段科強(qiáng)

河南省正航建設(shè)工程有限公司

軟基處理技術(shù)在水利堤防工程中的應(yīng)用

段科強(qiáng)

河南省正航建設(shè)工程有限公司

伴隨水利工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其施工難度也隨之增大，軟土地基作為影響水利工程質(zhì)量的重要病害問(wèn)題，其施工技術(shù)水平高低對(duì)水利工程軟土地基質(zhì)量的提升具有重要意義。正確選用合理的軟基處理措施，能夠?qū)λこ淌┕み^(guò)程面臨的諸多問(wèn)題進(jìn)行有效解決。

軟基處理；水利堤防工程

一、水利工程軟土地基的特性

軟粘土中最常見(jiàn)的、工程地質(zhì)性質(zhì)最差的要數(shù)淤泥或淤泥質(zhì)土，通常工程上把天然孔隙比大于或等于1.5的亞粘土、粘土稱為淤泥，而把孔隙比大于1.0小于1.5的粘土稱為淤泥質(zhì)粘十：其主要特性有：

1、孔隙比和天然含水量大。我國(guó)軟土的天然孔隙比一般e=l～2之間，淤泥和淤泥質(zhì)土的天然含水量w=50～70%，一般大于液限，高的可達(dá)200%。

2、壓縮性高。我國(guó)淤泥和淤泥質(zhì)土的壓縮系的一般都大于O.5MPa-1，建造在這種軟土上的建筑物將發(fā)生較大的沉降，尤其是沉降的不均性，會(huì)造成建筑物的開(kāi)裂和損壞。

3、強(qiáng)度低。軟土通常呈軟塑-流塑狀態(tài)，在外部荷載作用下，抗剪性能極差，根據(jù)部分資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)軟土無(wú)側(cè)限抗剪強(qiáng)度一般小于30kN/m2（相當(dāng)于0.3kg/cm2）。不排水剪時(shí)，其內(nèi)磨擦角幾乎等于零，抗剪強(qiáng)度僅取決于凝聚力C ， C＜30kN/m2，固結(jié)快剪時(shí)，Φ一般為5～150。因此，提高軟土地基強(qiáng)度的關(guān)鍵是排水。如果土層有排水出路，它將隨著有效壓力的增加而逐步固結(jié)。反之，若沒(méi)有良好的排水出路，隨著荷載的增大，它的強(qiáng)度可能衰減。在這類軟土上的建筑物盡量采用“輕型薄壁”，減輕建筑荷重。

二、水利工程軟基處理的施工技術(shù)應(yīng)用

1、換填處理法

某水利工程施工時(shí)，開(kāi)挖基礎(chǔ)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，發(fā)現(xiàn)有約20m長(zhǎng)的基礎(chǔ)夾有含水量高，強(qiáng)度低和壓縮性大的軟粘土層，最大的厚度約3m，為防止堤基不均勻沉陷，增強(qiáng)堤防的穩(wěn)定性，對(duì)該20m作為墊層法換填粗沙加固處理。并為了提高基礎(chǔ)的防滲能力及進(jìn)一步提高基礎(chǔ)承載力，在防洪堤建成后，對(duì)換填的粗沙進(jìn)行了旋噴法加固處理，布孔沿穿堤涵兩側(cè)各布置1排，間距1.5m，孔深插入粗沙層下2m，共28孔。目前該處堤防不見(jiàn)有不均勻沉降現(xiàn)象，表明處理效果明顯。

（1）換填處理法的技術(shù)特點(diǎn)

換填處理法指的是把基礎(chǔ)地面以下的不太深的范圍內(nèi)的軟土層挖走，然后用質(zhì)地更加堅(jiān)硬、強(qiáng)度更加高、性能更加穩(wěn)定、有抗侵蝕能力的碎石、素土、礦渣等逐層填筑，同時(shí)以機(jī)械或者人工方法進(jìn)行分層夯、壓、振動(dòng)，讓它達(dá)到需要的密度，成為一個(gè)優(yōu)質(zhì)的人工地基。當(dāng)?shù)鼗能浫跬翆颖容^薄，并且上面部分的載荷不是很大的時(shí)候，也可以用人工或者機(jī)械的方法進(jìn)行一些表層的壓、振動(dòng)等系列的密實(shí)處理，一樣能夠獲得換填加固地基的效果。換填法適合淺層地基的處理，包括淤泥質(zhì)土。雜填土?；靥钔恋鹊牡鼗幚?，還包括暗道、暗溝、暗塘等低洼區(qū)域的處理。換填法同樣適用于那些地域性的特殊土的處理。

（2）換填處理法的施工要點(diǎn)

為使水利工程建設(shè)施工需要得到滿足，通常情況下，換填土要有三層，包括砂與砂墊層、素土與灰土墊層、礦渣和碎石墊層。施工單位在對(duì)此種方法加以使用之時(shí)，應(yīng)按照需求不同選擇相應(yīng)的墊層材料，如此才能確保其起到要求效果。但在進(jìn)行選擇時(shí)，無(wú)論選擇哪種材料，最終的目的都是為了使地基抗剪強(qiáng)度增大，使其壓縮性能降低，從而達(dá)到提升地基承載力的目的。值得關(guān)注的是，在對(duì)此種方法加以使用之時(shí)，通常會(huì)在填土層中留下一定空隙，為使地基強(qiáng)度增強(qiáng)就要對(duì)孔隙水采取排水舉措，從而達(dá)到防治低溫凍漲和加快固結(jié)的目的。除此之外，在實(shí)際施工中，還需按照工程大小、穩(wěn)定性、剛性要求的不同，將軟土地基的處理工作做好。

