水利工程施工中软基基础处理技术要点探析

2019-03-14王芝法安徽水利开发股份有限公司安徽蚌埠233000

安徽建筑 2019年4期

王芝法（安徽水利开发股份有限公司，安徽蚌埠 233000）

一直以来，软基基础处理问题都是水利工程建设的难点所在。首先，由于软土层本身强度、承载力的特殊缺陷，所以在水利工程建设的过程中，必须要考虑软基处理；其次软基基础处理技术的应用也存在一定问题。在具体的施工过程中，水利工程施工质量问题以及软土地基质量问题的最主要诱因都出在施工处理技术应用上，所以想要提升水利工程软基质量就必须要求工程施工人员合理地应用软基处理技术，确保地基稳固和安全，为水利施工安全提供保障。

1 水利工程施工中软基特点和施工危害

1.1 水利工程软基含水量较多

之所以说水利工程软基处理是工程建设难点，主要原因在于软基含水量较多，并且透水性较弱，尤其是抗剪强度较低，再加上内部空隙较大，相较于其他的土层含水量明显增高，通常软基含水量在30%-70%之间。另一方面由于含水量较高，软基压缩性也相对较高，再加上透水性和抗剪强度较弱，往往会给水利工程造成一定的困难，严重影响上部承载能力，后期势必影响工程进度和质量，所以说水利工程中，软基基础处理是工程建设需要解决的关键问题。

1.2 软基固结慢、渗水性差

上面提到，软基基础含水量远高于平常的土层，甚至含水量最高的时候可以达到70%，所以软基的渗水性必然下降。在这样的软基中进行工程建设，必然要考虑软土加固问题，而渗水性能却会给软土固结造成很大的影响。如果软土固结速度慢，会严重影响软基稳定，后期的施工中，软基固结施工必然成为影响工程进展的难题。另外，软土构成比较复杂，甚至会存在有机质影响排水管排水性能，使得软土层水分无法得到有效处理，常见的水利工程塌方等现象多数都是由这种问题引起的。

1.3 软土加固技术特点

软土土基加固也称作软土地地基施工，软土地地基加固施工对于软基工程至关重要，因为软基本身含水量较多、透水性较弱、抗剪强度较低等特点，所以会影响路基加固固化速度。如果固化速度太慢，会直接影响水利建设进度和质量，所以对于水利工程施工人员来讲，必须要通过自身技术水平的提升来保证软基加固质量，保证水利工程整体施工质量。

2 软基基础处理技术在水利工程施工中的应用要点分析

2.1 换填管埋法

换填管埋法的应用可以有效地提升软基强度。首先，换填是工程施工中比较常用的一种软基处理方法，这种方法通常适用于软土层施工，例如软土层厚度较小，可以选择这种方法置换部分软土层，借用其他强度较大、承载性能强的土壤或者土层材料，通过置换来提升地基稳定性和强度。

换填管埋法的应用，首先，需要开挖换填软基，在一定工程范围内，将软土层（一般为淤泥软土）挖除，用天然砂砾置换。软土挖除用挖掘机等设备完成，开挖深度根据工程需要确定，通常不超过2m。然后用天然砂砾置换，置换施工要分层填筑、逐层压实，并且按照水利工程施工强度要求逐层检测压实度。通过土层置换提升软基承载力、抗变形和稳定性。换填法所选用的置换土壤或其他材料的粒径、含量、级配要根据工程施工标准确定，并且事先要做好各种要素的试验检测，以免由于无法压实而造成地基沉降。

2.2 强化软基排水预压法的应用

因为软基土层含水量较高，并且30%含水量以上的都可以算作淤泥土层，所以这种土层施工必须要将软基中的多余水分排出，提升软基强度。排水预压法就是对施工现场进行预压，使得地基土体产生一定强度的压缩和固结，地基本身产生预先沉降，以此提升土体强度。

