对水利施工中软土地基处理技术的研究

□郑佩莉（新疆伊犁河流域开发建设管理局）

水利工程建设中，经常会遇上建设区是软土地基的情况。软土地基主要是淤泥、淤泥质土、饱和黄土、粉土等土质较软、水含量大的土体。我国的国土范围较大，不乏软土地基，尤其是人们的生活区大多分布在沿河区，这些地区往往软土地基分布频繁。目前，我国的水利工程逐渐增多，软土地基对水利工程的施工尤为不利。文章就软体地基的基本特征进行分析，根据水利工程施工需要，谈论软土地基的处理方法。

1 软土地基的主要特征

软土地基的主要特性是含水量高、抗剪强度低、孔隙比大、易压缩性、固结系数小、透水性差、灵敏度高、土层分布复杂、各层物理性质差大等，主要是由于年降水量大的地区和由河流、湖沼、滨海等长期累积起来的。

承载能力差，一般的软土地基承载能力不会超过50kN/m2。孔隙比e=1~2，含水量w=50%左右，较高者甚至超过200%。饱和度较高，透水性差。渗透系数k≤1（mm/d）。透水性会影响地基的压密固结。抗剪强度弱。软土无侧限抗剪强度<30kN/㎡。灵敏度过高，抗扰性极差。在水利工程施工过程中，如果软土地基的土体结构未被破坏时具有30kN/㎡的抗剪强度，受到破坏时，抗剪性强度可以忽略不计。

2 软土地基的处理方法

2.1 换填法

换填法是将软土地基原有的浅层土挖除，再填入砂石、矿渣、灰土、素土、卵石等质地较硬、稳定性高、强度较高和抗侵蚀性的材质，根据需要可以同时填充不同材质或分层填充，再对其进行压制，使填充土质达到要求密实度。换填法实际上就是人工地基，对土质进行改造，让其有足够的适用性。实际表明，换填法有效地减少了沉降量，提高了持力层的承受强度，有效地控制了土层的胀缩性和湿陷性。换填法是常用的软土地基处理方法，对付大面积软土地质比较实用，一般用于处理湿陷性黄土、膨胀土、低洼区域和季节性冻涨土等软土地基，处理深度在2~3m左右。

2.2 打桩置换法

置换法实际上也是一种人工地基，是用碎石、砂等硬质材料将软土置换，形成人工复合地基。在置换法的基本原理上，人们根据施工的需要研究出了多种施工方法，如碎石桩法、石灰桩法等。碎石桩法是用一个振冲器，在软土地基中喷高压水流，使之成孔，向孔中填充砂和碎石等材质较硬的地质材料，成为桩体，根据需要安排桩体的排列，由碎石桩和土质成为复合地基，达到施工的目的需要。这种方法有效地提高了原有土质的承载力，实际使用中显示，它有效地减少了软土地基缺陷导致的现象率。置换法中的碎石桩法有不受地下水影响、成本不高等优点，使用效果较好。适用于淤泥质土、粉土和砂土等地基。

针对较为柔软的黏土地基，石灰桩法是个有效的选择。石灰桩法是使用机械将地基打孔，并填充生石灰，再压制成地下桩。生石灰遇水会发生吸水、放热、膨胀，并且生石灰和土之间会发生物理反应，能有效地改善土体的性能。根据需要，也可以在生石灰中掺和其他材料，以达到目标要求。

2.3 水泥搅拌桩和注浆法

注浆法是用注浆管通过钻土装置带入需要处理的土层，再用高压将制备材料（一般是水泥或水泥砂浆）喷入土体。注浆管是经过特别的制作，它可以完成土下的提升和旋转过程的注浆工作。在注浆管的提升过程中，如果不进行旋转，就形成浆墙。如果需要旋转，则形成浆柱，待浆体凝固，就能起到提升地基承载力的作用。

水泥搅拌桩法是用固化剂对软土进行加固处理的方法，一般使用水泥和石灰等材料。具体操作过程是用搅拌机将固化剂送入软土组织，再进行搅拌，使土体和固化剂形成整体，让固化剂对软土产生固化作用，起到直接固化土体的作用。该方法适用于水分含量较高的土质，如淤泥、饱和黄土、粉土等。

2.4 预压法

在加压系统和排水系统的配合下，使软土地基的水分得到排除。排水系统主要是排水砂沟和水平垫层以及其它的水平排水体和垂直排水体（排水砂井和塑料排水板）。加压系统包括降低地下水位、真空预压、强载预压等，加压系统可以联合使用，起到明显的成效。首先将加固范围的植被和多余岩石等清理干净，在土表面铺上水平垫层，然后竖直下压塑料排水板，使水平垫层横向安置排水管道。再使用加压系统对土体进行强压，使软土地基的孔隙水平排除。但这个方法存在一定的局限性，目前由于施工效益的要求并不经常使用。但该方法成本相当低，一般不会增加施工的资金使用。

2.5 加筋法和强夯法

加筋法是利用抗拉力相当强的人工合成材料，混置于预先计算好的土层。让拉筋产生的摩擦力和土颗粒位移的作用，使土和合成材料形成整体，增加软土地基的综合性能。强夯法是指用高质量的夯锤，提升到高处，让它自由下落，达到对软土的夯实作用。夯实法处理的土质具有明显的性能增强，该方法有效地解决了建筑的沉降现象。

2.6 利用松木桩对软土地基进行处理

2012年，人们创造出用松木桩对软土地基进行处理，该方法实际是我国古代在进行软土地基施工过程中所应用的古老方法。经过人们的详细分析和计算，证明松木桩针对饱和土具有有效的处理作用。松木用于处理软土地基具有简单实用、施工方便、节约成本的多项优点。具体方法是选用完整的松木（不用老木），直径在20cm以上，在打桩前，将松木的一段削尖，成锥形。按照需求将桩体打入土层，打桩时要保证桩体垂直下压。一般使用挖掘机来进行打桩，目前没有专业的这类小型打桩机。打桩布置要从地基的四周往内打，桩体预留15cm左右，待打桩完毕后，用锯子将过高的桩头锯掉，保证所有的桩头在一个水平面上。然后再铺上硬质材料（砂石、矿渣、煤渣等）30cm高度，将桩体完全覆盖，铺平压实，浇灌混凝土。这就起到了软土地基的处理作用。实际证明，该方法效果良好，在将来的水利工程对软土地基的施工中可以尝试使用。

3 软土地基处理的质量

软土地基的处理质量在一定程度上就等于水利工程的质量。严格控制水利工程的施工，根据相关文件的要求，要把水利工程的项目做好，项目负责人要有认真负责的工作态度和意识。在水利工程的立项、报建、开工和竣工的关口需要把握好。水利工程的“三制”，即项目法人责任制、建设监管制、招标承包制，需要大力推广。质量的控制措施要强化，在实施软土地基处理方法时，要根据实际情况进行详细分析，选择采用哪种方式需要明确，以确保处理方法有效，提高施工质量，为水利工程的建设打好基础。

4 结语

软土地基给项目施工带来了极大的困扰，在长期的施工经验中，人们总结出许多有效的处理方法。我们在选择使用方法时，不能盲目使用，要根据施工现场的实际情况，合理地进行处理。结合周围的环境进行有效的处理，灵活多变的处理方法能提高施工质量，缩短施工工期，还为以后的施工做出了经验准备。地基的处理影响着施工的成本问题，软土地基的处理为水利工程施工带来了可靠性和安全性。处理的主要目的就是为了水利工程施工的顺利进展。

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