软基处理技术在水利堤防工程中的应用分析

摘 要：随着国民经济的快速增长，水利工程行业作为国民经济的重要支撑，其行业发展对国民经济的增长起着决定性的作用。软基处理技术作为水利工程施工的重要组成部分，其处理技术水平高低对水利工程质量的提升具有重要意义。本文通过工程案例，主要对水利工程软土地基堤防失稳破坏机理与技术应用进行了分析与探究。

关键词：软基处理技术；水利堤防工程；技术应用；工程案例；破坏机理

一、软土地基堤防失稳的破坏机理

引起软土地基上堤防滑动破坏的根本原因，在于软弱地基中某个面上的剪应力超过了它的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏。主要有两方面因素：①由于剪应力的增加，例如大堤施工中上部填土荷重的增加；降雨使土体容重增加；水位降落产生渗流力；地震、打桩等引起的动荷载等。②由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如孔隙水应力的升高；气候变化产生的干裂、冻融；粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。

对堤防工程进行稳定分析时，通常是将假想滑动面以上土体看作刚体，并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上各种作用力，并以整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义它的安全系数，即：

T1Fn = F

式中：

Fn――堤防稳定安全系数；

T1――滑动面处土体的平均抗剪强度；

T――作用于滑动面上的平均剪应力。

Fn >1土体处于稳定状态； Fn 1堤防：工程等级不同，Fn取值也不同，通常1.05～1.30之间），通常有两种方法：①提高土体的抗剪强度，使孔隙水应力充分消散，如对地基进行加固等；②减小作用在土体上的剪应力，如减小堤防的横断面积，尽量避免对堤防的扰动等。第一种方法在工程中被广泛采用。

二、工程案例

某水利工程施工时，开挖基础到设计深度，发现有80m长的基础夹有含水量高、强度低、压缩性大的软粘土层，最大厚度5m，为防止堤基不均匀沉陷，增强堤防的稳定性，对该80m作了振冲加固。布孔为三角形，间距1.5m.根据软土分层情况，孔深定为2～5m，共280孔。使用30kW振冲器，加密电流50A，每孔平均施工时间20～40min，填料量720立方米振冲后，堤防经一定时间的运行考验，经沉陷观测其沉降量很小，地层稳定，运行正常。

三、水利堤防工程软土地基处理技术的应用

在水利堤防工程施工中，软土地基施工占有重要地位。基于此，施工企业必须重视其施工技术的应用，在施工过程中，必须按照相关施工要求，对施工中出现的各种情况进行充分了解及分析，选择与之相适应的施工技术，提高施工技术水平，规范施工作业流程。只有这样才能确保水利堤防工程的整体质量，才能提高施工的安全性及延长工程的使用年限。

1、桩基法

当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用，一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧，技术落后，存在搅拌均匀性差及成柱质量不稳定；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基.由于存在工期长，施工后变形大等问题，已不再用作对变形有要求的建筑地基处理；三是目前建筑已禁用木桩基础。钢筋混凝土预制桩（钢筋混凝土桩和预应力管桩）目前由于具有较强承载力，投资省，质量有保证，施工速度快等特点，得到普遍运用，钢筋混凝土强制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载，达到水平稳定作用。淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩，打灌注桩至硬土层，作承载台，灌注柱有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，但两种方法灌注桩还存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土灌注质量，桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。

2、换土法

当淤土层厚度较簿时，也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，D般应就地取材，以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。

3、灌浆法

灌浆法是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。灌浆浆液可以是水泥浆、水泥砂浆、粘土水泥浆、粘土浆及各种化学浆材如聚氨酯类、术质素类、硅酸盐类等。灌浆法对加固淤泥软土地基具有明显效果，经过处理后基础沉降基本能够得到有效控制。高压旋喷灌浆处理原理是通过在闸基中高压旋喷灌浆形成水泥土摩擦桩，提高闸基承载力，达到控制沉降的目的。

4、排水固结法

排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透承性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。

5、加筋法

加筋法是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。采用打设塑料排水板，以加速淤泥层排水固结，提高地基强度，采用砂垫层中铺设土工织物，由于土工织物受拉作用，词整了基底应力分布，地基侧向位移和沉降却相应减少，地基稳定性将大大提高。

四、结束语

综上所述，随着国民经济发展速度的不断加快及科学技术的不断进步，我国水利工程技术水平也得到了极大的提升，这都为水利工程规模扩大提供了可靠地保障。在社会主义市场经济高速发展的今天，对水利工程质量提出了更高地要求。软土地基作为水利工程施工中的重要病害问题之一，其加固技术水平的高低将直接影响到工程的整体质量。

参考文献

[1]周超；车华；；水利堤防工程软土地基处理方法分析[J]；黑龙江水利科技；2013年11期

[2]李明；孙兵；陆志强；；堤防工程软土地基处理措施[J]；黑龙江水利科技；2007年05期

[3]朱一寒；刘利文；陈宇波；；堤防工程软土地基几种处理措施[J]；湖南水利水电；2010年01期

作者简介：

黄王涛，男（1980-6），河南省新乡市原阳县，研究方向：水利，身份证号码：410725198006180013

李新安，男（1968-6），河南省新乡市原阳县，研究方向：水利，身份证号码：410725196806010013