水利施工中软土地基处理技术

      1 软土地基处理概述

　　软土地基处理作为水利施工中的关键环节，需结合相关特征和施工特点，通过综合考虑制定科学、合理的软土地基处理方案。在软土地基施工前，相关单位应实地考察地基的具体情况，依据实际情况作出有效地研究分析，通过所掌握的软土特性选择合理的软土地基处理技术。在软土地基施工过程中，需以软土地基的承载力为前提，合理处理软土层，避免其结构变形、断裂甚至坍塌等问题。软土地基含水量较大，如果水分蒸发严重，土质易改变，将会影响水利施工进度，相关施工单位在遇到软土地基施工阶段或者在软土地基之上施工建设等问题时，应高度重视软土地基的问题处理。在处理天然软土时，工作人员需重视软土地基的预备工作，同时还应根据水利工程的实际用途和规划进行施工，在软土工程施工过程中应有效控制软土地基的施工量，降低水利工程的造价成本；同时在进行软土施工时还应准确把握相关的环境因素的影响，采取合理的软土地基处理方法控制处理质量，以便优化软土地基相关的使用性能，进一步确保水利施工中的工程质量。

　　2 软土地基的特点

　　软土是指天然含水量高、孔隙较大、压缩性较高及抗剪强度低的细粒土。而软土地基是以软土为主要成分，同时与粉沙、粉土等其他成分混合而成的地基。致使软土地基有以下特点：
2.1 压缩性高
软土压缩曲线很有特色，其初始段平缓，当压力超过某一应力时出现陡降段。压力过后又出现另一个陡降段，这样在经过了一段压力区间后，软土土样的压缩曲线斜率就呈现出突变到渐变的特性。
2.2 敏度高
软土地基的灵敏度主要体现在触变性上，对原状的软土进行振动处理，以此来破坏其结构之间的链接，会在很大程度上降低软土的强度，甚至将其变为稀释状态。这一特性让软土层容易出现土质沉降、侧向滑动以及侧面挤出等情况。此外，软土还具有团结系数小、团结时间长、扰动性大以及土层层状分布比较复杂、各土层之间的物理力学性质差异比较大等特点，且土层因含水量过大，导致其压力承载性能差、负重小，土地易出现变形等情况。
2.3 不均匀性
软土地基包括微小颗粒物、高分散颗粒物，二者密度存在一定差异，在外界受力影响下，其沉降变形的受力状况不一致，产生较为明显的不均匀性，导致软土地基的建筑体会发生一定程度的裂痕裂缝状况，甚至会产生安全隐患威胁。
2.4 缝隙大
在完全一样的环境下，软土的缝隙比普通泥土的缝隙要大百分之三十左右，产生这一现象的原因，主要是软土中含有大量的水分，在泥土沉淀的过程中，因水含量过高等因素，导致土质颗粒之间的接触点出现胶结。因此，比起普通土层，它少了土层压密这一步，在土质颗粒之间就形成了较大的缝隙。

　　3 水利施工中影响软土地基处理技术选择的因素

　　3.1 软土地基的施工总量
软土地基的施工总量也是影响软土地基施工技术选择的影响因素之一，如果工程量较大，这个时候如果采用换填法来处理软土地基就需要投入大量的人力、物力，从而直接造成施工成本的大幅度上扬。如果软土层较厚，我们采用重压法则不能保证软土地基底部的稳定性和坚固性等。
3.2 工程施工的环境因素
水利工程的地理环境是影响工程施工的重要环境因素，在具体施工的过程中我们也往往会因为地理环境的不同而选择不同的施工技术方案。比如说，平原地区工程施工时，往往会选择与山地、盆地地区工程施工不同的建设质量标准、施工方式以及施工技术方案。
3.3 施工时间的限制
在水利工程施工过程中，应当重点考虑的问题是建设工期，尽量能够在合适的时间期限内将工程建设项目顺利完成。例如：相关施工人员处理软土地基的过程中，在使用添加剂以及重压法的方式，则需要充分地考虑以下几个方面的内容：首先，对添加剂的反应时间加以充分的考虑；其次，对重压后的沉淀时间加以充分的考虑等，一旦施工时间较长，则会对工程整体工期造成不利影响。所以，由于受到施工时间的限制，应当合理地选择施工技术，为水利工程施工的顺利进行提供重要保障。

