水利堤防工程軟土地基處理方法分析

周 超，車 華

(1.湖北省漢江河道管理局 監(jiān)利東荊河管理分局，湖北 潛江 433100;2.湖北省漢江河道管理局 潛江漢江管理分局，湖北 潛江 433100)

1 水利工程軟土地基的特性

軟土地基是指強(qiáng)度低，壓縮量較高的軟弱土層，多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)。它具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。軟土地基的性質(zhì)因地而異，因?qū)佣悾豢深A(yù)見性大。在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，稍有疏忽就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量事故。具體闡述為以下5個(gè)方面:

1.1 空隙比和天然含水量大

在我國(guó)軟土的天然空隙比一般都在1～2，而且其淤泥和淤泥質(zhì)土含水量較高，甚至有些時(shí)候大于液限。根據(jù)專家認(rèn)定，其基本含水量一般都在50%～70%。

1.2 壓縮性高

這種土質(zhì)的可壓縮性較強(qiáng)，所以在實(shí)際施工過(guò)程中，如果直接在這樣的土層上面進(jìn)行修建，便很容易出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象。

1.3 透水性較弱

在實(shí)際的生活中，軟土本身的質(zhì)地非常細(xì)膩，因此它融水的能力較大，但是透水性卻并不是很強(qiáng)，不容易排除。

1.4 抗剪強(qiáng)度低

在實(shí)際的工作中，軟土層的固結(jié)度和水之間具有非常密切的關(guān)系。如果排水不暢通的話，當(dāng)上方出現(xiàn)很大壓力的時(shí)候，便會(huì)造成軟土層固結(jié)度增加，但是相反，如果軟土層排水不暢通的話，如果受到的重力越大，固結(jié)度反而會(huì)降低。所以，如果遇到排水不暢通的土質(zhì)時(shí)，便需要選擇質(zhì)量較輕的進(jìn)行修建。

1.5 靈敏度較高

對(duì)于一些軟黏土所形成的土質(zhì)，如果其結(jié)構(gòu)完整的時(shí)候，性能較為穩(wěn)定，便能夠承受一些減力。但是，一旦這種結(jié)構(gòu)遭到破壞后，便容易減小承受力。當(dāng)圖層被破壞之后很容易出現(xiàn)強(qiáng)度下降的現(xiàn)象被稱為靈敏度。當(dāng)水分條件不變的情況下，根據(jù)實(shí)際情況判斷，原來(lái)圖層和后來(lái)圖層的抗壓能力較高，其分?jǐn)?shù)值主要在3～4。

在實(shí)際生活中，我們會(huì)根據(jù)這個(gè)數(shù)值采取相應(yīng)的措施，當(dāng)數(shù)值較高的時(shí)候，便減少對(duì)土壤的侵?jǐn)_程度。填充土在形成的過(guò)程中，主要是靠水力充填形成的，當(dāng)填充內(nèi)部出現(xiàn)沙子含量較高的現(xiàn)象時(shí)，填充土便變得相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)內(nèi)部沙子含量較大，并且填充土較為穩(wěn)定，力學(xué)分布合理，而且內(nèi)部具有較多的黏滯成分的情況下，具有較強(qiáng)的壓縮能力，但是不容易形成固結(jié)。

2 軟土地基上堤防失穩(wěn)的破壞原理

主要分為2 種:

1)因?yàn)橥寥赖臏p力不斷增加，因此在大堤開工的時(shí)候，土壤堆積形成一定的負(fù)荷;當(dāng)雨水成分下降的時(shí)候，土壤的重量不斷提高，當(dāng)水不斷下降的時(shí)候，便會(huì)導(dǎo)致土壤的滲流力產(chǎn)生。

2)從軟土的本身來(lái)找尋原因，局部出現(xiàn)的抗減能力過(guò)低的時(shí)候，便會(huì)造成整體減力下降。土壤的含水量不斷增加，本身存在的溫度差導(dǎo)致出現(xiàn)裂開的現(xiàn)象。黏土層由于本身水分過(guò)多而出現(xiàn)稀滑的現(xiàn)象。

