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水利工程中软土地基处理的施工技术探讨汪斌

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：汪斌

[导读] 摘要：软土地基是影响我国水利工程高效建设的关键因素，会导致整体水利工程的安全性、稳定性受到严重影响，也无法为我国人民群众带来更加便利、安全的用水条件。

        安徽水安建设集团股份有限公司
        摘要：软土地基是影响我国水利工程高效建设的关键因素，会导致整体水利工程的安全性、稳定性受到严重影响，也无法为我国人民群众带来更加便利、安全的用水条件。因此，必须要对软土地基展开有效处理，而想要达成更高的处理效果，就必须要对施工技术水平作出改进与创新，才能够确保软土地基得到有效的治理，进而推动我国水利工程的建设能够更加稳健。
        关键词：水利工程；软土地基；处理；施工技术
        1 软土地基的特点
        1.1空隙非常大
        在相同条件下，普通泥土与软土之间有着很大的差别，后者不仅缝隙大，而且没有压实结构，遇到水流较大的时候很容易被冲垮。这主要是因为软土地基中含有大量的水分、泥土颗粒，还存在胶结现象，因此缝隙非常大，容易被外力破坏。
        1.2透水性比较差
        软土地基的排水性和透水性都比较差，这一特点也导致其通常所受水压较大，容易出现地质沉降问题。所以，在软土地基上建设建筑物，要比普通地基建设的建筑物更容易出现沉降现象。
        1.3压缩性较强
        软土地基的压缩曲线变化非常缓慢，且当这一压缩承受力超过特定范围之后，就会出现下降的情况，之后还会出现一个下降点。所以，软土地基的压缩曲线不是一直下滑的，而是从突变到渐变，抗压缩能力比较强。
        2水利工程中软土地基处理的施工技术
        2.1换填垫层技术
        该类技术大多应用于处理厚度为2～3cm的软土层，在实际施工时，可先对表面的软土层进行清除，此后再更换成稳定性更强的物质。可替换的填垫层物质可为卵石或者砂石等。这类物质具有较高的密度和强度，且透气性较为理想，可压缩性较低，因此不仅能够表现出较为明显的强度优势，还能在压缩性和透气性等方面达到标准要求，从而良好实现压实处理，以此提升地基的稳定性和承载力，降低沉降现象的发生几率，促进软土层能够顺利完成排水固结。具体来说，具有一定硬度的砂石和碎石均可作为可选物质，但不能在其中混入风化材料等杂物。如果使用质量水平较高的砂砾，则需将砂砾的不均匀系数控制在10以上。砂砾石均可通过相关的密度试验来判定材料的具体性能及所具有的密度。如果材料储备量不够，可使用细砂进行填充，同时加入卵石或者碎石，全面清除杂物后，将石量控制在50%范围内为宜。如果坑内存有积水，则需使用排水技术先将积水进行清除，同时做好浮土的处理工作，从而进一步完善该区域的地基巩固效果，最后再放入填充料完成铺设工作。此外在完成填充后，需进一步进行夯实，整体提升地基的承载能力，避免发生变形等情况。在选择底层材料时，可倾向于使用压缩性较低、强度较高的材质，同时在填充过程中一旦出现孔隙，则需使用透水性较高的材料进行排水处理，从而提升软土的凝结效率，减少冻胀等产生的涨缩情况。
        在具体实施项目建设时，应按照行业标准的程序实施，运用材料进行施工区域的铺平处理，同时做好接头部分的施工，层级之间应设置一定距离。施工人员可使用夯实、水振等多种方式实施铺设工作，并建立一定的排水系统，保持工地能够正常排水，避免出现冲刷等情况。如果工程实施遇到雨季，便需使用有效的措施对现场的废料进行清理，将其放置在与河道农田较远的区域。
        2.2水泥土搅拌桩
        实施水泥土加固，便是在加固的过程中发生的物理和化学反应，其与混凝土的硬化原理还具有一定的区别。混凝土硬化是水泥与填充物质所产生的水化和水解，其发生凝结的速度较快。而水泥加固土中的水泥量不高，最多可为加固土的1/5，水泥产生的水解等化学反应也在活性介质内完成，其强度提升的速度较混凝土更低。