　　4 水利施工中软土地基处理技术

　　4.1 换填管理法
在进行水利施工软土地基处理时，如果遇到的软土层比较薄的情况，可以将基底以下一定深度范围内的软土层挖出，用灰土、水泥土、沙土等把软弱土层进行换填，在换填过程中，一定要进行有效的夯实，使换填后的土层符合地基承载力的设计要求。一般来说，换填土包括砂和砂垫层，碎石和矿渣垫层，灰土和素土垫层等。在进行换填管理的过程中，根据实际情况选择不同的底层材料，对于材料不同的垫层，所起的作用也是不同的，但主要是使用抗剪强度较高、压缩性较低的填筑材料替代软土，提高地基的承载力。由于换填沙土的成本较高，且渗透较严重，因此大多采用就地取材，换填水泥土。这样不仅节省了成本，而且有利于水利工程的防渗。在填充软垫层材料的时候，会有一定的空隙出现，这样我们就可以利用其透水性强的特点加快排水，利于软土的加快固结，防止低温时出现冻胀问题。
4.2 旋喷注浆法
旋喷注浆法的操作原理是，利用电化学手段、液压、气压将可以同化的浆液注入建筑物与地基的缝隙部位或地基介质中，通过提升旋转形成摆喷，定喷、旋喷，用喷射浆液构造人工复合地基，减少地基沉降，提高地基承载力。旋喷注浆法的浆液可以是粘土水泥浆、水泥浆、粘土浆、水泥砂浆以及聚氨酯类、硅酸盐类等化学浆材，旋喷注浆法适用于淤泥、粘性土、淤泥质土、粉土、砂土，黄土、碎行土、人工填土等软土地基，如地基土层中含有大块石或土层有机质含量较高，要在施工前确定其适用性，旋喷注浆法对淤泥软土地基加固效果明显，能够有效控制地基的基础沉降。
        4.3 加载预压法
加载预压法主要是在进行水利施工建设之前，对软土地基进行预压负载，进行压密和固结处理，让软土地基的土层结构产生变化，提高其土质强度。在将预压负载力卸下后，进行水利工程施工建设，施工完成后，一般情况下地基都不会再出现较大位移变形，土层的稳定性也比较好，承载能力也得到了很大的提升。预压负载也可以利用建筑物本身的重量，如果土层的渗水性能非常差，可以使用塑料排水板、袋装砂井、普通砂井等方式在地基中设置垂直排水路径，缩短土层排水的距离，加快其排水固结的速度。加载预压法能够在粉土、杂填土、软粘土以及冲填土等地基上运用，一般垫层材料选用渗水系数较高、级配较好、含泥量比较少的中粗砂较为合适，垂直排水路径砂井法所使用的砂也需要使用同种类别的砂，塑料排水板法主要使用塑料排水带进行排水，袋装砂井法则需要使用聚丙烯有机物。
4.4 化学固结法
4.4.1 化学固结法特点
化学固结法包括高压注浆法、水泥土搅拌法、灌浆法三种。所谓的灌浆法是指将水泥浆灌进土体中，让土体能充分固结，从而使地基沉陷程度得以减少，使地基承载力得以提高。对含水量较高的软土地基来说，此法还能起到防渗、堵漏的功效。此种灌浆法的加固深度能保持在五米，在使用此法之前，一定要对土质采取配比强度试验，从而确定最佳水泥掺和量。此法被广泛的应用在含水量高、沉积厚度达、抗剪性低的软土地基里。
4.4.2 化学固结法应用建议
通过化学处理形式使地基承载力和硬度增强，以此减少沉降量，从而达到软基处理的目的，此种形式能使处理之后地基边坡稳定性得到很好的保障。在对其进行具体应用之时，作为施工单位一定要对地基和水泥之间的化学反应加以控制，并对相关的物理加固举措加以管理，从而确保处理之后地基固化的速度加快。在运用高喷射浆法之时，应注意压力大小，避免在施工之时出现不均匀沉降和起包的问题。
4.5 加筋法
在软土地基中，其土层颗粒经常会发生位移的现象，施工中可以利用这种现象将耐拉性很强的一些工程材料埋于土层之中，这两者就会产生一种很强的摩擦力，而这种摩擦力会使得土层以及埋于低下的那些材料融为一体。这样，两者之间的稳定性就会大大的提高，而且变形的几率也会降低，最终就有可能使得地基能够符合技术的相关要求。此外，可以在软土上部铺满沙子，然后再将一些工程材料铺在沙子上，如果使工程材料受到拉扯，就能够对沙子的一些受力分布来进一步的调节，这样就能够在很大程度上减少地基的沉降度，将地基的稳定性予以提高。
4.6 振动水冲处理技术
振动水冲处理技术的施工作业顺序不可改变，需依据一定的顺序进行钻孔作业，进而将水泥、砂石等原材料进行软土地基的加固。在实施振动水冲处理技术之前需合理设计和规划施工步骤，利用标准化的机械设备进行钻孔，再结合实际情况进行加固工作，从而弥补软土地基的不足之处。在该处理技术施工前切忌进行排水作业，在施工时须严格按照相关操作流程进行软土地基处理，最终实现改善软土地基土质的目的。
4.7 硅化加固法
所谓硅化加固法是将化学材料注入到软土层中，使其发生一定的化学反应，在土颗粒的表面形成胶凝的物质，增加了相互接触的土颗粒固化连接，以达到最终加固地基的作用。根据电渗原理，通过电动硅化法，可以大大扩展地基加固的范围。

　　5 在水利施工中进行软土地基处理的注意事项

　　为了确保软土地基处理技术在水利施工中发挥更大的作用，在实际施工中必须要注意以下几方面：
5.1 在正式施工前要切实严格按照相关的工程规定对所施工水利工程的地质进行勘察和测量，包括水利工程、水文地质、地形地貌等方面的因素。
5.2 在水利工程的软土地基施工中，要做好前期数据整理工作，严密的计算软土地基的承载能力和稳定性，并细致的分析软土地基的水平剪切力、土壤热化等因素。
5.3 此外还要充分考虑到软土地基的施工量和工期，根据施工量的多少和工程建造时间以及软土地基加固时间，选择合适的软土地基处理技术。

　　结束语
在水利施工中软土地基处理时，处理方法会有很多种，其在施工单位中要根据施工场合以及现场的实际情况、基本的地表层性质、周边可利用环境，包括资金利益等多方面因素进行综合性考核，最后做出相应的处理方案，从而达到良好的软土地基处理效果。

　　参考文献
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