水利工程施工中软土地基处理技术分析

马耀辉

摘 要：众所周知，水利工程施工结果质量的好坏与地基的质量息息相关。水利工程在施工過程中常常采用软土地基，然而，软土地基是由较软的软土建造而成的，这种地基对于水利工程施工有着一定的影响。想要利用好软土地基，必须从根本上了解软土地基的性质和危害，尽可能的选取最佳的处理方法，将软土地基的危害降到最低。

关键词：水利工程;软土地基;技术;

水利工程与其他施工工程开展的地点不同，水利工程通常在水流量较大的位置开展，然而，这种地形对水利工程的挑战是巨大的。受地理位置的影响，水利工程所打造的地基将会长期受到河水或海水的冲击和侵蚀，这就在一定程度上减损了地基的使用寿命。

1 软土地基的含义及特征

1.1 软土地基的含义

虽然科研人员曾经试图改变软土地基所采用的原材料，试图寻找到比淤泥的坚固性更强的原材料，但一直没有获得较明显的试验成果。近年来，唯一一个可以改变原材料坚固程度的处理方法就是在原材料中添加相应的化学物质，但归根结底原材料始终是淤泥。然而，淤泥无法抵挡长时间河水和海水的冲刷和侵蚀，因此，软土地基在实际使用过程中会对水利工程的开展结果造成一定程度的负面影响。由于软土地基所采用的材质具有凝固性较差的特性，无法保证软土地基十分牢固，因此，使用软土地基具有一定的危险性。其次，软土地基中时常含有空气，造成地基的孔洞增多，经过河水长期的浸泡，河水很有可能侵入到软土地基的内部。一旦软土地基的内部受到河水的浸泡，那么整个水利工程的施工进度也会受到一定的阻碍。据调查人员对数据分析发现，多达83%的水利工程的坍塌和溃烂都是由于软土地基的不稳定性所造成的，因此，提高软土地基的稳定性是近年来科研人员的首要目标。

1.2 软土地基的危害

经研究学家发现，软土地基无法承受较大的外力作用，一旦有外力作用迫使，那么软土地基的内部的解构就会由固态转变为动态。由此一来，软土地基的牢固性将无法获得保证，这就是软土地基最大的缺陷：触变性。不仅如此，由于水利工程的地基会长时间受到河水和海水的冲刷，而软土地基的内部结构具有大大小小的孔洞，其透水性很低。因此，在水利工程实际开展的过程中，工作人员常常需要定期将软土地基中的水分排出，这就在一定程度上增大了工人的工作量，还会耽误水利工程的工期。此外，由于软土地基的流动性较强，地基的底部不够牢固，软土地基完工以后很容易发生沉降。发生沉降的原因主要有两个：一是受地基上方建筑的影响，软土地基中的淤泥状态发生改变;二是长期受到河水的冲刷，软土地基会有一定程度的损坏。据调查人员发现，许多采用软土地基的水利工程在建成很多年后沉降的现象十分明显，已经严重影响到水利工程的使用。由于上方建筑的压力和负荷增大，软土地基沉降的速度十分迅速，因此，采用软土地基建造的水利工程使用年限普遍不高。由于淤泥中有许多细微粒子等杂质，杂质与淤泥本身的密度不同，粒子的密度不同就导致受力不同，这就是软土地基的不均匀性。不均匀性会导致水利工程建筑的裂缝，裂缝中一旦进入河水将会加快河水的侵蚀速度。其次，还有可能导致水利工程出现塌陷的情况，这种情况是十分危险的。

1.3 当前影响软土地基处理技术的因素

由于水利工程所建造的环境不同，在对软土地基进行处理的过程中需要考虑环境因素，根据具体情况进行方案的设计。处理软土地基的技术多种多样，如果设计人员不能根据实际情况进行方案的设计很有可能导致软土地基处理不到位。设计人员在设计处理方案时应当对现场情况进行勘察，收集有效数据，根据具体情况设计处理方案。如果软土地基所处的地理环境比较恶劣，那么工作人员在选取处理技术时需要克服地理环境所带来的困难。不仅如此，工作人员在对软土地基进行处理的过程中还需要考虑到天气因素的影响，如果遇到沙尘暴或下雨天气应当及时停工，避免软土地基因恶劣天气造成损坏。

