水利工程中软土地基处理技术要点分析

引言

软土地基处理是现代水利工程的施工难点,部分工程现场分布低强度、高压缩量软弱土层,如果盲目开展现场施工作业,选择不适合的软基处理技术,将会影响地基结构的稳定性和安全性,从而引发地基不均匀沉降、水工水利物结构开裂等问题。因此,应通过科学的方式进行软土地基的勘探分析,采取合适的工艺方式,这样才可以有效地提升水利工程的整体质量。

1软土地基的危害性

一般情况下，在进行水利工程建设之前，有关施工人员应加强对软土地基的细致调查，并收集有关资料，以确定软土地基对水利物的不利影响，根据软土地基的物理特性，选用具有较强的适用性的软土地基施工技术和处理措施，以提高整体的承载能力和结构的稳定性。由于软粘土主要由大颗粒的粘土、砂土、粉土等组成，孔隙率大，渗透性差。软土地基与其他硬土地基相比，其危害性主要有五个方面：第一，软弱地基的触变性很强，特别是软弱地基不能承载太大的重量，在受到很大的载荷作用后，软土基础会在很短的时间内发生变化。其次，由于软弱地基的渗水性能不佳，所以在实际工程中，应采取科学、有效的排水加固措施，以保证工程的整体安全。软土地基具有很高的压缩率，其实际沉降与其承受的压缩因子成正比关系，在软弱地基承受一定的竖向荷载作用下，整体的压缩变形将成倍增加，从而引起土体的不均匀沉降和结构破坏。

2水利工程中软土地基处理技术要点分析

2.1挤淤抛填法

挤淤抛填法是在软土地基中抛填碎石或片石,在重力作用下使抛填材料沉入软弱土层底部,强制将淤泥挤出地基范围。此项技术适用于处理淤泥质土软基,或现场分布积水洼地的水利工程,施工简单,成本低。在应用挤淤抛填法时,提前在工程现场准备尺寸超过0.3m的碎石料,在软基周边部位平整地面与施作搭接台阶,把各级台阶宽度控制在0.5m以上,并保持台阶顶面向内侧倾斜状态。以软基中心部位为起始点,向两侧延伸抛填石料,率先抛填重量较大的毛石,再开展碾压左后抛填粒径较小的碎石,将表层进行整平处理。同时,在碾压步骤,施工人员重复开展4-5遍振动碾压作业,碾压期间持续向石料空隙部位铺投碎石块或是石屑,直至抛石层表面处于平整状态。最后,清理抛填期间所挤出的淤泥,运用沉降观测法等方法来观察抛石层工后沉降量、压实度是否达标,对不达标部位额外开展振动压实作业。

2.2深层水泥固化技术

深层水泥固化技术是将水泥和软土混合，在水泥固化后，改变了软土的内部结构，减少了土体的孔隙，增强了土体的硬度，增强了土体的受力，达到了地基的要求。深层水泥固化技术在施工和使用时需注意：①在进行深层水泥固化工艺前，要清除场地的杂物，根据质量管理体系的现场管理要求，施工需要用到的材料、设备准备齐全并分类摆放整齐，原材料要选择合适标号的水泥，施工设备在运行前全面进行检查；②在施工之前，一定要确保水泥灌浆的畅通，如有堵塞的地方，应及时清理；③在搅拌之前，对搅拌桩进行检测是关键，对搅拌桩的竖直角及精度进行检测。只有在符合施工条件的情况下，才能顺利地进行水泥灌注。

