□張蔚雯

軟土地基是經(jīng)過長期水流的浸泡而形成的，其組分一般由有機質土、粉質沙土、泥炭黏土等不同土質結構組成，軟土地基土壤含水量較大，地下水位較高，其承載能力較低，土層結構極易松動發(fā)生變形，而大多數(shù)水利工程建設均會涉及到軟土地基，由于軟土地基自身的不穩(wěn)定性特點，經(jīng)常導致地基下沉或變形，造成建筑物穩(wěn)定性差，甚至造成建筑體撕裂，嚴重威脅群眾生命財產(chǎn)安全。因此，在施工前，相關單位必須加強對施工地進行勘查，深入了解施工地土體地質類型，針對不同軟土地基采用科學合理的處理技術，以確保施工區(qū)地基穩(wěn)定，進而保證水利工程施工質量和安全。

1.軟土地基特點

1.1 孔隙度大

通常軟土地基中土壤的含水量較大，土壤顆粒的交接處存在難膠結現(xiàn)象，導致土壤之間孔隙度較大，在施工時影響夯實效果。

1.2 壓縮性強

由于軟土地基的土壤含水量大，在施工時地基在承載一定壓力后，會出現(xiàn)快速排水的現(xiàn)象，導致土壤體積快速縮小并出現(xiàn)凹陷或下沉等問題，表現(xiàn)出較強的可壓縮性，嚴重影響軟土地基的施工。

1.3 透水性差

相比其他地基，軟土地基土層地下水位較高，土壤透水性較差，據(jù)相關研究表明軟土地基的垂直滲透參數(shù)僅為10-4～10-8cm/s，其水分難以下沉或者下沉需要漫長的時間完成，期間大部分的水被地表和地上建筑物吸收，甚至產(chǎn)生復雜的生化反應，直接降低各建筑物的使用壽命。因此在軟土地基施工前必須花費大量的精力物力對其進行排水固結工作。

1.4 擾動性強

軟土地基地質結構復雜，極易受外界環(huán)境的影響，如發(fā)生洪災、泥石流或者地震等災害，軟土地基極易發(fā)生變形，加之建筑物的施壓，軟土地基的沉陷速度會越來越快，最終導致建筑物直接坍塌。

1.5 觸變性強

觸變性是指物體自身出現(xiàn)某種形式的觸發(fā)而引起自身性質發(fā)生變化，軟土地基具有這種特性，在未發(fā)生觸變時軟土地基呈固態(tài)形式，但在受到間斷性外力或者振動時，會使原有的固態(tài)形式轉變?yōu)榱黧w形式，這一特性嚴重影響水利工程的建設和已建工程的安全穩(wěn)定性。

1.6 土壤分布復雜

軟土地基土層一般由多層土層組成，且每一土層的特性均不相同，同時與周邊土壤的性質也不同，其結構復雜多樣，分布錯亂極不均勻，同一塊軟土地基上，土壤可能緊實可能松散，在受力時緊實的土壤會向受力點外擠壓，而松散的土壤則會垂直擠壓，導致軟土地基呈現(xiàn)不規(guī)則沉陷的特點。

2.軟土地基處理技術在水利施工中的應用

2.1 換土處理法

水利工程建設軟土地基換土處理法是操作工藝最為簡單、效果最為明顯直接的技術，它可以直接改變施工區(qū)域的土壤性質。軟土地基換土處理法是直接用大量的沙壤土、水泥或灰土等替換軟土，直接改變軟土土質性質，以滿足水利工程建設地基的施工要求，例如南水北調臨清魏灣節(jié)制閘軟土地基處理中采取的就是水泥土置換，經(jīng)過換土處理后該區(qū)域地基承載力得到極大的提高。但是此方法也存在一定的局限性，例如此方法僅適用于軟土土層較薄的施工區(qū)域，而且要求置換土質距離施工區(qū)域較近，一旦置換土質需要長距離運輸則極大的增加換土成本，同時施工區(qū)域地形和氣候等外界因素也會影響換土法的施工質量，此外換土后土質的壓實度也同樣重要，若未達到相應的緊實度，極易造成施工后期土層沉陷，因此在軟土地基換土處理時，首先應深入調查施工區(qū)域的地形、氣候和施工區(qū)周邊置換土質分布范圍等，選擇最優(yōu)的換土方案，在換土后應采用專門的機械振動進行壓實，充分降低沉陷的風險，提高地基整體的承壓能力。

