关于水利堤防工程施工技术的研究

【摘要】1.1 压缩性高透水性弱 我国淤泥和淤泥质土的压缩系的一般都大于0.5MPa- 1，这种软基上建造的建筑常常会发生沉降现象，同时沉降的不均匀还会使得建筑物出现裂缝以及破损。软土有一大...

摘要：水利堤防工程，作为特殊的工程建设，其对施工的质量具有严格的要求，而在施工建设的过程中，尤其要注意软土地基的有效处理。施工中我们加固软基主要是为了改善建筑物地基土体的力学性质，提高承载能力，增加抗滑稳定，减少压缩变形。作者根据多年来的理论与实践经验对如何在软基上施工以及堤防防渗施工技术进行深入的分析与研究。

关键词：水利堤防；软体地基；堤防防渗

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

随着我国防洪意识的加强。水利堤防工程建设也有了更高的要求，软基加固的目的是为了改善建筑物地基土体的力学性质，提高承载能力，增加抗滑稳定，减少压缩变形。现根据多年施工实践，对软土地基上修建堤防工程常用的地基处理方法及堤防防渗技术的适用条件进行探讨。

一、水利工程软基的特性

1.1 压缩性高透水性弱

我国淤泥和淤泥质土的压缩系的一般都大于0.5MPa- 1，这种软基上建造的建筑常常会发生沉降现象，同时沉降的不均匀还会使得建筑物出现裂缝以及破损。软土有一大特点就是含水量大但透水性却很很小，渗透系数k≤1（mm/d）。因为他的这一特点，往往会致使土体在受到作用力后，出现较高的压力，严重的影响到地基的密实度。

1.2 抗剪强度低

软土通常呈软塑 - 流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，根据部分资料统计，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30kN/m2（相当于0.3kg/cm2）。不排水剪时，其内磨擦角几乎等于零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，C＜30kN/m2。我们发现要想使增加软土地基的强度，就必须做好排水工作。假设土层有排水口，他将会随压力增加而变坚固。相反地如果没有好的排水口，随着压力的增加，强度会变低。我们一般用“轻型薄壁”的方式来降低建筑物的荷载量。

1.3 灵敏度高

软粘土别是海相沉积的软粘土，当他们的自身结构完好时，抗剪性能极佳，但是一旦遭受破坏，这种强度就会大大的降低。我们一般用灵敏度来具体的表示土质遭受破坏后的特性。他的灵敏度一般保持在三至四之间，甚至更高。基于此，我们得出结论在此类地质上我们应该尽可能的不去扰动土质。性质较好；一般来讲，冲填土的强度不高，压缩性能高，没有很好的固结性。杂填土一般指的是各种垃圾，包括生活、建筑以及工业垃圾等。结构上无规律可循。以生活垃圾为材料的杂填土因为富含腐殖质，因而强度不高，具有很大的压缩性。而工业垃圾为主的，却富含水化物，因此在遇到水分后极易膨胀，降低了土质的强度。

二、软土地基上堤防失稳的破坏机理

当软基上某个面的剪应力大于他自身的抗剪度时，就会引起软基提防产生滑动破坏现象。具体原因有两点：第一，随着剪应力的增加，例如大堤施工中上部填土荷重的增加；雨水大大的增加了土体的重量；水位降落等带来的强大的渗流力；特殊因素如地震或者人为打桩等造成的动荷载。第二，软基本身的抗剪性能降低。例如孔隙水应力的升高；因气候变化带来的干裂现象等；粘土夹层受水后发生软化等等。

三、软基筑堤时的应对措施

3.1 堤身自重挤淤法

所谓堤身自重挤淤就是通过逐步加高的堤身自重将处于流塑态的淤泥或淤泥质土外挤，并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥质土中的孔隙水应力充分消散和有效应力增加，从而提高地基抗剪强度的方法。在此过程中常会出现不均匀的沉陷现象，因此我们应该放缓堤坡，并减缓堤身的施工速度，逐步加高。虽然这种方法能够节约成本，但是它的工期较长。因此，它只使用于淤泥以及淤泥质土的软基上面，而且施工的工期不紧的情况下较为合适。

