由于軟土地基的組成成分主要有淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、富含大量顆粒的松軟土、較為松散的砂質(zhì)土以及孔隙較大的有機(jī)質(zhì)土,土質(zhì)富含大量的水分、過于松軟、空隙過大,這使得軟土地基強(qiáng)度過低,壓縮性極大,難以承受水利工程的巨大壓力,易導(dǎo)致大面積沉降、倒塌、潰壩等現(xiàn)象的發(fā)生。

在水利工程軟土地基處理中,通常有以下幾種方法:

1.換填管理法
換填管理法是軟土地基處理中常用的方法之一,原理是換用符合施工要求的土質(zhì)來取代軟土,從而使得土地滿足水利工程建筑的地基設(shè)計要求。在進(jìn)行換填管理法施工過程中,先用大型機(jī)械設(shè)備將不符合水利工程建筑的地基設(shè)計要求的軟土質(zhì)全部挖出,根據(jù)相應(yīng)的水利工程質(zhì)量等級要求,填入恰當(dāng)?shù)哪軌驖M足水利工程建筑的地基設(shè)計要求的土質(zhì),并對所填充的地基進(jìn)行夯實,確保水利施工的順利進(jìn)行。一般而言,填充土質(zhì)由多種土質(zhì)組成,包括碎石、粗砂、鵝卵石等成分,為保證填充地基的穩(wěn)固性,通常填充地基分為多層,第一層為碎石和礦渣墊層,這對增加地基透水性十分重要,高縫隙、高強(qiáng)度的碎石、礦渣在確保地基高強(qiáng)度的前提下,實現(xiàn)了地基的高透水,從而確保了地基的質(zhì)量,保證了水利工程的施工質(zhì)量;第二層為灰土和素土墊層,這個墊層在平衡樁體和樁間土在荷載情況下共同承擔(dān)荷載中起著十分重要的作用,確保了地基的受力平衡,加強(qiáng)了地基的穩(wěn)固性;第三層是砂和砂墊層,砂和砂墊層有助于淤泥土質(zhì)的水和氣體的排出,促進(jìn)土質(zhì)結(jié)固,提高地基的承載力。在具體實踐中,要根據(jù)不同的情況,適當(dāng)變通換填管理法,充分做好軟土地基處理工作。

2.排水砂墊層法
在軟土地基處理中,排水砂墊層法也是重要方法之一。排水砂墊層法通常運(yùn)用于富含大量水分的淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭等土質(zhì),通過對土質(zhì)進(jìn)行排水,以增加土質(zhì)強(qiáng)度、減緩?fù)临|(zhì)壓縮性,從而使得土質(zhì)滿足水利工程建筑的地基設(shè)計要求。在施工過程中,通常在軟土地基底部填充一層高滲水的砂墊層,隨著水利工程施工的進(jìn)行,富含水分的軟土層受力越來越大,水分不斷不排擠出來,通過砂墊層滲透出去,從而加強(qiáng)軟土地基的結(jié)固,提高軟土地基的強(qiáng)度,確保土質(zhì)滿足水利工程建筑的地基設(shè)計要求。為有效防止地下水反滲,通常還要在砂墊層上面鋪設(shè)隔水性能良好的粘土層。在砂墊層選材上,通常選取粗砂、鵝卵石等具有高強(qiáng)度、高縫隙的透水材料,在保證透水情況下,提高地基的強(qiáng)度。在砂墊層填充時,要做好地基基坑的固定工作,并將砂墊層材料充分?jǐn)嚢杈鶆?鋪設(shè)于地基底部,并夯實、夯平。同時,要做好地基底部排水工作,做引水槽,將滲透下來的水有效排放出去,并做好防止倒流工作,加快排水固結(jié)速度。

