水利施工軟地基處理方式

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社會的進步使得農(nóng)業(yè)的重要性越來越突出，水利工程又是農(nóng)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的有效保障，在這一時代背景下，全國各地涌現(xiàn)出一股水利工程建設(shè)熱潮，而水利工程的建設(shè)區(qū)域靠近河湖、海灘、沼澤，其土質(zhì)多為軟性，軟土地基處理問題成為水利施工的頭等難題。

1軟土地基的特點

1．1孔隙比高。同一環(huán)境下，軟土孑L隙比一般要比重塑土孔隙比高2o％N40％，軟土的這一特性是因為在土質(zhì)緩慢沉積過程中，土質(zhì)中的顆粒接觸點形成了膠結(jié)而缺乏跟重塑土類似的壓密步驟。

1．2壓縮性高。軟土壓縮曲線很有特色，其初始段平緩，當(dāng)壓力超過某一應(yīng)力時出現(xiàn)陡降段，壓力過后又出現(xiàn)另一個陡降段，這樣在經(jīng)過過了一段壓力區(qū)間后，軟土土樣的壓縮曲線斜率就呈現(xiàn)出突變到漸變的特性。

1.3透水性低。軟土抗剪強度多在20kPa以下，透水性能弱，豎向滲透系數(shù)在l0—8—6em／s之間，不利地基排水，地基中的孔隙水壓力較高，影響了地基的沉降，使得建筑物沉降時問也延長。

1．4靈敏度高。軟土的高靈敏度體現(xiàn)在觸變性上，振動原狀軟土，破壞了軟土結(jié)構(gòu)的連接，會使軟土的強度降低甚至把軟土變成稀釋狀，這樣易導(dǎo)致沉降、側(cè)向滑動、基底面?zhèn)认驍D出。

2處理技術(shù)

軟土地基的處理技術(shù)可分為穩(wěn)定處理和沉降處理，穩(wěn)定處理原理是阻止強度降低、控制剪切變形、增加抗滑阻力、促進強度增長，沉降處理原理是減小總沉降量、加速固結(jié)沉降。常見的方法有：

2．1樁基法。當(dāng)淤土層較厚難以進行大面積深處理時，可以采用樁基法，早期的樁基法包括木樁、砂石樁、水泥土攪拌樁等，隨著建筑行業(yè)技術(shù)的進步，鋼筋混凝土預(yù)制樁成為近幾年普遍采用的方法，其樁基原理是通過人工或機械成孔，在軟土地基中灌人混凝土，混凝土的放熱與離子交換作用能夠改善樁基周圍軟土的力學(xué)性質(zhì)，形成復(fù)合型的混凝土樁地基，這樣能夠減少地基沉降提高地基承載，混凝土承載力較強，施工速度快，投資成本不高且可以保證工程質(zhì)量，鋼筋混凝土預(yù)制樁能夠抵抗水閘水壓產(chǎn)生的水平荷載，具有水平穩(wěn)定作用，因此在水利施工中使用較普遍。

2．2換土墊層法。軟土層厚度較簿宜采用換土墊層法，即用灰土粗砂、砂壤土、水泥土換填技術(shù)對軟土層進行地基處理，實施換土墊層法時，要對換填的土層同進行壓實處理，以形成地基改造后的良好持力，改變原有軟土層的承載力性質(zhì)，提高穩(wěn)定和抗變形能力，換土墊層法的操作原理是，先將基礎(chǔ)底面一定范圍的軟土及不良土挖去，用強度較高、具有抗侵蝕性、質(zhì)地堅硬、壓縮性較小、性能穩(wěn)定的砂礫、卵石、碎石、灰土、索土、礦渣、煤渣等材料分層填充，并以機械或人工振動夯實填充層，使其密實度增加，形成符合施工要求的人工地基，換土墊層可以有效擴散地基的基底壓力，具有減少地基沉降、提高地基的承載力、加速軟土的排水同結(jié)、消除膨脹土的脹縮、防止凍脹等作用，適用于軟土淺層地基處理。

