淺析水利工程施工中軟土地基處理技術

夏宏林

【摘要】作為國家基礎設施建設優先領域的水利工程建設，是工程建設的重要內容之一；為了保證水利工程項目施工質量，做好對其軟土地基的處理技術的分析是至關重要的。該文詳述了軟土地基及其特點，并重點介紹了幾種常見的水利施工中軟土地基處理技術，以期對工程實踐有所助益。

【關鍵詞】水利工程；軟土地基處理；施工技術

水利施工技術難度比較大，影響施工的因素比較多，在進行地基施工的時候，會遇到各種地質結構，在面對不同地質結構的時候，地基施工技術也會有很大的不同，水利工程中的泵站、涵洞及渡槽等建筑物常建在溝道等低洼處，經常遇到軟土地基的地基類型。在施工的時候，如果沒有對軟土地基進行科學合理的處理，將無法保證地基的穩固性，直接影響到工程的整體質量和安全運行。針對這種情況需要制定科學合理的處理方法，對軟土地基施工進行有效的解決。

一、軟土地基及其特點

1.軟土地基

軟土地基主要指由淤泥、淤泥質土、松軟沖填土與雜填土，或其它高壓縮軟弱土層構成的地基。這些土質的強度都非常低，不是含水率非常大，就是土質太過疏松孔隙比大，土質的壓縮性一般比較高，承載能力低。軟土地基的強度比起其它土質地基的強度要低許多，所以我們在進行水利工程建設的時候，軟土基礎處理是施工中遇到的難點之一，也是勘察、設計及施工單位重點解決的一個環節。否則，隨著時間的推移，將會出現各種危害，直接影響到工程的正常使用。因此，在水利工程建設過程中，對軟土地基的處理要引起高度重視。

2.軟土地基的特點

（1）孔隙比和天然含水量大

軟土的特點比較疏松、天然含水率比較大，天然孔隙比一般e=1～2之間，淤泥和淤泥質土的天然含水量w=50～70%，一般大于液限，高的可達200%。這些都直接影響到軟土地基的強度，如果地基不處理好的話，經常會出現崩裂與塌陷等這些危害。

（2）透水性弱

軟弱土盡管其含水率大，可是透水性卻很小，滲透系數K≤1（mm/d）。由于透水性如此小，土體受荷載作用后，往往呈現很高的孔隙水壓力，影響地基的強度。

（3）壓縮性高

一般來說軟土地基強度都比較低，而其壓縮性也比較大。在工程建設過程中，常常會隨著工程建設的逐步推進，軟土地基上負荷的重量越來越大，建造在這種軟土地基上的建筑物將發生較大的沉降，尤其是沉降的不均勻性，會造成建筑物的開裂和損壞。

（4）抗剪強度低

軟土通常呈軟塑～流塑狀態，在外部荷載作用下，抗剪性能極差，軟土無側限抗剪強度一般小于30KN/m2，其承載能力很低，無法保障上部建筑物的安全和正常運行。

二、常用的軟土地基處理技術

在水利工程施工過程中，當天然軟土地基不能滿足建筑物對地基承載力的要求時，一般通過對地基處理增加地基強度以形成人工地基，來滿足建筑物對地基的要求，保證建筑物的安全與正常使用。水利工程中常用的軟土地基處理方法有如下幾種：

1.置換法

在施工條件合理的情況下，當軟弱土層厚度不很大時，可將基面以下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強度較大的土或其它穩定性能好、無侵蝕性的材料稱為換填法。此方法在工程建設當中最為簡單且直接有效。

對軟土地基進行置換可以有效改變土質地表層的性質，從而達到增強地基承載力的目的，滿足構筑物對地基的要求。例如采取灰土、水泥土及砂礫石等替代軟土，使其地基的承載能力足夠達到設計要求。置換法主要優點在于操作簡單，若是能夠達到就地取材，采取置換法可大大減小施工成本，將軟土替換后可以有效提升土質性質。此法處理的經濟實用厚度為2～3m，如果軟弱土層厚度過大，則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。此方法也常用于水利工程中泵站、涵洞及渡槽等建筑物基礎的處理，是水利工程中最為常見的軟土地基處理方式。

2.拋石擠淤法

該方法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需要進行處理的淤泥或淤泥質土地基中，將原基礎處的淤泥或淤泥質土擠走，從而達到加固地基的目的。通常將不易風化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）拋填于被處理地基中，最后在上面鋪設反濾層。這種方法施工技術簡單、投資較省，常用于處理流塑態的淤泥或淤泥質土地基。此方法常用于水利工程中河道邊坡地基的處理，適用于承載力要求相對不高的地基處理。

3.強夯法

強夯法是將80KN的夯錘起吊到6～30m的高度，讓錘自由落下，對土進行夯實。經夯實后的土體孔隙壓縮，同時，夯點周圍產生的裂隙為孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固結，從而提高了土的承載能力，而且夯后地基由建筑物荷載所引起的壓縮變形也將大為減小。強夯法適用于河流沖積層、濱海沉積層黃土、粉土、泥炭、雜填土等各種地基。由于受到強夯設備的運輸及施工要求，此方法便于在地形開闊、地基處理面積較大的工程。

4.土工合成材料加筋加固法

該方法將土工合成材料平鋪于地基表面進行地基加大，能使地基荷載均勻分散到地基中。當地基可能出現塑性剪切破壞時，土工合成材料將起到阻止破壞面形成或減小破壞發展范圍的作用，從而達到提高地基承載力的目的。另外，土工合成材料外與地基土之間的相互磨擦將限制地基土的側向變形，從而增加地基的穩定性。

5.石灰樁法

此方法采用振動式沉管法造孔，在樁孔中灌入新鮮生石灰或在生石灰中摻入適量粉煤灰、火山灰（常稱二灰），并分層擊實而成樁。它通過生石灰的高吸水性，膨脹后對樁周土的擠密作用，用離子交換作用和空氣中的二氧化碳與水發生酸化反應使被加固地基強度提高。

擠密砂樁、碎石樁加固法

此方法屬于復合地基的一種，當軟土層較厚，換填處理比較困難，地基土屬于非飽和粘性土或砂土時，采用擠密砂樁或碎石樁加固法，可以使地基土密實，容重增加，孔隙比減少，防止砂土在地震或受震動時液化，提高地基土的抗剪強度和水平抵抗力，減少固結沉降，使地基變均勻，起到置換、擠密、排水作用，防止地基產生滑動破壞，提前完成沉降，減少沉降差。

三、結語

隨著施工技術的不斷發展，水利施工中軟土地基的處理方法也是層出不窮，其目的都是為了改善軟土地基土層性質，增加地基的穩定性，提高地基的承載能力。每一種處理方法均有其針對性、適用范圍以及局限性，必須據施工現場軟土地基的土質情況和施工條件采區合適的處理辦法，才能取得良好的處理效果。對能達到處理效果的方法進行技術可靠性、施工難易程度、工程投資、工期及對周圍環境等方面的綜合評比，最終才能確定最合理的軟土處理方法。

參考文獻：

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