土質(zhì)進(jìn)行添加，硬質(zhì)土添加可以有效改善軟土地基的不良影響。但是這種方法使得使用必須要結(jié)合地基沉降量以及剩余沉降量的比值控制。因此在對(duì)軟土地基進(jìn)行調(diào)整的時(shí)候往往不符合水利工程的施工標(biāo)準(zhǔn)。

三、水利工程施工中軟土地基處理的主要方法

（一）砂與砂石換填墊層技術(shù)

通常情況下，砂與砂石的換填墊層技術(shù)在水利工程施工軟土地基中的實(shí)際使用范圍往往限定于厚度為2-3cm的軟土地基層。在水利工程軟土地基施工過(guò)程中，相關(guān)施工人員必須挖除水利工程表面的軟土層，將軟土層更換為石、砂、卵石等強(qiáng)度過(guò)硬和承載能力足夠的建筑原材料，以砂、石、卵石等建筑原材料較高的強(qiáng)度、較小的壓縮性和較良好的透水性等優(yōu)勢(shì)，對(duì)軟土地基的不良影響進(jìn)行科學(xué)彌補(bǔ)。

（二）深層水泥攪拌樁施工技術(shù)

深層水泥攪拌樁施工技術(shù)是水利工程項(xiàng)目施工中軟土地基的主要處理技術(shù)之一，在粉土、砂土、淤泥質(zhì)土等土質(zhì)不良的軟土地基施工作業(yè)中展現(xiàn)出了較高的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。固化劑的應(yīng)用是深層水泥攪拌樁施工技術(shù)的核心與關(guān)鍵，而水泥作為軟土地基固化效果保障的重要原材料，借助機(jī)械設(shè)備對(duì)水泥和軟土地基進(jìn)行攪拌操作，使水泥和軟土地基土質(zhì)有效融合，從而提升軟土地基的土質(zhì)硬度，以保證軟土地基后續(xù)應(yīng)用強(qiáng)度和實(shí)際承載能力達(dá)到水利工程項(xiàng)目建設(shè)要求的基本標(biāo)準(zhǔn)。在深層水泥攪拌樁施工作業(yè)前，相關(guān)施工人員應(yīng)做好前期工作準(zhǔn)備，采用多樣化的手段盡可能地避免或杜絕混凝土工程施工水泥強(qiáng)化過(guò)程中有害雜質(zhì)的混入，以確保施工現(xiàn)場(chǎng)清潔度和平整度的方式保障水泥材料強(qiáng)化過(guò)程不受其他環(huán)境因素的于擾。此外，水利工程項(xiàng)目一線施工工作人員還必須加強(qiáng)對(duì)水泥質(zhì)量、水泥型號(hào)、水泥種類的抽樣檢查，確保水泥參數(shù)信息和工程項(xiàng)目施工要求相符，嚴(yán)禁水泥質(zhì)量有誤所帶來(lái)的深層水泥攪拌樁施工技術(shù)不合格而導(dǎo)致的水利工程項(xiàng)目建造質(zhì)量不合格。

（三）化學(xué)固結(jié)法

化學(xué)固結(jié)法作為常見(jiàn)的水利工程項(xiàng)目軟土地基處理技術(shù)，實(shí)際包含種類豐富多樣，技術(shù)原理各有不同。通常情況下，灌漿法作業(yè)主要依賴于電化學(xué)原理和氣壓、液壓原理，借助強(qiáng)化軟土地基力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的方式加強(qiáng)對(duì)水利工程項(xiàng)目軟土地基裂縫形變和結(jié)構(gòu)變形的控制與管理，通過(guò)在軟土地基空隙中注入可固化漿液的方式，強(qiáng)化整個(gè)軟土地基的承載能力。深層攪拌法與深層水泥攪拌樁施工技術(shù)的實(shí)際操作流程和建造原理有異曲同工之妙，是借助力學(xué)攪拌的方式，使水利工程地基項(xiàng)目中的軟土與施工所用固化劑充分混合，攪拌均勻，從而提升軟土地基對(duì)荷載的承載和對(duì)不良土質(zhì)的固化;高壓噴射注漿法則是對(duì)灌漿法的科學(xué)優(yōu)化，借助高壓設(shè)備不斷提升固化劑實(shí)際固化效果，從而強(qiáng)化軟土地基的實(shí)際承載能力。

（四）排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是針對(duì)水利工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中軟土地基透水性較差而造成不良影響的解決措施，能借助軟土地基多余水分的排除，有效緩解地基的不均勻沉降，從而提升軟土地基的實(shí)際承載能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以減少軟土地基不均勻沉降而造成的水利工程項(xiàng)目形變或裂縫。通常情況下，排水固結(jié)實(shí)際施工方案需要借助加壓系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等較為穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，著重利用軟土地基透水性較差的特性，對(duì)整個(gè)軟土地基的實(shí)際承載能力進(jìn)行科學(xué)提升。其中，真空預(yù)壓法是借助使水利工程建設(shè)項(xiàng)目軟土地基形成真空狀態(tài)，以提高整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性的重要手段，利用鋪設(shè)砂石墊層、鋪設(shè)排水管道等手段排除水利工程項(xiàng)目軟土地基中的多余水分，超載預(yù)壓法是借助綜合多種加壓方式而形成的強(qiáng)化軟土地基承載能力的科學(xué)途徑。

