水利施工中软土地基的处理技术范文

摘要：

在水利工程建设过程中，经常需要对软土地基进行处理。由于软土地基具有压缩性高、强度低、含水量高、孔隙大等特点，极大的增加了地基处理难度，科学的选择处理技术至关重要。基于此，本文以实际工程为例，对水利施工中软土地基的处理技术进行探讨。

关键词：

水利施工软土地基水泥搅拌桩

1.工程概况

某水利枢纽工程是兼顾发电和航运的水利工程。工程水闸所在地区黏土、淤泥等组成的软土层地基，地层的强度和承载力均不高，需要对软土地基进行加固处理。结合本工程的实际情况，研究决定采用水泥搅拌桩的施工技术对地基进行处理，具有噪音污染小、不振动等优点。

2.软土地基的特点

软土地基指的是强度小、可压缩量高的软弱土层，这类土层有机物的含量一般比较高、孔隙比较大、抗压能小。如果在施工中遇到了软土地基，会对工程施工造成比较大的影响，增加施工难度，影响工程施工质量。软土地基在阳光下暴露后，水分会很快流失，土质也会变得疏松，导致土质的触变性和流动性变大，抗剪强度下降。

2.1含水量和孔隙比大一般情况下，淤泥质土和淤泥的天然含水量为w=50%～70%，软土天然孔隙比为e=1～2，已经超过液限。

2.2透水性差虽然软土地基中水的含量比较大，但是软土地基的透水性却不高。渗透系数≦1,由于透水性很小，在外部荷载的影响后，会产生比较大的孔隙水压力，对地基的固结性和密实性造成影响。

2.3高压缩性一般情况下，淤泥质土和淤泥的压缩系数均超过了0.5MPa-1,在软土地基上进行施工时，会产生严重的不均匀沉降，损坏建筑物。

2.4抗剪强度小通常情况下，软土是处于流塑和软塑状态下的，受外部荷载的影响，会降低其抗碱性。我国软土无侧先的抗压强度多保持在30KN/m2，在不排水剪的情况下，内部摩擦角接近0。

3．水泥搅拌桩的加固原理和加固特点

3.1水泥搅拌桩的作业原理水泥搅拌桩主要利用挤压泵和水泥供给设备利用高压软管和水泥输送到叶片喷嘴，然后利用叶片转动产生的压力喷射水泥，并使水泥浆在旋转孔隙土中附着，利用另一个叶片将水泥和土搅拌至一起，达到加固地基的目的。

3.2水泥搅拌桩的基本特点（1）在软土地基中，土和水泥浆会产生一系列的物理变化和化学反应，进而形成水泥土。在对极软地基和含水量高的软土地基进行加固时，可以取得非常不错的加固效果。（2）在进行加固时，随着水泥柱体的出现，土体的液化也会进一步减轻，具有显著的抗震效果。（3）当水泥在土中均匀分布时，随着叶片的均匀转动，水泥浆可以在土中均匀的进行分布，并且不会产生混乱，可以有效提升地基加固强度。（4）使用搅拌机进行作业时，不会出现噪音，水泥形成浆液后会喷射到地基中，不会出现污染和粉尘外溢的情况，具有良好的环保效果。

4．施工设计

（1）采用下述公式计算单根搅拌桩可以承受的荷载大小Nd，取最小值。

5.水泥搅拌桩施工技术

5.1施工前的准备施工前，首先安排施工人员对现场的垃圾、障碍物等进行了清理，并对场地进行了必要的平整，以免钻进施工过程中受到影响。为了防止软土地基钻孔过程中出现失稳的情况，需要铺设垫板。按照图纸上的设计要求，测量水泥搅拌桩的轴线和桩位，并进行放样，桩位和图纸的布置误差要控制在50mm以内，垂直误差不能大于15%。施工前，要对相关资料进行收集，正式搅拌之前，为了保证地基加固效果可以达到要求，要先进行试喷，分析施工参数。研究证明，一般情况下，水泥龄期超过28d后强度还会持续增加，而混凝土龄期在28d时强度会达到最大值。当承载桩为水泥土桩时，一般可以选择龄期90d是水泥土的强度值作为设计强度。

5.2水泥搅拌桩施工在使用水泥搅拌桩对项目软土地基进行加固时，主要按照以下顺序进行施工：在施工之前，首先将水泥搅拌装置和桩口对准，然后将钻机启动空搅，空搅到设计水泥桩底的标高位置后，将钻机提出，然后将喷胶搅拌装置打开。钻机提升距离地下450mm时，利用喷浆搅拌至设计标高，将钻机提升到孔口，将搅拌装置关闭，在进行喷浆搅拌时，要控制好搅拌深度，保证水泥浆和软土混合的均匀性，完成后移动搅拌设备到新的位置，重复以上操作。

5.3施工过程中常见问题的处理措施

5.3.1卡钻在施工过程中，遇到卡钻的情况时，要减缓钻进速度。钻机如果深入到土层中还比较浅，可以先进行松土，然后再施钻。钻机提升时如果遇到了卡钻等情况，要马上终止喷浆，待钻机正常以后再进行复喷。钻机成孔的倾斜度要控制在1%以内。完成钻孔后使用稠泥浆注入到钻孔中，避免出现塌孔的情况，地质人员要检查岩芯情况。

5.3.2断桩为了防止施工过程中出现断桩的情况，要保证水泥、石膏等不会受潮，对喷浆量进行计算。对于已经出现断桩的情况，要打去上部断桩处，然后使用水泥砂浆进行补桩。

5.3.3加固后土质疏松在使用水泥搅拌桩加固软土层时，如果土层中的含水量过小，那么形成的桩体就会出现疏松的情况，为了防止出现此现象，可以通过提升水泥喷浆量、降低水泥掺入比的方法进行控制。

5.3.4水泥桩质量不合格的处理措施在成桩时，如果出现了卡钻的情况，要立即进行补喷，补喷重叠的长度要控制在0.5m以内。如果补喷程度超过了0.5m,那么需要重新打一根水泥搅拌桩。此外，在施工过程中，要重点控制钻机的提升速度和下降速度，保证搅拌的均匀性，防止桩体各处出现强度不均匀的情况。

6.检测成桩的质量

在对成桩质量进行检测时，通常使用取芯法来进行检验。选用的水泥桩桩芯要连续、均匀，不允许有断桩的现象存在。取芯率要大于90%。承载28d后，就可以检测成桩质量。在对桩数量进行检验时，随机抽取2%的桩进行检测，要检测到每一个区域、每一个班次和每一个钻机。由于水泥桩进行抽芯后，会产生孔洞，因此需要使用水泥或砂浆将其封堵好。

7.结语

在软土地基加固施工中，选用水泥搅拌桩可以充分利用原土，并使桩和土组成复合地基。随着施工技术和施工条件的日益成熟，水泥搅拌站的使用日益普遍。本工程通过利用水泥搅拌桩对软土地基进行加固，取得了良好的处理效果，软土地基经过处理后承载力达到了施工要求，具有一定的参考价值。值得一提的是，在施工过程中，要充分考虑施工的安全性、进行科学的设计和布置，保证工程顺利开展。

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作者：梁小爱 单位：江门市新会区水利电力建设工程有限公司