摘要：在社会不断发展的今天，水闸的建设数量也不断的增加，在水闸工程施工过程中，软土地基施工十分常见，为了进一步提高施工质量，需要加强对软土地基施工技术的研究，才能科学地运用有效技术，不断保证工程质量。
关键词：水闸；软土地基；沉降成因；处理
1 软土地基不均匀沉降的原因
1.1 固结沉降
固结沉降的原因是地基土在受到荷载作用的情况下，其土粒间的孔隙水渐渐被挤出，孔隙体积减少所引起的那部分沉降，固结沉降发生在地基土排水固结过程中，是地基沉降的主要部分，地基固结沉降是土力学中的主要研究课题之一，也是极为复杂的课题，而软土的固结沉降计算正是水闸设计的重点和难点。地基固结沉降的理论分析方法基本上可以归纳为两大类型：一种是理论公式法，另一种是数值分析法。理论公式法建立在 Terzagzhi 等人创立的经典土力学基础上，其中引入了许多计算分析的简化假定，这类方法具有简便、直观、计算参数少且易获得结果等优点，因而在工程中得到了广泛的应用。数值分析法是近代土力学研究随着数学理论发展的产物，70 年代以来，随着计算机和有限元应用技术的发展，人们可以将复杂的土工计算问题编成有限元计算程序，通过计算机运算，从而得到比较准确的计算结果，利用数值分析法，可以较为全面地考虑土体的变形特性及边界条件，理论上较严密。但这种方法在应用上又有一定难度，缺乏理论公式法具有的许多优点。因此，在工程实际中尚未得到广泛应用。
1.2数据勘测存在误差
在水闸工程建设时，勘察地质环境尤为重要。并且设计建设方案前，应该指派专人勘察作业地点与周遭环境。之后，工程设计单位应基于勘察结构，预先分析并且评价施工区域，合理设计作业方案。因此要是没有真正落实勘察工作，或是存在任何纰漏，就不能很好地掌握项目当地的地质情况，导致软土地基的不均匀沉降被忽略。
1.3 次固结沉降
次固结沉降是地基土在持续荷载作用下，土粒间的水己不再排出，超静水压力基本消散后，地基土的土粒骨架发生蠕变所引起的。次固结沉降通常很小且持续时间较长，次固结沉降量一般占总沉降量的 10%以下，次固结沉降量常比主固结沉降量小得多，但对深厚的软土，尤其是含有胶态腐殖质等有机质或地基深部可压缩土层中的附加应力与自重应力之比较小等情况，次固结沉降量不可忽视。
2水闸软土地基处理措施
2.1化学固结法
将灌浆法、深层搅拌法和高压喷射注浆法统称为化学固结法。每种方法都有特殊的工艺流程，具体的方法如下：第一，灌浆法是通过气体或液体压力的方式，将原有的浆液注入到天然的或人为的裂缝或孔缝当中，将特殊的物理性质改变，从而达到压实的效果。第二，深层搅拌法是将软土地基中的各类物质重新搅拌，然后添加特殊的固化剂，最终使新生成的混合物具有更好的凝固效果。每种方法虽然在应用过程中有所区别，但是，都会应用到石灰和水泥等材料，这些材料也是改善软土地基的主要材料。将软土地基的强度不断提高，让其承载力有明显的改善，是解决软土地基问题的主要原理。只有提高软土地基的承载力，才能配合完成后续的施工，需要注意，化学固结法施工成本较高，应用时需要提前商讨后才能确定。
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2.2 强夯处理技术
正如前文中所强调的，由于水利工程相对较为贴近水域，所以其土壤大多是由沙土和黄土所形成的软土结构，因此夯锤的方法能够帮助地基有效提升强度。比如，在某次施工中，水利工程的一条渠道地基为黏砂多层结构，渠道底板主要处于中壤土、细砂土、重砂壤土中，中沙壤土和细砂土质不均匀，而重砂土壤具有地震液化的潜质，待全面分析各种因素后，决定运用强夯处理技术处理地基，具体过程为：选择单击夯击能 300 kN•m夯击4 次，前面 3 次夯锤的落距均为 14 m，最后 1 次慢夯的落距为 5m。在对地基处理后，对夯区中的土样开展试验分析，结果发现，在运用该处理技术后，成功地解决了地震液化的问题，且处理的质量符合水利工程的设计要求。
