软基处理在水利施工中的应用

摘 要：水利施工的施工环境大多在水域，这些地方由于软土分布较广，给水利工程的施工带来了很多不便。如何保证工程能够在软基上顺利建设，经过工程人员长期不懈的努力和探索，水利工程施工中软基建设有了很大的进步和发展。文章主要介绍软基的涵义以及相关特点，通过分析细化水利工程中有关软基的危害，并着重对该危害提出合理的处理方案。作者根据工作经验，对如何处理水利工程中的软基提出了合理的建议。

关键词：软基处理；水利施工；危害；处理方法

软土是一种细粒土，含水量较高且土质空隙较大，并且抗剪强度低、压缩性高。软基主要存在湖泊、沼泽以及海边和河滩等地，而水利工程大多都在此类地区。软土特点如下：（1）含水量较高；（2）压缩性较高；（3）结构细数较低且抗剪强度较低；（4）固结周期较强且透水性较差、饶东兴较高。软土层的特性较为复杂且各个层面之间也存在差异较大的物理力学差异，分布状况也无法准确判定。因此在水利工程建设中软基处理就成为了核心技术难题之一。对于软基处理应当注意：首先，要准确的对软土层承载力进行科学测定；其次，对于软基工程中可能出现的形变情况进行合理预测；最后，对水利工程中复合地基进行综合考量。

1 软基特征

软土地基主要在软土中加入粉砂、粉土等成分进行地基的建设。软土地基虽然在承载力上相对较差，但是由于基质较为柔软，相对比其他地基可塑性强，这是软土地基的优势所在。但是实际的工程建设中，如果遇到软土层，施工前期工程就会受到影响。软土地基还具有较强的流变性、触变性，同时由于含水量相对较高因此质地较为疏松，这也是由于该种土质水分较易流失所致。

2 建筑失稳原因分析

建筑物建筑在软基上往往会发生由于滑动而产生的失稳现象，一旦水利建筑失稳结构上就会遭到严重的破坏。而建筑产生滑动现象的主要愿意是由于软基面上某一部分的抗剪力小雨剪应力，使得建筑地基平衡遭到破坏。可以从两个方面进行分析：首先是剪应力骤增。此类现象主要是由于降水加大了软土比重或者是由于地基负荷加大造成。其次则是由于软基本身特性（抗剪强度变弱）造成。

3 软基处理技术

软基从结构上将属于高压缩性地基，其压缩层主要由淤泥质以及淤泥组成，一般承载力较低。由于该层承载力在50KN/m2，在承载力上无法满足施工要求，因此必须进行软基的处理。

3.1 振动水冲

振动水冲主要通过振冲设备进行作业。在该设备上有上下喷水孔，通过机械自身的振动以及冲击力（类似混凝土插入振捣器）对地基完成打孔，然后对孔洞进行填充，最后将孔中的砂石等填充材料分层夯实，用以达到地基加固的目的。而采用振动水冲对软基进行加固的前提条件是初始抗剪强度应当在20KPa以上，太低则不适用该方式。

3.2 旋喷

旋喷法可以有效地提高地基的承载能力。它是通过使用旋喷机产生旋喷柱，来达到加固地基的目的。旋喷法可以利用旋喷机进行定向喷射形成连续墙或者连锁桩来达到地基防渗的目的。高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化形成旋喷桩。它是通过提升插入土层一定深度的，带有按照一定速度进行旋转的喷嘴的注浆管，来进行打桩的。与加固土层相比，通过旋喷法所形成的桩具有压缩性低和强度高的特点，可以用来对由软粘土和细沙土组成的地基进行加固，而无法对含有较高有机成分的土层形成很好的效果，至于有机成分含量非常高的土层则应该完全排除这种方法。

3.3 土工合成材料加筋加固

在软土地基的表面铺上一层相应的工程材料，这样使工程建筑的重量有效地分散到整个地基之上，从而达到加固地基的目的。在地基出现滑动破坏时，铺在低级表面的工程材料可以有效地阻止或者是减弱工程可能出现的滑动破坏。除此之外，由于工程材料和地基之间存在着很强的机械摩擦，这将会有效的对地基的侧向变形产生抑制，从而使整个水利工程地基的稳定性大大的增加。

3.4 硅化加固

所谓硅化加固法是将Na2O・nSiO2溶液和CaCl2溶液利用带有网状孔眼的注浆管向软土层中轮流注入，硅酸钠溶液与氯化钙溶液将会发生化学反应生。它们会产生一种能够使土颗粒表面活化的胶凝物质，这种凝胶物质可以使相互接触的土颗粒胶结固化使它们之间的连结增强，最终达到加固地基的目的。随着电渗原理的出现，借助这一原理，通过电动硅化法，可以大大扩展地基加固的范围。

3.5 换土

在水利施工过程中，如果遇到的软土层比较薄，可以用灰土、水泥、沙土等把不能进行水利施工的软土层替换，使替换后的土层负荷工程的施工要求。一般来说，由于换填沙土的成本很高，且渗透比较严重，因此多是就地取材，回填泥土。这样既节省了成本又有利于水利工程的防渗。换土法回填的泥土要选择压密特性好的土。为形成比较好的持力层，填土后一定要进行夯实，以便达到增加地基承载能力的目的。为了提高地基的稳定性和抗变形的能力，应该将回填的土分层压实。

3.6 排水固结

软土地基在水利施工中常常面临稳定问题和沉降的困境，可以采取排水固结的方法进行有效的应对。排水固结法法由排水和加压两大部分组成。排水系统充分利用土层自身所具有的透水特性，在地基中安置排水装置，由排水装置进行集中的排水。主要有两种常见的排水装置，塑料水管排水和沙井排水。

3.7 强夯

所谓强夯法就是把80千牛的夯锤上升到6米到30米之间的高度，使夯锤进行自由落体运动，利用夯锤自身重量将土夯实。强夯法大多用在以沙土和黄土为主要成分的土层。

3.8 灌浆

将可以凝固的一些液体，利用液压方法或者气压等方法注入到地基的土层之中或者注入到建筑物和地基结合的空隙。灌浆所用的液体大多是水泥浆、粘土浆以及其他化学物质如聚氨酯材料和硅酸盐等。这种方法比较适用于淤泥软土地。

3.9 加筋

软土地基之所以稳定性差主要由于土颗粒极易发生位移，而在软基中埋入强耐拉性工程材料，利用材料同土质之间的摩擦力使得埋入的工程材料同原本易发生位移的土层成为一个整体。从而使得变形性降低，稳定性得以升高，通过埋入工程材料的办法使得软基达到工程的设计标准。另外在埋入工程材料前可以先铺垫上沙子，之后加入工程材料，这样工程材料在受到拉应力时能够对沙子的受力进行分布调节，提高软基稳定性，并对沉降量进行有效降低。

3.10 桩基

对于分布较广且含水量多的软基进行加固时可以选用桩基法进行加固。早期多采用水泥桩或者是砂石桩作为软基的加固桩，随着技术的发展，桩基技术也发生了很大的改变，目前水利建设中很少采用上述两种桩体，而采用了性能更好的预应力管桩或者是钢筋混凝土桩，不但成本更低，且承载力、质量上都强于早期的桩体，而且在操作上更为便捷。

4 结束语

水利工程的地基是否稳定决定了工程是否安全，稳固的地基是保证工程质量的基础，而软基的加固方案需要结合工程需要以及施工的实际地质条件进行选择。将方案确定后还需要选择恰当的方法，并对质量予以严格控制，以此保证水利工程的顺利施工。

参考文献

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