2.3排水固结法

①砂井法，砂井法是软土地基处理中的常见技术，其作为排水固结法的一种典型方法，是在水利工程的软土地基上设置一定数量的砂井。具体施工过程为：利用打桩机向地基中打桩并夯实钢管，确保地基中钢管的稳定性与牢固性，再向钢管中灌入粗砂形成一定质量的砂柱，最后，在砂井上铺设砂沟或砂垫层，通过反复压实砂垫层和夯实砂井提高地基的稳固性。砂井法特别适用于处理存在连续薄砂层的地基，但地基变形后，桩体容易产生断颈和颈宿，不利于排水。②堆载预压法，堆载预压法施工工艺简单、施工成本较低，是当前水利地基处理中最为常用的一个方法。在水利工程施工前，逐层对地基进行夯实，以提高水利地基的稳固性。真空预压法的压力施加过程相对平稳，可以提高水利地基的处理质量，且处理过程相对简单，消耗的施工材料较少。堆载预压使用材料与器具简单、施工操作方便，但需要一定的时间，适合工期要求不紧的项目。③电渗排水法，电渗排水法也是水利地基处理的一种常见施工技术，其工艺实施流程为：先在水利软土地基中插入金属电极，给电极通入直流电，通过电流作用将地基中的水分由阴极带动传输至阳极一端，在金属电极的阳极一端设置排水沟，以便阳极中传输的水经由排水沟快速排出，有效降低水利地基土层中的含水量，降低地基范围的地下水水位，提高水利地基的承载力与边坡的稳定性。电渗排水法自提出以来就在各类工程试验、土层加固计算等方面得到了应用广泛，常用于泥炭土、有机质土、泥浆等土质的地基加固排水施工中，更适用于含水量高、渗透性低的地基土体，而对于含盐量较高的盐渍土或砂土，通常采用传统的地基处理方法，如预压法、砂井法，以免含盐量过高影响电渗排水法的排水与固结效果，从而提高水利地基处理后的稳固性。电渗排水法环境污染小、能量消耗少、操作简单方便，但对相关设备要求较高。

2.4水泥搅拌桩施工技术

深层水泥搅拌桩是水利建设中的一项重要技术，它在粉土、砂土、淤泥质土等方面具有很好的应用前景。在深埋水泥搅拌桩施工工艺中，固化剂的使用是其核心和关键，而水泥是确保其固化效果的主要原材料，利用机械设备对软土进行搅拌作业，可以有效地将水泥和软土混合在一起，提高软土的硬度，确保其后续的使用强度和实际承载力能够满足水利建设的基本要求。在进行深埋水泥搅拌桩前，有关人员要做好前期工作准备，采取多种措施，尽量减少或消除混凝土加固过程中的有害物质，保证施工场地的洁净、平整，保证加固过程中不会受到其他环境因素的影响。

2.5强夯法

强夯法是通过夯锤夯击土体，使土体产生强烈振动，让土层的强制压密来降低土的压缩性，提高强度。强夯法一般处理颗粒直径＞0.05mm的粗颗粒土。这种加固方法从技术上有效解决了真空加载、分步堆载存在的分层固结、淤堵等缺点。另外，强夯法也适用于对淤泥质土的加固处理，配合排水法，可以实现对土壤加固的功能性拓展。强夯法处理深度一般在5-8m。强夯法施工工艺操作简单，节省加固原材料，适用土质范围广，加固效果显著，压实度高，可取得较高的承载力。但强夯法易对周边水利物产生破坏，同时容易扰民。

结语

综上所述,软基处理是水利工程施工活动的关键,应分析施工现场具体水文地质条件及特征,选择科学的地基处理方法,为工程建设质量与水利设施使用安全提供有力保障。为此,相关人员必须提高对软基处理技术的重视,明确各项软基处理技术的操作要点,根据工程情况选择恰当软基处理形式,严格把控软土地基处理作业过程,明确施工导流、施工方案比选、工艺问题处理等环节的质量把控,保证水利工程软土地基得到高效处理。

参考文献

[1]贾飞宇.水利工程施工中软基基础处理技术[J].黑龙江水利科技,2015,43(01):143-145.

[2]王芝法.水利工程施工中软基基础处理技术要点探析[J].安徽水利,2019,26(04):125-126.