在水利工程施工中软弱地基处理方法

董刚

摘 要：如果在水利工程能够施工过程中未能够对软土地基及时、有效地处理，那么不仅会使水利工程建筑产生沉降、裂缝等现象，同时也严重损害水利工程的质量及使用效果，对周边居民以及国家水利事业发展都造成极大危害与制约，这对国家及人民来讲是极为不利的。因此，本文对软土地基进行分析，并对其处理方法以及在处理时应注意的问题进行探究，以期为促进我国水利事业进步提供依据。

关键词：水利工程施工；软土地基；处理方法

在水利工程具体施工过程中，不仅需要对施工设备、材料以及人员等提出高要求，同时也应对水利工程的施工环境等进行充分了解與分析。由于我国部分地区土壤地质由于富含水分及有机物质，土质较为松软，而这种地基被称为软弱地基，或软土地基。而这种地基具有一定特点与缺陷，因此不适宜直接在上面施工，而是需要采取一定措施，保证水利工程的稳定。

一、软土地基的基本概念

所谓的软土地基，是指主要由软土构成的地基，其土壤成分主要是软土。软土地基的主要组成成分有淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、富含大量颗粒的松软土、较为松散的砂质土以及孔隙较大的有机质土。软土地基通常具有低强度、低透水、高压缩、沉降快、不均匀等特点。

1.低强度

软土地基大部分为软土，其结构松散，土地密度低，因此该类软土地基的强度较低，无法承受过重的物体，一旦直接在软土上建设工程，则容易出现崩裂等情况，对周边环境造成极大安全威胁。

2.低透水

部分软土中的主要成分为淤泥黏土，而这类黏土自身包含极多水分及有机物质，其透水性极差，而其排水程度也较差，需要利用人工排水固结法等有效方法强行将其中的水分排出，否则无法在该地基上施工。

3.沉降快

与其它地基不同，软土地基在受到高压时会引起自身具有的高压缩性、低负荷性而出现沉降，而如果直接在该地基上建设工程，则会使工程建筑出现大面积沉降，轻则使建筑产生裂缝，重则使建筑断裂、倾斜，最终使工程质量严重受损。

二、水利施工中软土地基处理时应注意的问题

1.注意施工准备工作

在准备过程中，地质勘测人员需要对该地区的软土地基结构、地下水位以及周边土壤环境等进行全面、准确地勘测，得到高精度的勘测数据后再由相关人员对数据及具体环境进行分析，并做好前期地基处理施工准备工作，将场地周边的杂物清除，并检查施工材料是否符合标准，进一步提高施工质量。

2.注意施工过程中的相关事项

在施工前及施工过程中，各个施工人员及现场监督人员等必须及时明确国家及施工单位的相关注意事项标准，掌握施工流程后要求全部人员必须严格按照施工工序进行施工，并根据相关安全条例全面做好安全措施，而现场监督人员及设备管理人员需要对现场及设备做好监督和维护工作，保证施工的顺利进行。

3.注意水利工程的相关要求

在进行水利工程施工时，要根据相应的水利工程的实际用途以及规划的建设级别，选取性价比最高的建设方案进行施工建设。我国水利工程通常按照实际用途的不同，有不同的质量标准以及施工等级，在进行国家级水利工程建设（如小浪底水利工程、三峡水利工程）时，要制定高质量的施工标准，在软土地基处理中，尽量做到完美施工；在进行小型的水利工程建设时，对施工质量要求不是很高，这时，就要选取性价比最高的方案进行软土地基处理工作。

4.注意软土地基的施工量

在进行软土地基处理过程中，要充分考虑到软土地基的施工量，根据工作量大小的不同，选取不同的处理方案，以确保软土地基的高效施工。例如在进行大型工程时，通常不会采用换填管理法进行软土地基处理，因为这需要大量人力、物力的支持，从而使得工程造价成本提升，通常会采用砂垫层法，铺平软土地基。

5.注意软土地基的施工环境

在水利工程软土地基处理过程中，要充分考虑到相应的施工环境，根据不同的施工环境、不同的施工标准，因地制宜，选择不同的软土地基处理方法、恰当的施工方案，从而确保软土地基处理的质量。

三、水利施工中软土地基处理的方法

1.换填管理法

换填管理法的原理是换用符合施工要求的土质来取代软土，从而使得土地满足水利工程建筑的地基设计要求。在进行换填管理法施工过程中，先用大型机械设备将不符合水利工程建筑的地基设计要求的软土质全部挖出，根据相应的水利工程质量等级要求，填入恰当的能够满足水利工程建筑的地基设计要求的土质，并对所填充的地基进行夯实，确保水利施工的顺利进行。

填充土质由多种土质组成，包括碎石、粗砂、鹅卵石等成分，为保证填充地基的稳固性，通常填充地基分为多层，第一层为碎石和矿渣垫层，这对增加地基透水性十分重要，高缝隙、高强度的碎石、矿渣在确保地基高强度的前提下，实现了地基的高透水，从而确保了地基的质量，保证了水利工程的施工质量；第二层为灰土和素土垫层，这个垫层在平衡桩体和桩间土在荷载情况下共同承担荷载中起着十分重要的作用，确保了地基的受力平衡，加强了地基的稳固性；第三层是砂和砂垫层，砂和砂垫层有助于淤泥土质的水和气体的排出，促进土质结固，提高地基的承载力。在具体实践中，要根据不同的情况，适当变通换填管理法，充分做好软土地基处理工作。

2.排水砂垫层法

在软土地基处理中，排水砂垫层法也是重要方法之一。排水砂垫层法通常运用于富含大量水分的淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭等土质，通过对土质进行排水，以增加土质强度、减缓土质压缩性，从而使得土质满足水利工程建筑的地基设计要求。

在施工过程中，通常在软土地基底部填充一层高渗水的砂垫层，随着水利工程施工的进行，富含水分的软土层受力越来越大，水分不断不排挤出来，通过砂垫层渗透出去，从而加强软土地基的结固，提高软土地基的强度，确保土质满足水利工程建筑的地基设计要求。为有效防止地下水反渗，通常要在砂垫层上面铺设隔水性能良好的粘土层。

在砂垫层选材上，通常选取粗砂、鹅卵石等具有高强度、高缝隙的透水材料，在保证透水情况下，提高地基的强度。在砂垫层填充时，要做好地基基坑的固定工作，并将砂垫层材料充分搅拌均匀，铺设于地基底部，并夯实、夯平。

3.化学固结法

在常规的软土地基处理方法难以奏效的情况下，化学固结法应运而生。所谓的化学固结法，是指用一定的化学材料，对软土地基进行填充、改造，加强软土地基强度、有效减缓软土地基压缩性、提高软土地基承载能力，从而使得软土土质满足水利工程建筑的地基设计要求。常见的化学固结法有灌浆法、人工合成材料加筋加固法等。

4.物理旋喷法

物理旋喷法是软土地基处理中的常用方法，在软土地基处理过程中，将喷头深入软土组织底部，并缓慢提升，利用高速旋喷将适当浓度的混合加固物喷射出，形成旋喷桩，这可以有效提高软土地基的切向硬度，有效防止软土地基发生横向扭动，从而加强软土地基的强度。

参考文献：

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[2] 朱曙洲，卢大庆.软土地基基础上水利施工处理方法[J].中华民居（下旬刊），2014（05）.