水利工程施工軟土地基處理技術(shù)分析

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［摘要］在水利工程建設(shè)過程，要加強(qiáng)軟土地基處理技術(shù)水平，通過進(jìn)一步分析，本文結(jié)合工作實(shí)際，探索了水利工程施工中的軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用對策，希望結(jié)合實(shí)踐研究，能夠全面提高水利工程建設(shè)水平。

［關(guān)鍵詞］水利工程；軟土地基；處理技術(shù)

水利工程項(xiàng)目通常的建設(shè)位置在河流等濕度較高的區(qū)域，因此軟土地基便是較為明顯的項(xiàng)目實(shí)施特征。由于軟土地基的承載能力較低，同時(shí)水含量較高，因此會(huì)存在孔隙，如果使用的技術(shù)不合理，便會(huì)導(dǎo)致地面發(fā)生變形情況，大幅降低項(xiàng)目的安全性。因此在實(shí)施水利項(xiàng)目時(shí)，可側(cè)重使用加固處理相關(guān)技術(shù)，從而為后續(xù)興建水利工程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1軟土地基的基本特征

1.1觸變性

軟土地基是我國在開展水利項(xiàng)目實(shí)施時(shí)所面臨的重要問題，其自身具有較為明顯的觸變性。主要體現(xiàn)為，軟土地基是絮凝狀的固態(tài)物質(zhì)，由沉積物形成的固態(tài)物質(zhì)具有較高的靈敏性。雖然軟土地基具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但在其靈敏性的作用下，在作為地基使用時(shí)，如果對其施加過大的外力，便會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響地基在項(xiàng)目中發(fā)揮的功能作用。因此在實(shí)施軟土地基的使用時(shí)，需全面衡量水利工程所具有的觸變性，以此保障項(xiàng)目工程不會(huì)受到軟土地基觸變性的影響，輔助工程建設(shè)后能夠達(dá)到理想的質(zhì)量要求。

1.2孔隙較大

軟土地基的另一個(gè)顯著特征為孔隙大?？紫懂a(chǎn)生的主要原因?yàn)檐浲恋鼗械乃枯^高，因此構(gòu)成軟土地基的顆粒間，會(huì)由于水分而產(chǎn)生一定的膠結(jié)，這也為軟土地基的壓實(shí)性能形成了較大的阻礙。軟土地基會(huì)因?yàn)樽陨頋穸冗^大而降低壓實(shí)能力，且在顆粒間還會(huì)形成較大的孔隙。該特征會(huì)導(dǎo)致在具體實(shí)施水利項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)用軟土地基需投入更多的人力和資金成本，通過長時(shí)間的壓實(shí)處理才可使用，但這個(gè)過程也會(huì)由于軟土地基的觸變性特征而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。因此在實(shí)施水利項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，應(yīng)用軟土地基一個(gè)充分考慮到其孔隙方面的特征，以此保證工程實(shí)施不會(huì)受到孔隙特征的較大程度制約。

2實(shí)施軟土地基處理技術(shù)的原因和選擇因素

在實(shí)施水利項(xiàng)目時(shí)，選擇軟土地基使用的技術(shù)種類更為關(guān)鍵。軟土地基與其他類型的地基不同，其自身的不確定性較強(qiáng)，如果采用的實(shí)施技術(shù)不適當(dāng)，便會(huì)無法保證地基應(yīng)有的穩(wěn)定性效果，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)水利工程出現(xiàn)沉降或者裂縫等質(zhì)量為問題，難以達(dá)到預(yù)期的安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對此，為了有效避免出現(xiàn)上述風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)人員應(yīng)合理采用專業(yè)化的施工技術(shù)，對軟土地基進(jìn)行合理的應(yīng)用。對于軟土降低處理技術(shù)的選擇與使用，應(yīng)從多方面進(jìn)行綜合衡量?？蓮挠绊戃浲恋鼗奶幚硪蛩亟嵌冗M(jìn)行深入的分析，從而保證選擇的技術(shù)具有針對性與可行性，能夠切實(shí)增強(qiáng)地基的穩(wěn)定程度。首先，不同種類的處理技術(shù)所需要的實(shí)施時(shí)間也不同，因此在具體選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施時(shí)間和具體情況來確定使用的技術(shù)類型，從而對軟土作出適合的技術(shù)處理。其次，施工區(qū)域的地理?xiàng)l件和地勢等因素也會(huì)對軟土地基的處理效果構(gòu)成較為直接的影響。因此在具體實(shí)施處理操作之前，技術(shù)人員應(yīng)先深入施工區(qū)域進(jìn)行細(xì)致的考察和分析，從而全面掌握工程項(xiàng)目的地理?xiàng)l件，基于實(shí)際因素選擇適合的軟土地基處理技術(shù)。最后，還應(yīng)從衡量總體的施工量入手，軟土地基的處理技術(shù)不同，所消耗的資金成本也不同，在具體選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行充分的預(yù)估，從而切實(shí)保證軟土地基能夠達(dá)到理想的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。

3軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用分析

3.1換填墊層技術(shù)

該類技術(shù)大多應(yīng)用于處理厚度為2～3cm的軟土層，在實(shí)際施工時(shí)，可先對表面的軟土層進(jìn)行清除，此后再更換成穩(wěn)定性更強(qiáng)的物質(zhì)?？商鎿Q的填墊層物質(zhì)可為卵石或者砂石等。這類物質(zhì)具有較高的密度和強(qiáng)度，且透氣性較為理想，可壓縮性較低，因此不僅能夠表現(xiàn)出較為明顯的強(qiáng)度優(yōu)勢，還能在壓縮性和透氣性等方面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，從而良好實(shí)現(xiàn)壓實(shí)處理，以此提升地基的穩(wěn)定性和承載力，降低沉降現(xiàn)象的發(fā)生幾率，促進(jìn)軟土層能夠順利完成排水固結(jié)。具體來說，具有一定硬度的砂石和碎石均可作為可選物質(zhì)，但不能在其中混入風(fēng)化材料等雜物。如果使用質(zhì)量水平較高的砂礫，則需將砂礫的不均勻系數(shù)控制在10以上。砂礫石均可通過相關(guān)的密度試驗(yàn)來判定材料的具體性能及所具有的密度。如果材料儲(chǔ)備量不夠，可使用細(xì)砂進(jìn)行填充，同時(shí)加入卵石或者碎石，全面清除雜物后，將石量控制在50%范圍內(nèi)為宜。如果坑內(nèi)存有積水，則需使用排水技術(shù)先將積水進(jìn)行清除，同時(shí)做好浮土的處理工作，從而進(jìn)一步完善該區(qū)域的地基鞏固效果，最后再放入填充料完成鋪設(shè)工作。此外在完成填充后，需進(jìn)一步進(jìn)行夯實(shí)，整體提升地基的承載能力，避免發(fā)生變形等情況。在選擇底層材料時(shí)，可傾向于使用壓縮性較低、強(qiáng)度較高的材質(zhì)，同時(shí)在填充過程中一旦出現(xiàn)孔隙，則需使用透水性較高的材料進(jìn)行排水處理，從而提升軟土的凝結(jié)效率，減少凍脹等產(chǎn)生的漲縮情況。在具體實(shí)施項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，應(yīng)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的程序?qū)嵤?，運(yùn)用材料進(jìn)行施工區(qū)域的鋪平處理，同時(shí)做好接頭部分的施工，層級之間應(yīng)設(shè)置一定距離。施工人員可使用夯實(shí)、水振等多種方式實(shí)施鋪設(shè)工作，并建立一定的排水系統(tǒng)，保持工地能夠正常排水，避免出現(xiàn)沖刷等情況。如果工程實(shí)施遇到雨季，便需使用有效的措施對現(xiàn)場的廢料進(jìn)行清理，將其放置在與河道農(nóng)田較遠(yuǎn)的區(qū)域。

3.2水泥土攪拌樁

實(shí)施水泥土加固，便是在加固的過程中發(fā)生的物理和化學(xué)反應(yīng)，其與混凝土的硬化原理還具有一定的區(qū)別。混凝土硬化是水泥與填充物質(zhì)所產(chǎn)生的水化和水解，其發(fā)生凝結(jié)的速度較快。而水泥加固土中的水泥量不高，最多可為加固土的1/5，水泥產(chǎn)生的水解等化學(xué)反應(yīng)也在活性介質(zhì)內(nèi)完成，其強(qiáng)度提升的速度較混凝土更低。當(dāng)前工程所使用的攪拌樁布樁方式可為格構(gòu)式和柱狀形式。以前者為例，通常應(yīng)用于軟土地基和粉砂中能夠產(chǎn)生更為理想的效果。軟土地基發(fā)生沉降的原因主要為側(cè)向出現(xiàn)變形的情況，通過研究結(jié)果可知，在軟土地基中使用懸浮的攪拌樁，便可有效對軟土的側(cè)向進(jìn)行控制，從而降低發(fā)生沉降的幾率。格構(gòu)式布樁方式能夠深入到軟土層，將所有的軟土均控制在基底之內(nèi)。實(shí)際實(shí)施項(xiàng)目工程時(shí)，還應(yīng)同時(shí)考慮到攪拌樁與其他的管樁綜合使用所產(chǎn)生的技術(shù)問題，建筑物的地基反力差別過大，在同一工程內(nèi)便需使用多個(gè)地基的處理策略。為切實(shí)縮小不同建筑物連接點(diǎn)的沉降差異，技術(shù)人員應(yīng)側(cè)重對技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化使用。在地基應(yīng)力較小的條件下，可不設(shè)置攪拌樁的褥墊層，在選擇具體的土沉降參數(shù)時(shí)，需結(jié)合工程的實(shí)際需求，從總體層面了解掌握攪拌樁的質(zhì)量情況，使用多種檢測技術(shù)對其進(jìn)行科學(xué)的檢測。

