水利工程軟土地基處理方法探析

摘要：近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的水利工程建設(shè)取得了顯著的成就。軟土地基處理作為水利工程施工的關(guān)鍵步驟，直接影響著水利工程的整體質(zhì)量。相關(guān)人員要做好施工前的準(zhǔn)備工作，仔細(xì)勘察地質(zhì)條件，因地制宜，對施工方案進(jìn)行最優(yōu)化選擇，實(shí)現(xiàn)提高地基穩(wěn)固性以及承載能力的目的，為我國水利工程事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠推助力。因此，如何提高軟土地基的穩(wěn)定性以及承載能力顯得尤為重要。本文將從軟土地基的特點(diǎn)入手，對水利工程軟土地基的處理方法進(jìn)行深入分析，旨在為相關(guān)工程提供有效參考。
 
關(guān)鍵詞：水利工程施工；基礎(chǔ)工程；軟土地基；
 
軟土地基處理方法多樣，主要包括穩(wěn)定處理以及沉降處理兩種。前者是以增加土層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為目標(biāo)，通過提高抗滑阻力的方式，控制地基變形，改善地基強(qiáng)度；后者則是為了削弱土層沉降程度，加速地基排水固結(jié)進(jìn)度。水利工程實(shí)際施工過程中，應(yīng)用較為廣泛的軟土地基處理方式有：樁基法、換土墊層法、加筋法、加載預(yù)壓法、深層攪拌法、真空壓頂法、降水預(yù)壓法以及硅化加固法等等。施工人員需要因地制宜，根據(jù)地基的實(shí)際土質(zhì)情況，選擇最經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)手段。
 
1軟土地基的特點(diǎn)
 
1.1孔隙大
 
一般來講，軟土層的孔隙要比常規(guī)重塑土高出30%左右，這主要是由于沉積過程中，軟土層的含水量較高，土質(zhì)顆粒在接觸過程中存在膠結(jié)現(xiàn)象，加之缺失相應(yīng)壓實(shí)步驟，導(dǎo)致軟土層孔隙相對較大。
 
1.2壓縮性能高
 
軟土地基的壓縮曲線在初始時(shí)期波動(dòng)不大，但是，一旦壓力大于應(yīng)力點(diǎn)，曲線則會呈驟降趨勢。同時(shí)，當(dāng)壓力消失之后，還會存在一個(gè)驟降的區(qū)間。整個(gè)壓力區(qū)間過后，軟土壓縮曲線則是由突變轉(zhuǎn)為漸變的過程。
 
1.3透水性差
 
軟土地基的滲水性能較差，導(dǎo)致孔隙水壓力相當(dāng)高。因此，軟土地基上的建筑物的沉降過程也會比其它地基要長一些。
 
1.4其他特性
 
軟土的土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各土層之間的力學(xué)性能也存在很大差異。同時(shí)，因?yàn)檐浲恋暮扛?，?dǎo)致其承載能力弱，極易發(fā)生變形。2軟土地基處理技術(shù)
 
2.1樁基法
 
樁基法主要適用于土層較厚，無法大面積深埋的軟土地基處理。傳統(tǒng)的樁基法主要采用木樁、砂石樁，隨著工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋼筋混土預(yù)制樁的應(yīng)用越來越廣泛。其工藝流程如下：人工或者機(jī)械鉆孔澆灌混凝土混凝土放熱，改善周圍土質(zhì)環(huán)境形成復(fù)合混凝土樁。樁基法可以提高地基負(fù)載能力，削弱地基下降現(xiàn)象，具有成本低、效率高、穩(wěn)定性好的優(yōu)勢，受到業(yè)界的一致好評。
 
2.2換土墊層法
 
換土墊層法適用于軟土層較薄的情況。該方法主要用砂石、水泥等材料作為替代品，改善土層結(jié)構(gòu)，提高地基性能。需要注意的是，必須要壓實(shí)換填土層，否則將難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。具體來說，換土墊層法就是用砂礫、碎石、礦渣等抗壓、抗腐蝕性能較好的材質(zhì)替換地基中不利于工程施工的部分軟土，并通過人工或者機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)處理，提高土層的承載能力。該技術(shù)能夠有效分散地基底層壓力，改善沉降狀況，加速排水進(jìn)程，普遍應(yīng)用在軟土表層地基的處理上。
 
