水利施工中软土地基处理技术应用研究

黄　庆

(新疆维吾尔自治区水利水电工程建设监理中心，乌鲁木齐 830000)



水利施工中软土地基处理技术应用研究

黄庆

(新疆维吾尔自治区水利水电工程建设监理中心，乌鲁木齐 830000)

近年来伴随着国民经济的高速稳定发展，国务院更加关注国计民生，水利工程的基础设施建设日益成为安民之根本。由于软土的特殊结构，软土地基处理工作成为了水利工程建设的重大难题，也成为地基处理的核心工序。文章结合软土地基的特点，对水利建设中的软土地基技术应用做了相应探究。

软土地基；水利工程；施工；处理技术；应用

0　引　言

软土包括泥炭、淤泥、泥炭质土、淤泥质黏土等，是一种在逐渐沉积的环境中形成的抗剪强度低、压缩性高、天然孔隙比≥1、天然含水量大的细粒土。经济的飞速发展带动了农业的进步，因此大批的水利设施建设项目“雨后萌生”整体来看，大批的水利基础设施常常选址在靠近海岸、沙滩、河流、沼泽等地域，土壤含水量大、呈现软土特质，对于水利工程的地基建设提出了极大的技术挑战，如何最大可能地排除软土地基的潜在危害，更大程度上服务“三农”，成为水利建设的迫切问题。要解决这个问题，首先就要分析软土的特点，从而“对症下药”。

1　水利施工中软土地基处理概述

1.1水利工程项目的施工特点

与传统的房屋建筑、桥梁、铁路、道路这些土木工程类的项目不同，水利工程项目具有以下几个特点：

1)受气候和季节相关因素的限制，水利工程施工必须安排在枯水期进行，在施工过程中，还必须采取相应的温控措施，确保工程施工质量和施工水平。

2)水利工程的施工位置大多定在沿海、湖泊、河道以及其他水域附近，必须根据工程建设的要求以及水流的自然状况来进行截流、导流等一些水下作业。

3)水利工程项目对于地基的要求特别严格，再加上施工位置大多是一些地质条件比较复杂的地区，因此，必须高度重视地基处理，不断提高地基处理技术，避免一些安全隐患和安全风险。

4)由于水利工程本身承担泄水、蓄水、挡水的任务，因而对水利工程建筑物的抗裂、抗冻、耐磨、抗冲、防渗、承压、稳定等一些性能有着特殊严格的要求，在施工中必须严格遵循施工规范和施工标准，采取相关的措施进行有效处理，保证施工质量。

总之，水利工程项目的开展和施工地区的气候条件、地质条件、自然环境、社会环境都有着密切的关系，必须准确把握施工时机，精心安排施工进度，合理安排施工流程，及时解决施工难题，比如渡汛、防洪等问题，确保施工安全。

1.2软土的特点

软土这种土层含水量比较高，它的土层结构大致表现为以下的4个方面，具体如下：

1)孔隙比率较高：在环境条件相同的情况下，软土孔隙比会比重塑土的孔隙比高20%到40%。当土质慢慢沉积时，胶结现象会在土质内颗粒接触点之间产生，其压密性大大地降低，这就是孔隙比高的原因[1]。

2)灵敏性较高：在触变性方面，运用软土振动技术来破坏软土与软土之间的结构，会极大地降低软土的强度比例。这样，软土层随即就可能产生侧面挤出、土质沉降和侧向滑动等各方面意外状况。同时，还因为软土的土层之间含水量较大和各土层之间的物理力学性质差异比较大等原因，导致其压力承载性能差、土地易出现变形等情况。

3)压缩性高：软土含水量大等的特质，因此软土地基的强度较低，最终的结果就是压缩性大，继而软土地基的塌陷状况越累越严重，给水利工程设施带来了极大的挑战。

4)抗剪强度弱：软土或者是软塑状态，或者是流塑状态，外部经过负重施压之后，软土的抗剪性降低，通常保持在30kN/m2以下。

5)透水性差：软土地基抗剪强度通常保持在30kN/m2以下，透水性不高，因此，造成地基的排水性能很差，孔隙水压较大，会产生地质一定程度的沉降，“覆盖”其上的建筑物沉降可能会需要更长的时间，危害的“潜伏期”因此会相对“长久”。

总体来说，相对于正常土层，软土的土层孔隙比率较高、灵敏性较高、压缩性高、抗剪强度弱和透水性也比较差，正是由于这些特殊的性能，软土地基在水利施工中地位重要，解决了软土问题，水利工程质量才能得到有效的安全保障。

2　水利工程施工中软土地基的危害

由于软土地基具有抗剪强度低、承载力低、压缩性高、空隙性高、渗透性差、质地软等特点，因此，在实际的水利工程施工中，建筑物会因此发生损害和滑动，这也是国内大多数建筑物发生滑动的主要原因。此外，在施工过程中，由于软土地基自身的特性，如果地基负荷增大或者突遭降雨，软土容重就会大大增加，剪应力增加。在一定程度上，软土地基所遭受的剪应力就会高于软土地基的抗剪强度，导致失衡现象的出现，严重危及建筑物的稳定，甚至可能会发生坍塌事故，给人们生命和财产安全带来巨大损害。

3　水利工程施工中软土地基的相关处理技术

软土土层地基的处理是水利施工整个过程的重要环节，直接影响到水利工程项目的整体施工质量和施工水平，必须予以高度重视和关注。关于软土地基的处理，业内也很多办法，总体上可以分为沉降处理技术和稳定处理技术两种。

