水利工程软土地基处理技术探究

文／温怀明 宁夏中康建设集团有限公司 宁夏银川 750000

引言：

水利工程在软土地上的建设和处理是一个复杂而关键的问题。软土地往往具有较弱的承载力、较高的水含量和较大的压缩性，容易引起土体的沉降和变形，从而影响水利工程的安全性和稳定性。因此，对软土地的特性进行深入研究，并提出适当的处理技术对于水利工程的设计和施工至关重要。

1.项目简介

湿地建设QC 小组是在2019 年4 月10 日成立的，该小组由7 名成员组成。他们的主要任务是负责监督和管理四二干沟三丁湖水系开挖及湿地建设项目的施工工作。其中，六个标段的主要工作是进行三丁湖人工湿地的土方工程。此外，还有对立丁公路段进行改造，共计5.66 公里，并且连通改造了四二干沟南侧的三丁湖56 处，以及1391 亩的鱼池，最终形成了1874.4 亩的人工湿地。

由于该工程是一个湿地建设项目，路基平整度较差，特别是低洼地区最深处需要进行2—3 米的填方处理。此外，部分路基还经过淤泥地带，需要进行换填处理。总的处理工程量约为23 万立方米。在该工程中，鱼塘开挖会产生约35 万立方米的弃土，其中包括砂砾石、砂性土、粘性土和黄土等软土类型的土质。建设单位要求我们的项目部合理利用这些废土，以降低工程造价。因此，这次的课题确定为提高软土回填的压实度合格率。这意味着我们需要找到一种有效的方法来对软土进行回填，并确保回填后的土壤可以达到一定的压实度要求。通过提高回填土壤的压实度合格率，我们可以有效地利用鱼塘开挖的废土资源，减少工程造价。这不仅有助于环境保护，还能提高工程的可持续性。

2.水利工程软土地基处理存在的不足

2.1 人员素质和专业水平参差不齐

在实际工作中，专业水平是软土地基处理过程中的核心要素。然而，由于专业人员的专业水平存在一定的差距，导致软土地基处理工作中存在一些明显的不足。首先，一些专业人员对于软土地基的性质和特点理解不够深入，对于软土地基处理原理和方法的掌握程度有所欠缺，导致处理效果不佳。其次，一些专业人员在实际操作过程中存在一些技术上的问题，从而导致软土地基处理中出现一些错误和瑕疵。再次，一些专业人员对于软土地基处理的监测和评估工作重视程度不够，对于软土地基处理后的状况和效果缺乏全面准确的了解。最后，一些专业人员对于软土地基处理技术的创新和改进意识不强，缺乏对于新技术和新方法应用的积极性。

2.2 实验设备精度不足、仪器未校正

在实际的软土地基处理过程中，存在着实验设备精度不足的问题。首先，一些实验设备的测量精度无法满足工程需要。例如，常见的软土地基处理实验中，对于软土的含水量、固结度、压缩系数等参数需要进行准确的测量，然而一些常用的测量设备在测量过程中存在较大的误差，导致最终得到的数据不够准确和可靠。这给工程设计和处理工艺的优化带来了困难，可能导致出现建设和使用阶段的不良情况。其次，还存在仪器未校正的问题。在实际使用中，由于设备的老化、使用条件的变化等原因，仪器的测量结果可能会产生偏差。如果不对仪器进行定期校准和校验，这些偏差就会被放大并影响到软土地基处理的准确性和可靠性。然而，目前在湿地建设项目中，仪器校正和校验工作并不够重视，导致实际测量结果与真实情况存在较大差距。

这些不足之处对于软土地基处理的效果和水利工程的安全稳定性都会产生不利影响。一方面，误差较大的实验结果可能导致对软土地基性质的错误判断，进而影响到工程设计的合理与否。例如，如果对软土的含水量测量不准确，就可能导致整个处理过程中水的加入和排出失衡，从而影响到软土地基的稳定性。另一方面，仪器未校正也可能导致相同条件下的重复试验结果不一致，这会增加工程的风险和不确定性。

