论堤防工程软土地基的处理措施

【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。文章主要是介绍了堤防工程软基的特性，并对相关软基处理措施进行了分析。

【关键词】水利堤防;软土地基;处理措施

1 堤防工程软土地基的特性软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉

积物及少量腐殖质所组成的土。对淤泥的解释是：在静水或缓慢的流水环境中沉积并含有机质的细粒土，其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.5;当天然孔隙比小于1.5 而大于1.0 时称为淤泥质土。对于泥碳的解释是：喜水植物遗体在缺氧条件下，经缓慢分解而

形成的泥沼覆盖层。其特点是持水性大，密度较小。软土泛指淤泥及淤泥质土，是第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲相和溺谷相，内陆平原或山区的湖相和冲击洪积沼泽相等静水或非常缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成的饱和软粘性土。软土的组成和状态特征是由其生成环境决定的。由于它形成于上述水流不通畅、饱和缺氧的静水盆地;这类性质的土，主要是由粘粒和粉粒等细小颗粒组成。淤泥的粘粒含量较高，一般达30～60%。粘粒的粘土矿物成分以水云母和蒙德石为主，含大量的有机质。有机质含量一般达5～15%，最大达17～25%。这些粘土矿物和有机质颗粒表面带有大量负电荷，与水分子作用非常强烈，因而在其颗粒形成很厚的结合水膜，且在沉积过程中由于粒间静电荷引力和分子引力作用，形成絮状和蜂窝状结构。所以，软土含大量的结合水，并由于存在一定强度的粒间连结而具有显著的结构性。造成软土地基上堤防滑动破坏的根本原因，主要是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：一是由于剪应力的增加，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;地震、打桩等引起的动荷载等;二是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。

2 常用的软土地基处理方法

2.1 堤身自重挤淤法

堤身自重挤淤法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。在挤淤过程中为了不致产生不均匀沉陷，应放缓堤坡、减慢堤身填筑速度，分期加高。其优点可节约投资;缺点是施工期长。此法适合于地基呈流塑态的淤泥或淤泥质土，且工期不太紧的情况下采用。

2.2 抛石挤淤法

抛石挤淤法就是把一定量和粒径的块石抛在需进行处理的淤泥或淤泥质土地基中，将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走，从而达到加固地基的目的。一般按以下要求进行：将不易风化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）抛填于被处理堤基中，抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。横坡平坦时自地基中部渐次向两侧扩展;横坡陡于1：10 时，自高侧向低侧抛填。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单，投资较省，常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。

2.3 垫层法

垫层法就是把靠近堤防基底的不能满足设计要求的软土挖除，代以人工回填的砂、碎石、石渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层。可以就地取材，价格便宜，施工工艺较为简单，该法在软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地较常采用。

2.4 预压砂井法

预压法是在排水系统和加压系统的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系统有水平排水垫层、排水砂沟或其它水平排水体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。基本做法如下：先将等待加固范围内的植被和表土清除，上铺砂垫层;然后垂直下插塑料排水板，砂垫层中横向布置排水管，用以改善加固地基的排水条件;再在砂垫层上铺设密封膜，用真空泵将密土膜以内的地基气压抽至80kPa 以上。该方法往往加固时间过长，抽真空处理范围有限，适用于工期要求较宽的淤泥或淤泥质土地基处理，流变特性很强的软粘土、泥炭土，不宜采用此法。

2.5 振动水冲法

振冲法是利用一根类似插入式混凝土振捣器的机具，称为振冲器，有上、下两个喷水口，在振动和冲击荷载的作用下，先在地基中成孔，再在孔内分别填入砂、碎石等材料，并分层振实或夯实，使地基得以加固。用砂桩、碎石桩加固初始强度不能太低，对太软的淤泥或淤泥质土不宜采用。石灰桩、二灰桩是在桩孔中灌人新鲜生石灰，或在生石灰中掺人适量粉煤灰、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。

2.6 旋喷法

旋喷法是利用旋喷机具造成旋喷桩以提高地基的承载能力，也可以作联锁桩施工或定向喷射成连续墙用于地基防渗。旋喷桩是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度后提升，喷嘴同时以一定速度旋转，高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化而成桩。所成桩与被加固土体相比，强度大，压缩性小。适用于冲填土、软粘土和粉细砂地基的加固。对有机质成分较高的地基土加固效果较差，宜慎重对待。而对于塘泥土、泥炭土等有机质成分极高的土层应禁用。

2.7 塑料排水板

塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下入软土地基后，能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水，并沿垂直排水通道排出，使土体固结，从而提高地基的承载力。塑料排水板具有良好的力学性能、足够的纵向通水能力、较强的滤膜渗透性和隔土性。

2.8 混凝土桩

低强度混凝土桩是近年来发展起来的一种新型桩，以低强度混凝土桩为竖向增强体所形成的复合地基一般称为低强度混凝土桩复合地基。由于采用低强度混凝土桩复合地基方法可有效提高地基承载力，减小地基沉降，能处理粘性土、粉砂土及淤泥质土等各种堤防地基。

2.9 深层搅拌

利用水泥或石灰等其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，形成坚硬拌和柱体，与原土层一起起到复合地基的作用。其优点是：能有效减少总沉降量、地基加固后无附加荷载、能适用于高含水量地基等;但造价较高且施工质量难以检测，在设计时，应具体情况具体分析，根据不同的地质条件和荷载条件调整配合比、置换率、桩长等，以满足承载力及沉降的要求。

3 结论

堤防工程的软基处理关系到堤防的建设速度与质量，所以要处理好软基的相关工作。但在实际的施工中，堤防工程的软基处理不仅要按照相关的标准和要求与经验进行操作，还需要对具体的问题进行具体的处理，最终确保堤防的稳定性。