水利堤防工程軟土地基處理環(huán)節(jié)的優(yōu)化措施

林添勛

廣東省水利水電第三工程局有限公司，廣東 東莞 523710

近年來(lái)，水利堤防建設(shè)數(shù)量逐漸增加，為保證堤防工程完工后可長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)用，需做好地基處置工作，避免地基出現(xiàn)喪失平穩(wěn)現(xiàn)象，充分保障堤防的穩(wěn)定性。軟土地基存在一定特殊性，在水利堤防項(xiàng)目施工中需注重此類地基處理作業(yè)質(zhì)量，保證此類地基處理后可符合規(guī)定要求，進(jìn)而確保堤防項(xiàng)目工程施工效果，延長(zhǎng)應(yīng)用周期。

1 水利堤防工程中軟土地基特征表現(xiàn)及其喪失穩(wěn)定性的機(jī)制

1.1 軟土地基特征表現(xiàn)

水利堤防項(xiàng)目作業(yè)場(chǎng)地常處于特殊地理環(huán)境中，多數(shù)施工場(chǎng)所土質(zhì)是比較軟同時(shí)濕度較高的黏性土質(zhì)，以淤泥土質(zhì)為主。淤泥土質(zhì)中軟黏土質(zhì)量不佳，孔隙率常在1.5%及以上，屬于黏性土質(zhì)，給水利堤防建設(shè)過程中地基施工作業(yè)帶來(lái)了一定難度，故孔隙率常在1.5%及以上的淤泥土質(zhì)常不被用作堤防工程地基。

水利堤防項(xiàng)目地基常選擇孔隙率在1.0%～1.5%的淤泥黏土類土質(zhì)，此類土質(zhì)存在優(yōu)勢(shì)與不足。此類土質(zhì)孔隙比較大，土壤水分含量比較多，土壤壓縮性能較高。因此，若未針對(duì)地基實(shí)行處理而用于水利堤防建設(shè)，容易引發(fā)堤防工程發(fā)生下沉下降表現(xiàn)，且易于出現(xiàn)分層式非均勻性下沉下降現(xiàn)象，導(dǎo)致堤防出現(xiàn)裂縫及受損，無(wú)法確保工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。軟土具有較多水分，且透水情況較差，導(dǎo)致地基穩(wěn)定及牢固程度受損，而抵抗剪切力強(qiáng)度較弱同樣會(huì)導(dǎo)致堤防工程施工質(zhì)量受到干擾。但是淤泥黏土類土質(zhì)具有較高的靈敏性，即用于水利堤防項(xiàng)目工程建設(shè)地基中的此類土質(zhì)沒有被損害之前，存在良好的抵抗剪切力強(qiáng)度，但在被破壞之后，其抵抗剪切力強(qiáng)度明顯降低，可采取靈敏性進(jìn)行表示。一般狀況下，軟土層的靈敏性處于3～4，或具有更高的靈敏性。因此，針對(duì)水利堤防建設(shè)項(xiàng)目中的軟土地基需進(jìn)行有效處理，且作業(yè)時(shí)不可損害地基底處的軟底層，做好保護(hù)工程，進(jìn)而維持水利項(xiàng)目施工作業(yè)質(zhì)量，維持堤防建設(shè)工程穩(wěn)固性。

1.2 軟土地基喪失穩(wěn)定性的機(jī)制

軟土地基容易喪失穩(wěn)定性，因此針對(duì)水利堤防項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量需加強(qiáng)重視，做好工程質(zhì)量檢驗(yàn)工作，避免堤防建設(shè)出現(xiàn)質(zhì)量明顯受損現(xiàn)象，規(guī)避地基發(fā)生滑動(dòng)受損喪失穩(wěn)定性現(xiàn)象。地基發(fā)生滑動(dòng)受損的重要影響因素是某層面抵抗剪切力強(qiáng)度被損害，致使地基構(gòu)成所擔(dān)負(fù)的力度大于之前抵抗剪切力強(qiáng)度的要求數(shù)據(jù)范圍，從而引發(fā)滑動(dòng)失穩(wěn)表現(xiàn)。

