水利工程软土地基处理技术分析

2021-01-06林振宗

河南建材 2021年1期

林振宗

广州市日成水务建设工程有限公司（510000）

1 软土地基的基本特征

软土地基主要是在长期光照和缓慢流动的水环境中形成的。因水源反复渗入地下土壤，土壤颗粒更易降解，土壤层易于变形。若水流量足够，则渗透很严重，还可能形成流化土壤层，例如地下污泥，这可能对施工产生严重的影响。如果在施工前不对软土地基进行处理，则很可能在施工后期导致地基不规则塌陷[1]。

2 常见的水利工程软土地基处理技术

2.1 换土垫层处理技术

换土垫层处理技术是处理淤泥较多的低洼地基的常用方法。用水泥、矿渣和石头等材料加固软土层，以增加软土基础的硬度和强度，并增强其承重能力。在特定的施工过程中，专业技术人员一定要前往现场进行调查。软土层不能太厚，否则会大大增加材料消耗。中等的软土、较少的蓄水量和更多的淤泥区域较适合这种处理技术的应用。垫层加固材料应以稳定性和强度较高的石头等为主，以确保垫层加固完成后整体结构满足施工的需要[2]。

2.2 钻孔灌注桩处理技术

钻孔灌注桩处理技术可以看作是桩基方法的一种应用。通过钻孔、钢管挤压或手动开挖来构造桩孔，然后将混凝土注入孔中，固化后形成混凝土桩。虽然钻孔灌注桩的整体强度较高，对提高水利建筑物的安全性非常有帮助，但由于操作相对复杂，也容易出现各种问题，所以在具体施工中应特别注意施工的严格性。一定要清理钻探施工场地，严格按照施工图的要求确定桩的具体位置，测量并排好线，避免出现偏差。钢管的嵌入深度以2 m 左右为宜，如果水利工程规模较大，为确保基础承载力，还可以适当加深。钢套管的内径最好比桩直径大20 cm，以免在后续施工过程中碰到钢套管。将钻机布置在适当的位置并前后固定，钻具中心与桩位中心的偏差应小于20 mm，以免钻机工作时发生位移和晃动。在检查孔的深度和垂直度后清洁孔,该方法可用于更换灌浆。安装网状钢筋笼和混凝土导管,在浇筑混凝土之前先清洁孔，然后采用正循环法进行浇筑。安装钢笼时，要注意孔的位置，钢笼不要碰到孔壁，安装完成后应立即用钢丝绳固定。放置混凝土导管并开始浇筑混凝土。在浇筑过程中，应同时提起导管，并在浇筑完成后1 h 内将其拔出。

2.3 强夯处理技术

强夯法是土壤固结处理方法之一，也是一种被广泛使用的软土地基处理方法，能够大大降低施工成本，施工简单，加固效果好。夯锤从预设高度落下，反复夯实地基，以增加地基的整体密度。在混凝土施工之前，应设置排水通道，以排出施工现场的水，并清理地面的淤泥。首先使用全站仪确定地基两侧的控制桩位置，并逐个确定每个夯击点的位置；夯击点的间距最好控制在3～4 m，并以正方形排列。四个点完全夯实后，再将中心点夯实。在起重机到位后，使夯锤与夯击点准确对应；夯击前，要控制并记录夯锤的高度。将坠落距离控制在15 m 以上，才能够保证夯锤效果。此外，夯锤到达预定高度后，将其解钩并自由落下。夯实后应对夯实坑的地面标高进行测量并记录下来。进行完全夯实，结合不同夯实点的高程判断次数。尽管动态压实处理技术的操作相对简单，但必须确保压实点准确，并在施工完成后进行渗透试验，以进行全面检查[3]。

2.4 硅化加固施工法

硅化加固法常用于水电工程的施工。该法基于电渗原理，通过注浆管逐步完成电硅化的施工过程。施工人员需要反复开展特定的施工内容，并向软土地基中注入氯化钙等化学试剂。此时，所有涵盖的参数将受到化学因素的影响。反应后，溶液将形成凝胶，从而提高软土地基的柔软度，并满足标准强度和硬度等指标；同时，加固范围将继续扩大。该方法应用时将消耗大量资源，技术人员应充分考虑其投入成本，并选择结合特定的工程项目要求来使用这项技术[4]。

2.5 混凝土施工技术

混凝土施工技术常应用于建筑区域较大的水利工程，主要采用滚动施工的方式。混凝土是重要的建筑材料，其质量会对整体工程的施工效果产生直接的影响。施工人员应选择符合质量标准的混凝土，最大程度减少结构失稳现象，避免裂缝的出现。此外，有必要结合设计要求对实际施工加以控制。水化热也是影响混凝土质量的十分重要的因素，所以在实际施工中，要尽量避免使用水泥，以确保混凝土质量符合要求[5]。

2.6 加筋法与振动性水冲法

加筋法是将具有高拉伸性能的材料埋入土壤，并促使材料迅速融入土壤中，进而有效提高地基稳定性且减少地基沉降。此外，可以采用在软土上铺沙的方法来减少软土基变形的概率。振动性水冲是先进行基础打孔，然后再倒入沙子和碎石，然后将其分层处理以增加强度。施工以前，应该选择合适的设备，确保其冲击强度与振动效果一致。应使用两孔喷头，水压应大于20 MPa[6]。

3 案例分析

3.1 工程概述

新余县防洪工程位于江西省新余县境内。该地区的软土层相对较厚，含水量较高，还具有压缩强烈和淤泥广泛的特点。施工之前，需要对软土地基进行详细勘探。因软土层较厚，所以采用钻孔桩技术对软土地基进行处理[7]。

3.2 施工过程

孔洞塌陷为钻孔桩施工过程中存在的主要问题。在钻探过程中，施工队突然发现钢制套管中的水位高溢，然后立即回落，并出现大量气泡。在随后的钻孔过程中，发现炉渣输出量显著增加，但是无法对其进行钻孔，所以能够判定该孔塌陷。经测试，发现孔的塌陷并不严重，因此及时将其回填至塌陷的位置，并控制了泥浆浓度，增加了水头，下压了钢套管，然后进行钻孔，以避免再次发生塌陷。为了避免出现孔塌陷问题，需要将钻孔速度控制得更加稳定、均匀，从而使泥浆更全面地融化在孔壁上。造成该问题的主要原因是混凝土浇筑时间控制不当、浇筑角度偏差等。浇筑过程需更加严格谨慎：使用合格的混凝土，以避免过早的初始凝固；在钢笼底部浇筑期间应减慢浇筑速度，其他时间应适当提高浇筑速度，以在较短的时间内完成混凝土浇筑过程。此外，还应考虑天气因素，在混凝土中添加一定的阻滞剂，并且在浇筑时经常缓慢移动管道以提高进料速度。