3 堤防工程中軟土地基處理的方法

3.1 堤身自重?cái)D淤法

堤身自重?cái)D淤法就是在施工的過(guò)程中，通過(guò)不斷增加堤身的重量，而將堤身內(nèi)部存在的淤泥擠壓出來(lái)。讓淤泥或者淤泥中的空隙不斷消失，增加其自身的承載能力，這樣便能夠提高地基的抗減強(qiáng)度。擠淤操作如果不恰當(dāng)?shù)脑挘銜?huì)出現(xiàn)沉陷不均勻的狀況，因此要穩(wěn)步進(jìn)行，不斷降低操作的速度，堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析的原則，分過(guò)程增高，這樣有利于減少開銷，但是這樣便需要花費(fèi)大量的時(shí)間［3］。在我們采用這種方法的時(shí)候，主要是針對(duì)堤身下有流塑狀態(tài)的淤泥，并且時(shí)間較為充裕的情況下進(jìn)行的。

3.2 拋石擠淤法

首先，將一些質(zhì)地較硬的碎石拋進(jìn)地基之中，將以前土壤中不適合承重的流體淤泥擠出來(lái)，然后再根據(jù)軟臥底層的方向而采取相應(yīng)的措施。在這個(gè)過(guò)程中必須堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析的原則，當(dāng)橫坡較為平坦的時(shí)候，就從地基中部向兩邊開始擴(kuò)展，一層層向上面進(jìn)行鋪設(shè)。這種方法的施工技術(shù)和其他相比之下較為簡(jiǎn)單，而且投資較少，常用于流塑狀態(tài)的淤泥地基中。

3.3 墊層法

墊層法主要是通過(guò)將以前不適合做地基的土層清除掉，然后向里面填入一些能夠讓地基穩(wěn)定性較好，而且可透性較強(qiáng)的碎石。在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)該采用較好的材料，才能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。這種方法價(jià)格低廉，操作流程較為簡(jiǎn)單，但是采用這種方法的前提是軟土層較薄，而且需要挖掘的地方較少。

3.4 預(yù)壓砂井法

預(yù)壓法主要是排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的相互配合共同完成，促使水從地基中的空隙流出。排水系統(tǒng)主要包括:水平排水墊層、排水砂溝、豎直方向的排水砂井、塑料排水板。加壓系統(tǒng)主要包括:堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓和降低地下水位等。其中堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓聯(lián)合使用的叫作真空聯(lián)合堆載的預(yù)壓法。

3.5 土工合成材料加筋加固法

這種方法主要是將土木合成材料平鋪于堤防地基的表面上，然后再將地基不斷加大，這樣一來(lái)便會(huì)造成平均壓力降低。其次便有利于降低總壓力。當(dāng)?shù)鼗艿酵饬ψ饔茫瑢?duì)建筑的穩(wěn)定受到威脅的時(shí)候，這種土木合成的材料便有利于減少傷害程度，縮小受損面積。這樣才能夠有效的提升地基的承受能力，建筑穩(wěn)定得到保證。

4 結(jié)語(yǔ)

堤防工程中軟土地基的處理方法主要是根據(jù)具體情況采取措施。這些措施有利于加固地基，保證工程的質(zhì)量。但是這些方法在施工之前，需要認(rèn)真分析地基土質(zhì)的成分，才能夠選擇科學(xué)合理的方法來(lái)穩(wěn)固地基，以便達(dá)到我們規(guī)定的要求，從而提升地基可信賴的程度，保證水利建筑的安全。

［1］宋建國(guó)，夏英.軟土地基處理技術(shù)［J］.黑龍江水利科技，2009，37(02):57－59.

［2］劉紅軍，陶夏新.季凍區(qū)濕地軟土地基固結(jié)變形特性研究［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2009，31(09):1354－1360.

［3］陸志強(qiáng)，李明.堤防工程軟土地基處理幾種措施［J］.黑龍江水利科技，2007，35(05):212－213.