3.2 抛石挤淤法

所谓抛石挤淤主要是通过往淤泥中撒放石块等，通过这些石块挤出土中的淤泥，这样就能很好地加固地基。具体操作如下：首先选用不容易被风化的石块，将他们填到被处理的地基中，抛填时需注意方向；比如当横坡比较陡的时候，应该从高处向低处填。最后，在上面铺上一层反滤层。此法的施工相对假单，而且成本较低，一般被用在淤泥以及淤泥质地基中。

3.3 预压砂井法

此法的运作需要排水系统以及加压系统两者的有效配合。通过两系统的配合将地基里面的水排出。常用的排水系统有水平排水垫层、排水砂沟和竖直方向的排水砂井或塑料排水板；加压系统有堆载预压、真空预压或降低地下水位等。当堆载预压和真空预压联合使用时又称真空联合堆载预压法。

3.4 振动水冲法

所谓振冲法是利用振冲器来处理，振冲器的上下喷水口在振动以及冲击力的影响下在地基中形成孔洞，然后在洞内填入碎石等，分层夯实，以此来加固地基。加固的初始强度不能太低，此法不适用于过软的淤泥质土。石灰桩、二灰桩是在桩孔中灌入新鲜生石灰，或在生石灰中掺入适量粉煤灰、火山灰。它通过生石灰的高吸水性、膨胀后对桩周土的挤密作用，离子交换作用和空气中的 CO2与水发生酸化反应使被加固地基强度提高。

3.5 强夯法

强力夯实是将 80kN 即相当于 8tf 以上的夯锤，起吊到很高的地方（一般6~30m），通过锤自由落体的方式，来夯实土基。这样土体的孔隙就会被大大的压缩，同时，夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固结，从而提高了土的承载能力，而且夯后地基由建筑荷载所引起的压缩变形也将大为减小。此法比较适合用在河流的冲积层，以及滨海的沉积层等地基中。

3.6 土工合成材料加筋加固法

将土工合成材料平铺于堤防地基表面进行地基加大，这样能够有效地分散荷载量。当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减少破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。此外，土工合成材料与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。

四、水利工程中堤防防渗施工技术

我国防渗墙的施工水平已跨入了世界先进行列。当前，发展较快、应用较多的截渗工艺有：混凝土防渗墙、高压喷射防渗墙、自凝灰浆防渗墙、垂直铺塑、水泥土搅拌桩防渗墙等，及时掌握这些工艺的发展动态，对于水利工程的设计、施工等都具有重要的现实意义。

4.1混凝土防渗墙

目前，已成为粒状地层的主要防渗手段。它不仅可以用于永久性地基防渗，对正在漏水和存在险情的堤坝进行防渗处理，还可用于临时施工围堰、基坑防渗等。其主要优点是能有效地控制墙厚，墙段之间结合紧密，安全可靠。目前，浅薄型防渗墙深度一般为 10~20m 左右，最大≤ 30m，厚度 10~25cm、最大≤ 30cm。这类防渗墙除可用于水头较小、坝基厚度≤ 30m 的土石坝防渗外，主要被用作江河堤防工程。

4.2高压喷射防渗墙

高压喷射防渗墙是借助于高压射流冲击扰动坝基覆盖层，同时灌入水泥浆，使浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成防渗墙。近年来，山东省水利科学研究院王明森等科技人员，在多年高喷实践的基础上，进行了大粒径地层高压喷射灌浆构筑防渗墙技术的研究，形成以高压射浆、高喷浆液的合理选用为特色的大粒径地层高喷施工技术，在多项工程中进行推广应用，效果良好。

4.3自凝灰浆防渗墙

自凝灰浆防渗墙是在塑性混凝土墙的基础上发展而来的。使用水泥、膨润土并掺入少量缓凝剂制成“自凝灰浆”，在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆，完工后自行凝固，形成墙体

起防渗补强作用。该技术在美国、法国等国家均已使用，我国尚处于起步阶段。

总之，以上所述方法都是针对软基处理时用到的有效措施。工作中我们应该仔细研究，如果不能很好地注意到这些，将会给我们的施工带来很多不必要的影响。在具体的施工操作中，我们应该具体情况具体分析，仔细认真地选择好对应的方法，以此来保证工程地基稳定，最终才能保证我们的施工质量。

参考文献：

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[2]杨超，王馥丽. 基于水利堤防工程软土地基的处理方法[J]. 民营科技，2012，(6).

[3]钟菲菲，杨彦宇. 基于某水利工程堤防土方填筑施工方法的探讨[J]. 山西建筑，2012，(4).