浅析水利工程施工中软土地基处理技术

夏宏林

【摘要】作为国家基础设施建设优先领域的水利工程建设，是工程建设的重要内容之一；为了保证水利工程项目施工质量，做好对其软土地基的处理技术的分析是至关重要的。该文详述了软土地基及其特点，并重点介绍了几种常见的水利施工中软土地基处理技术，以期对工程实践有所助益。

【关键词】水利工程；软土地基处理；施工技术

水利施工技术难度比较大，影响施工的因素比较多，在进行地基施工的时候，会遇到各种地质结构，在面对不同地质结构的时候，地基施工技术也会有很大的不同，水利工程中的泵站、涵洞及渡槽等建筑物常建在沟道等低洼处，经常遇到软土地基的地基类型。在施工的时候，如果没有对软土地基进行科学合理的处理，将无法保证地基的稳固性，直接影响到工程的整体质量和安全运行。针对这种情况需要制定科学合理的处理方法，对软土地基施工进行有效的解决。

一、软土地基及其特点

1.软土地基

软土地基主要指由淤泥、淤泥质土、松软冲填土与杂填土，或其它高压缩软弱土层构成的地基。这些土质的强度都非常低，不是含水率非常大，就是土质太过疏松孔隙比大，土质的压缩性一般比较高，承载能力低。软土地基的强度比起其它土质地基的强度要低許多，所以我们在进行水利工程建设的时候，软土基础处理是施工中遇到的难点之一，也是勘察、设计及施工单位重点解决的一个环节。否则，随着时间的推移，将会出现各种危害，直接影响到工程的正常使用。因此，在水利工程建设过程中，对软土地基的处理要引起高度重视。

2.软土地基的特点

（1）孔隙比和天然含水量大

软土的特点比较疏松、天然含水率比较大，天然孔隙比一般e=1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量w=50～70%，一般大于液限，高的可达200%。这些都直接影响到软土地基的强度，如果地基不处理好的话，经常会出现崩裂与塌陷等这些危害。

（2）透水性弱

软弱土尽管其含水率大，可是透水性却很小，渗透系数K≤1（mm/d）。由于透水性如此小，土体受荷载作用后，往往呈现很高的孔隙水压力，影响地基的强度。

（3）压缩性高

一般来说软土地基强度都比较低，而其压缩性也比较大。在工程建设过程中，常常会随着工程建设的逐步推进，软土地基上负荷的重量越来越大，建造在这种软土地基上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。

（4）抗剪强度低

软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2，其承载能力很低，无法保障上部建筑物的安全和正常运行。

二、常用的软土地基处理技术

在水利工程施工过程中，当天然软土地基不能满足建筑物对地基承载力的要求时，一般通过对地基处理增加地基强度以形成人工地基，来满足建筑物对地基的要求，保证建筑物的安全与正常使用。水利工程中常用的软土地基处理方法有如下几种：

1.置换法

在施工条件合理的情况下，当软弱土层厚度不很大时，可将基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料称为换填法。此方法在工程建设当中最为简单且直接有效。

对软土地基进行置换可以有效改变土质地表层的性质，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。例如采取灰土、水泥土及砂砾石等替代软土，使其地基的承载能力足够达到设计要求。置换法主要优点在于操作简单，若是能够达到就地取材，采取置换法可大大减小施工成本，将软土替换后可以有效提升土质性质。此法处理的经济实用厚度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与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础的处理，是水利工程中最为常见的软土地基处理方式。

2.抛石挤淤法

该方法就是把一定量和粒径的块石抛在需要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。通常将不易风化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）抛填于被处理地基中，最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单、投资较省，常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。此方法常用于水利工程中河道边坡地基的处理，适用于承载力要求相对不高的地基处理。

3.强夯法

强夯法是将80KN的夯锤起吊到6～30m的高度，让锤自由落下，对土进行夯实。经夯实后的土体孔隙压缩，同时，夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固结，从而提高了土的承载能力，而且夯后地基由建筑物荷载所引起的压缩变形也将大为减小。强夯法适用于河流冲积层、滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种地基。由于受到强夯设备的运输及施工要求，此方法便于在地形开阔、地基处理面积较大的工程。

4.土工合成材料加筋加固法

该方法将土工合成材料平铺于地基表面进行地基加大，能使地基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面形成或减小破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。另外，土工合成材料外与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。

5.石灰桩法

此方法采用振动式沉管法造孔，在桩孔中灌入新鲜生石灰或在生石灰中掺入适量粉煤灰、火山灰（常称二灰），并分层击实而成桩。它通过生石灰的高吸水性，膨胀后对桩周土的挤密作用，用离子交换作用和空气中的二氧化碳与水发生酸化反应使被加固地基强度提高。

挤密砂桩、碎石桩加固法

此方法属于复合地基的一种，当软土层较厚，换填处理比较困难，地基土属于非饱和粘性土或砂土时，采用挤密砂桩或碎石桩加固法，可以使地基土密实，容重增加，孔隙比减少，防止砂土在地震或受震动时液化，提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力，减少固结沉降，使地基变均匀，起到置换、挤密、排水作用，防止地基产生滑动破坏，提前完成沉降，减少沉降差。

三、结语

随着施工技术的不断发展，水利施工中软土地基的处理方法也是层出不穷，其目的都是为了改善软土地基土层性质，增加地基的稳定性，提高地基的承载能力。每一种处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性，必须据施工现场软土地基的土质情况和施工条件采区合适的处理办法，才能取得良好的处理效果。对能达到处理效果的方法进行技术可靠性、施工难易程度、工程投资、工期及对周围环境等方面的综合评比，最终才能确定最合理的软土处理方法。

参考文献：

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[2]卢敏.水利工程施工中土坝软土地基的处理技术及措施[J].江西建材，2012，6：159-160.