水利工程施工中软基基础的处理技术分析

时间：2024-04-25

黎孔斌

中国葛洲坝集团第二工程有限公司四川成都 610091

1 软基特点

1.1 存在着比较多的含水量

软基存在着渗透性不强的特点，特别是剪切强度比较低。关于软基，软基的内部空隙较大，含水量也相对较高，含水量在30%-70%之间。软基还存在着高压缩性和弱渗透性的特点，这些特点给施工带来了很大的挑战，直接影响路面的承载力。在工程建设过程中，软基不仅影响工程整体的进展，也对于施工的质量有很大的影响[1]。因此，应该采取科学合理的措施，全面解决软基存在的问题。

1.2 软基渗水能力不是很好以及固结相对较慢

通常情况下，软土含水量比其他土层高，就使得其渗透能力差是不可避免的。在这样的环境下施工，必须进行软基的加固工作，不过，在实际的应用中，固结处理也会受到影响。当固结速度比较慢的时候，由于软基的稳定性会受到影响，在水利工程中，如何处理软基的固结施工是重要的问题。另外，软土的组成在一定程度上具有不单一性，土壤里含有机制，会使得排水管受到堵塞。同时，它还直接影响了在处理过程中的软土层含水量，有可能会带来严重的塌方。

1.3 软基加固技术特点

软基的加固技术也叫做软土地地基施工技术。因为含水量高，对路基的加固的固化速度带来严重的影响。固化速度不够快，直接的对于水利建设造成很大的影响。因此，对于技术人员来说，必须要不断地提高自身的技术水平，使得软基加固的质量能够得到保障，使得工程的质量能够进一步的提高。

2 软基基础处理技术在水利工程施工中的应用要点分析

2.1 换填管埋法

换填管埋法的应用可以有效地提升软基强度。首先，换填是工程施工中比较常用的一种软基处理方法，这种方法通常适用于软土层施工，例如软土层厚度较小，可以选择这种方法置换部分软土层，借用其他强度较大、承载性能强的土壤或者土层材料，通过置换来提升地基稳定性和强度。换填管埋法的应用，首先，需要开挖换填软基，在一定工程范围内，将软土层（一般为淤泥软土）挖除，用天然砂砾置换。软土挖除用挖掘机等设备完成，开挖深度根据工程需要确定，通常不超过2m。然后用天然砂砾置换，置换施工要分层填筑、逐层压实，并且按照水利工程施工强度要求逐层检测压实度。通过土层置换提升软基承载力、抗变形和稳定性。换填法所选用的置换土壤或其他材料的粒径、含量、级配要根据工程施工标准确定，并且事先要做好各种要素的试验检测，以免由于无法压实而造成地基沉降[1]。

2.2 强化软基排水预压法的应用

（1）垫层。垫层要选用强度较高的土工布，一般选择1～2层复合型土工布（主要起到隔离、过滤软基水层的作用），砂垫层使用中粗砂，厚度控制在2m以下，粗砂含泥量在5%以下，同时有机质含量也要控制在1%以下。

（2）设置排水板（竖直排水系统）。首先竖直方向的排水系统使用新型复合塑料排水板材，尺寸根据淤泥厚度确定，板材设置需要在砂垫层顶面进行施工，并且塑料板材必须穿透淤泥层，板材放置按照三角形状设置，另外根据软基淤泥分布情况，合理控制板材间距，间距通常在1m左右。

（3）水平排水系统。水平排水系统构成包括砂垫层、盲沟、集水井三个环节，盲沟设置坡度通常大于2%。纵横间距在30-40m，砂垫层选用1-2m，材料为中粗砂。盲沟沟壁必须有隔渗层和反滤层，隔渗层用土工薄膜代替，反滤层用砂砾石或渗水土工织物代替。

2.3 化学固结法的应用

（1）高压旋喷法。这种软基固结适合淤泥土质、粉土、黄土等，借助气压、液压等技术原理，首先在软基中注入固化浆液，然后在闸基中进行高压旋喷灌浆，也能形成水泥土摩擦桩，进而提升闸基承载力，有效控制地基沉降[2]。

①技术工艺。高压旋喷法施工流程：首先是桩位放样，之后确定钻机位置、引孔到设计标高；然后封堵垂向的喷嘴、搅拌浆液，由下向上高压旋喷，旋喷作业直到设计顶；最后是冲洗、移位。

②适用范围。高压旋喷法适合淤泥土质、粉土、黄土、流塑、软塑或者可塑粘性土、素填土等土层，同时如果土层中含有大量的大粒径块石、植物根茎或者有机质较多，尤其是对于地下水流速较大的软基必须事先对工程现场进行试验，根据实验结果确定加固深度（通常在5m以上）。

（2）粉体喷射搅拌法。粉体喷射搅拌法就是在软基中加入粉柱体等加固材料，让这些材料和软基原有土质搅拌混合，让两种土质材料发生化学反应，以此来提升土基强度的一种方法。

①施工原理。借助空气压缩设备，将加固材料借助搅拌叶片旋转产生的空隙喷出，同时随着叶片旋转和原有的软基土层混合，而与加固材料分离后的空气顺着搅拌轴有缝隙排除地面。

②固结原理。这种化学固结法主要借助固化剂来提升土基强度，固化剂的构成主要是水泥、石灰、矿渣等，也可以添加粉煤灰。这些材料通过固结反应形成石灰粉体，再将生石灰加入软基中，生石灰和软基中的水分发生化学反应后形成熟石灰，水分被吸收，生石灰固结。同时该化学过程还会产生大量热量，柱体消化后土基体积还会膨胀，加速周围土体的固结，最终形成的石灰粉体稳定性大幅提升[3]。