浅谈水利水电工程项目中橡皮土基础处理施工技术

杨宁

摘  要：橡皮土是水利水电工程项目中较为常见的施工问题，尤其在水含量较高的地区，对施工作业条件提出了更高要求。基于此，本文分析了橡皮土形成机制与特征，提出了水利水电工程中对橡皮土的普遍基础处理施工方案，以及水利水电工程项目中特殊橡皮土的处理方案。以期能够通过总结橡皮土施工处理方案，为现场施工提供理论指导，提高水利水电工程质量和施工效率。

关键词：水利水电;工程项目;橡皮土;施工技术

中图分类号：TV551.4    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）02-0000-00

0 引言

在水利水电工程项目中，由于施工环境特殊，地质水分含量较高，加之外界环境变化，最容易出现橡皮土地基的严重问题。如果工期较长，则可以选择简单的晾晒方式进行处理。但实际上很多水利水电工程项目的工期紧张，更要求快速处理橡皮土问题。鉴于此，有必要深入探讨水利水电工程项目中的橡皮土基础处理施工技术。

1 橡皮土形成机制与特征

1.1 橡皮土介绍

橡皮土俗称弹簧土，其属于一种极为特殊的湿陷性黄土。在水利水电工程项目中较为多见，主要是因为含水量超过了规定压实度，已经无法压实的黏性土。由于橡皮土自身的荷载较高，所以在施工阶段橡皮土周围会呈现四周弹起和下沉状态。尤其橡皮土土质特殊，并不能直接压缩体积，也无法密实成型，所以卸载后就会快速回弹原有的形状。

1.2 橡皮土形成机制

橡皮土引发原因较多，研究认为其与填土时的土质含水量较高有关。水利水电工程项目中，碾压层下有软弱层，而且含水量超过了指标线时，就会出现橡皮土。施工环境下，对含水量较高的土质进行翻晒，也需要进一步搅拌，一旦拌和翻晒不均匀，也会出现橡皮土情况。少数水利水电工程项目作业环境特殊，土质局部湿陷，填土又混入了淤泥或冻土，甚至出现了有机土或沼泽土，也非常容易出现橡皮土情况，尤其是含有树根草皮或生活垃圾的腐殖土，更会出现橡皮土情况。

1.3 橡皮土特征

橡皮土经过碾压，双脚踩踏时会出现颤动感，一般情况下橡皮土有如下几个特征。其一，橡皮土土质本身的含水量已经超过了压实土体所需的含水量，但尚未达到土体液限，略高于最佳土质含水量的7%左右。其二，外力作用下对橡皮土进行扰动时，土体水分更容易被揉进土颗粒中，此时橡皮土中的水分则处于固态空隙间，很难从封闭环境下排出。橡皮土表层通常呈现出固结状态，多数土體更以半硬化形态存在，土壳体更为坚硬。而且橡皮土能够承受较高荷载，表层壳体承载力高于橡皮土荷载时，土体并不会出现极为明显地变化。

2 水利水电工程中对橡皮土的基础处理施工方案

2.1 自然晾晒

水利水电工程项目往往施工周期较长，如果工期时限较长的话，仅采取自然晾晒的方式便可以处理一般橡皮土。在基础处理施工方案中，虽然自然晾晒的处理周期较长，但并不需要额外增添施工成本，所以很多水利水电施工中会选择自然晾晒的处理方案。在自然环境下进行晾晒，橡皮土中的水分被蒸发，基坑厚度达标的情况下可保护土层结构完整。但是选择自然晾晒的处理方案，必须保证施工阶段地下水位低于基础施工的水平线，而且在梅雨季节土质潮湿并不能缓解，所以受到了施工环境的制约。尤其部分水利水电工程项目临近河床，空气水分含量偏高，也并不适合采取自然晾晒的处理方案。

2.2 直接填筑

如果水利工程项目的工期紧张，而橡皮土的土层厚度并不大，可以在保留橡皮土的情况下，进行直接填筑。通常情况下，填土高度超过3 m时出现橡皮土面积扩大趋势，而下层土含水量小于塑限，含水量未超过2 m的施工环境，则可以采取直接填筑的处理方案，并不需要对橡皮土进行额外处理。但施工过程中，还需要关注填料的适应性，必须压实填料，令其含水量尽量符合最佳状态，通过控制填土厚度来规避橡皮土的干扰。填料在橡皮土第一层直接填筑厚度需控制在30 cm以上为宜，可通过大吨位压实机械进行碾压。如果水利水电工程项目工期缩短，或者是遇到了雨季，橡皮土含水量增加时，晾晒时间可能直接影响工期。所以晾晒方法并不能完全满足水利水电工程项目的时间要求。以大功率机械压实第一填土层，则可以最大限度的增加填筑厚度，从而避免橡皮影响填筑质量。

