水利工程施工软土地基处理技术浅述

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　　摘    要：近年来，伴随着国民经济的高速发展，我国的水利行业也迎来了新的发展热潮，社会对于高质量的水利水电工程也提出了更高的要求。因此，必须不断提高水利水电项目的施工技术与管理水平，为创设出高安全性与可靠性的水利水电工程打下基础。地基是支撑水利水电工程的基础，其处理技术直接关系到工程的使用效果及其应用寿命。通常来说，水利工程的地基以软土地基为主要类型，这一类地基含水量、空隙较大，承载性能不高，如果处理技术适当，则很容易使得周围地面产生形变，从而对于工程的整体质量造成威胁。基于此，本文重点探寻水利工程施工中软土地基的处理方式。
　　关键词：水利工程;施工阶段;软土地基;处理技术
　　1  前言
　　水利工程是一项基础性的社会工程，其在建设区域方面具有一定的特点，通常来说，水利工程都处于河、海等湿度较大的区域，而这一特点也直接决定了其地基构成以软土地基为主。因此从很大意义上来说，处理好软土地基问题，就可以为水利工程的整体质量提供保障，如果处理技术不当，则会使得软土地基的危害性展现出来，造成极其恶劣的消极影响。
　　2  软土地基的危害性
　　在进行水利工程的施工前，必须明确软土地基的危害，在此基础上选择针对性的配套技术，提高水利工程地基的稳定性。一般来说，软土地基主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭及松散砂等土层构成，与硬质地基相比，其具有如下特点，而这些特点也决定了软土地基的危害性：
　　2.1  触变性
　　软土地基的触变性主要表现在软土本身尚未承受较大重量、或未受到破坏之前，整体的形态以固态为主，而一旦接触性破坏出现，软土会在短时间内转化为流动状态。
　　2.2  低透水性
　　与普通的土质相比，软土地基呈现出较低的透水性，其透水性能十分落后，因此为了保障工程的基本安全，在软土地基的建设过程中还需要安排更多的工期用来实现排水固结，既需要耗费大量的人力物力成本，且工程的沉降时间较长。
　　2.3  高压缩性
　　软土地基上的工程沉降程度与其所受的压缩系数呈现正相关关系，具有极高的压缩性。如果垂直压力达到0.1MPa，那么软土地基就会受到极大的压缩影响，从而发生很大程度的土质形变，使得其承受的工程主体发生沉降。
　　2.4  不均匀性
　　如上所述，软体地基主要由微细颗粒和高分散颗粒构成，这两种颗粒在土质中的密度存在着一定的差别，其所承担的受力状况自然也不尽相同，在沉降过程中也呈现出不均匀的特点，而这种不均匀性展现在以软土地基为基础的工程中就会出现不同程度的裂缝状况，甚至会引发更加严重的主体结构破坏。
　　2.5  沉降速度快
　　软土地基所承受的工程负荷越大，相应工程的沉降速度也就越高，此时即使地基状态完全相同，也会由于负荷的差异引起不一样的沉降速度。综上，软土地基的复杂特点决定了其作为工程地基的危害性，如果缺乏合理的處理技术，那么在工程建设及后续使用的过程中很容易导致地基形变、主体结构破坏以及工程沉降的状况。同时，如果不对于软土地基的不均匀状况进行有效控制，那么在荷载作用扩大的情形下，工程的沉降就不可避免，也会衍生出主体结构的开裂乃至倒塌。
　　3  水利工程施工中软土地基的处理技术
　　3.1  砂与砂石换填垫层技术