3.化學(xué)固結(jié)法
在常規(guī)的軟土地基處理方法難以奏效的情況下,化學(xué)固結(jié)法應(yīng)運(yùn)而生。所謂的化學(xué)固結(jié)法,是指用一定的化學(xué)材料,對軟土地基進(jìn)行填充、改造,加強(qiáng)軟土地基強(qiáng)度、有效減緩軟土地基壓縮性、提高軟土地基承載能力,從而使得軟土土質(zhì)滿足水利工程建筑的地基設(shè)計要求。常見的化學(xué)固結(jié)法有灌漿法、人工合成材料加筋加固法、硅化加固法、深層攪拌法。(1)灌漿法所謂的灌漿法,是指運(yùn)用氣壓、電化學(xué)原理,利用木質(zhì)素類、石灰石等化學(xué)材料對軟土地基進(jìn)行填充、灌漿,發(fā)生化學(xué)發(fā)應(yīng),從而實現(xiàn)對淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土的加固,確保軟土地基能夠承載水利工程的巨大壓力。(2)人工合成材料加筋加固法在軟土地基處理中,將高強(qiáng)度、高韌性的人工合成材料填充于軟土之中,高壓產(chǎn)生的高摩擦使得人工合成材料與軟土緊密結(jié)合在一起,從而加強(qiáng)了軟土質(zhì)的強(qiáng)度和韌性,有效防止了軟土地基的變形與觸變,同時,高韌性的人工合成材料在軟土地基發(fā)生小面積沉降、斷裂時可以有效減緩、阻止沉降范圍、沉降面積,從而保證了軟土地基的穩(wěn)固性。(3)硅化加固法所謂的硅化加固法是利用硅酸鈉和氯化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成膠狀凝聚物,黏合軟土組織,從而加強(qiáng)軟土強(qiáng)度,提高軟土硬度,以滿足水利工程建筑的地基設(shè)計要求。(4)深層攪拌法深層攪拌法與灌漿法類似,即將水泥等物質(zhì)通過深層攪拌機(jī)與軟土組織進(jìn)行充分?jǐn)嚢?使得水泥與軟土混拌均勻,待水泥凝固,從而實現(xiàn)加強(qiáng)軟土強(qiáng)度,提高軟體硬度。

4.物理旋噴法
物理旋噴法是軟土地基處理中的常用方法,在軟土地基處理過程中,將噴頭深入軟土組織底部,并緩慢提升,利用高速旋噴將適當(dāng)濃度的混合加固物噴射出,形成旋噴樁,這可以有效提高軟土地基的切向硬度,有效防止軟土地基發(fā)生橫向扭動,從而加強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)度。

水利施工中軟土地基處理時應(yīng)注意的問題

1.注意施工準(zhǔn)備工作
在進(jìn)行水利施工軟土地基處理前,要做好施工設(shè)備的檢修工作,確保施工設(shè)備的正常工作;做好施工場地的清理工作,便于施工的順利進(jìn)行;做好施工材料的檢查工作,保證高水平的施工質(zhì)量。

2.注意施工過程中的相關(guān)事項
在水利工程軟土地基施工過程中,要注意施工中的相關(guān)事項,嚴(yán)格按照軟土地基施工工序進(jìn)行施工,做好安全防護(hù)工作,加強(qiáng)對施工設(shè)備的維護(hù)工作,保證設(shè)備的正常使用。

3.注意水利工程的相關(guān)要求
在進(jìn)行水利工程施工時,要根據(jù)相應(yīng)的水利工程的實際用途以及規(guī)劃的建設(shè)級別,選取性價比最高的建設(shè)方案進(jìn)行施工建設(shè)。我國水利工程通常按照實際用途的不同,有不同的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及施工等級,在進(jìn)行國家級水利工程建設(shè)(如小浪底水利工程、三峽水利工程)時,要制定高質(zhì)量的施工標(biāo)準(zhǔn),在軟土地基處理中,盡量做到完美施工;在進(jìn)行小型的水利工程建設(shè)時,對施工質(zhì)量要求不是很高,這時,就要充分考慮工程造價與施工質(zhì)量的關(guān)系,選取性價比最高的方案進(jìn)行軟土地基處理工作。

4.注意軟土地基的施工量
在進(jìn)行軟土地基處理過程中,要充分考慮到軟土地基的施工量,根據(jù)工作量大小的不同,選取不同的處理方案,以確保軟土地基的高效施工。例如在進(jìn)行大型工程時,通常不會采用換填管理法進(jìn)行軟土地基處理,因為這需要大量人力、物力的支持,從而使得工程造價成本提升,通常會采用砂墊層法,鋪平軟土地基。

5.注意軟土地基的施工工期
在軟土地基處理過程中,要充分考慮軟土地基的施工時間限制,根據(jù)時間限制選取最合適的處理方法。在軟土地基處理過程中,要考慮到工程建造時間以及軟土地基加固時間,選取恰當(dāng)?shù)能浲恋鼗�處理方�?確保在規(guī)定時間內(nèi),保質(zhì)保量的完成軟土地基處理工作。

6.注意軟土地基的施工環(huán)境
在水利工程軟土地基處理過程中,要充分考慮到相應(yīng)的施工環(huán)境,根據(jù)不同的施工環(huán)境、不同的施工標(biāo)準(zhǔn),因地制宜,選擇不同的軟土地基處理方法、恰當(dāng)?shù)氖┕し桨?從而確保軟土地基處理的質(zhì)量。