3.3排水固結(jié)法

應(yīng)用該類方法是在地基中完成砂井等排水裝置的設(shè)立，此后結(jié)合建筑物的不同重量完成加載，將存在于土體孔隙內(nèi)的水分得以排出，此后逐漸固結(jié)，促進(jìn)地基的沉降，最終提升地基的強(qiáng)度參數(shù)，重點(diǎn)可提升地基的穩(wěn)定性效果。由于其孔隙比明顯降低，建筑物的強(qiáng)度便隨之提升。為切實(shí)提升固結(jié)效率，可使用在天然土層增加排水渠道的方式，因此減少排水的物理距離，在既定的時(shí)間內(nèi)可提升地基土抗剪強(qiáng)度的提升速度，促使地基的承載力提升速度高于施工荷載的增長速度。結(jié)合加壓方式的不同，排水固結(jié)方式又可劃分為真空預(yù)壓、降水預(yù)壓等方式。其中真空預(yù)壓是在黏土層的表面鋪一層砂墊層，同時(shí)運(yùn)用真空泵向密封的砂墊層進(jìn)行臭氣處理，形成負(fù)壓。此時(shí)地下水便可沿既定的排水管線從地表中排出，最終促進(jìn)地基完成排水固結(jié)。也可以說，在總體壓力不變的條件下，可盡量降低孔隙水中的壓力，從而推動(dòng)土體形成壓縮。堆載預(yù)壓法則通過使用土方等進(jìn)行堆填來使地基形成沉降效果，在地基形成固結(jié)狀態(tài)后提升其自身的承載能力。在實(shí)施后期的項(xiàng)目施工時(shí)，應(yīng)全面考慮到沉降的均勻性要求，將土方等物質(zhì)去除。通常應(yīng)將預(yù)壓荷載與建筑物的荷載保持一致，如遇到特殊情況，則需結(jié)合具體的工程要求來確定。對有些滲透性較低的黏性土來說發(fā)揮的作用更為理想。降水預(yù)壓則是將原本的地下水抽離，從而降低水位和孔隙的壓力，從而實(shí)現(xiàn)地基的加固效果。此類方式在細(xì)砂地基和飽和度較高的粉土施工更為適用。電滲排水方式則指將金屬電極放入土層中，通電后將土中的水從陽極引向陰極，最終在陰極位置將水排出，從而降低黏土中的水量，提升邊坡的穩(wěn)固性，確保地基具有較高的承載能力。

3.4灰土密樁法

如果地下水位中有較多的黃土和雜填土，便可使用該類方法。通常使用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行處理，一般深度為3～15m，過深會(huì)影響壓實(shí)的效果。在軟土地基中加入灰土樁，再使用錘擊將鋼管嵌入土層中，使土層中的土體向側(cè)向壓實(shí)，形成樁孔。此后將管拔出，向樁孔按照2：8或3∶7的比例回填灰土，最后壓實(shí)，與樁間土形成符合地基，從而共同承受外力的載荷。還可使用沉管或者爆擴(kuò)等方式完成打孔，實(shí)施完畢后再對孔底進(jìn)行壓實(shí)，此后使用灰土等原料，在含水量標(biāo)準(zhǔn)的情況下完成回填，此后完成夯實(shí)處理。從實(shí)踐可知，灰土的質(zhì)量相對較輕，因此其能夠以較快的速度滲入到疏松的土層中，從而將其壓實(shí)到軟土地基之后，便可與其他的土層接觸形成對孔隙的補(bǔ)充，從而提升地基的強(qiáng)度。但需注意，混合料應(yīng)攪拌均勻后使用，盡量避免處理深度過大的軟土地基，從而保證施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求。

4結(jié)語

總之，通過進(jìn)一步分析，本文探索了水利工程施工中的軟土地基處理技術(shù)，在實(shí)踐研究過程，要結(jié)合具體工程實(shí)際，有針對性地制定更加完善的軟土地基處理方案，從而才能不斷提高軟土地基處理技術(shù)應(yīng)用效率，希望通過以上分析，能夠推進(jìn)水利工程建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展。

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作者：馬佳佳 單位：吉林省公主嶺市水產(chǎn)技術(shù)推廣站