水利工程施工中软弱地基处理方法探析

摘 要：水利工程建设的质量会对人们水资源的使用产生很大影响，水利工程施工过程繁杂，地基作为施工中的基础内容，其施工好坏将会直接影响到水利工程建设的质量。本文对水利工程中软弱地基的特点进行说明，分析了水利工程施工中对于软弱地基的处理办法，希望能为今后水利工程施工处理软弱地基提供理论指导，促进水利工程质量建设。

关键词：水利工程；软弱地基；处理方法

中图分类号：TV223 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20171132055

1 软弱地基的特点

在水利工程施工过程中，由于不同地区的地质环境、地理特征都存在着差异，因此地基土在成分和结构上也有所区别，软弱地基是水利工程施工中经常遇到的地基类型，主要由松散砂质土、淤泥质粘性土等松散的土壤构成。这类土壤含水量一般在40%～80%之间，且空隙较多，渗透系数较小，抗剪强度低，通常在10～25kPa，且土壤的压缩性强，压缩系数在0.5～1.5MPa-1内。由于软弱土具有的这些特性，使得将其作为水利工程的地基时，极容易造成地面变形，使工程建筑物沉降，从而对水利工程建设造成破坏，因此，软弱地基的处理是水利工程施工的重点，只有确保地基的稳固，才能保障水利工程建设的质量安全。

2 水利工程施工中软弱地基处理方法

2.1 置换填土法

置换填土法是一种水利工程当中比较常见且效果明显的软弱地基处理方法，它是通过将施工基础地面不符合承载力要求、土质较差的软弱土层去除，用水泥、砾石、灰土等硬度较强、稳定性能较好的岩土材料填充，并对岩土材料进行碾压，形成复合地基，从而增强地基的承载能力，避免沉降的发生[1]。在利用置换填土法对软弱地基处理时应当注意，这种方式比较适用于地层较薄的软弱地基，且用于填充的岩土材料应当尽量均匀、平整地铺在地基上，避免造成岩土材料厚度不均引起的承载力不平衡，使用置换填土法还需要明确垫层的尺寸，一般来说，垫层的厚度≥500mm，使得垫层地面处土层的自重应力和附加应力在软弱土层承载范围内。置换填土法能够很好地提升地基的承载力，但使用该种方法进行软弱地基的处理具有较大的工程量，且操作的成本也比较高，因此，采用该种方法需要对施工条件进行考量。

2.2 排水固结法

在水利工程的施工过程中，除了土质本身硬度较差会造成地基软弱的现象发生，还可能由于地基土层的含水量较高，导致地基承载力下降，容易发生沉降现象。对于这种情况，可以采用排水固结法对软弱地基进行处理[2]。排水固结法的原理是在水利工程正式施工开始之前，对天然地基施加一定的压力，使得地基当中的空隙度降低，从而使地基土中的水分排出，增强地基土颗粒间的固结程度，使地基土的强度得到提升，从而增强地基土的承载力。使用排水固结法对软弱地基进行处理时，需要借助诸如沙井、水管等排水工具，在地基当中设置竖向的排水孔，采取沙井排水和水管排水的方式进行地基土排水，借助建筑物自重对地基进行压实，使得地基土中的多余水分排出，孔隙度减小，促使地基土固结，从而使承载力得到增强。使用排水固结法有一些需要注意的地方，该方法比较适用于水分含量较高的软弱地基土，可以起到很好的排水效果，促进地基的稳定性，但是如果水利工程建设的地基土成分主要是泥炭土时，由于泥炭土粘结程度高，排水性能差，采用排水固结法不能起到促进地基承载力的作用，在施工时需要根据地基土壤特点选用合适的排水方法。

2.3 化学固结法

在水利工程施工中，除了采用排水固結这种物理加压的方式对软弱地基进行处理，还可以采用化学固结的方法来提升地基土的坚实程度，施工中对于软弱地基土的处理一般可以采取深层搅拌法、高压灌浆法以及材料加筋加固法。深层搅拌法对软弱地基的处理原理是让固化剂与软土结合，提升软土的稳定性，提高地基承载力[3]。在利用深层搅拌法时，需要借助深层搅拌机，向地基土当中加入一定比例诸如石灰、水泥等化学固化剂，并对固化剂与地基土进行充分搅拌，使石灰、水泥和地基土有效聚合，形成粘结度较强的土。深层搅拌法适用于具有较多含水量且渗透性低的淤泥质土壤，且能够有效缩短施工的周期；高压灌浆法与深层搅拌法的原理相似，也是一种水利工程当中处理软弱基地的常用方法，它通常采取液压或者气压法将水泥浆或者黏土浆等灌入到软土地基中，使水泥浆、黏土浆和软土充分混合，促使软土颗粒能够固结在一起，排出软土层中原有的空气，形成水泥浆、黏土浆和软土的固结体；材料加筋加固法是利用土工布对地基土进行垫隔，减小软土地基的便宜空间，并将合成材料置于软土地基中，使得软土地基与合成材料之间具有很大的静摩擦力，即使地基上部建筑物发生一定程度的移动或沉降，合成材料与软土之间由于摩擦力也会减小地基上部工程移动和沉降的趋势，该种方法对于提升软弱地基的承载力和稳定性、减小沉降有着很重要的作用。

2.4 水泥旋喷法

水泥旋喷法的原理是通过在软弱地基中形成稳固的旋喷桩，起到牢固地基、防止渗水的效果。利用水泥旋喷法需要借助水泥旋喷机，在对软弱地基进行处理时，先将旋喷机的注浆管至于一定深度的软土地基中，之后启动水泥旋喷机，让水泥旋喷机通过高压将水泥固化浆从注浆管注入到软土地基内，并保持水泥旋喷机以固定的速度向上提升，从而在软土地基中形成软土与水泥固化浆结合的桩体，从而使软土地基更加稳固。

3 结束语

软弱地基是水利工程施工中经常遇到的问题，处理好软弱地基对于确保水利工程建设的稳定性，提高施工的质量有着十分重要的意义。当前对于软弱地基的处理一般采用置换填土法、排水固结法、化学固结法以及水泥旋喷法等，而随着今后水利工程建设的不断发展，地基处理理论、方法、技术都将会进一步提升，只有不断完善对于软弱地基的处理方式，才能使得水利工程的建设质量得到保障。

参考文献

[1]徐颖.浅析水利建设中不良地基处理加固与施工[J].科技展望，2014（24）.

[2]陈立恒.水利工程建设中地基处理方法研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012（3）.

[3]王建军，李舜禹，王文宁，等.水利工程建设中不良地基处理方法研究[J].城市建设理论研究（电子版），2011（30）.

作者简介：郭向军（1977-），男，宁夏盐池人，水利工程师。endprint