水利工程軟土地基處理方法探析

摘要：近年來，隨著國民經濟的快速發展，我國的水利工程建設取得了顯著的成就。軟土地基處理作為水利工程施工的關鍵步驟，直接影響著水利工程的整體質量。相關人員要做好施工前的準備工作，仔細勘察地質條件，因地制宜，對施工方案進行最優化選擇，實現提高地基穩固性以及承載能力的目的，為我國水利工程事業的可持續發展提供可靠推助力。因此，如何提高軟土地基的穩定性以及承載能力顯得尤為重要。本文將從軟土地基的特點入手，對水利工程軟土地基的處理方法進行深入分析，旨在為相關工程提供有效參考。
 
關鍵詞：水利工程施工；基礎工程；軟土地基；
 
軟土地基處理方法多樣，主要包括穩定處理以及沉降處理兩種。前者是以增加土層結構強度為目標，通過提高抗滑阻力的方式，控制地基變形，改善地基強度；后者則是為了削弱土層沉降程度，加速地基排水固結進度。水利工程實際施工過程中，應用較為廣泛的軟土地基處理方式有：樁基法、換土墊層法、加筋法、加載預壓法、深層攪拌法、真空壓頂法、降水預壓法以及硅化加固法等等。施工人員需要因地制宜，根據地基的實際土質情況，選擇最經濟、最有效的技術手段。
 
1軟土地基的特點
 
1.1孔隙大
 
一般來講，軟土層的孔隙要比常規重塑土高出30%左右，這主要是由于沉積過程中，軟土層的含水量較高，土質顆粒在接觸過程中存在膠結現象，加之缺失相應壓實步驟，導致軟土層孔隙相對較大。
 
1.2壓縮性能高
 
軟土地基的壓縮曲線在初始時期波動不大，但是，一旦壓力大于應力點，曲線則會呈驟降趨勢。同時，當壓力消失之后，還會存在一個驟降的區間。整個壓力區間過后，軟土壓縮曲線則是由突變轉為漸變的過程。
 
1.3透水性差
 
軟土地基的滲水性能較差，導致孔隙水壓力相當高。因此，軟土地基上的建筑物的沉降過程也會比其它地基要長一些。
 
1.4其他特性
 
軟土的土層結構復雜，各土層之間的力學性能也存在很大差異。同時，因為軟土的含水量高，導致其承載能力弱，極易發生變形。2軟土地基處理技術
 
2.1樁基法
 
樁基法主要適用于土層較厚，無法大面積深埋的軟土地基處理。傳統的樁基法主要采用木樁、砂石樁，隨著工程技術的不斷進步，鋼筋混土預制樁的應用越來越廣泛。其工藝流程如下：人工或者機械鉆孔澆灌混凝土混凝土放熱，改善周圍土質環境形成復合混凝土樁。樁基法可以提高地基負載能力，削弱地基下降現象，具有成本低、效率高、穩定性好的優勢，受到業界的一致好評。
 
2.2換土墊層法
 
換土墊層法適用于軟土層較薄的情況。該方法主要用砂石、水泥等材料作為替代品，改善土層結構，提高地基性能。需要注意的是，必須要壓實換填土層，否則將難以實現預期效果。具體來說，換土墊層法就是用砂礫、碎石、礦渣等抗壓、抗腐蝕性能較好的材質替換地基中不利于工程施工的部分軟土，并通過人工或者機械進行壓實處理，提高土層的承載能力。該技術能夠有效分散地基底層壓力，改善沉降狀況，加速排水進程，普遍應用在軟土表層地基的處理上。
 
2.3加筋法
 
加筋法，顧名思義，就是要在軟土地基中埋入金屬條或者合成材料，利用拉筋材料調節地基應力分布的方法。加筋法能夠有效改善地基變形問題，使軟土層的強度、承載能力得以大幅度提升。
 
2.4加載預壓法
 
加載預壓法主要是指在水利建設施工之前，事先對軟土地基實行壓實處理，從而提高密度，改善軟土地基的強度。加載預壓法可以有效強化地基的承載能力，提高穩定性，采用該種方式處理之后的軟土地基一般不會再變形的情況。預壓的負載可以直接利用水利工程建筑的自身重量。假如土質結構的滲水性能極差，那么可以利用塑料排水板、砂井等在軟土地基中加設排水管道，通過排水距離的減少，加速固結進程。對于粉土、雜填土以及沖填土等地基的處理，墊層材料通常采用級配高、滲水性能好的粗砂為宜，塑料配水板通常為塑料排水帶，砂井則需要聚丙烯等有機物的輔助。
 
2.5深層攪拌法
 
深層攪拌法通常應用于土質為含水量高、承載能力弱的粉土、粘性土等軟土地基的處理。深層攪拌法主要有噴漿、噴粉兩種模式。其工藝流程為：先用攪拌機充分攪拌石灰、水泥以及地基軟土，進而改變它們的形態，使其成為格柵狀、柱狀、水泥增強體等。深層攪拌法還可以用于提高粉細砂土質地基的穩定性以及防滲水性能。
 
2.6真空壓頂法
 
真空壓頂法主要適用于土質結構為粉土、雜填土等土質的地基處理。其工作原理如下：在地基中加設互相保持垂直的排水道以及砂墊層，并分別在它們上邊覆蓋密封性較好的封膜，通過抽氣以及排水的過程，形成負氣壓環境，從而減少排水固結所需時間。實際施工過程中，排水道通常為塑料排水帶，封膜通常為線性聚（氯）乙烯薄膜。
 
2.7硅化加固法
 
硅化加固法是指通過灌注化學溶液，活化軟土地基表層，拓展加固范圍，加強土質強度與連接性能，提高軟土地基穩定性的方式。硅化加固法需要大量化工材料，處理成本相對較高。因此，不到萬不得已，水利施工中的軟土地基處理一般不會采用該技術。
 
2.8降水預壓法
 
降水預壓法就是通過降低水位的方式，減少軟土的含水量，從而加速排水結固進程，提高土層強度的方式。降水預壓法主要適用于上層為砂質土的地基。因為降低水位具有一定周期限制，因此，采用該技術時，應該根據施工具體情況進行綜合考慮。
 
3結語
 
軟土地基處理是水利工程施工的重要環節，其處理效果對水利工程的整體質量有著最直接的聯系。由于軟土含水量高、孔隙大、承載能力弱等因素的干擾，軟土地基處理的實踐施工過程具有一定難度。因此，相關人員要做好施工前的準備工作，仔細勘察地質條件，因地制宜，對施工方案進行最優化選擇，實現提高地基穩固性以及承載能力的目的，為我國水利工程事業的可持續發展提供可靠推助力。
 
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作者簡介
 
邢彥婷（1987—），女，江蘇省連云港市，碩士研究生，工程師，從事工作：水利工程管理。
 

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