所谓沉降处理技术，就是降低软土土层的沉降沉降程度，提高软土土层的固结沉降速度；而稳定处理技术，主要是指控制地基强度，防止其下降，并控制其变形剪切的程度，提高它的抗滑阻力，加快土层强度增长。

目前，常见的软土土层地基处理技术有以下就几种：降水预压法、硅化加固法、真空压顶法、深层搅拌法、加载预压法、加筋法、旋喷注浆法、换土垫层法、桩基法，在实际的施工过程中，要根据施工所在位置的土层的具体情况，合理选择相关处理技术[2]。

3.1降水预压法

降水预压法主要是通过设置井点和抽取井水的方式来降低地下水位，从而降低软土地基中的含水量，进而提高土层固结排水的速度，最终达到加大土质强度的目的。这种处理技术主要适用于砂质类的软土地基土层。但是，这种处理技术实施起来存在一定的盲目性和随机性，容易出现徒劳无功的局面，需要仔细分析施工现场的土质状况，以增强其适用性。

3.2旋喷法

旋喷法是旋喷机具采用气压、液压、电化学等方法制造旋喷桩，提高转速，让浆液以旋喷、定喷、摆喷等喷射方式将能够固化的浆液灌注到地基介质或者建筑物中，构造人工复合地基的方法。这种方式能够有效地把地基承载能力提升到较高的水平，极大的解决软土地基的建设问题。浆液有很多种，如：水泥沙、黏土水泥浆、黏土浆、聚氨酯类和其他树脂类、水泥浆、硅酸盐类化学浆液材料。旋喷注浆法在淤泥量较大、土质呈黏性、粉土、砂土、黄土、碎形土等软土地基中比较常用。但是这种方法对一些有机质成分较大的地基没有太好的地基加固效果，所以处理要相当慎重，尤其是一些塘泥土和泥炭土等土层。

3.3桩基法

桩基法的适用条件是：软土地基土层较厚，并且对其进行大面积、大范围的清理十分不容易时。建筑技术的不断发展让桩基法的桩柱选择由原先的砂石桩和木桩、甚至是水泥搅拌桩逐渐被替换，现阶段较多采用的是钢筋混凝土预制桩。

这种方法遵循这样的桩基原理：通过人工或者是机械的方式给软土地基打孔，在软土地基的空穴处注入混凝土，混凝土回放热进而产生化学反应，改善桩基周围的土质力学效应，最终有效改善地基沉降几率，地基的承载力得以保障。同时，由于混凝土预制桩性能较好、施工难度较小，成本相应地得到了降低，并且最终保证了施工质量，在水利建设中应用普遍。

3.4换土垫层法

如果软土土层的土质比较薄，就可以采用换土垫层法的处理技术。换土垫层法主要是利用水泥土、沙壤土、灰土粗砂等进行土层换填，在实施过程中，需要特别注意夯实处理，一定要保证新土层的紧实度和密实度符合施工标准。换土垫层法的原理是：挖出不利于工程施工的部分土层以及地基底部的软土，选用质地硬、强度高、抗压缩性能和抗侵蚀性能比较好的索土矿渣、灰土、碎石、砂砾等优良材料进行分层填充，之后经过振捣工序和夯实工序，提高土层的密度和紧实度，为后期的施工做好准备[3]。

3.5深层搅拌法

深层搅拌法包括喷粉搅拌法和喷浆搅拌法两种方法。这种处理技术一般适用于黏性土、淤泥这些软土土层以及地基承载力低、含水量大的粉土，对于粉细砂土层地区的水利工程项目的施工与建设有很大帮助，尤其是其中的地基加固和防渗处理环节。深层搅拌法的原理是：利用深层搅拌机将水泥、石灰、地基土层进行搅拌，直到形成连续墙水泥增强体、桩状、格栅状等形态。

4　结　语

由于水利工程项目本身的特性以及软土地基处理技术的实施难度，软土地基的处理尤为关键，在实际的施工过程中，必须高度重视。软土层的含水量一般比较高，在施工过程中，首先需要进行加固排水作业，然后再根据实际的施工所在地的地基土层状况，选择合适的处理技术。文章着重介绍了降水预压法、旋喷法、桩基法、换土垫层法、深层搅拌法等一些常见的软土地基处理及时。无论采用哪种处理技术，都需要在实践当中不断革新和改进，以期更好地促进我国的水利工程建设事业的快速发展。

[1]李亚歌,常艳丽,庞红伟，等.论软土地基处理技术在水利施工中的应用研究[J].华人时刊(中旬刊),2013(06):163.

[2]孙其波,岳素杰.软地基处理技术在水利施工中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2014(29):905-906.

[3]杨舒豪.软地基处理技术在水利施工中的应用研究[J].房地产导刊,2014(30):213.

Application and Research of Soft Soil Foundation Treatment Technology in Water Conservancy Construction

HUANG Qing

(Xinjiang Uygur Autonomous Region Water Conservancy & Hydroelectric Power Project Construction Supervision Center, Urumqi 830000, China)

With high-speed and steady development of the national economy, the State Council paid more attention to the national economy and the people's livelihood, and the infrastructure construction of the water conservancy project becomes the root beneficial to the people increasingly. Due to the special structure of soft soil, the treatment of soft soil foundation becomes a big difficulty of water conservancy project construction, also the key process of foundation treatment. In combination with the characteristics of soft soil foundation, this paper explores correspondingly the soft soil foundation technology applied in water conservancy construction.

soft soil foundation; water conservancy project；construction；technology；application

1007-7596(2016)07-0006-03

2016-05-26

黄庆(1965-)，女，四川成都人，工程师，研究方向为水利水电工程。

TV551.4

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