2.3 光轮压路机碾压效果差

首先，光轮压路机在碾压软土地基时，由于重型设备的运作和压力之下，压路机碾压软土地基的效果并不理想。这主要体现在以下几个方面。第一，碾压压力不均匀。光轮压路机在软土地基处理过程中，由于机械设备的限制和特点，会出现碾压压力不均匀的情况。这导致软土地基中的土层受力不均匀，一些地方出现过度压实，而其他地方则处于松散状态。这样造成的结果是，软土地基的承载能力不均匀，影响到了工程的稳定性和使用寿命[1]。第二，碾压深度不够。光轮压路机的碾压深度是有限的，这就导致了在软土地基处理过程中，碾压到达的深度不够，软土地基的下层依然是松散的，无法得到有效的强固和加固。这样的情况下，软土地基仍然存在着较大的沉降和变形的风险，对工程的稳定性和安全性有着不利的影响。第三，碾压速度过快。光轮压路机在操作过程中，由于机械设备的特性和施工经验的积累，往往容易产生碾压速度过快的情况。这样一来，碾压过程中的土层位移和变形就较大，无法达到预期的加固效果。同时，碾压速度过快还容易引起软土振动，导致土体变得更加松散，甚至发生液化现象，这对周边环境的稳定和安全构成了严重威胁。

2.4 现场补水不均匀

当前在湿地建设软土地基处理中存在一个重要问题，即缺乏科学的检测方法。传统的检测方法如土样取样、颜色观察和试坑观察等，无法提供准确的软土地基物理力学性质和水文地质条件的信息。因此，对软土地基的评估和处理方案的确定存在较大的不确定性。另外，软土地基处理也缺乏科学的分析和设计方法。处理方案和施工方法对工程质量起着关键作用，但目前很多软土地基处理方案和施工方法仍基于经验和常规做法，缺乏科学和系统的分析和设计方法[2]。例如，常见的加固处理、预压处理和排水处理等方法在软土地基处理中被广泛应用，但这些方法的能力和效果缺乏经过系统的分析和设计，导致处理效果不稳定，工程质量不可靠。

2.5 缺少科学检测方法

目前湿地建设软土地基处理仅仅依靠一些传统的检测方法，如土样取样、颜色观察、试坑观察等，这些方法不能提供准确的软土地基物理力学性质和水文地质条件的信息，对软土地基的评估和处理方案的确定带来了很大的不确定性。另外，软土地基处理缺乏科学的分析和设计方法。软土地基的处理方案和施工方法是直接影响工程质量的关键因素，而目前很多软土地基处理方案和施工方法是基于经验和常规的做法，缺乏科学和系统的分析和设计方法。例如，在软土地基的处理中，常常使用加固处理、预压处理和排水处理等方法，但是这些处理方法的能力和效果并没有经过系统的分析和设计，导致处理效果的不稳定和工程质量的不可靠。同时，软土地基处理还存在软土地基改良效果评估的不足。软土地基改良的效果评估是软土地基处理工程的一个重要环节，它反映了软土地基改良效果的科学性和可靠性。但是目前很多软土地基处理工程在效果评估中仅仅依靠简单的质量检测方法，如材料强度测试、变形观察等，这些方法不能提供准确和直观的软土地基改良效果的信息，导致对软土地基改良效果的评估具有很大的主观性和不确定性。

3.水利工程软土地基工程解决对策

水利工程在软土地上的建设和处理是一个具有挑战性的任务。软土地指的是具有较弱的承载力、较高的水含量和较大的压缩性的土壤。这些特性给水利工程的设计、建设和运营带来了许多问题和困难。为了确保水利工程在软土地上的稳定性和安全性，需要采取一系列的解决对策和措施。

3.1 加强对相关人员培训

水利工程软土地基处理技术研究是一项旨在提高工程施工质量和效率的关键技术，该技术涉及地质勘探、软土地基的性质分析、地基加固与建设等多个环节。通过对软土地基的科学处理，可以有效地提高土壤的承载能力和稳定性，从而保障水利工程的长期安全可靠运行。为了实现这一目标，提高相关人员的综合素质尤为重要。