其次，由于水利工程的建设有固定的施工工期，因此，在开始施工之前需要有技术人员对施工工期进行严格的规划。使用软土地基进行水利工程建设必须对软土地基进行固定，但是据调查人员调查发现，许多水利工程的开展省去了软土地基固定这一步骤。经调查发现，大部分施工队都是由于施工工期不足所以省去了这一重要过程。由于软土地基本身就有不固定性和压缩性，其内部的原材料淤泥流动性较强，如果软土地基在打造好以后不进行固定，那么软土地基的使用寿命将会更短。甚至还有施工队为了压缩成本省去软土地基的固定步骤，这将为水利工程的建设埋下一定的安全隐患。因此，在施工之前，施工队的技术人员必须针对水利工程的所有流程进行时间分配，务必为软土地基的固定留出相应的时间和经费。在制定好施工计划以后，施工队需要严格按照计划的标准进行施工，尽可能的降低工期对水利工程质量的影响。

最后，在进行施工之前，技术人员需要根据所选定的方案进行经费预算，避免在施工过程中因经费不足改变软土工程的处理方法。如果中途改变软土工程的处理方法，不仅需要耗费大量的时间设计方案，还会消耗大量的经费，中途改变软土地基的处理方法是得不偿失的。因此，施工的过程中一定要严格控制施工总量，防止中途产生意外情况影响软土地基的处理。如果水利工程的建造需要较厚的地基，那么技术人员需要采用重压的处理方法加厚地基，但这种处理方法在牢固性方面略显逊色。因此，技术人员需要合理选择软土地基的处理方法，严格控制施工总量，在保证地基牢固性的同时将施工成本和工期做到最优化。

2 水利工程施工中软土地基处理技术

2.1 旋喷注浆处理技术

旋喷注浆处理技术是将多种处理方法相互结合的一种处理技术，这种处理技术的重心是气压法。使用旋喷注浆处理技术是将事先已经固化好的浆液通过科学的方法将建筑物和地基粘结起来，这种浆液一般是使用水泥浆或粘土浆调配而成的一种化学浆液，这种浆液具有高强的粘性，将这种浆液注入到软土地基和建筑物的接缝处，可以使软土地基和建筑物牢牢的粘接在一起。把浆液注入到接缝处时常常采用高速旋转的方法，通过旋喷将浆液均匀地注入到接缝处。在建筑物和软土地基的缝隙中喷入固化的浆液可以提高建筑物和软土地基的粘结程度，但该项技术也有一定的局限性，如果所调配的化学浆液中含有体积较大的石块，那么在旋喷注浆时将会受到一定的影响。利用旋喷注浆进行处理的过程中需要保证其浆液都是流动的液体，如果将夜中存在固体的石块很有可能会造成喷玄注浆的失败，甚至还有可能造成仪器的损坏。因此，技术人员在采用旋喷注浆处理技术时首先要分析物质的特性，如果所调配的化学浆液不符合旋喷注浆处理技术的标准，那么技术人员需要适当的调整其处理技术。

2.2 砂石和砂换填垫层技术

在选取处理技术之前，技术人员需要确定软土地基的厚度，根据软土地基的厚度来考虑是否适合采用该项处理技术。这种技术仅适用于软土地基较薄的情况下，如果软土地基较厚，那么该项处理技术的结果将会受到一定的影响。砂石和砂换填垫层技术主要是将软土地基的软土层进行剔除，由于软土层的稳定性较差，在实际使用过程中将会影响到软土地基的牢固性。因此，技术人员可以通过该项技术剔除软土层，将软土层的物质换成其他稳定性更高的材料进行填充。在选用填充物质时，一般选择硬度较高、结构较为稳定的材料。我国在使用砂石和砂换填垫层技术时一般选用砂石或小型卵石作为填充材料，这两种原材料的稳定性较高，其处理效果较好。经专业科研人员发现，替换过后的软土地基的抗压能力是替换之前的3至5倍。由于换填的原材料是砂石，采用这种原材料进行填充容易产生空隙。众所周知，软土地基中存在的空隙是造成河水侵蚀的重要原因之一，因此，技术人员在进行填充之后应当选择特殊材料进行空隙的填充，对空隙进行填充的原材料最好具有一定的透水性，并且所选用的原材料最好能够快速凝结，减少水利工程的施工工期。此外，还需要注意的是，将软土层进行剔除之后，需要对缝隙中的杂质进行清理。将缝隙中的浮土和杂草进行清除，如果剔除软土层厚有水分渗进来，那么工作人员需要采取一定的手段排出水分。只有保证换填部分干净无灰尘，才能够保证换填的质量。当技术人员对软土层进行替换和填充之后，应当对软土地基进行压实，提高软土地基的抗压性和稳定性。在选用砂石和砂换填垫层技术处理时，应当为整个技术实施的过程做好排水，防止外界的河水影响换填的效果。如果在开展的过程中受天气的影响遇到雨季，那么工作人员在施工的过程中需要采取一定的手段防止雨水对软土地基进行冲刷。如果在使用砂石和砂换填垫层技术时受到雨水的冲刷很有可能影响到最终的处理效果，因此工作人员需要尽可能地排除天气因素的影响。

