软地基处理技术在水利施工中的应用研究

摘要：随着我国城市化进度的不断加快，水利工程的建设逐渐增多。地基作为水利工程整个过程中的基础，决定了工程施工管理质量的好坏，因此，软土地基处理技术在水利施工中占据着重要的地位。本文首先分析了水利工程中处理软地基的必要性，并对水利工程中软土地基的处理技术展开探讨。

关键词：软土地基；处理技术；水利施工

中图分类号：TU44 文献标识码： A

前言

通过观察近几年的发展状况，我国的水利工程在施工技术等方面取得了很大的突破，但是在具体的实际实施过程当中，因为软土地的特性(土质比较松软、土质的抗压能力弱)，使得建筑物的根基不够坚固，容易出现坍塌和倒塌的现象，这种情况下水利工程的施工难度就大大加深，从而影响了整个水利工程的施工质量。因此，软基处理技术便被创造出来了，为了能够加强软基处理技术在水利施工中的有效应用，我们应当积极探析在水利施工过程中出现的问题，探析措施加以解决。

一、处理软地基的必要性

简单来说，软地基就是一种软土层，软地基中含有粉状土质、粘土以及一部分的颗粒状泥炭以及沙土等，造成软地基不稳定的主要因素就是上述这些物质，同样严重影响了水利工程施工中建筑物的稳定性，例如建筑物不同程度的沉降等。软土层的特殊组成造成其抗剪性能、排水能力以及渗透能力都有很大不足，采用技术处理软地基的主要目的是提高其强度和硬度，以保证符合施工需求。我国国土辽阔，拥有多种多样的地质环境，因此在软地基处理方面，应结合实际情况和施工需求，制定科学合理的、有针对性的软地基处理技术方案。

水利工程施工中软土地基处理技术的应用

二、软土地基的特点

（1）、存在较高的孔隙

比相同环境中，软土孔隙比会高出重塑土孔隙比百分之二十到百分之四十，之所以孔隙比高，主要是因为当土质慢慢沉积时，土质内颗粒接触点会产生胶结情况，导致其压密性降低。

（2）、存在较大的压缩性

软土压缩曲线十分的独特，初始阶段中处于平缓状态，而若压力在某一应力之上时就会进入到陡降段。压力消失后又会进入到另一陡降段，在一段压力区间后，软土土样中的压缩曲线斜率将从之前的突变转向为渐变，建造在这种软土上的建筑物会出现严重的沉降，特别是沉降存在不均匀性，直接带来建筑物开裂或者不同程度的损坏。

（3）、存在较高的灵敏性

对于软粘土特别是海相沉积的软粘土，在其结构完好的情况下发挥着一定的抗剪强度，而若其结构受到了扰动，那么就会迅速降低抗剪强度。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）通常保持在3～4之间，甚至更高。

（4）、抗剪强度弱

软土一般都处于软塑和流塑状态，当外部荷载发生作用后，就会使其抗碱性能不断降低，我国软土无侧限抗剪强度通常不超过30KN/m2（相当于0．3KN/m2）。不排水剪时，它的内摩擦角几乎为零。

三、软土地基处理技术在水利施工中的应用

（1）、换填法

换填法是通过将基础底面以下深度不大的软弱土层（一定范围内的）挖去，然后采用施工需要的材料进行分层充填，并同时通过人工或机械方法进行分层压、夯及振动（以达到一定的密实度要求），形成良好的人工地基。进行换填法处理时应注意垫层的设计（垫层设计主要是确定垫层的宽度与厚度和选定垫层材料），垫层设计要求如下：垫层宽度应能防止垫层材料侧向挤出（通常按应力扩散角设计，并超出基础底面边缘一定距离）；要验算卧层的容许承载力；垫层厚度要比基底宽度大0.25%。例如排水砂垫层法，排水砂垫层是通过将一层砂层铺设在路堤底部表面（相当于一个排水面），其形成原理为：由于在填土时，土层的荷载会随着填土量的增加而增加，在路堤底部铺设一层砂层可以让软土地基排水固结后渗出的水排出。这样的砂垫层能起到排水通畅的作用，同时还可以减少沉降量和防止冻胀。而要确保其渗水性应选择较好的材质，一般选择砂垫层的平均厚度大约为0.8米，同时在砂垫层面上填上一层粘性土，这样可以确保渗出的水无法渗到地基上。此外，还应在路基的两侧建好排水沟，让从砂垫层排出的水从水沟排出。

（2）、桩基法

如果淤泥土层较厚并且无法进行大面积深处理，我们可以采用桩基法加固软地基。桩基法有很多种，例如初期使用的砂石桩、水泥土搅拌桩等，这些技术现在已经很难满足施工需求，因而使用频率较低，究其原因，首先是没有形成成熟、完善的自动化控制系统，无法准确的控制搅拌次数、输浆量以及水灰比等参数，我国也缺乏先进的桩径技术，再加上设备落后陈旧，严重影响成桩质量和搅拌均匀性;第二，处理深度较大的淤泥软地基一般采用砂石桩，但是存在很多缺陷以及难以解决的问题，例如形变量大、施工周期较长等，部分地基因为对变形有一定要求，因而不再使用砂石桩技术;第三，现在木桩基础已经被禁用。

