基于水利工程堤防軟基處理方法

申群

【摘要】文章主要是介紹了堤防工程軟基的特性，并對近年來水利堤防工程及堤防建設工程中使用過的一些軟基礎處理措施進行了歸納分析，對各種措施的適用條件進行了探討，旨在為類似工程提供有益經驗借鑒。

【關鍵詞】水利堤防工程；軟土地基；處理方法·

引言

水利工程的穩定和牢固與否，對人們的生命及則產安全有著直接的關系。我國一直都非常重視對水利工程中相關提防與護岸工程的建設工作，為了使得人民的生命及財產免受洪水的破壞，所以加強相關提防護岸工程的建設就顯得刻不容緩。本文深入探討了有關水利工程中提防軟土地基方面的施工技術，具有一定的現實意義和代表性。

1、堤防工程中軟土地基

軟土的生成環境決定了其組成以及狀態特征。因為軟土通常都形成于以上提到的水流不通暢并且飽和缺氧的靜水盆地，那里的土礦物成分主要是含大量有機質的水云母、蒙德石。有機質的含量一般都在5-15%之間，最大可以達17-251。大量的負電荷存在于這些粘土礦物以及有機質顆粒的表面，產生的靜電荷引力以及分子引力在的沉積過程中作用于礦物顆粒使其逐漸形成了絮狀、蜂窩狀的結構，而負電荷與水分子還產生了極其強烈的作用，在其外圍形成了一層結合水膜。

根據軟土地基的特點進行分析，軟土地基堤防出現滑動、破壞的原因主要是在軟土地基中某個軟弱面上的產生了超過其抗剪強度的剪應力，故其的穩定平衡能力遭到了破壞。而出現這種情況主要有兩個因素：

（1）軟土地基某個層面的剪應力增加。比如進行堤壩的中上部填土施工過程中荷重增加：長時間大量降雨導致土體的容重增加：出現地震或進行打樁等情況產生一定動荷載等。

（2）軟土地基本身的抗剪強度降低。例如地基孔隙中的水應力升高；氣候驟變導致地基干裂、凍融；因長期浸水導致粘土夾層軟化或粘性土蠕變等。

2、常用的堤防工程的軟基處理方法

2. 1拋石擠淤法

拋石擠淤法簡單說就是經過簡單地計算后，在需要進行處理的軟土地基的位置拋下一定數量、粒徑的石塊，然后擠走原地基位置處的淤泥質土或者淤泥，從而實現將軟土地基加固的自的。這種方法主要有以下幾個要求：

（1）用于拋填地基的石塊一般應選取不易風化且大小不小于30cm的石料。

（2）進行拋填的方向應根據軟土地基的下臥層橫坡情況來進行選擇，當橫坡平坦時，應從地基的中部逐漸向地基的兩側擴展拋填；而當橫坡坡陡大于1：10時，應從坡高出向坡低出進行拋填。

（3）在初步的拋填完成后，應在拋填層的上部鋪設反濾層。

拋石擠淤的施工方法施行簡單并且花費較少，較常用于處理性質屬于流塑態的軟土地基。

2.2墊層法

墊層法首先應將靠近堤防基底部分的、不滿足規定地基設計要求的軟土全部挖除，然后用碎石、砂、石渣等一些壓縮性低、強度高、透水性好且易壓實的材料進行人工回填形成新的持力層。這種方法因其能夠就地取材、價格低廉并且施工的工藝也比較簡單，因此該方法廣泛被應用于軟土層較淺并且工程開挖的方量比較小的情況。

2.3堤身自重擠淤法

堤身自重擠淤法是一種通過提升地基本身的抗剪強度來對抗剪應力從而達到加固地基目的的方法。簡單來說就是通過將堤身的自重逐漸增加，使得在堤身自重的作用下處于流塑態的淤泥質土或淤泥因受到擠壓導致其孔隙中的水應力充分消散并且使得有效應力得到增加，從而提高了地基的抗剪強度。在進行擠淤的過程中為了避免因增加地基自重而導致不均勻沉陷的情況發生，應將堤坡、堤身的填筑速度減緩、放慢，還可以采取分期進行加高的方法。堤身自重擠淤法的優點是大大減少了工程投資，但相應在工程期限上有所加長。因此，這種方法適合于流塑態的軟土地基并且工程期限較長的情況。