2.2 排水固結技術

排水固結技術是目前應用最普遍的軟土地基處理技術，其主要是通過外部擠壓將土層中的多余水分通過相關排水模式科學排出土壤，并使軟土地基的其他性能保持完善。當前軟土地基的排水技術采用最多的方式是水管排水和砂井排水，水管排水主要應用于地下水位淺或者施工工程戰(zhàn)線長的軟土地基，此方法排水速度快、排水效果好；砂井排水主要適宜在地下水位較深的施工區(qū)域使用，此方法的缺點是排水需要耗費大量時間。軟土地基排水固結技術中的外部壓力系統(tǒng)主要采取超載真空加壓的方式，該方法可以顯著加快排水效率。大量實踐研究表明排水固結技術能夠有效排除軟土地基中的水分，保證水利工程建筑物的順利施工，但是部分專家對此技術存在不同的見解，他們認為通過排水固結僅能在短時間內改善軟土地基性質，在經(jīng)過一段時間的積累后水分還會流回地基，這樣無法保證軟土地基的長期穩(wěn)定性。

2.3 化學固結技術

化學固結法是將硅酸鹽類、水泥、聚氨酯類或石灰等化學物質加入軟土地基中，并將其物質與軟土土壤充分混均，使這些材料與軟土土壤發(fā)生一系列物理、化學生物反應，最終形成一種穩(wěn)定堅硬的復合地基，此方法常用于水利工程的邊坡處理等。此外，目前軟土地基邊坡處理中還有化學硅化技術，其以電滲法為原理，以注漿完成初步化電動硅化的施工工序，然后在各化學參數(shù)的影響下發(fā)生反應，使軟土地基中水分逐步膠狀化，進而改善地基的柔軟度，增加軟土地基的載荷。

2.4 加筋填土技術

加筋填土技術是是由加筋技術和填土技術結合形成的。加筋技術是在軟土地基中添加一層具有抗拉力的金屬板或其他土工合成材料，通過加筋材料和軟土土壤的高強度摩擦力，促使軟土地基和加筋材料形成一個結實的整體，加筋材料的填入可以改善地基的應力分布，降低地基的側向位移和整體變形的風險，進而提高軟土地基的穩(wěn)定性。填土技術是將軟土地基下層部分比較潮濕柔軟的土壤清除，然后采用一些抗拉能力強、韌性高、穩(wěn)定效果好的廉價材料進行填充，填充材料可以選擇碎煤灰、碎石子或者尾礦等廢棄材料，在填充材料時，需要合理控制填充厚度和材料緊實度，以保證填土技術的處理效果，通常墊層厚度需大于地面厚度的0.3%。加筋填土技術的特點是軟土地基施工期短、施工效率高，但是操作過程較為繁瑣，此項技術的應用需要清除部分土壤，然后采用回填技術進行分層回填，然后利用專門的壓實設備進行分層壓膜處理。