首先，需要提高工程技术人员的专业知识和实践经验，使其掌握最新的软土地基处理技术和方法。这包括地质工程、岩土工程、地质勘探、土力学等方面的知识，以及相关软土地基处理设备和工艺的了解[3]。只有通过全面的知识储备，工程技术人员才能准确分析软土地基的特点和问题，并提出合理的处理方案。另外，还需要着重培养工程管理人员的素质和能力。他们需要具备项目管理、协调沟通、决策能力等多方面的才能，以确保软土地基处理工程的顺利进行。工程管理人员需要在整个工程过程中协调各方利益，协调施工进度和质量要求，合理配置人力、物力和财力资源，有效地解决工程中的各种问题。只有这样，软土地基处理工程才能在规定的时间和预算内达到预期效果。最后，与软土地基处理工程相关的技术人员也需要不断提高自身的技术水平。他们需要参与各种培训和学术交流活动，及时了解最新的研究成果和技术进展。通过与同行的交流和学习，他们可以拓宽自己的眼界，掌握新的软土地基处理技术和方法。同时，还需经常进行实地考察和试验，验证和改进自己的技术理论和方法。只有不断追求卓越，才能持续提升软土地基处理工程的技术水平。

3.2 提升实验设备精度、及时校正仪器

传统的实验设备在测量软土地基的力学性质时常常存在一定的误差。为了克服这个问题，研究者们开发了许多新的仪器和设备，用于更准确地测量软土地基的物理和力学性质。例如，现代化的压力传感器、变形传感器和温度传感器的应用，可以实时地监测软土地基在不同荷载下的变形特性和强度变化。此外，利用新的数值模拟方法和图像处理技术，可以对软土的变形和破坏机制进行更深入的研究和分析。

及时校正仪器的精度对于保证实验数据的准确性和可靠性至关重要。在实验过程中，仪器和设备的测量误差常常会引入不确定性，从而影响研究结果的可信度。为了解决这个问题，我们采取了一系列的校正措施，包括定期的仪器维护和校准、使用标准参考材料进行数据校对，以及建立有效的质量控制体系等。此外，为了减少仪器的运行误差，我们采取了自动化的数据采集系统和智能化的控制系统[4]，能够实时监测仪器的状态和性能，并及时进行调整和校正。

3.3 压路机工艺优化

光轮压路机虽然广泛应用于压实作业中，但对于特殊的软土地基来说，其压实效果可能并不理想。在这种情况下，我们可以考虑使用其他类型的压实设备，如振动压路机、超重型压路机等。这些设备具有更强的压实能力，可以更好地改善软土地基的稳定性。同时，我们需要优化碾压工艺。碾压工艺的优化是提高碾压效果的关键。我们可以通过调整碾压速度、碾压次数和碾压路线等参数，使碾压作业更加合理高效。此外，我们还可以在软土地基上铺设一定厚度的砂垫层，以提高碾压作业的效果。此外，还可以考虑加强前期地基处理工作。在进行软土地基的压实作业之前，我们可以采取一些前期地基处理措施，如排水、加固、加速固结等[5]。通过这些措施，可以减少软土地基的含水量和有机质含量，提高软土地基的稳定性和承载能力，从而提高后期碾压作业时的效果。另外，还可以在软土地基表面进行加固处理。加固处理可以通过修筑一定厚度的加筋混凝土面板、垫层或者铺设地基增强材料等方式进行。这样可以在一定程度上提高软土地基的稳定性和承载能力，减少碾压作业时的变形和沉降。

