1、概述水利工程软土地基筑堤的技术方法摘 要：在水利工程施工中，软土地基因其内部结构复杂，一直是一大难题。水利工程施工前，要做好地基土质调查工作，结合软土地基的特征，选择合适的软土地基处理技术进行施工建设。本文分析了软土地基的加固措施以及软基筑堤常用的技术方法。 关键词：软土地基；软基筑堤；技术方法 中图分类号：TU471.8 文献标识码： A 软土地基是诸多建设工程施工面临的共性问题，也是工程建设需要解决的一大问题。万丈高楼平地起，没有牢固的根基，再牢固的工程都可能会不堪一击，因此，必须加强水利工程中软土基地的处理，特别在一些气候较为湿润的地区，例如：临海地域、湖泊、河流流淌等容易出现软土地基的
2、地方，必须采取科学的措施进行有效优化，以全面提高地基的承载性能，保证工程建设的质量。 一、常见的软土地基处理方法 软土地基主要是由淤泥性质的土质构成的，这类土质承受压力的能力较差，容易被压缩变形。根据实际的实践调查研究表明，通常淤泥软土所能承受的压力为 50kN/m2。为满足水利工程建设的承载力要求，保证水利工程建设顺利进行，确保其作用正常发挥，就必须对软土地基进行优化处理。软土地基常见的施工技术有如下几种： 1.1 置换法 在客观条件允许的情形下，利用置换填土不失为一种很好的软土地基处理方法。这种方法主要的问题在于工程量大，不够经济，为了控制成本，要尽量就地取材。另外，为提高工程的防渗透性，
3、提高地基承受压力的能力，一般需要把替换后的填土夯实处理，而且必要时宜采用分层夯实的方法来加固地基。 1.2 排水固结法 为了降低土质中水分含量，增强土体的强度，可以引入排水设备将内部水分排除，减小地基土孔隙率，促使发生固结变形，从而有效地提高地基的牢固度。排水固结法适用于处理饱和和软弱土层，但对渗透性极低的泥炭土要慎重对待。常用的排水设备包括塑料水管与沙井。 1.3 强夯法 软土地基的施工处理与内部土体的性质密不可分，由沙土与黄土构成的软土，可以通过采用夯锤来对软土夯实处理。被用做夯实土体的夯锤的夯力一般要求在 80kN 以上，以确保土体被牢固夯实，从而保证软土地基具有高度的牢固度与稳定性。
4、1.4 旋喷法 这是一种通过旋喷设备形成旋喷桩来提高地基承压能力的方法，特别适用于冲填土、软粘土等土质的加固。旋喷法的原理为旋喷桩上面设置了一个能够发挥特别功能的注浆管，将这个注浆管放在土层中一定的深度后，缓缓提升，喷嘴将按一定的速度转动，在强压力作用下喷出的水泥固体浆液与土体融合。浆液凝固后即可形成旋喷桩，加固软土地基，有效防止渗水。旋喷桩具有高强度、高牢固度的特点，而且不容易被压缩。 1.5 桩基法 桩基法是目前的水利工程施工建设中应用较广泛的地基加固方法之一，其中应用最多的是钢筋混凝土管桩与预应力管桩，鉴于其良好的牢固性质，甚至可被用在含水量较大的土体中。另外，要做好施工的质量检验工作，
5、按照设计要求检查每根挤密砂石桩的填料量以及成桩过程中桩管的垂直度、成孔深度、留振时间、拔管速度、反差次数、有效桩长等，并对各项参数及试验情况进行详细记录。 1.6 灌浆法 灌浆处理是水利工程地基处理施工的主要方法。采用液压或气压方式，向地基内部灌入一定量的具有凝固功能的浆液，或通过注浆管把水泥浆液均匀注入土层，赶走原土层中水分或空气，并使土层变形，通过浆液的凝固作用使原土层松散颗粒和裂隙胶结成新的结合体，提高原土层承载力和压缩模量，起到地基加固作用。 二、水利工程软基筑堤常用技术方法 水利工程软土地基具有：孔隙比和天然含水量大、压缩性高、透水性弱、抗剪强度低、灵敏度高的特征，软土地基上堤防失稳
6、的破坏机理引起软土地基上堤防滑动破坏的根本原因，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。由于剪应力的增加，降雨使土体容重增加；水位降落产生渗流力；地震、打桩等引起的动荷载等。又由于软土地基本身抗剪强度的减小。几种常用的软基筑堤方法：2.1 堤身自重挤淤法通过逐步加高的堤身, 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。 2.2 抛石挤淤法 把一定数量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。这种方法施工技术简单,
7、 常用于处理工期较紧, 淤泥土层又软浅( 一般厚 2 m 左右) , 且又地处海口、施工受潮汐影响的工程, 可起到防冲刷的作用。此方法在沿海边施工时通常运用。 2.3 垫层法 把靠近堤防基层的不能满足设计要求的软土挖除, 代以人工填的砂、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, 且价格便宜, 施工工艺较为简单, 该法在软土埋深较浅、开挖土方量不太大的场地较常采用。 2.4 预压法 在排水系统和加压系统的配合作用下, 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
8、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堆载预压法。 2.5 复合地基法 砂桩、碎石桩主要是在振动和冲击荷载作用下, 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、碎石桩加固软粘土地基时, 地基上加固初始强度不能太低( 初始不排水抗剪强度一般要求大于 20 kPa) , 对太软的淤泥或淤泥质土不宜采用。石灰桩、二灰桩是在桩孔灌入新鲜石灰, 或在生石灰中掺入适量粉煤灰和火山灰( 常称为二灰) , 并分层击实而成。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 和水发生酸化反应使被加固地基强度提高。深层搅拌
9、桩是通过搅拌机沿深度将水泥、石灰等固体材料与地基强制就地搅拌而成桩。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, 高压喷射流使固化浆液与土体混合并凝固硬化而成桩。加固机理类似于石灰桩。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的土层禁用。 2.6 土工合成材料加筋固法 将土工合成材料平铺于堤防地基表面进行地基加固, 能使堤防荷载均匀分散到地基中。当地基可能出现塑性剪切破坏时, 土工合成材料将起到阻止破坏而形成或减小破坏发展范围的作用
10、, 从而达到提高地基承载力的目的。此外, 土工合成材料与地基土之间的相互摩擦将限制地基土的侧向变形, 从而增加地基的稳定性。 2.7 振动水冲法 这种方法也需要借助于外部机械设备振冲器来进行加固处理。工作程序为：首先对地基水冲打孔，再把砂石、泥土等填入孔中，利用分层夯实的方法来将填入的材料挤实，保证地基的牢固。需要注意的是，在利用这种方法时，要求初始不排水抗剪强度在 20kPa 以上。 三、结语 在软土层上筑堤对地基处理方法虽众多, 但各有不同的适用范围和作用原理。且不同的地区地质条件差别很大, 各方面环境所处的条件也不尽相同, 应综合考虑场地工程地质条件、水文地质条件、上部结构荷载所带来的因素影响, 来确定处理的方案, 并结合考虑处理后要求达到的各项技术、经济指标, 并且通过现场进行试验, 从而选择最优的方案。参考文献 1 龚晓南. 地基处理技术发展与展望M.北京：中国本利水电出版，2004 2黄凤清软土地基在施工中几个特殊问题技术处理J 铜业工程，2008(4) 3阮广雄，刘永昌钻孔振击碎石桩加固地基的工程应用J 山西建筑，2006(5)
