水利施工中軟土地基處理技術(shù)
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對地基的處理工作，是整個水利工程施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是水利施工的基礎(chǔ)。而對地基展開處理之前，建筑單位務(wù)必對施工基地的特征與情況進(jìn)行實(shí)地考察，以便設(shè)計出科學(xué)有效的方案與措施。軟土本身具備含水量高、壓縮性強(qiáng)、強(qiáng)度低以及孔隙大等特征，因而對軟土地基的處理技術(shù)也提出了更高要求，因此，建筑單位務(wù)必在施工過程中突破技術(shù)難度，以確保水利工程的整體質(zhì)量。
1.1靈敏度較高
一般而言，軟土地基具備較強(qiáng)的靈敏度與觸變性，對地基進(jìn)行處理時，常常通過機(jī)械振動的方式來破壞軟土地基的結(jié)構(gòu)鏈接，此種方式也降低了軟土地基原有的強(qiáng)度，使軟土層極有可能出現(xiàn)側(cè)向滑動、側(cè)面擠出以及土質(zhì)沉降等現(xiàn)象。
1.2透水性較差
相對于其他土質(zhì)的地基，軟土地基具有較差的透水性，其抗剪強(qiáng)度不超過20kPa，因而地基的排水性也較差。與此同時，受到孔隙水較大壓力的影響，也直接影響著土質(zhì)沉降。
1.3壓縮性較高
與其他土質(zhì)的地基不同，軟土地基具有十分獨(dú)特的壓縮性，其壓縮曲線也具有相當(dāng)?shù)湫偷奶卣鳎€的斜率有一個從突變到漸變的變化過程。初始階段的變化較為平緩，而隨著壓力的增加，超過某一特定的應(yīng)力時，壓縮曲線開始突然下降。
1.4孔隙較大
由于軟土地基的含水量較高，當(dāng)土質(zhì)出現(xiàn)緩慢沉積時，土層顆粒之間出現(xiàn)了接觸點(diǎn)膠結(jié)的現(xiàn)象，使軟土層缺乏土層壓密的步驟，因而在重塑過程中出現(xiàn)孔隙較大的現(xiàn)象。在同樣環(huán)境下，軟土地基的孔隙要比普通土質(zhì)的孔隙大30%以上。
2水利施工中軟土地基的主要處理技術(shù)
2.1換土墊層法
當(dāng)施工場地的軟土層厚度相對來說較薄時，可選擇換土墊層法。合理利用水泥土、沙壤土以及灰土粗砂，通過土層換填的方式處理軟土層，在具體的操作過程中，為了確保換填后的地基具備較好的承載力，應(yīng)在換填土層的過程中實(shí)行壓實(shí)處理，這將在一定程度上改善原來土層的承重結(jié)構(gòu)，并使軟土層的抗變形能力與穩(wěn)定性有所提升。換土墊層法具體是指把地基中位于底面的軟土與一些不利于水利施工的土壤挖出，利用一些抗侵蝕性與抗壓縮性較強(qiáng)、強(qiáng)度高以及質(zhì)地硬的材料，如索土礦渣、灰土、砂礫與碎石等，通過分層的方式進(jìn)行填充。為了進(jìn)一步提升土層改造之后的密度，可運(yùn)用機(jī)械振動等方式，將土層夯實(shí)，使水利工程能夠在軟土基地上順利施工。換土墊層法主要適用于軟土地基的淺層，能夠在一定程度上分散地基基底的壓力，并通過增強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的承載力，有效減少地基的沉降，還對軟土地基的固結(jié)速度與排水等方面有一定的積極作用，同時還有效緩解膨脹土出現(xiàn)脹縮的現(xiàn)象。
2.2樁基法
當(dāng)施工場地的軟土層相對來說較厚，并難以對大面積土層進(jìn)行深埋處理時，可針對此情況選擇樁基法。樁基法最早主要包括水泥攪拌樁、木樁以及砂石樁等，近些年來，我國建筑行業(yè)的各項(xiàng)技術(shù)也有了飛速發(fā)展與進(jìn)步，在運(yùn)用樁基法時，主要采用鋼筋混泥土來預(yù)制樁，其工作原理為：利用人工或機(jī)械的成孔技術(shù)，在軟土地基上打孔，通過孔道灌注一定的混凝土，土層內(nèi)的混凝土通過發(fā)熱與化學(xué)反應(yīng)，可以有效改善樁基周圍土質(zhì)的力學(xué)結(jié)構(gòu)與力學(xué)環(huán)境，從而形成承載結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的混凝土樁基。樁基法通過提升地基的承載力，使軟土地基的沉降現(xiàn)象得以緩解，混凝土不僅能在一定程度上加快施工效率，其本身也具有承載性能較好、成本費(fèi)用合理等優(yōu)勢，因此，能夠有力保障水利施工的質(zhì)量。另外，利用鋼筋混凝土的預(yù)制樁還可以直接抵抗地下水壓所產(chǎn)生的水平壓力，由于樁基法具有良好的水平穩(wěn)定性，在水利施工過程中被廣泛應(yīng)用與普及。