2.3真空堆载预压法
具体做法先在软土地基中放置竖向的塑料排水带或者砂井，上面铺设砂层，然后再用薄膜封闭，用抽气泵抽气使膜内排水带、砂层等处于部分真空状态，在压强的作用下，排除土中的水分，这样可以是使土预先固结以减少地基后期沉降，此方法是珠三角地区防治水闸软土沉降运用最多、加固效果较好的方法，但是其弊端就是耗用时间长，适用于工期较长的水闸工程建设。
2.4置换拌入法。
置换拌入法种类较多，其中包括了深层搅拌法、高压喷射注浆法以及震冲置换法等等。当淤土层变薄时，使用灰土、粗砂、水泥土以及沉井基础等方式进行地基处理的方法，被称之为换土垫层法。但是由于换砂之后并不利于防渗，再加上这种方法的工程造价成本较高，所以不建议广泛使用，通常都是就地取材，换填泥土为佳。换土垫层法可以形成一个良好的持力层，从根本上改变地基承载力特性，加强地基承载功能，从而进一步提升地基稳定能力以及抗变形能力。但在施工过程中，应当将填料充分夯实，保证填料质量，同时还应当注意坑边的稳定性。高压喷射注浆法是以高压喷射的方式，将土体直接破坏，使水泥浆能与土体充分拌和，当其凝固之后会形成拌和桩体。对于粘性土、黄土、砂类土等土体均可使用高压喷射注浆法进行加固，适用于软弱土层。高压喷射注浆法的设备简单、轻便、易操作，施工噪音小，而且效果较好，在水闸基坑支护结构中可以广泛使用，可以起到防渗止水的效果。但是，如果地层中含有大量鹅卵石、块石时，会直接影响到喷射效果，若地层中央出现漏浆通道或空隙时，在进行喷射时会导致浆液流失。通过加固饱和软粘土的技术可以使用深层搅拌法。主要通过石灰、水泥以及其他材料为主剂，使用特制的搅拌机械进行搅拌，将固化剂以及软土强制搅拌成水泥土，在形成坚硬拌和桩体时，地基土与固化剂之间会产生一系列化学反应，与原有的地基土起到复合地基的作用。该施工方法对周边相邻的建筑物产生的破坏较小，施工噪音也相对较小。在软弱地基中使用机械成孔，再将石灰块压实形成桩体的方法被称之为石灰桩法。为使桩体周围物理力学性能得以有效改善，利用生石灰能够放热、膨胀以及吸水等作用，使其充分与石灰离子产生交换反应，被改善的土体以及石灰桩会一起构成复合地基，从而达到加固地基的目的。但这种方法通常使用于振入、压入或打入的灌注桩机施工。
2.5旋喷法
结语
水闸软土地基沉降的防治，需通过科学的试验方法观察检测沉降幅度，分析建设区域地基特征。根据不同特征选用真空预压加固法、换土垫层法、化学加固法加固基础提升基础承载力，做好技术交底及质量监管，做到事中控制。最后施工方法掌控，施工质量控制，是防治水闸软土地基沉降的根本方法。
参考文献：
[1] 水闸设计规范（SL265-2001），中国水利水电出版社，2001 年出版.
[2] 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002），中国建筑工业出版社，2002年出版.
[3] 土力学与地基.天津大学主编，人民交通出版社，1980 年出版.
[4] 地基与基础.北京：中国建筑工业出版社.
论文作者:徐一峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/9
标签：地基论文; 水闸论文; 土地论文; 方法论文; 固化剂论文; 石灰论文; 高压论文; 《基层建设》2019年第20期论文;