3.4 制定合适的补水方案

为了解决现场补水不均匀这个问题，提出以下几种对策。

第一，应该在施工前进行地质勘测和土壤测试，以了解软土地的性质和特点。这样可以有针对性地设计合理的补水方案。通过对不同区域的土壤特性进行分析，可以确定最适合的补水方法和补水量，以确保软土地得到均匀湿润。第二，应该采取科学合理的施工工艺，确保补水过程中水流的均匀性。可以通过合理设置喷射水龙头、喷淋设备等，控制补水水流的速度和密度，使其在软土地表面均匀分布。同时，还可以采用波动补水的方式，即不断变化补水流量和补水位置，使软土地得到更加均匀的水分补给。第三，应该加强现场管理和监测。在软土地处理过程中，应设置专人负责补水管理，监测补水效果。可以通过定期测量土壤水分含量、土壤膨胀性等指标，以评估补水效果，并及时调整补水量和补水频率。在发现现场补水不均匀的情况下，应立即采取措施进行调整，以防止软土地发生严重问题。此外，研发和应用新型软土地处理技术也是解决现场补水不均匀问题的重要途径。目前，一些新型软土地处理技术如微生物固化、浸渍加固等已经得到广泛应用。这些新技术能够提高软土地的稳定性和密实度，从而降低补水不均匀带来的风险。

3.5 合理选择地基处理方法

在软土地基工程中，存在多种地基处理方法可供选择，如加固、加筋、加密等。然而，并非所有的地基处理方法都适用于每个具体的工程项目。

为了解决软土地基问题，应根据具体的工程情况和土壤特性，合理选择适合的地基处理方法。这需要通过对地基进行详细的勘测和土壤测试，并结合工程设计要求和经济可行性进行评估。

一些常用的地基处理方法包括土壤改良、加固桩、预压和排水等。土壤改良是通过添加特殊材料或化学药剂来改变土壤的物理和化学特性，从而提高地基的强度和稳定性。加固桩是在土壤中钻孔并灌注混凝土或钢筋，以增加地基的承载能力[6]。预压是通过在地基上施加预压载荷，以改善土壤的固结性能和减少沉降。排水是通过设置排水系统，以减少地下水位和提高土壤的稳定性。

在选择地基处理方法时，还应考虑环境影响、工期要求和成本效益等因素。对于环境影响，应评估处理方法可能对周围环境和生态系统的潜在影响，并采取相应的环境保护措施。对于工期要求，需要考虑不同处理方法的施工时间和工程进度，以确保项目能按时完成。对于成本效益，应综合考虑不同处理方法的成本、效果和长期维护费用，以选择最经济实用的方法。

综合评估后，选择最佳的地基处理方法，有助于有效解决软土地基工程问题，提高工程的可靠性和持久性。合理处理软土地基可以提高地基的稳定性和承载能力，降低工程风险，确保工程质量。

4.项目成果

在后续的填筑过程中，质量控制（QC）小组继续跟踪抽检不同层次、不同段落的压实度，共计210 个点，并计算出了终规范值。通过对软土土质回填料路基填筑的改进措施前后的压实度比较，我们发现在对策实施后，压实度从88.7%提高到了93.8%。这表明我们所采取的巩固措施效果显著，在巩固期内，压实度也得到了有效的提升。针对本次填筑过程中的成功经验，我们可以总结出几点启示。首先，严格遵守规范要求是提高填筑质量的关键。只有按照规范执行，才能保证施工的准确性和稳定性。其次，加强施工现场管理和工人培训是提高填筑质量的重要手段。只有通过良好的管理和培训，施工人员才能正确进行操作，提高技术水平。最后，及时监测和调整是保证填筑质量的保障。通过实时监测，可以发现问题并及时采取措施进行调整，避免出现填筑质量不合格的情况。

5.工程带来的效益

一方面湿地水利工程通常需要经受长期的湿润环境侵蚀，而软土地基的稳定性较差，容易发生沉降、滑动等问题。采用软土地基处理技术，可以增加土体的稳定性，防止地基的变形和滑动，保证工程的长期稳定运行。另一方面湿地水利工程对土建投资较大，若地基处理不当，可能导致工程质量低下，甚至出现严重的事故隐患。采用软土地基处理技术，可以提高工程质量，减少维修和重建的费用，降低工程风险，节约投资。

结语：

综上所述，通过对软土土质回填料路基填筑压实度的巩固措施，我们成功提高了填筑质量和压实度，保证了道路的使用寿命和安全性。这不仅得益于严格遵守规范要求和加强施工现场管理以及工人培训，还得益于及时监测和调整。未来我们将不断提高技术水平和管理水平，为更好地服务于工程建设做出贡献。