水利施工中软土地基处理技术

2020-11-27朱柯宁

商品与质量 2020年40期

朱柯宁

浙江省围海建设集团股份有限公司浙江宁波 315100

1 软土地基的基本特征

软土地基多成型于长期轻缓流水环境，如各类江河湖泊区域，因为水源在地下土壤中反复渗透，使土壤颗粒更加疏质化，土壤层进而易发生形变，如果水流较为充足，渗透严重，还可能形成流质化土层，如地下泥沼，容易对施工造成严重影响。

软土地基的特征有：①因含水量较高且结构松软，所以具有强压缩性，一旦受到强压，很容易塌陷，即便最初未能表现，土壤体积也会在承载重量达到阀值后出现明显变化；②透水性很差，因为其本身含水量较高，很难向下渗透，反而多是被表层土壤吸收，再加上地面淤水容易堆积，对建筑物也会造成一定的侵蚀，减少建筑物使用寿命；③扰动性很强，如果出现外力干扰易发生形变，若没有有效处理，即便早期没有发生沉降等变化，但一经地震等自然灾害影响，很可能出现水利设施坍塌状况；④土层结构比较复杂，各层之间有明显的性能差异，如果在施工前未对软土地基加以处理，很可能造成后期的不规则塌陷[1]。

2 水利施工中的软土地基处理技术分析

2.1 灌浆处理法

在水利工程软土地基处理过程中，灌浆法属于常用的处理工艺类型，其主要的作用原理是将拌和好的水泥浆灌入到缝隙当中，从而起到加固基层结构的作用。在具体实践中，需要注意以下几部分内容：第一，做好前期勘察工作，明确土层结构中节理裂隙的所在位置和缝隙宽度，为后续灌浆操作奠定基础。第二，合理调配水泥浆，其比例应在实验室内完成检测，同时还需要结合实际作业环境进行调整，以提高最终的灌浆效果。第三，在灌浆施工过程中，需要把控好注浆压力和单次注浆量，使水泥浆可以充分填充到结构缝隙当中，从而提高整个系统应用的合理性。

2.2 预压处理法

在水利工程施工中软土地基处理时，预压处理法也属于常见的处理技术，在实际应用中，该处理技术的主要应用原理在于，借助重物自身压力对软土地基表层进行静载荷的施加，在静载荷作用下，软土地基之间的缝隙也会不断被压实，这也在很大程度上提高了地层结构的综合性能。目前在水利工程施工过程中，经常使用到的预压处理法包括堆载预压法和真空预压法两种类型，以前者为例，其作用原理是利用现场的一些材料，如水泥材料、砂石材料、石板材料等，将其平整的堆放在软土地基结构表面，静待一段时间后，结构表面会在重物自重下开始沉降，同时会将土层中的水分和空气挤压出来，以此起到提升软土地基综合强度的作用。

2.3 换填处理

软土地基处理中，如遇到比较薄的软土层，可使用换填处理的方式。该种处理最为常见，关键核心是：用符合施工要求的土质替代原软土地基，同时做到有效夯实，确保换填的土质符合工程建设地基承载力设计要求。一旦确定使用这种方法，需将基底以下一定深度范围内的软土层挖出，用符合要求的土质比如：灰土、水泥土、沙土等换填，以满足施工要求。选择替换的土质，必须满足硬度要高的标准，往往适量混杂碎石或沙土，对提升换填土稳定性效果要好很多。此外，自成本的角度考虑，如果换填沙土成本高，而且渗透性强[2]。

2.4 化学固结处理

软土地基经上述处理，没有取得理想的效果，可尝试用化学固结的方法。作业原理：施用针对性强的化学材料，以填充改造软土地基，以提升软土地基的承载能力和硬度，以确保水利施工工程的整体质量。化学固结方法中，灌浆法的应用最为普遍。软土地基中，填充石灰石等化学材料，靠内部电化学原理，对软土地基进行硬化，以提升地基的承载能力。除此之外，还可用人工合成材料加筋加固的方法，软土地基中添加高硬度人工合成化学材料，经高压处理使软土与材料紧密结合，以增强硬度避免地基下沉。经化学固结处理后，将大大增加地基的硬结度，提升地基的承载能力，降低减少软土地基沉降量的目的，该种处理措施有利于稳定地基边坡。但是，在应用期间，注意控制好地基与水泥的化学反应，必要时采取相应的物理措施以加固，这样能保证地基固化的速度。

2.5 强夯法

强夯处理技术作为土层固结处理方式中的一种，能大幅降低施工成本，而且施工简单、加固效果良好，也是软土地基处理中应用较广的一种方法。首先，要先完成桩位放样工作，通过全站仪对地基两侧控制桩位置准确判定，并逐一确定每个夯点的位置，最好保证夯点间距在3m-4m 间，以正方形交错布点，满夯四点后要在其中心再夯一点；其次，起重机就位后，要使夯锤与夯点准确相对，记录并控制好夯打前夯锤高程，要至少将落距控制在15m 以上，保证夯打效果；再者，夯锤到达既定高度后，脱钩并使其自由下落，首次夯打后要对夯坑地面高程进行测量并记录，作为后续夯打规划依据；最后，夯打方法以五遍夯为准，第一、二、三遍以点夯进行，控制在8-15 夯击次数，并结合夯坑高程变化判断是否满足施工需要，第四、五遍以满夯进行，结合不同夯点的高程判断次数，一般连续3 击即可。强夯处理技术虽然操作上相对简单，但在夯点准确控制上要保证严格不偏差，并在施工结束后进一步开展静力触探试验，对软土地基加固情况和承载能力进行全面检查[3]。