2.3加筋法
 
加筋法，顧名思義，就是要在軟土地基中埋入金屬條或者合成材料，利用拉筋材料調(diào)節(jié)地基應(yīng)力分布的方法。加筋法能夠有效改善地基變形問題，使軟土層的強(qiáng)度、承載能力得以大幅度提升。
 
2.4加載預(yù)壓法
 
加載預(yù)壓法主要是指在水利建設(shè)施工之前，事先對軟土地基實(shí)行壓實(shí)處理，從而提高密度，改善軟土地基的強(qiáng)度。加載預(yù)壓法可以有效強(qiáng)化地基的承載能力，提高穩(wěn)定性，采用該種方式處理之后的軟土地基一般不會再變形的情況。預(yù)壓的負(fù)載可以直接利用水利工程建筑的自身重量。假如土質(zhì)結(jié)構(gòu)的滲水性能極差，那么可以利用塑料排水板、砂井等在軟土地基中加設(shè)排水管道，通過排水距離的減少，加速固結(jié)進(jìn)程。對于粉土、雜填土以及沖填土等地基的處理，墊層材料通常采用級配高、滲水性能好的粗砂為宜，塑料配水板通常為塑料排水帶，砂井則需要聚丙烯等有機(jī)物的輔助。
 
2.5深層攪拌法
 
深層攪拌法通常應(yīng)用于土質(zhì)為含水量高、承載能力弱的粉土、粘性土等軟土地基的處理。深層攪拌法主要有噴漿、噴粉兩種模式。其工藝流程為：先用攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢枋?、水泥以及地基軟土，進(jìn)而改變它們的形態(tài)，使其成為格柵狀、柱狀、水泥增強(qiáng)體等。深層攪拌法還可以用于提高粉細(xì)砂土質(zhì)地基的穩(wěn)定性以及防滲水性能。
 
2.6真空壓頂法
 
真空壓頂法主要適用于土質(zhì)結(jié)構(gòu)為粉土、雜填土等土質(zhì)的地基處理。其工作原理如下：在地基中加設(shè)互相保持垂直的排水道以及砂墊層，并分別在它們上邊覆蓋密封性較好的封膜，通過抽氣以及排水的過程，形成負(fù)氣壓環(huán)境，從而減少排水固結(jié)所需時(shí)間。實(shí)際施工過程中，排水道通常為塑料排水帶，封膜通常為線性聚（氯）乙烯薄膜。
 
2.7硅化加固法
 
硅化加固法是指通過灌注化學(xué)溶液，活化軟土地基表層，拓展加固范圍，加強(qiáng)土質(zhì)強(qiáng)度與連接性能，提高軟土地基穩(wěn)定性的方式。硅化加固法需要大量化工材料，處理成本相對較高。因此，不到萬不得已，水利施工中的軟土地基處理一般不會采用該技術(shù)。
 
2.8降水預(yù)壓法
 
降水預(yù)壓法就是通過降低水位的方式，減少軟土的含水量，從而加速排水結(jié)固進(jìn)程，提高土層強(qiáng)度的方式。降水預(yù)壓法主要適用于上層為砂質(zhì)土的地基。因?yàn)榻档退痪哂幸欢ㄖ芷谙拗?，因此，采用該技術(shù)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)施工具體情況進(jìn)行綜合考慮。
 
3結(jié)語
 
軟土地基處理是水利工程施工的重要環(huán)節(jié)，其處理效果對水利工程的整體質(zhì)量有著最直接的聯(lián)系。由于軟土含水量高、孔隙大、承載能力弱等因素的干擾，軟土地基處理的實(shí)踐施工過程具有一定難度。因此，相關(guān)人員要做好施工前的準(zhǔn)備工作，仔細(xì)勘察地質(zhì)條件，因地制宜，對施工方案進(jìn)行最優(yōu)化選擇，實(shí)現(xiàn)提高地基穩(wěn)固性以及承載能力的目的，為我國水利工程事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠推助力。
 
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作者簡介
 
邢彥婷（1987—），女，江蘇省連云港市，碩士研究生，工程師，從事工作：水利工程管理。
 

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