　　通常来说，砂与砂石换填垫层技术广泛应用于厚度为度2cm～3cm之间的软土层。在施工过程中，第一步工作就是对于表面的软土层进行挖除，考虑到其结构不稳定的特点，换之以强度过硬的材料，如石、砂、卵石等，这些材料本身就具有强度高、压缩性小、透水性优秀、易于碾压密实等优势，这都对于软土地基的危害性形成了有效的弥补，可以提高软土地基的承载能力，将其沉降状况控制在合理的范围之内，同时可以提高软土地基的排水固结速度，有效避免冻胀和消除膨胀土的胀缩作用。在完成挖除及填充工作之后，需要采用机械化设备夯实地基，以最大程度提高地基土质的稳定性与可靠性。同时，底层铺设性材料的性能也十分重要，也应当选择强度高、压缩性小的材料，以提高整体土质的稳定程度。在作业过程中空隙状况时有出现，此时要优先选择透水性突出的材料进行排水操作，尤其是在夏天、冬天两季，要特别注意排水操作的有效性，避免出现软土地基的冻胀状况。
　　3.2  深层水泥搅拌桩施工技术
　　该技术也是当前广泛应用于软土地基处理作业中的重要技术，尤其是在粉土、淤泥土的作业中展现了较高的应用价值。这一技术的核心在于固化剂的应用，而水泥则是固化剂的构成基础，在施工过程中采用机械化的搅拌设备对于水泥及软土进行搅拌操作，使得其实现有效混合，在这一过程中，软土的硬度得到了很大程度的提升，可以适应后续应用强度及荷载力的要求。在深层水泥搅拌作业前，应当做好前期的准备工作。由于这一技术的应用核心在于材料的强化，为了有效避免杂质的混入，必须尽可能保证施工现场的清洁度，重点打扫干净现场的杂物，并根据实际状况对于施工场地进行适当平整;同时，要对水泥的质量进行抽检，确保其型号、种类均与施工要求相符，严格杜绝问题水泥进场;除此之外，还需要对于机械设备的性能进行检验，通过试桩确保机械设备符合作业要求，方可以开展正式施工。在施工阶段，要严格依照标准化的施工要求，还需要切实保障管道的畅通程度，在正式开钻之前组织专人对于管道进行疏通;要特别注意保证水泥搅拌桩体的垂直程度，并重点关注成型搅拌桩的质量检查工作。
　　3.3  化学固结法
　　化学固结法也是一种常见的软土地基处理技术，其类型较为多样，主要包括灌浆法、深层搅拌法、高压喷射注浆法三种。三种方法的基本特点如下：灌浆法的作业机理为气压、液压、电化学等原理，旨在从软土地基的力学结构方面强化地基的稳定程度，对于软土地基中存在的裂缝及空隙注入可以固化的浆液;深层搅拌法则与深层水泥搅拌桩施工技术类似，以搅拌的方式使得软土与相关的固化剂混合，有效提高软土地基的强度与固化程度;高压喷射注浆则是对于灌浆法的有效优化，利用高压设备提高固化剂注浆的效率。
　　3.4  排水固结法
　　排水固结法是立足于软土地基透水性的处理技术，对于缓解软土地基的沉降状况、提高软土地基的稳定性具有重要作用。排水固结施工需要依托于一个稳定运转的基本系统，系统主要划分为加压系统、排水系统两个部分，是充分利用软土地基透水性的现实手段。真空预压重点在于使得软土地基中形成一种真空状态，提高地基的稳定程度，主要是通过铺设砂垫层、埋设垂直排水管道、使用膜封闭、埋设吸水管道、使用装置抽取空气一系列复杂的作业操作来完成;降水预压方法则重点在于排除软土地基汇总的水分，降低软土沉降的程度;超载预压的阈值问题仍然亟待在实践中加以优化;联合加压法则是综合几类加压技术形成的处理方式。在实践过程中，需要依照工程的实际情况加以确定。
　　4  结束语
　　综上，水利工程的质量建设是施工过程中的核心，由于其地基以危害性较大的软土地基为主，因此在施工过程中必须对于软土地基的处理技术进行重点突破。施工单位应当始终坚持质量第一的原则，把握软土地基的基本特点，依照技术规范及现场施工过程中的实际，选择更加合理的软土地基处理技术，保障水利工程的稳定质量，为其充分发挥社会性职能打下基础。
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　　作者简介：
　　董加桂（1985—）男，大专，研究方向：水利工程。
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