2.3加筋法
此種地基處理方法是在軟土地基的土層當(dāng)中埋入一些抗托性極強(qiáng)的土工合成材料或者金屬板條等物質(zhì)，充分利用土層內(nèi)顆粒移動與拉筋時產(chǎn)生的摩擦力，使軟土地基與拉筋材料緊密融合，形成一個完整的結(jié)構(gòu)體系，以便埋入軟土層內(nèi)的拉筋物質(zhì)通過拉筋作用有效調(diào)節(jié)地基內(nèi)的應(yīng)力分布狀況。加筋法不僅能減少地基中出現(xiàn)側(cè)向位移或者變形的現(xiàn)象，還能夠提升地基的強(qiáng)度、承載性能以及穩(wěn)定性，從而有效減少地基的沉降。
2.4旋噴注漿法
此種地基處理方法是充分利用電化學(xué)、氣壓與液壓等方式，在地基介質(zhì)或建筑物的縫隙中灌注可以固化的漿液，所灌注的漿液類型非常多，主要包括水泥漿與樹脂類兩種，水泥漿又可細(xì)分為粘土漿、粘土水泥漿、水泥沙等材料；樹脂類材料包括硅酸鹽類、聚氨酯類、其他樹脂類等化學(xué)漿液。而漿液的噴射方式主要有防噴、擺噴與定噴等，并通過提升漿液噴射的旋轉(zhuǎn)速度，構(gòu)造出人工復(fù)合的地基。旋噴注漿法可以減少地基發(fā)生沉降現(xiàn)象，并有效增加地基結(jié)構(gòu)的承載能力。此方法較常用于土質(zhì)呈粘性，且淤泥量大的軟土地基中，如碎形土、砂土、黃土以及粉土等，旋噴注漿法能夠有效改善淤泥軟土層的承載結(jié)構(gòu)，具有十分明顯的加固效果。如果施工場地中軟土地基的有機(jī)物含量高或者土層內(nèi)含有一些較大的石塊，則在施工準(zhǔn)備階段需對地基的適用性進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。
2.5深層攪拌法
此種地基處理方法的操作方式主要為通過深層攪拌機(jī)，將水泥或石灰加入到軟土層中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，以形成連續(xù)墻、柱狀以及格柵狀等形態(tài)。而深層攪拌法一般可分為兩種，分別是噴粉攪拌法與噴漿攪拌法。此方法主要適用于承載能力低、地基含水量大的地基中，如粘性土、粉土、淤泥等軟土地基，不僅能夠有效增強(qiáng)此種地基的防滲能力，還能起到十分明顯的加固效果。
2.6真空壓頂法
此種地基處理方法主要適用于軟粘性的地基中，以便設(shè)置出垂直的砂墊層與排水通道。地基處理過程中，在地基表面蓋上一層不透氣的塑料封膜，并利用排水管對此地基加強(qiáng)排水與抽氣工作，使砂墊層與沙井中形成負(fù)氣壓的狀態(tài)，從而提升軟土地基固結(jié)與排水的速度。一般來說，真空壓頂法主要應(yīng)用于軟粘土、雜填土、粉土以及泥炭土。在具體的操作過程中，排水通道的材料應(yīng)與加載預(yù)壓法進(jìn)一步相通，所使用的不透氣封膜在材質(zhì)一般選擇聚氯乙烯與聚乙烯。
3結(jié)語
綜上所述，由于軟土地基本身的特性，給水利施工過程增加了很大的工作難度，而對軟土地基的處理工作直接關(guān)系著整個水利工程的施工質(zhì)量，因此，在選擇軟土地基的處理技術(shù)時，務(wù)必格外謹(jǐn)慎小心，首先應(yīng)在施工準(zhǔn)備階段仔細(xì)考察施工場地軟土層的特征，再結(jié)合具體的特征選擇合理、科學(xué)的地基處理技術(shù)。最后，在施工實(shí)踐中，需對地基處理技術(shù)不斷完善與創(chuàng)新。
作者：楊淑娟 單位：四平市水利勘測設(shè)計研究院