2.3旋噴注漿法。旋噴注漿法的操作原理是，利用電化學(xué)手段、液壓、氣壓將能可以同化的漿液注入建筑物與地基的縫隙部位或地基介質(zhì)中，通過提升旋轉(zhuǎn)形成擺噴、定噴、旋噴，用噴射漿液構(gòu)造人工復(fù)合地基，減少地基沉降，提高地基承載力，旋噴注漿法的漿液可以是粘土水泥漿、水泥漿、粘土漿、水泥砂漿以及各種術(shù)質(zhì)索類、聚氨酯類、硅酸鹽類等化學(xué)漿材，旋噴注漿法適用于淤泥、粘性土、淤泥質(zhì)土、粉土、砂土，黃土、碎行土、人工填土等軟土地基，如地基土層中含有大塊石或土層有機質(zhì)含量較高，要在施工前確定其適用性，旋噴注漿法對淤泥軟土地基加固效果明顯，能夠有效控制地基的基礎(chǔ)沉降。

2.4加筋法。加筋法的操作原理是，將抗拉能力強的金屬板條、土工合成材料(如土工格柵、土工織物)等埋置于地基土層中，利用土層顆粒拉筋與位移產(chǎn)生摩擦力，使加筋材料與土層形成緊密結(jié)合的整體，這些加筋材料通過受拉作用調(diào)整了地基底層的應(yīng)力分布，能夠減少地基的側(cè)向位移，減少地基變形與沉降，增強地基土層穩(wěn)定性，提高土層承載力和強度。

2．5加載預(yù)壓法。加載預(yù)壓法的操作原理是，在工程建設(shè)之前，地基土層在預(yù)壓負載的作用下進行壓密、固結(jié)，地基土層發(fā)生變化，強度得到提高，卸去預(yù)壓負載后再進行工程建設(shè)，工程完工后地基不發(fā)生變形位移，其承載力也比較穩(wěn)定，預(yù)壓負載也可以利用建筑物自重進行，如果地基土層滲透性較小，為縮短土體排水距離，加速土體排水固結(jié)，可以在地基土層中挖設(shè)豎向排水通道，塑料排水板、袋裝砂井、普通砂井等形式都比較常用，因此豎向排水也分別叫做塑料排水板法袋裝砂井法、普通砂井法，加載預(yù)壓法適用于粉土、泥炭土雜填土、沖填土、軟粘土等地基土層，墊層材料選用滲透系數(shù)大、級配較好、含泥量小的中粗砂，豎向排水通道砂井法中也需要同類型的砂，袋裝砂井法需要聚丙烯機織土工物，塑料排水板法需要塑料排水帶。

2，6深層攪拌法。深層攪拌法有兩種，噴漿攪拌法與噴粉攪拌法，其操作原理是，利用深層攪拌機將石灰或水泥與地基土層原位攪拌，以形成格柵狀、圓柱狀、連續(xù)墻水泥土增強體，深層攪拌法適用于淤泥質(zhì)土、淤泥、地基承載力不大含水量較高的粉土、粘性土等軟土地基，特別適合粉細砂地區(qū)水工建筑物的防滲處理與地基加固。

2．7真空預(yù)壓法。真空預(yù)壓法的操作原理是，在軟粘土地基土層中鋪設(shè)豎向排水通道(塑料排水帶或砂井)與砂墊層，上面覆蓋不透氣密封膜，再利用砂墊層的排水管進行不間斷排水和抽氣，使砂井和砂墊層形成負氣壓，從而加速軟粘土層的排水固結(jié)，真空預(yù)壓法適用于軟雜填土、粉土、泥炭土、沖填土、粘土等地基土層，需要的主要材料，豎向排水通道與墊層材料同于加載預(yù)壓法，不透氣密封膜材料為線性聚乙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜，需要的主要設(shè)備器械有集水管、濾水管、真空泵等。

2．8硅化加固法。硅化加固法的操作原理是，將氯化鈣溶液與硅酸鈉溶液通過特制灌管注入軟土地基土層中，灌注溶液與軟土中的顆粒經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)后會生成膠凝物質(zhì)，或者軟土顆粒的表面將被活化，這樣就提高了軟土顆粒間的土體力學(xué)強度和連接性，地基土層中的加固部位半徑得到擴大，對軟土地基的土層改造完成，軟土地基被有效加固，不過，采取硅化加固法耗電量大、施工成本高，故除特殊情況外一般不會輕易選用。

總之，水利工程建設(shè)中，要注重施工質(zhì)量管理與控制。施工前，通過比對周邊環(huán)境和實際地質(zhì)情況，掌握準確的地基施工條件，選擇適合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的軟土地基施工方案，施工過程中，要及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，努力保證工程質(zhì)量。