现在使用较多的桩基法主要是预应力管桩和钢筋混凝土桩，也叫钢筋混凝土预制桩，相对于传统桩基，这种桩基有成本低、质量高、承载力大、施工周期短等优点，因而得以普遍使用。对于某些地基，因为淤土层较厚，还可以采用冲钻孔灌注桩和沉管灌注桩两种技术，但是仍然存在一定缺陷，主要是泥浆污染和桩身完整性问题，同时在监控沉渣清理、灌注混凝土方面存在困难。

（3）、灌浆法

在水利施工中软土地基处理过程中，采用填充、渗透和挤密等方式通过注浆管将浆液匀称地注入地层中，以排走土体颗粒间或岩石裂隙中的水气，这样可以在硬化以后形成一个防水性能高和化学稳定性良好的结石体，具有减少地基沉陷，提高地基承载力的作用。灌浆法又分为渗透灌浆、充填灌浆、挤密灌浆、劈裂灌浆及电动化学灌浆。运用灌浆法时应注意的是必须均匀地将浆液注入到软土中，这样才能保证处理好地基。例如，在水分含量过高的软土地基中使用灌浆法既可以加强地基承载力，又可以堵漏和防止渗水。

（4）、排水砂垫层法

排水砂垫层法也是软土地基一种非常重要的处理方法。排水砂垫层法主要是将软土地基中一些含水量较大的土质排出，同时还能将软土地基中的水分除去，以增强土质的强度，使得软土地基能够满足水利施工的地基设计要求。在施工过程中，排水砂垫层法首先是在软土地基的底层填充一层具有高透水性能的砂垫层，随着水利施工进度的加快，含有丰富水分的土质所承受的压力就会越来越大，使得水分被不断地排出。通过排水砂垫层法，能够加固软土地基的稳固性，提高软土地基的强度，使得软土地基能够满足水利施工的基本要求。当然，为了更好地防止出现地下水反渗的现象，在砂垫层上面还需要加一层隔水性较好的粘土层。但是，对于砂垫层材料的选择也有很多要求，一般采用的是粗砂等硬度较高的透水材料，以确保透水较好的情况下，还能提高软土地基的强度。在进行砂垫层的填充时，还要做好软土地基的固定工作，同时，应该将砂垫层的材料进行均匀搅拌。做好软土地基的出水工作，从而将渗透出来的水分进行有效的排出，提高地基的质量。

（5）、加载预压法

加载预压法主要是工程还未开工前，通过预压负载的作用对地基土层实施压密、固结，改善地基土层，提高其强度。预压负载结束后再进行工程建设，工程竣工后地基未出现任何的变形与位移情况，并且承载力较好，预压负载还可在建筑物自重的基础上有效实施，倘若地基土层不具备较大的渗透性，为了防止土体排水距离过长，保证土体排水固结，应在地基土层中挖设竖向排水通道，可选用袋装砂井、塑料排水板等各类形式，所以竖向排水也可称之为塑料排水板法、袋装砂井法，对于软粘土、泥炭土、杂填土等性质的地基土层，采用加载预压法都比较理想，将渗透性高、级配好、泥量少的中粗砂作为垫层材料，袋装砂井法应存在聚丙烯机织土工物，塑料排水板法应存在塑料排水带。

（6）、物理旋喷法

物理旋喷法是一种非常常见的软土地基处理方法，在软土地基的处理过程中，物理旋喷法是将喷头插入到软土的底部，然后进行缓慢的提升，利用高速旋喷的方法将适合的加固物质填充到软土地基之中。这种加固软土地基的方法能够有效地提高地基的切向硬度，还能较好地防止软土地基发生扭动等现象，从而提高水利施工软土地基的强度，以满足水利施工建设的质量。

（7）、灰土挤密桩法

灰土挤密桩法是指在软土地基中加入一定数量的灰土桩，以加强软土地基的密度和承压强度。这种方法的处理深度一般在5～15m，适用于处理那些地下水位以上的湿陷性的黄土、杂填土及素填土等地基。对于那些相对较为湿软的换土地基很适合利用灰土挤密桩法进行处理。此种方法能把在原装孔地方的软土运用挤压作用所产生的力量使它进入到与其接触的土层中，然后对桩周围的土层实施一系列的加密处理，进而最终形成密度相对比较大而且空隙相对比较低的，很适合作为水利工程地基的硬度较高的土壤。

四、结语

综上所述，水利施工工程中软土地基处理得当与否是整体施工管理质量好坏的关键。因此，在处理地基时，一定要结合当地实际地理位置及周围环境情况选择最有效的处理方法，同时，注意施工中出现的各种问题，加强对软土地基的改造，按施工质量的要求，完善软土地基的处理体系，从而推动工程保质保量有效运行。

参考文献

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