2.5 樁基處理技術

樁基處理技術主要應用于軟土地基較厚的工程，當軟土地基存在較厚的淤泥時就無法采用大面積深埋或者其他方式，只有借助樁基技術才能進行深層土壤固結，且起到良好的軟土地基處理效果。樁基技術的應用也較為成熟，其主要樁基技術包括砂石樁、木樁和混凝土樁等，目前主要采用混凝土樁，混凝土樁技術是通過機械成孔的方式，將適量的混凝土等化學材料通過樁孔注入到軟土地基深處，同時依據(jù)混凝土等化學材料的放熱或離子交換等物理化學作用，使得軟土地基的性質發(fā)生改變形成統(tǒng)一穩(wěn)定的復合土體地基。通常混凝土樁基處理技術有多種方式，包括鉆孔灌漿法和鉆孔旋噴法等，鉆孔灌漿法是直接鉆孔，然后在常壓條件下通過鉆孔將混凝土注入其中，而鉆孔旋噴法是將帶有噴嘴的鉆管鉆到預定深度，然后采用高壓脈沖泵或氣壓液壓將灌漿向預定土層四周高速旋噴，高速旋噴即可以壓實土層，又可以將漿液與土壤充分混勻，在混凝土固結后在軟土地基深層形成一層堅硬穩(wěn)定的樁體，但是當土層中有機質含量較高時，會影響旋噴法的應用效果。樁基處理技術可以有效降低軟土地基變形或沉降的風險，在施工時應嚴格遵循施工工藝，避免管道堵塞，嚴格控制灌漿壓力和深度，以保證工程的長期穩(wěn)定性。

3.軟土地基施工注意事項

3.1 施工前注意事項

施工前的調查和準備工作對軟土地基的施工質量是十分重要的，通過現(xiàn)場深入勘查確定適宜的施工圖紙，進而才能確定施工區(qū)域的具體處理方式，在現(xiàn)場勘查中主要注意以下事項：

施工環(huán)境勘查：水文、地形地貌是影響軟土地基施工的主要因素，相關單位應綜合調查施工區(qū)的外界環(huán)境，并根據(jù)相關標準資料對軟土地基進行科學分析，然后根據(jù)勘察和測量的結果制定科學的軟土地基處理方案，以避免盲目施工造成經(jīng)濟損失。

施工區(qū)地質條件：積極采取螺旋板載荷或靜力觸探等技術，并結合工程鉆探等技術測定不同深度軟土土層的承載力，此外，施工前應進行預定施工材料改變軟土土質的模擬實驗，確定施工區(qū)軟土地基處理的各項施工參數(shù)，從而避免施工中出現(xiàn)失誤，保證施工的順利安全進行。

季節(jié)性氣候變化特點：相關調查員必須重視施工中氣候的影響，應結合歷史氣象資料和當年氣象局提供的資料綜合考慮計算施工期的氣候條件，盡量避免氣候對特殊施工工藝的影響，否則不僅會延長施工周期，還會影響工程質量和預期效果。

3.2 施工時注意事項

在進行軟土地基施工時必須嚴格按照施工方案進行，同時結合實際施工地狀況注重細節(jié)問題，例如應用樁基處理技術時要保證樁孔的垂直不發(fā)生傾斜，否則造成樁柱在重力作用下發(fā)生塌孔或斷樁等事故；在灌漿時注意灌漿濃度、速度和壓力，防止灌漿不均勻影響最終處理效果，同時要注意樁孔堵塞問題，要合理控制物料比，并定期對其進行清孔；在換土法施工時為避免超挖等失誤，在機械挖掘至預定要求0.5m時采用人工挖掘完成；此外在整個施工過程中應設立嚴格的監(jiān)督監(jiān)控制度，實時監(jiān)控，并定期對施工者和相關人員進行培訓，在保證安全第一的前提下保證施工質量和效率。

3.3 施工后注意事項

在施工結束后應介入第三方檢測機構進行項目建設質量評估，保證后期應用的安全性和穩(wěn)定性。同時相關部門應加強施工后期維護保養(yǎng)工作，制定完善的后期維護管理制度，引進專業(yè)型人才，定期對水利工程建筑物和軟土地基進行安全性檢測，確保工程的長期穩(wěn)定運行。

4.結語

綜上所述，軟土地基作為水利工程建設的首要解決難題，具有很多處理技術，不同技術各有優(yōu)缺點，因此在實際施工中需要結合該區(qū)域調研結果，綜合考慮施工地地質環(huán)境、氣候和經(jīng)濟效益等多種因素，選擇科學的軟土地基處理技術，在施工時嚴格遵循施工標準的同時，積極總結施工經(jīng)驗，大膽創(chuàng)新新型技術，推動軟土地基處理技術的高速發(fā)展。