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        当前工程所使用的搅拌桩布桩方式可为格构式和柱状形式。以前者为例，通常应用于软土地基和粉砂中能够产生更为理想的效果。软土地基发生沉降的原因主要为侧向出现变形的情况，通过研究结果可知，在软土地基中使用悬浮的搅拌桩，便可有效对软土的侧向进行控制，从而降低发生沉降的几率。格构式布桩方式能够深入到软土层，将所有的软土均控制在基底之内。实际实施项目工程时，还应同时考虑到搅拌桩与其他的管桩综合使用所产生的技术问题，建筑物的地基反力差别过大，在同一工程内便需使用多个地基的处理策略。为切实缩小不同建筑物连接点的沉降差异，技术人员应侧重对技术进行优化使用。在地基应力较小的条件下，可不设置搅拌桩的褥垫层，在选择具体的土沉降参数时，需结合工程的实际需求，从总体层面了解掌握搅拌桩的质量情况，使用多种检测技术对其进行科学的检测。
        2.3排水固结法
        应用该类方法是在地基中完成砂井等排水装置的设立，此后结合建筑物的不同重量完成加载，将存在于土体孔隙内的水分得以排出，此后逐渐固结，促进地基的沉降，最终提升地基的强度参数，重点可提升地基的稳定性效果。由于其孔隙比明显降低，建筑物的强度便随之提升。为切实提升固结效率，可使用在天然土层增加排水渠道的方式，因此减少排水的物理距离，在既定的时间内可提升地基土抗剪强度的提升速度，促使地基的承载力提升速度高于施工荷载的增长速度。结合加压方式的不同，排水固结方式又可划分为真空预压、降水预压等方式。其中真空预压是在黏土层的表面铺一层砂垫层，同时运用真空泵向密封的砂垫层进行臭气处理，形成负压。此时地下水便可沿既定的排水管线从地表中排出，最终促进地基完成排水固结。也可以说，在总体压力不变的条件下，可尽量降低孔隙水中的压力，从而推动土体形成压缩。堆载预压法则通过使用土方等进行堆填来使地基形成沉降效果，在地基形成固结状态后提升其自身的承载能力。
        在实施后期的项目施工时，应全面考虑到沉降的均匀性要求，将土方等物质去除。通常应将预压荷载与建筑物的荷载保持一致，如遇到特殊情况，则需结合具体的工程要求来确定。对有些渗透性较低的黏性土来说发挥的作用更为理想。
        降水预压则是将原本的地下水抽离，从而降低水位和孔隙的压力，从而实现地基的加固效果。此类方式在细砂地基和饱和度较高的粉土施工更为适用。
        电渗排水方式则指将金属电极放入土层中，通电后将土中的水从阳极引向阴极，最终在阴极位置将水排出，从而降低黏土中的水量，提升边坡的稳固性，确保地基具有较高的承载能力。
        2.4灰土密桩法
        如果地下水位中有较多的黄土和杂填土，便可使用该类方法。通常使用该项技术进行处理，一般深度为3～15m，过深会影响压实的效果。在软土地基中加入灰土桩，再使用锤击将钢管嵌入土层中，使土层中的土体向侧向压实，形成桩孔。此后将管拔出，向桩孔按照2：8或3∶7的比例回填灰土，最后压实，与桩间土形成符合地基，从而共同承受外力的载荷。还可使用沉管或者爆扩等方式完成打孔，实施完毕后再对孔底进行压实，此后使用灰土等原料，在含水量标准的情况下完成回填，此后完成夯实处理。从实践可知，灰土的质量相对较轻，因此其能够以较快的速度渗入到疏松的土层中，从而将其压实到软土地基之后，便可与其他的土层接触形成对孔隙的补充，从而提升地基的强度。但需注意，混合料应搅拌均匀后使用，尽量避免处理深度过大的软土地基，从而保证施工质量达到预期要求。
        3结束语
        在水利工程中，软土地基问题的解决是非常重要的，处理好软土地基问题不仅能提高水利工程的质量，同时能推动我国水利工程建设的快速发展。所以，相关部门和施工单位对其都非常重视。
        参考文献：
        [1]丁毅．水利工程施工中软土地基处理技术分析[J]．江西建材，2017（21）：135-136.
        [2]吕秀明．水利工程施工中软土地基处理技术分析[J]．智能城市，2017（7）：265.