浅谈水利工程软土地基处理技术

【摘要】主要分析了软土地基的特征及危害性，详细地介绍了水利工程软土地基处理的主要方法，以提高软土地基的强度，确保建筑物的安全和正常使用。

【关键词】软土地基，特征，危害性，处理方法

中图分类号： TU471.8文献标识码：A 文章编号：

据调查统计，世界各国各种土建，水利、交通等类的工程事故中，因地基问题造成的工程事故的比例最大。在工程建设中，地基与建（构）筑物的关系极为密切，建（构）筑物的安全与正常使用，地基基础起着非常重要的作用。软基处理恰当与否，关系到整个工程质量、投资和进度，其重要性已越来越多的被人们所认识。

一 、软土的特征及其危害性

软土指的是所含水量大于液限天然孔隙比大于或等于1.0的细粒土，处于软朔或流朔状态。我国的软土主要分布在东南沿海及各大江大河的入海三角洲冲击平原地区。主要包含饱和软粘土包括泥炭、泥炭质土，淤泥、淤泥质土等，软土一般具触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性、不均匀性等特征，在工程应用上的表现为地基沉降量大，可以达到数十厘米甚至到数百厘米；地基沉降时间长，达数十年甚至到数百年，特别严重的是沿海地带的软土地基，因为厚度过大，所以固结速度比较慢；地基不均匀沉降，大多是由上部结构的特性和荷载差异所引起；地基抗剪强度低。软土地基不均匀和过大沉降将严重影响水利工程的稳定性、安全性。鉴于软土地基潜在的种种危害性，各部对于软基的处理标准要求高，也更高地要求了地质勘察在软土地基工程的深度和广度。

二、软土地基处理基本方法

随着现代工程技术的发展进步以及新的加固技术、新型材料的不断研发，使得软土地基处理技术日趋完善。

（一）灌浆

1、固结灌浆。是通过面状布孔灌浆，以改善岩基的力学性能，减少基础的变形和不均匀沉陷；改善工作条件，减少基础开挖深度的一种方法。灌浆面积较大、深度较浅、压力较小。

2、帷幕灌浆。是在基础内，平行于建筑物的轴线，钻一排或几排孔，用压力灌浆法将浆液灌入到岩石的裂隙中去，形成一道防渗帷幕，截断基础渗流，降低基础扬压力的一种方法。灌浆深度较深、压力较大。

3、接触灌浆。是在建筑物和岩石接触面之间进行的灌浆，以加强二者间的结合程度和基础的整体性，提高抗滑稳定，同时也增进岩石固结与防渗性能的一种方法。

4、化学灌浆。是一种以高分子有机化学物为主体材料的灌浆方法。这种浆材呈溶液状态，能灌入0.10mm以下的微细裂缝，浆液经过一定时间起化学作用，可将裂缝粘合起来或形成凝胶，起到堵水防渗以及补强的作用。

5、高压喷射灌浆。是采用钻孔，将装上特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置，然后用高压泵将浆液通过喷嘴喷射出来，冲击破坏土体，使土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，与浆液搅拌混合。待浆液凝固以后，在土内就形成一定形状的固结体。

（二）防渗墙

防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，孔内浇灌混凝土、回填黏土或其他防渗材料等或安装预制混凝土构件形成连续的地下墙体。也可用板桩、灌注桩、喷旋桩或定喷桩等各类桩体连续形成防渗墙。较浅的透水地基用黏土截水槽，下游设反滤层；较深的透水地基用槽孔型和桩柱体防渗墙，槽孔型防渗墙由一段段槽孔套接而成，桩柱体防渗墙由一个个桩柱套接而成。

（三）置换法

置换法是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土或不良土挖去，以质地坚硬、强度较高、性能稳定、压缩性较小、具有抗侵蚀性的砂、砾、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，形成良好的人工地基。垫层能有效扩散基底压力，提高地基承载力、减少沉降、加速软弱土层的排水固结、防止冻胀、消除膨胀土的胀缩作用等。 适用于各种软弱土及山地不良地基的浅层处理。 使用的主要材料：砂、砾石、石渣、粉煤灰、矿渣等。 使用的主要机械设备：人工挖土或机械挖土、垫层材料运输、压实或夯实机械。

（四）排水法

排水法是采用相应措施如砂垫层、排水井、塑料多孔排水板，使软基表层或内部形成水平或垂直排水通道，然后在土壤自重或外荷压载作用下，加速土壤中水分的排除，使土壤固结的一种方法。适用于砂性土或透水性较好的软粘土层。

（五）挤实法

挤实法是依靠换填材料的自重以及借助于其他外力，如压载、振动、爆炸、强夯或卸荷等，使软弱层遭受破坏后被强制挤出而进行的换填处理。 适用于厚度较小的淤泥地基。

（六）桩基础

1、端承桩。它穿过软弱层支撑在岩石或坚实的土层上，采用混凝土材料，有预制桩打入和现浇灌注桩两种方法。

2、摩擦桩。它依靠桩身表面与周围土体的摩擦力来承担上部荷载，采用混凝土材料，有预制桩打入和现浇灌注桩两种方法。

3、振冲砂（或碎石）桩。它是先用振捣棒在软弱地基中造孔，在孔内回填砂砾料，然后用振冲器振冲密实，形成复合地基。

4、高速旋喷桩。它是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置，然后用20Mpa左右的浆液或水的高压流冲切土体，形成水泥土增强体。有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转、提升形成定喷、摆喷和旋喷。可形成复合地基以提高承载力，减少沉降，也常用它形成防渗帷幕。 适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大块石，或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性。 使用的主要材料：水泥。 使用的主要机械设备：钻机、高压泵、泥浆泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。

（七） 强夯置换法

强夯置换法是一种普遍运用的方法，是采用边填碎石边强夯的强夯置换法在地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高地基承载力、减少沉降。 适用于人工填土、砂土、粘性土和黄土、淤泥和淤泥土地基。 使用的主要材料：碎石、矿渣等。 使用的主要机械设备：夯锤、起重设备、脱钩装置及运输装卸机械。

软土地基的加固处理质量直接影响到工程的基础承载力，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使构造物沉降过大或不均匀沉降，对构造物造成不同程度的危害。软土地基的处理方法很多，但目的只有一个：提高软土地基的强度，保证地基的稳定，降低软土的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降，确保建筑物的安全和正常使用。各种软基处理方法有各自的机理和适用范围，在选择处理方法时。须根据地质条件、上部结构类型、使用要求、对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件以及技术经济指标等因素作综合考虑，控制工程造价、保证工程质量。