2.3 排水固結施工技术

早在几年前，科研人员针对软土地基出现的沉降现象研发出了一项针对性的处理技术，这项技术就是排水固结施工技术。顾名思义，排水固结施工技术就是通过排水系统将软土地基中的水分进行排干，然后通过加压系统对整个软土地基的结构进行固结，从而提高软土地基的稳定性。由于软土地基的密度较低，其成分中容易存在大量的水分，通过排水固结施工技术进行排水处理可以排干软土地基中的水分。在排水完成之后可以通过加压的方法提高软土地基的承载能力。由于加压的方式存在着一定的差别，操作人员可以对软土地基的成分和地理环境进行分析，选用最合适的加压方法对于软土地基进行处理。目前最常用的加压方法有超载预压和真空预压等方式。一般来说，当对软粘土进行处理时通常采用的是超载预压法，通过超载预压法对软土地基进行加压可以取得良好效果。但超载压法也有不足之处，由于超载预压法的作用时间相对来说比较短暂，所以在对阈值进行处理的过程中并没有明显效果。而真空预压法则是使用抽真空设备将软土地基中的空气进行抽气，从而使软土地基中形成一个真空的状态。此外，除了真空预压和超载预压两种方法还有降水预压等处理方式，这些加压方法的优点各不相同，在进行处理的过程中还需要对软土地基的性质和周围环境进行具体分析才能选出最合适的加压方法。

2.4 化学固结法施工技术

就目前形势来看，可以用于化学固结法的新型材料层出不穷，这些新型材料为该施工技术提供了更多的选择性。目前最常用的化学固结法是通过灌浆法将固化的浆液注入到缝隙中，这种经过调配的化学浆液粘性很好，可以弥补软土地基的不足之处。其次，还有一种化学固结法是深层搅拌法。这种方法是在建造软土地基时就把原材料与化学固化剂融合在一起，通过固化剂的作用提升原材料的承载能力。目前比较常用的固化剂是水泥或石灰，将水泥和石灰与原材料进行搅拌，使固化剂和原材料充分的混合均匀。深层搅拌法与其他固结方法不同的是从原材料入手，通过增强原材料的坚固程度来提高软土地基的承载能力，而其他固结方法则是在软土地基建好之后进行改良。由于灌浆法操作不如深层搅拌法简便，因此，在实际使用的过程中还是深层搅拌法的应用更为广泛。这些固结方法虽然操作有所不同，但其目的都是为了提升软土地基的坚固性，操作人员在选用化学固结法时可以根据具体情况选择最适当的处理方法。

3 结束语

总而言之，对于长时间接受河水和海水冲刷的水利工程来说，软土地基的质量好坏直接影响着水利工程的使用寿命。工作人员在对软土地基进行处理的过程中需要清楚的认识到软土地基的危害性，根据具体情况和周边的地理环境选择最科学的方法对软土地基进行处理和加固。

参考文献：

[1]李牧野，张立明真空预压地基处理对邻近桩基的应力影响分析[J].中国水运（下半月），2019（1）：216-218.

[2]邵中达.塑料排水板法在围海工程软土地基处理中的应用[J].陕西水利，2019（5）：193-194.

[3]汪晓明.软土地基处理技术在水利工程施工中应用的探索和实践——以安徽省繁昌县综合工业园河沿山泵站扩建工程为例[J].科学技术创新，2019（17）：85-86.

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