淤泥質(zhì)地黏土在地基內(nèi)抵抗剪切力相對(duì)較低，可能導(dǎo)致水利堤防項(xiàng)目工程投入使用后，因?yàn)橥獠繅毫?lái)的影響而導(dǎo)致堤防穩(wěn)固性受到干擾。加上堤防大壩水位時(shí)刻會(huì)發(fā)生變化，在水位上升及下降、水體流動(dòng)時(shí)，均會(huì)對(duì)會(huì)水利堤防結(jié)構(gòu)形成一定程度的壓力影響。在外界壓力影響下，同樣會(huì)對(duì)堤防工程地基帶來(lái)干擾。另外，地震、下雨等外部因素也有可能干擾水利項(xiàng)目質(zhì)量。對(duì)于水利堤防項(xiàng)目，常需研究其穩(wěn)固性，多依據(jù)堤防穩(wěn)定性安全系數(shù)指數(shù)分析。若堤防穩(wěn)定性安全系數(shù)指數(shù)大于1，則代表土體相對(duì)穩(wěn)定牢固；若堤防穩(wěn)定性安全系數(shù)指數(shù)小于1，則代表土體非常容易發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)表現(xiàn)。因此，為規(guī)避堤防工程項(xiàng)目發(fā)生嚴(yán)重質(zhì)量安全問題，需做好堤防穩(wěn)定性安全系數(shù)指數(shù)及時(shí)監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析。另外，需注意的是，水利堤防項(xiàng)目工程等級(jí)不同時(shí)，堤防穩(wěn)定性安全系數(shù)指數(shù)也不同，一般要求堤防穩(wěn)定性安全系數(shù)指數(shù)處于1.05～1.30。為保證堤防穩(wěn)定性安全系數(shù)指數(shù)符合有關(guān)規(guī)定要求，需做好有效控制干預(yù)，例如積極控制地基孔隙內(nèi)水分含量，增加抵抗剪切力強(qiáng)度值；或是盡量降低堤防結(jié)構(gòu)橫斷面積大小，有效規(guī)避堤防項(xiàng)目地基被外部環(huán)境所影響等。

2 水利堤防工程中軟土地基處理環(huán)節(jié)的優(yōu)化措施

2.1 拋入塊石擠出淤泥優(yōu)化措施

拋入塊石擠出淤泥優(yōu)化措施是將一些粒徑適當(dāng)?shù)膲K石拋入堤防建設(shè)中的淤泥土質(zhì)地基內(nèi)，實(shí)施有效處置，使淤泥土擠出，促使堤防結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定及牢固性明顯增加。采用拋入塊石擠出淤泥方法施工作業(yè)時(shí)，需做好以下工作：（1）選擇不容易受到風(fēng)化作用的石料，采取拋入充填方式置入地基內(nèi)，需注意維持拋入充填方向符合規(guī)定需要，應(yīng)參考軟土下處結(jié)構(gòu)橫坡部位情況實(shí)施操作，若橫坡部位相對(duì)較平，應(yīng)分別實(shí)行拋入充填及擴(kuò)展操作；若橫坡位置相對(duì)較陡，自高處往低處實(shí)行拋入充填作業(yè)。（2）在地基上處鋪放反濾層，提升地基穩(wěn)固性。拋入塊石擠出淤泥優(yōu)化措施并不復(fù)雜，操作成本花費(fèi)不多，在堤防項(xiàng)目地基處置中較為常用。

2.2 增加堤身自重?cái)D出淤泥優(yōu)化措施

增加堤身自重?cái)D出淤泥優(yōu)化措施是通過處理地基，提升堤身重量，促使堤身地基中淤泥維持流塑表現(xiàn)，或是使淤泥往外擠壓。在增加堤身重量的基礎(chǔ)上，消除淤泥或是淤泥黏土內(nèi)水分，然后提升總體有效應(yīng)力，進(jìn)而改善地基抵抗剪切力強(qiáng)度。但是運(yùn)用增加堤身自重?cái)D出淤泥方式時(shí)存在一定限制，并非全部水利堤防項(xiàng)目建設(shè)工程均可運(yùn)用此處理方法。這種處理手段主要使用在水利堤防施工進(jìn)程不緊張的建設(shè)項(xiàng)目，也可使用在地基中土質(zhì)維持流塑現(xiàn)象或是淤泥土質(zhì)表現(xiàn)的堤防項(xiàng)目工程。同時(shí)，采取這種優(yōu)化方式實(shí)行擠出淤泥處置時(shí)，需使堤坡對(duì)應(yīng)坡度值相對(duì)較緩，降低堤身填筑速率。此類處理方式有助于降低資金投入，但是消耗時(shí)間比較長(zhǎng)。