排水预压固结法首先需要改善软基排水条件，具体的应用涉及到以下几个技术步骤。

2.2.1 垫层

垫层要选用强度较高的土工布，一般选择1～2层复合型土工布（主要起到隔离、过滤软基水层的作用），砂垫层使用中粗砂，厚度控制在2m以下，粗砂含泥量在5%以下，同时有机质含量也要控制在1%以下。

2.2.2 设置排水板（竖直排水系统）

首先竖直方向的排水系统使用新型复合塑料排水板材，尺寸根据淤泥厚度确定，板材设置需要在砂垫层顶面进行施工，并且塑料板材必须穿透淤泥层，板材放置按照三角形状设置，另外根据软基淤泥分布情况，合理控制板材间距，间距通常在1m左右。

2.2.3 水平排水系统

水平排水系统构成包括砂垫层、盲沟、集水井三个环节，盲沟设置坡度通常大于2%。纵横间距在30～40m，砂垫层选用1～2m，材料为中粗砂。盲沟沟壁必须有隔渗层和反滤层，隔渗层用土工薄膜代替，反滤层用砂砾石或渗水土工织物代替。

4.人才不够。各试点省份税务系统公职律师人员普遍不多，且分布不均，一些地市税务系统仍旧没有合格的公职律师人选。此外，部分具备法律专业背景的干部缺乏法律服务工作经验，法律服务的技能和水平还有待提高。

2.2.4 堆载预压时间

堆载预压时间需根据工程确定，通常堆载高度要高于垫层高度，即2～3m，预压时间要大于180天，之后方可卸载。

排水预压固结法可以有效的压缩软基中的多余水分，提升土层实际抗压性能，有效控制软基变形性和压缩性，提升水利工程施工质量。

2.3 化学固结法的应用

化学固结法就是借助化学溶液、胶结剂等化学材料，通过压力灌注或者搅拌混合的方法，将软基土粒胶结在一起的一种地基处理技术。例如常用的高压旋喷法、旋转搅拌法、规划加固法、干粉喷射搅拌法都属于化学加固法，下面介绍几种常用的固结方法。

2.3.1 高压旋喷法

这种软基固结适合淤泥土质、粉土、黄土等，借助气压、液压等技术原理，首先在软基中注入固化浆液，然后在闸基中进行高压旋喷灌浆，也能形成水泥土摩擦桩，进而提升闸基承载力，有效控制地基沉降。

2.3.1.1 设备选择

2.3.1.2 技术工艺

高压旋喷法施工流程：首先是桩位放样，之后确定钻机位置、引孔到设计标高；然后封堵垂向的喷嘴、搅拌浆液，由下向上高压旋喷，旋喷作业直到设计顶；最后是冲洗、移位。

2.3.1.3 适用范围

高压旋喷法适合淤泥土质、粉土、黄土、流塑、软塑或者可塑粘性土、素填土等土层，同时如果土层中含有大量的大粒径块石、植物根茎或者有机质较多，尤其是对于地下水流速较大的软基必须事先对工程现场进行试验，根据实验结果确定加固深度（通常在5m以上）。

2.3.2 粉体喷射搅拌法

粉体喷射搅拌法就是在软基中加入粉柱体等加固材料，让这些材料和软基原有土质搅拌混合，让两种土质材料发生化学反应，以此来提升土基强度的一种方法。

2.3.2.1 施工原理

借助空气压缩设备，将加固材料借助搅拌叶片旋转产生的空隙喷出，同时随着叶片旋转和原有的软基土层混合，而与加固材料分离后的空气顺着搅拌轴有缝隙排除地面。

2.3.2.2 固结原理

这种化学固结法主要借助固化剂来提升土基强度，固化剂的构成主要是水泥、石灰、矿渣等，也可以添加粉煤灰。这些材料通过固结反应形成石灰粉体，再将生石灰加入软基中，生石灰和软基中的水分发生化学反应后形成熟石灰，水分被吸收，生石灰固结。同时该化学过程还会产生大量热量，柱体消化后土基体积还会膨胀，加速周围土体的固结，最终形成的石灰粉体稳定性大幅提升。