（五）真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法處理技術(shù)

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法處理技術(shù)的原理是對(duì)軟土地基施加外荷載，排出基層土體孔隙中的水分，提高土層結(jié)構(gòu)的密度，達(dá)到增強(qiáng)軟土地基結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)固性的目的。施工期間需要從以下方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證該技術(shù)的應(yīng)用效果。

首先，要制定完善的軟土地基夯實(shí)加固方案，確定荷載定額設(shè)計(jì)和施工工藝。施工期間，必須重視施工觀測(cè)對(duì)整個(gè)軟土地基施工處理流程的作用。初期開始就要對(duì)施工過(guò)程中的每一層進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)軟土地基填充到設(shè)計(jì)高度后，要適當(dāng)調(diào)整觀測(cè)頻率。在應(yīng)用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法處理技術(shù)時(shí)，要制定合理的觀測(cè)周期，直到整個(gè)預(yù)壓處理技術(shù)完成，才能結(jié)束施工觀測(cè)。

其次，要對(duì)加荷速率進(jìn)行合理控制。為了防止堆載負(fù)荷過(guò)重對(duì)土體的局部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，人們可以通過(guò)以下幾方面進(jìn)行加荷速率的控制。一是表層沉降速率（≤20mm/d）控制加載速率法;二是土體內(nèi)部側(cè)向位移速率（≤5mm/d）控制加載速率法;三是利用孔隙水壓力系數(shù)（≤0.6）控制加荷速率。在確保路基穩(wěn)定性的前提下，以最優(yōu)的加荷速率施工，可以創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

最后，在應(yīng)用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法處理技術(shù)時(shí)，頂部面積要大于底部面積，要根據(jù)工程實(shí)際情況，盡可能加大頂部面積。

（六）水泥攪拌樁

水泥攪拌樁適用于無(wú)法正常固結(jié)的腐殖土、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)黃土、飽和黃土、粘性土、飽和松散砂土等較深的基底處理。水泥土攪拌樁基礎(chǔ)采用水泥作為固化劑，將泥漿或薄霧粉噴入軟土中，通過(guò)深層攪拌機(jī)進(jìn)行鉆孔、攪拌，迫使水泥、軟土等固化劑在深基礎(chǔ)中就地混合，使水泥和固化劑噴入軟土充分?jǐn)嚢杌旌闲纬傻闹螛?。在軟土中，通過(guò)一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成抗壓強(qiáng)度，水泥土樁和樁的完整性和水穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于土的強(qiáng)度，復(fù)合地基由樁間土和樁間土共同組成。水泥土攪拌樁按噴水泥漿或水泥粉可分為濕法和干法。加固深度為：處治深度不能小于5m不經(jīng)濟(jì)，其中濕法<20米，干法<15米。

施工要點(diǎn)：1、選用水泥攪拌樁作為成套產(chǎn)品。施工機(jī)械應(yīng)標(biāo)明明顯的進(jìn)尺，并配備全自動(dòng)計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)，控制水泥攪拌樁的深度。嚴(yán)禁使用無(wú)管道壓力表和測(cè)量裝置的設(shè)備，鉆孔直徑不得小于設(shè)計(jì)樁徑;2、成品樁頂應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高50cm，用樁頭切割機(jī)水平切割樁頭;3、攪拌樁應(yīng)配備泥漿容積記錄儀，其深度計(jì)、流量計(jì)、電流表、電壓表、壓力表等均由國(guó)家計(jì)量部門校準(zhǔn)，每個(gè)攪拌樁應(yīng)配備兩個(gè)泥漿攪拌器，容積不小于0.5m，攪拌機(jī)主軸轉(zhuǎn)速不低于60rpm;4，當(dāng)?shù)刭|(zhì)變化和樁長(zhǎng)需要調(diào)整，樁端需進(jìn)入硬層深度≥50cm;5、水泥漿的混合時(shí)間不少于4min，混合均勻后，應(yīng)對(duì)泥漿進(jìn)行篩分，泥漿池內(nèi)水泥漿應(yīng)連續(xù)攪拌，泥漿不得超過(guò)4H;6、樁位偏差小于50mm，垂直度偏差不小于1%;7、攪拌時(shí)需采用四攪四噴法。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利工程軟土地基的處理方法及處理過(guò)程的研究，是水利工程施工及設(shè)計(jì)的難題之一，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的需求，按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，選擇合理有效的技術(shù)方案，并根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展程度選擇動(dòng)態(tài)的、適宜項(xiàng)目開展的處理方案。

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