2、排水固結(jié)法

（1）排水固結(jié)法的技術(shù)特點(diǎn)

利用這種方法來(lái)處理軟地基能夠排出軟地基中所存在水分，從而使得孔隙比以及超靜孔隙水壓減小，使土體發(fā)生固結(jié)變形，從而提前完成土體沉降速率，利用提升土體抗剪強(qiáng)度以及有效應(yīng)力來(lái)使得地基承載力得到提升。排水固結(jié)法主要包括以下幾種：真空預(yù)壓法、礦井法、電滲排水法以及堆載頂壓法。

對(duì)于軟粘土地基進(jìn)行處理時(shí)可以使用堆載頂壓法，但是這種方法需要較長(zhǎng)時(shí)間。在建筑物修建之前，對(duì)填土材料以及砂石加載預(yù)壓，使軟粘土地基完成沉降，從而使軟粘土地基得到快速穩(wěn)定固結(jié)，將荷載撤除之后再對(duì)建筑物進(jìn)行修建。

有些軟粘土地基透水性比較低，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)可以使用砂井法。這種方法是利用地基成孔的方式來(lái)對(duì)砂土進(jìn)行灌注，將砂溝或者是砂層墊在砂井之上鋪設(shè)，以此來(lái)固結(jié)排水管，利用對(duì)排水速度的提升來(lái)使得地基比較牢固穩(wěn)定。砂井法所具有的特點(diǎn)就是用料省、連續(xù)性較好；并且其施工也比較方便。

（2）排水固結(jié)法的施工要點(diǎn)

與換填法相比較而言，這種方法還是比較復(fù)雜的，在運(yùn)用該種方法時(shí)，對(duì)其要求以及特點(diǎn)要特別注意。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，要注意以下幾點(diǎn)：第一，在堆載預(yù)壓法時(shí)，不但要利用建筑物自重來(lái)進(jìn)行加壓，同時(shí)在施工時(shí)也可以采取相應(yīng)措施來(lái)進(jìn)行預(yù)壓，也能夠利用超載預(yù)壓方式來(lái)排水固結(jié)，但具體方式要以估計(jì)值以及殘余沉降量為依據(jù)來(lái)進(jìn)行確定。第二，若軟土地基地下水含量比較小，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，可以利用降水預(yù)壓法來(lái)進(jìn)行。在對(duì)該種方法進(jìn)行使用時(shí)，施工之前要需要對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行勘察，并且要將其收集起來(lái)，只有這樣才能夠保證所指定出來(lái)的方案比較細(xì)致可靠，從而增強(qiáng)其實(shí)效性。

3、化學(xué)固結(jié)法

（1）化學(xué)固結(jié)法的技術(shù)特點(diǎn)

化學(xué)固結(jié)法主要是使用一些化學(xué)材料使軟土地基能夠達(dá)到排水固結(jié)的目的，以此提高地基的穩(wěn)定性?；瘜W(xué)固結(jié)法主要包括：灌漿法、高壓噴射注漿法和深層攪拌法等方法。深層攪拌法最常用主要是使用水泥、石灰等材料作為固化劑，利用深層攪拌機(jī)對(duì)水泥、石灰等固結(jié)劑同時(shí)也加入軟土地基進(jìn)行攪拌確保軟土和固結(jié)劑在攪拌的過(guò)程中已充分的粘合在一起。

（2）化學(xué)固結(jié)法的施工要點(diǎn)

在使用化學(xué)固結(jié)法時(shí)主要是通過(guò)使用化學(xué)方法，以此提高軟土地基的強(qiáng)度和承載力從而能夠有效的降低軟土地基的沉降量對(duì)軟土地基進(jìn)行有效地處理。在使用化學(xué)固結(jié)法時(shí)要對(duì)水泥和地基之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行有效的控制同時(shí)要利用相關(guān)的物理加固法對(duì)其進(jìn)行有效的管理這樣可以提高軟土地基的固化速度。使用灌漿法，確保在軟土當(dāng)中漿液的均勻分布這樣可以保證地基能夠達(dá)到處理的效果。在利用高壓噴射注漿法時(shí)要對(duì)壓力的大小進(jìn)行密切的關(guān)注，避免在施工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)起包和不均勻沉降的問(wèn)題。在使用深層攪拌法時(shí)要選擇適合類型的攪拌機(jī)械，并要對(duì)攪拌的時(shí)間和均勻性進(jìn)行密切的關(guān)注。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，水利工程行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支撐，其行業(yè)的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)起著決定性的作用。軟土地基作為影響水利工程質(zhì)量的重要病害問(wèn)題，其施工技術(shù)水平高低對(duì)水利工程軟土地基質(zhì)量的提升具有重要意義。為確保水利工程的整體質(zhì)量，施工企業(yè)必須提高軟土地基施工的技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，根據(jù)工程施工的具體情況選擇與之相適合的施工處理措施，只有這樣才能為企業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。

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