水利工程施工中软基基础处理技术

2015-10-25贾飞宇

黑龙江水利科技 2015年1期

关键词：土层水利水利工程

贾飞宇

(贵州省沿河土家族自治县水务局，贵州沿河565300)

0 前言

在水利工程施工中，地基是整个水利工程建设的基础，工程施工管理质量的好坏取决于地基的牢固与否。

软土地基的处理在地基处理中是最具有难度的，因为大量的技术涵盖在了软土处理之中，只有选择正确的处理方法才能做好软基建设［1］。

软土的含水量高而且土质空隙较大，并且抗剪强度低、压缩性高。

水利工程大多存在于湖泊沼泽以及沿海河滩等地，而这些地区软土大量存在，所以扎实的软土地基处理技术尤为重要。

软土层的特性较为复杂且各个层面之间也存在差异较大的物理力学差异，分布状况也无法准确判定，因此在水利工程建设中软基处理就成为了核心技术难题之一［2］。应用得当的软基基础处理技术可谓是对水利工程建设保驾护航。

1 水利工程施工中软基处理技术综述

之所以要进行软基处理，是因为软基的结构，它属于高压缩性地基，其压缩层主要由淤泥质以及淤泥组成，所以，一般来说承载力较低［3－4］。

而这样的承载力无法满足施工要求，所以要进行特殊处理。常用的水利工程施工中软基处理技术有以下7 种:振动水冲、旋喷法、利用土工合成材料进行加筋加固、排水砂垫层的方法、利用硅化加固的方法、进行软土层的换土和利用桩基和强夯来加固土层。

斑试器，北京百亿怡达科技开发有限公司；孵化箱（Grumbach BSS420），上海柏乾生物科技有限公司。

1.1 振动水冲

利用初始抗剪强度在20 k Pa以上的振动水冲对地基完成打孔，然后对空洞进行填充。最后分层夯实孔中的砂石等填充材料。以此来达到加固地基的目的。

振动水冲主要是通过振冲设备来进行作业的。这样的设备上有上下喷水孔，通过机械自身的振动以及冲击力(类似混凝土插入振捣器)对地基完成打孔。

1.2 旋喷法

旋喷法是以提高地基的承载能力为目的，主要是利用旋喷机产生旋喷柱来达到加固地基的目的［5－6］。并且还可以作联锁桩施工或者是定向喷射成连续墙，来达到地基防渗的目的。

旋喷桩是高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化形成的，它是通过提升插入土层一定深度的，带有按照一定速度进行旋转的喷嘴的注浆管来进行打桩的，压缩性低和强度高是旋喷桩优于加固土层的地方，其流程图见图1。

能够使用旋喷法进行地基加固的主要是由软黏土和细沙土组成的地基，而对含有较高有机成分的土层没有很好的效果［7－8］。

所以如果有机成分含量非常高的软涂层需要加固，应完全排除这种方法。

1.3 利用土工合成材料进行加筋加固

加筋法就是在软土地基的土层中放置一些抗拉能力很强的土工合成材料，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体形变和增强地基的稳固［9－10］。

在软土地基的表面上铺上一层相应的工程材料，使工程建筑的重量有效地分散到整个地基之上，从而达到加固地基的目的。

通过这样的方式可以有效地阻止或者是减弱工程潜在的滑动破坏，并且因为材料与地基之间产生的强大的摩擦力能有效抑制地基的变形，从而增加整个水利工程地基的稳定性。

图1 旋喷桩施工工艺简易流程图

1.4 排水砂垫层的方法

选用渗水性能好的砂垫层，才能确保砂垫层的顺畅排水。

1.5 利用硅化加固的方法

所谓硅化加固法是将能够发生化学反应的两种溶液向软土层中轮流注入，利用它们的化学反应产生一种能够使土颗粒表面活化的胶凝物质，而这种凝胶物质可以胶结固化相互接触的土颗粒，增强它们之间的连接，以此来达到加固地基的目的［12－13］。现在电渗原理出现，随着它的发展，借助这个原理，通过电动硅化法，可以使基础加固的范围大大得到扩展。

1.6 进行软土层的换土

在水利施工过程中，可以用灰土、水泥、沙土等来替换比较单薄的软土层，使替换后的土层能够满足负荷施工工程的要求。为了节约成本，并且防止渗透化比较严重的问题，一般来说，多是就地取材－回填泥土，这样不仅大大节省了成本而且还有利于水利工程的防渗。必须要选择压密特性好的土来进行换土回填，这样可以形成比较好的持力层，另外要夯实回填的软土，只有这样才能增加地基的承载能力，才能提高地基的稳定性和抗变形的能力。

沿河土家族自治区县属石灰岩地区，岩溶地貌占71.38%，农村饮水安全工程的水池基础的开挖常遇到软弱夹泥层，在处理时，采用清除夹层中的风化物或泥土后，采用100#砂浆及块石回填置换。

本人在2010年的本县沙子镇石先村饮水工程水池基础开挖中就采用了这样的方法，三年多来工程运行正常。

1.7 利用桩基和强夯来加固土层

用桩基法对分布较广而且含水量多的软基进行加固，现在科技发展，都是选择性能更好的预应力管桩或者是钢筋混凝土桩，利用较低的成本，并且优于早期承载力质量的桩体，不仅加固效果明显而且操作便捷。强夯多用在以沙土和黄土为主要成分的土层，就是把一定力度的夯锤提升到适应的高度，然后使夯锤自由落体，利用其自身重量将土夯实。