深析水利工程软基处理的技术

摘 要：本文是作者近几年的工作经验总结的，主要的论述了水利水电工程中软基处理的几种常见方法———柱基法、换突法、灌浆法、排水固结法、加筋法的介绍。

关键词：水利；软基处理

l 软基处理几种常见法

鉴于淤泥软土地基承载力低，压缩性大，透水性差，不易满足水工建筑物地基设计要求，故需进行处理，下面介绍淤泥软土地基五种处理方法。

1.1 桩基法

当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用，一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧，技术落后，存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基，由于存在工期长，施工后变形大等问题，已不再用作对变形有要求的建筑地基处理；三是目前建筑多地区已禁用木桩基础。钢筋混凝土预制桩(钢筋混凝土桩和预应力管桩)目前由于具有较强承载力，投资省，质量有保证，施工速度快等特点，得到普遍运用，钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载，达到水平稳定作用。淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩，打灌注桩至硬土层，作承载台，灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，但两种方法灌注桩还存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土灌注质量，桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。

1.2 换土法

当淤土层厚度较簿时，也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。

1.3 灌浆法

灌浆法是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、木质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果，经过处理后基础沉降基本能够得到有效控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩，提高闸基承载力，达到控制沉降的目的。

1.4 排水固结法

排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。

1.5 加筋法

加筋法是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。采用打设塑料排水板，以加速淤泥层排水固结，提高地基强度，采用砂垫层中铺设土工织物，由于土工织物受拉作用，调整了基底应力分布，地基侧向位移和沉降却相应减少，地基稳定性将大大提高。

2 软基处理———粉喷技术在水利水电工程中的应用

作为一种新的地基处理方法，它的选择合理与否很大程度上取决于工程地质条件。一般粉喷桩适用的加固范围为天然含水量大于30％的淤泥质土、粘性土和粉性土地基。其加固形式可采用柱状、壁状、格栅状或块状等。

2.1 加固机理及施工流程

2.1.1 加固机理

粉喷桩为一种新的深层搅拌桩型，系采用喷粉桩机成孔，运用粉体喷射搅拌法原理，用压缩空气将粉体(水泥或石灰)输送到桩头，并以雾状喷入加固土层中，并借钻头的叶片旋转加以搅拌，使其充分混合，形成水泥(石灰)土桩体，与原有地基构成复合地基，从而达到加固软弱地基的目的。

2.1.2 施工流程

桩机就位，桩孔定位；预搅下沉；喷灰、搅拌、提升至孔口；复喷(特殊情况处理)；成桩(记录)，设备移位。

2.2 设计方案选择

根据场区地质条件及工程特点综合分析采用粉喷桩方案；确定所使用的固化剂材；根据原位土质情况、天然含水量、天然地基承载力及要求的桩身强度和复合地基承载力等条件． 通过室内试验确定固化剂掺人量；根据试验结果确定：粉喷桩的设计单桩承载力、粉喷桩每米水泥掺入量、复喷长度等设计参数。

2.3 施工技术要求及关键环节控制措施

2.3.1 技术要求

施工中应遵守以下施工技术操作规程：桩位要定位准确，桩机要停放平稳；正转预搅下沉，应逐级加速。钻至接近设计深度时，应用低速慢钻。并在原位钻动 l～2min，并在整个预搅下沉过程中，向钻杆内不断输送压缩空气，以保持钻杆通道的干燥及畅通；在确认加固料已喷至孔底时，应按 0．5m/min 的速度反转提升，当提升至设计停灰标高后．应慢速原地搅拌 1～2min；如实做好施工记录；钻具提升至地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工；成桩过程喷粉量。如未能达到设计要求，应及时分析原因并向监理工程师汇报。

2.3.2 关键环节及控制措施

①桩孔定位及孔深确定。利用甲方提供的水准点及座标轴线点，用全站仪放桩，保证桩位误差小于 5mm，同时测定桩位处地面标高。确定桩头位置及停灰深度。

②丢桩。为防止施工中发生丢桩事故，在工程施工中除采取平面设置标志外，采取以下措施防止丢桩事故发生：施工前对全部桩位进行编号．一式两份，由桩机机长和记录员分别保管使用：单桩施工前，机长和记录员对桩号核对一致后方可施工。成桩后机长和记录员分别在其桩位图上做标记。

③断桩。在桩机喷灰提升过程中发生停灰，易造成断桩，影响工程质量，采取下列措施防止事故发生：小灰罐操作工加灰时必须过筛滤。防止出现堵灰、停灰现象；大灰罐操作工要密切注意送灰量．一旦发现停灰现象要及时通知桩机机长，并做好停灰记录；事故排除后桩机要下钻机到停灰深度以下1.0 处重新复搅、喷灰提升。

3 质量检测

粉喷桩属地下隐蔽工程．其质量控制应贯穿在施工的全过程，并应坚持全方位的施工监理；施工过程中必须随时检查加固料用量、桩长、复搅长度及施工中有无异常情况，并记录其处理方法及措施；施工结束后，应开挖桩头，检查搅拌的均匀性，测量成桩直径。并在成桩 7d 内分别采用低应变动测法和 N 轻型动力触探等方法，对桩身完整性、桩体是否存在缺陷、缺陷所处位置及桩身强度等进行评价，为施工验收提供依据；对重要工程或有特殊要求的工程应做单桩及复合地基载荷试验。