2.3 挖除换填

如果橡皮土本身的占地面积不大，而且厚度不高，尤其地基之下的含水层小于2 m，那么则可以采取挖除换填的处理措施。挖除换填主要是将橡皮土全部挖出来，而后再换上碎石填充。若难以将全部橡皮土挖除，必须确保挖除部分厚度再填筑压实即可。可选择透水性较弱的碎石作为填筑层，并压实到与地表层平行为止，而后再次铺垫路基正常填筑。在水利水电工程项目的施工环境下，填土高度需时刻与施工进度保持一致，并在施工时关注防水措施和降水控制等问题，避免在填土过程中不慎混入水分导致橡皮土再次形成。如果橡皮土面积较大，或者是土层下方的高含水量部分的厚度太大，后续施工又无法将已经过于潮湿的泥土全部挖除。那么就需要尽量挖除部分潮湿土质，尽量保证橡皮土完全挖除，而后对未完全挖除的潮湿土铺垫砂石，垫层后加固土质基础结构。

3 水利水电工程项目中特殊橡皮土的处理方案

3.1 灰土挤密短桩处理方案

首先，通过布置间距为1.5 m以上的梅花形短桩来固化土质基础结构。短桩直径可以根据碾压机械而定，通常可选择800mm以内的短桩，短桩深度可以控制在500 mm以内。如果碾压机械的实际加载质量达到了15 t以上，而碾压深度达到了600 mm时，则需要配合振动压实机对土层加固，最高可处理1.2 m厚度的橡皮土层。

其次，灰土擠密短桩的施工处理作业中，通常可以采取人工成孔的作业方案，可以参考3/7的石灰与土的体积比。严密控制灰土搅拌比例即可。灰土同时需要严控其含水量，可以用双手握紧土料捏揉成团，以两指轻捏即碎为宜。进一步夯实灰土，可以选用石夯完成加固，尽量在完成短桩施工作业后直接进行二次碾压，从而加固基础施工效果。

3.2 灰土挤密短桩扩展应用

目前在多数水利水电工程项目中，地基处理工程本身多采用开挖换填方案，但是又因为橡皮土本身毫无利用价值，挖掘出来的橡皮土有需要搬运处理，所以无形中也加大了施工成本，甚至会延长工期，对水利水电工程进度产生不利影响。如果选择钻孔灰土桩的施工方案，则可以利用灰土桩加强土质稳定性，最大限度的增强低压缩性。尤其桩身灰土能够在一定程度上吸收周围橡皮土的水分含量，也能够对地基加固具有很大辅助作用。桩周本身的稳定性也随之加强，而且复合地基也能够最大限度的提高承载力。实践表明，利用灰土挤密短桩来加固地基，对改善橡皮土地基具有良好的效果且值得推广。

4 结语

综上所述，水利水电工程中对橡皮土的基础处理施工方案主要是通过自然晾晒、直接填筑、挖除换填等方案来解决橡皮土问题。但是遇到一些较难处理的橡皮土地质环境时，也可以采用灰土挤密短桩处理方案。由于水利水电工程项目施工环境极为复杂，更要对橡皮土的形成条件做出具体分析，以实地考察结果为依据，合理选择施工方案，以保证水利工程项目顺利完成，进一步提高工程质量和效率。

参考文献

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Talking About the Construction Technology of Rubber Soil Foundation Treatment in Water Conservancy and Hydropower Projects

YANG   Ning

（China Water Resources and Hydropower Twelfth Engineering Bureau Co.， Ltd.，  Hangzhou  Zhejiang  311600）

Abstract： Rubber soil is a common construction problem in water conservancy and hydropower projects， especially in areas with high water content， which puts forward higher requirements on construction conditions. Based on this， this paper analyzes the formation mechanism and characteristics of rubber soil， and proposes a general foundation treatment construction plan for rubber soil in water conservancy and hydropower projects， and a treatment plan for special rubber soil in water conservancy and hydropower projects. It is hoped that by summarizing the rubber soil construction treatment plan， it can provide theoretical guidance for on-site construction and improve the quality and construction efficiency of water conservancy and hydropower projects.

Keywords： Water Resources and Hydropower; Project; Rubber clay; Construction Technology