水利施工中软土地基处理技术的应用

吴 友

(贵州省水利实业有限公司，贵阳 550000)

顾名思义，软土指的是那些含水量相对较高，空隙比较大，压缩性也较高，而且抗剪的强度比较低的细粒土壤。这些软土一般分布在水利施工相对密集的地区，在物理层面上，软土层间还存在较大的差异，而且它们的分布情况也比较复杂。因此，对于水利工程来说，软土地基的处理是施工的首要问题。准确的测出软土地基的实际承受能力最大值;合理估算出软土地基有可能发生的变形情况以及施工过程中的应用复合地基问题，是软土地基处理技术所涉及的3个方面。

1 水利工程特点

水利工程施工与一般土木工程如道路、铁路、桥梁和房屋建筑等的施工有许多相同之处。但是，水利工程的施工也有其独自的特点:①水利工程承担挡水、蓄水和泄水的任务，因而对水工建筑物的稳定、承压、防渗、抗冲、耐磨、抗冻、抗裂等性能都有特殊要求，需按照水利工程的技术规范，采取专门的施工方法和措施，确保工程质量;②水利工程对地基的要求比较严格，工程又常处于地质条件比较复杂的地区和部位，地基处理不好就会留下隐患，事后难以补救，需要采取专门的地基处理措施;③水利工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工，需根据水流的自然条件及工程建设的要求进行施工导流、截流及水下作业;④水利工程要充分利用枯水期施工，有很强的季节性和必要的施工强度，有的工程因受气候影响还需采取温度控制措施，以确保工程质量。水利工程施工，与社会和自然环境关系密切，因而实施工程的影响也较大，须要把握时机，合理安排计划，精心组织施工，及时解决施工中的防洪、渡汛等问题，以策安全[1]。

2 关于水利工程中软土地基的几点介绍

2.1 软土地基的概述

软土包括淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等，是一种天然含水量大、压缩性高、天然孔隙比≥1、抗剪强度低的细粒土。

软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软弱淤泥、淤泥质黏性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。

2.2 关于建在软土地基上的建筑设施失稳原因

水利施工如果在软土地基上开展常常使建筑设施遭到一定程度的破坏，这是因为建筑设施会容易发生滑动。造成建筑设施滑动的原因主要是因为软土地基中滞洪的某个面上所具有的抗剪强度低于了它所受到的剪应力，导致两者之间的平衡力遭到打破，进而产生了这种现象。剪应力之所以增加的主要原因是在水利工程施工过程中软土地基上的负荷变大亦或者是因为降水增加了软土的比重。

2.3 水利工程中软土地基处理技术的重要性

鉴于软土是掺杂着一些薄层粉、细砂的混合物，其渗透性相对比较差，会严重影响着地基的排水功能以及承载力低，所以在水利工程的施工过程中会影响着地基的强度，软土地基对于水利工程的危害一般表现在水利设施工程中的公路方面[2]。如果桥头高路堤发生滑移、沉降或者单边膨胀的现象会严重影响到桥梁使用的寿命和价值，如处理不妥当，会影响到附近那些鱼塘、农田、农户等人的正常生活，更有甚会影响到整个水利工程设施的作用发挥。因此，对于水利工程来讲，软土地基的处理技术是施工中所要解决的首要问题，也是当今所有相关专业技术人员所关注的重要课题之一。

2.4 水利工程中软土地基所具有的特征表现

以软土为主要的组成部分，而且还夹杂着一些粉砂和粉土的地基，就是软土地基。一般来说，这种软土地基是比较软的，因此它的可塑性是很强的，然而它的承载能力却是比较低的。在水利工程的实际施工过程中如果存有软土地会给水利的施工产生一定的困难，因为软土地基的含水量比较高，所以软土地还存在较大的空隙，这比较容易导致水分的快速流失，使得土地变得相对比较疏松。

3 关于水利工程软土地基处理技术介绍

3.1 排水法

水利工程的施工当中，主要是采取矿井排水的固结方法，对那些在表层存在的淤泥则采取清除的方式来加强软土以用来保证它的坚固性，此种利用砂井进行排水的方法就是要通过预压砂井处理软基土地，这样就可以加快排水的固结速度，让地基先沉降，这样的效果还是很明显的，但要是想完全固结的话仍然还要一定的时间。

3.2 爆炸排淤法

爆炸排淤法主要是用在沼泽和淤泥为主的地基中。此方法主要用在防洪堤、海岸护岸、滑道抛石基床、围堰等水工结构中的软土地基处理中。它是放置一些炸药在软土层中，通过引爆炸药的方式来把软土基层表面上的像淤泥、泥炭等成分清除掉，从而让那些比较坚硬的具有渗水性的土层可以相对比较容易的填进来，也就强化了地基土层的固结性。这种方法所起的作用比较明显，所用时间较短，但是这种方式的成本比其他方式要高而且采用爆炸的方式可能会产生一定的危害性对于周围的环境和人畜安全，因此此种方式在我国的一些沿海地区使用相对比较少。厦门市高崎闽台渔轮避风港东堤工程在处理软土地基时就采用的此方法。

3.3 垫层法

换土加筋垫层法的加筋材料宜选用抗拉强度高、受力时伸长率≤4% ～5%、耐久性好、抗腐蚀的土工格栅，当垫层厚度＜1.0 m时，在底部或1/2厚度处铺设一层加筋土工格栅，当厚度＞1.0 m时每0.5 m铺设一层加筋土工格栅。也可根据工程实际情况选用其它土工合成材料如土工布等。垫层的宽度应满足道路路基基础底面应力扩散的要求，可按下式计算或根据当地经验确定。公式为:

式中:b1为垫层底面宽度;θ为垫层压力的扩散角;b为基础底面的宽度，m;Z为垫层的厚度，m。

3.4 井点降水法

井点降水法主要使用于粉、细砂、地下水位较高，有承压水、挖基较深，坑壁不易稳定的土质基坑。目前在公路建设中的地下工程比如桥梁基础、管线工程等深基坑工程是采用此方法。它是一种很实用的方式，其主要优势在于降水效果比较好，此外它的施工工期比较短。任何事物都有其两面性，这种方法也有缺点主要是如果桥涵比较多而且工期非常短的话，就需要设置较多的井点，从而增加了工程的投资金额，此外它使用设备也比较多严重影响了它的经济效益。此方法实施原理是设置一定数量的井点在地下水位相对较高地区。

此种方法需要详细的检查施工设备以及水电，在水利工程的施工过程中，抽水一定要一次性到位不允许出现间断的情况，及时观察注意周围的环境变化，根据其变化相应的调整抽水的流量大小。在水利工程施工完成以后技术人员需要及时拆回井点系统并将其收拾完整。

[1]曹天强，仲崇江.水利工程施工中帷幕灌浆技术初探[J].黑龙江科技信息，2009(23):12 －18.

[2]钟俊纪.水闸软土地基沉降预测的主要方法[J].理论与现代化，2005(S1):132－133.