2.3 排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化措施

針對(duì)水利堤防項(xiàng)目軟土類地基實(shí)施施工作業(yè)時(shí)，為減少穩(wěn)定性喪失情況及下沉下降表現(xiàn)，還可采取排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化措施，可獲得較佳加固效果。實(shí)行地基排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化時(shí)，需做好排水操作及加壓處理。常采取的排水設(shè)施包括塑料管類排水裝置、沙井類排水裝置，安裝及操作均較簡(jiǎn)便。采取排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化方式針對(duì)地基實(shí)施處置時(shí)，通過排水體系和加壓體系之間的有效協(xié)調(diào)，改善排水效果，增加荷載性能，提高地基穩(wěn)定程度。經(jīng)過自地基砂層往雙側(cè)排水，提高基底位置承載能力。在完成砂墊層處理后，可采用塑料排水板實(shí)施操作，檢測(cè)后明確需要處置的范圍大小，詳細(xì)標(biāo)識(shí)各個(gè)排水板對(duì)應(yīng)部分，對(duì)插板機(jī)實(shí)行調(diào)整，使排水板在鉆頭位置安裝好，采用打樁機(jī)對(duì)鉆桿實(shí)行錘擊操作，割斷地表上面塑料排水板，且留出部分長(zhǎng)度，在塑料排水板周圍進(jìn)行填砂操作，進(jìn)而完成排水加壓穩(wěn)固作業(yè)。排水加壓穩(wěn)固優(yōu)化方式主要是依據(jù)排水體系透水性優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而增加堤防建設(shè)穩(wěn)固性，在水利堤防建設(shè)項(xiàng)目地基施工處理過程中逐漸被推廣使用。

2.4 回填墊層優(yōu)化措施

回填墊層優(yōu)化措施涉及處理作業(yè)工藝比較簡(jiǎn)便，在接近堤防建設(shè)結(jié)構(gòu)根基位置，針對(duì)不符合規(guī)范的軟土，需要對(duì)其進(jìn)行挖掉清除，之后開展人工回填墊層操作。所采用的回填材料常是強(qiáng)度比較大的碎石、砂、石渣等，有助于提升基層支撐力量，增加地基強(qiáng)度，改善透水性能，增強(qiáng)壓實(shí)效果等?；靥顗|層優(yōu)化措施采用的材料購(gòu)入較便捷，花費(fèi)較少，能夠在作業(yè)場(chǎng)所收集獲取，且施工操作較為便捷，常使用在軟土埋入深度并不深的堤防建設(shè)項(xiàng)目，或是使用在土層開挖量相對(duì)較少的水利工程。

2.5 旋噴機(jī)噴射優(yōu)化措施

旋噴機(jī)噴射優(yōu)化措施是依據(jù)旋噴機(jī)設(shè)備開展噴射，針對(duì)地基實(shí)行有效處置，有助于改善地基所承載能力大小。但是此類旋噴機(jī)噴射優(yōu)化處置方法存在一定限制，部分水利堤防建設(shè)作業(yè)過程中，軟土類地基組成成分以有機(jī)質(zhì)為主，但對(duì)含此類組分的地基并不適合采取此類處理方法。同時(shí)，針對(duì)含有泥炭土、塘泥土等有機(jī)組分較多的軟土類地基也不可采取這種優(yōu)化處理方式。

2.6 強(qiáng)力碾壓夯實(shí)

強(qiáng)力碾壓夯實(shí)優(yōu)化措施是采取一些設(shè)施協(xié)助完成地基處理，常采用重量適當(dāng)?shù)哪雺簝x器完成地基夯實(shí)作業(yè)。實(shí)施夯實(shí)時(shí)由于碾壓儀器自身重量，能夠擠壓土壤中縫隙，降低縫隙值至要求范圍，提高地基穩(wěn)定度。采取碾壓儀器對(duì)地基實(shí)施碾壓夯實(shí)時(shí)需操作多次，通過增加穩(wěn)固程度，減少水利堤防項(xiàng)目投入使用后產(chǎn)生縫隙的情況。采用強(qiáng)力碾壓夯實(shí)手段實(shí)行地基處理時(shí)，操作較為方便且快捷，具有比較高的施工效率，有助于明顯增加地基穩(wěn)定程度。開展碾壓夯實(shí)后，可保持軟土類地基維持相對(duì)均勻，并增加排水操作，能夠減少土質(zhì)中所含水分。同時(shí)，應(yīng)注意做好碾壓儀器及時(shí)檢測(cè)維護(hù)工作，盡量維持碾壓設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，規(guī)避由于設(shè)施出現(xiàn)運(yùn)行故障而干擾項(xiàng)目施工進(jìn)程。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水利堤防建設(shè)工程中軟土地基具有一定特征表現(xiàn)，例如水分含量較多、透水性能較差、抵抗剪切力強(qiáng)度較小、靈敏性較高等。此類地基容易喪失穩(wěn)定性，因此需做好地基有效處理，通過拋入塊石擠出淤泥、增加堤身自重?cái)D出淤泥、排水加壓穩(wěn)固、回填墊層、旋噴機(jī)噴射、強(qiáng)力碾壓夯實(shí)等優(yōu)化改進(jìn)措施，從而確保地基施工質(zhì)量滿足規(guī)范要求，提升堤防結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度，改進(jìn)水利堤防整體施工質(zhì)量。