2.4旋噴法

旋噴法是采用由旋噴機具制作出旋噴樁來提高地基的承載能力，同時也能夠作為聯鎖樁進行施工或者進行定向噴射以形成連續墻用于地基的防滲工作。旋噴樁的制作流程主要是：首先將帶有特殊噴頭的注漿管放置在土層的預定深度后開始注漿，噴頭以一定的速度進行旋轉同時進行位置的提升，最后高壓噴射出的水泥固化使得漿液與土體混合最終凝固硬化。這種制作出的旋噴樁與被加固土體進行比較，有強度大、壓縮性小的優良特性，因此十分適用于對軟粘土、沖填土以及粉細砂等地基進行加固，但同時要注意，這種方法用于加固有機質成分含量較高的地基效果較差，而嚴禁在有機質成分含量極高的塘泥土、泥炭土等地基進行使用，因此這種方法使用時應慎重選擇。

2.5預壓砂井法

預壓砂井法是指在地基上通過配合使用排水、加壓的系統使得將其孔隙中的水排出的方法。常用的排水系統有：水平排水砂溝、排水墊層或其它的水平排水體以及豎直方向的塑料排水板、排水砂井等；而加壓系統主要有：真空預壓、堆載預壓以及降低地下水位等，同時又將聯合使用真空預壓和堆載預壓系統的方法稱為真空聯合堆載預壓法。

預壓砂井法的基本過程主要是：首先應需要清除即將被加固的軟土地基范圍內的植被以及表土，完成后再在上面加鋪一層砂墊層：之后將塑料排水板垂直下插，并且橫向在砂墊層的中間布置排水管，目的改善地基的排水條件。最后在砂墊層的上方鋪設一層密封膜，并用真空泵將密封膜內地基的氣壓抽至80kPa以上。這種方法往往需要較長的加固時間，并且抽真空處理的范圍十分有限，因此僅適用于工期寬裕的、流變性不是很強的軟土地基的處理。

2.6振動水沖法

振沖器是振動水沖法中必不可少的一項工具，其原理與插入式的混凝土振搗器相類似，這種振沖器在上、下部分別有一個噴水口，地基在振動、沖擊荷載的作用下形成孔隙，之后分別在孔內填入碎石和砂等材料，最后分層進行地基的夯實以達到加固的目的。但是應注意在用砂樁、碎石樁進行加固時，地基的初始強度不能太低，性質較軟的地基不宜采用。也可將新鮮的生石灰或者摻有適量火山灰、粉煤灰的生石灰灌入樁孔中，由于生石灰具有強吸水性，石灰膨脹后也能對周圍的地基土起到擠密、加強的作用。

2.7塑料排水板

在軟土地基中加設垂直方向的塑料排水板可以使得地基的排水固結功能得到加強。這種塑料排水板具有足夠的縱向通水能力、良好的力學性能以及較強的濾膜滲透性和隔土性，并且可以以較低的進水阻力將從周圍土體中排出的孔隙水聚集，然后從垂直排水道排出，從而使土體固結使得提地基的承載力得到高。塑料排水板。

2.8混凝土樁

通常將由低強度的混凝土樁作為豎向增強體而形成的復合地基稱為低強度混凝土樁復合地基。由于這種復合地基能有效提高地基的承載力，降低發生地基沉降的概率，并且適用于處理粘性土、粉砂土等各種類型的軟土地基而被廣泛應用于水利提防工程的軟基處理工作。

3、總結

眾所周知，堤防工程中軟土地基的處理與整個水利堤防工程的建設安全有著很大的關聯。作為水利工程當中較為有效的防洪工程措施，建設相關提防護岸工程對于確保人們的生命及財產安全有著直接的聯系，這就需要我們應當對其進行高度重視。隨著洪水災害的日益嚴峻，對進行相關提防護岸工程的建設其要求也是越來越高，這就需要在施工之時采用一些科學先進的施工技術，從而確保提防護岸建筑在整體上的穩定性和安全性。

參考文獻：

[1]黃新安.《堤防工程軟土地基處理方法探討》.[J].四川建材2014（03）.

[2]楊敏旺.《堤防工程軟基處理方法及檢測》[J].水利科技與經濟.2013（03）.