浅谈水利施工中软土地基处理的方法

刘明付

摘 要：地基施工是工程施工的基础，在水利建设中，地基施工尤为重要，因为它关系到整个水利工程的稳定性，水利工程和地面工程不一样，由于季节变换，水利工程需要面对的紧急情况更加频繁，再加上水流侵蚀，因此水利工程需要禁受更多考验，一个稳定可靠的水利工程才是造福一方的福祗工程，否则就会想一颗定时炸弹随时威胁周边民众生活生产的安全，而在水利工程的地基建设中，经常遇到软土地基，所以如何处理软土地基，是进行水利工程建设的重要一步，本文探讨的就是一些软土地基处理的常用方法。

关键词：水利施工;软土地基;处理技术

一、概述

水利建设的重点区域是河流干道，选址地点无可避免地是一些河床，由水流冲击形成的河床几乎都是泥沙堆积而成的软土层，它本身具有很高的含水量，在软土本身特点上，它的孔隙较大，相较于普通重塑土的孔隙要大30%左右，再结合状态上，软土颗粒多以胶结方式结合，缺乏足够的压力进行重塑成型，因此呈现出松散性，所以在面对压力时，具有很高的压缩空间，而且软土还有一个显著的特点，就是当软土之间的空隙被压缩后，当外部压力达到一个更高的临界点时，软土本身的孔隙结构会被破坏，从而出现新一轮的明显压缩，此外，松散的软土结构具有很高的灵敏度，在面对外力时，非常容易出现沉降和侧滑，因此如果不加处理，在软土上直接进行工程建设是非常危险的，工程质量得不到保障，这会威胁到下游和周边民众的生命财产安全。

二、水利工程中软土地基的处理技术

1.换填垫层法

软土层本身的不稳定性如同在水利工程和河床之间抹上了一层润滑油，因此，可以采用的最直接的方法就是将这一软土层给清理掉，转而使用稳固的水泥和砂石来替换，这就是所谓的换填垫层法。

换填垫层法适用的范围是在一些以岩石为主的山区，由于这些地区的河流流量本身不大，加上砂石土质本身就相对坚固，所以在河床上堆积的软土层厚度较低，替换的整体工作量不会太大，相反如果在软土层较厚的地区使用该方法，将会面临巨大的工作量。该技术的好处是能够充分分散地基的压力，从根源上改善河床的沉积状态，在面临排水时具有很高的效果。

2.加筋法

加筋法是和换填垫层法的基本操作相同，不过它的特点是，不将底层的软土层清理掉，而是采用加入使软土层聚合的材料来直接提升软土层的承载能力，所谓加筋法中的“筋”，就是指的为软土层加入筋骨的意思，加筋法的操作步骤较为简单，但是这一种方法同样是只适用于浅层的软土层，对于较厚的软土层就无能为力。

在实际操作中，加入的“筋”一般指强度较大，韧性较高的金属材料和复合材料，也有使用氯化钙和硅酸钠溶液进行灌注加固的硅化加固法，不过这种方法存在一个致命的缺点就是成本较高，所以如果不是特殊情况，水利工程建设中处理软土地基多半不会采用这种方法。

3.桩基法

和换填垫层法适用于浅层软土层相对的就是适用于深层软土层处理的桩基法，它的施工过程和普通的高层建筑建设过程有类似之处，俗称就是“打地基”，通过在软土层中加入高承载能力的桩基，向下直达深层的硬土层结构，它的优点就是施工效率高，成本合理，混泥土桩基的稳定性也十分可靠，所以是一种应用较为广泛的处理方法。

4.旋喷法

我们知道，软土层的成分松软容易变形，不利于建造，但是在处理这种土壤时，恰好也能利用这种特性，直接对软土层进行搅拌，再同时混合能够固化的浆液到软土层的缝隙中，像是粘土水泥浆、水泥浆、粘土浆、水泥沙和其他树脂类、聚氨酯类、硅酸盐类化学浆液材料都具有很好的固化效果，和加筋法相比，这种方法构造的地基更加均匀密实，如同全新的高强度复合材料，而且根据软土材料的不同，加入固化剂材料的差异和搅拌转速的不同，可以形成多种不同性能的复合材料，所以该方法具有较好的普适性，该方法在面对淤泥量较大、土质呈粘性、粉土、砂土、黄土、碎形土等软土都能发挥效果，不过在面对像泥炭土这样的有机成分较高的有机质土层时效果很差。

5.加压强夯法

说到加压强夯的办法很多人都能理解，这就如同使用压路机将路基强行夯实一般，在具体操作中，常用的就是使用夯锤的自由落体的压力来进行操作。另外也有使用气压来夯实土壤的真空压顶法，它的操作方式是先在软土层中设置垂直的排水通道和砂垫层，保证土壤的透气效果和排水效果，然后在软土层上加盖一层不透气的封膜，最后通过砂垫层的排水管对其不断进抽气和排水，让砂井和砂垫层之间形成一种负气压状态，从而实现对软土层的加固。

6.预压砂井法

由于各种加固方法没有明显的界限区分，而且每一种加固方法达到的实际效果都有一定的缺憾，比如加压可以实现夯实和排水，抗压能力得到了较大提升，但是在加筋之后，加固的软土层才有更好的抗形变能力，所以在实际施工中，往往是多种方法混合使用，在面对大工程时，还有一套集合多种加固方式形成的专门的预压砂井法。它的操作步骤如下：

第一，将软土层清理干净，去掉杂物，然后在上面铺好砂垫层，这一步和换填垫层法有类似之处。

第二，在软土层中加入改善排水功能的孔隙材料，比如塑料排水板和塑料插管。

第三，在砂垫层上铺设密封膜，再用真空泵来进行地基气压的抽取，为了加快土壤的凝结，可能使用有固化效果的添加材料，或者在后面通过重力加压来达到效果。

总体来说，通过多种加固方式形成的预压砂井法得到的地基具有最好的综合性能，所以了解多种固化方式，交错运用，灵活应用才能达到最好的加固效果。

三、处理软土地基的注意事项

1.施工前的实地研究

在施工前对软土层进行实地研究很有必要，通过成分检测，可以参考前人的经验，制定最好的施工方案，这对于成本控制具有很好的影响，在此过程中，也需要同时对施工地点周围的水文环境，人文环境做出勘测，这些因素都满足条件，水利工程的建设才具有可行性。

2.必须建立有效的检测措施

处理后的软土地基是否能达到要求与最后水利工程的质量密切相关，在完成软土处理之后，必须进行科学的检测实验，其中包括压力，拉力，腐蚀等多方面的实验，即使是套用的前人的处理方案，实际效果也可能因为本地泥土成分的差异和操作中的细微差别导致结果出现很大的差别，而验证是否合格的唯一标准就是实验。

3.对软土处理进行记录归档

对处理数据进行整理归档，是对施工进度进行监控的一个流程，同时，软土处理的归档数据也是我国基建事业中的宝贵经验，通过数据共享，可以为以后面临同样和类似土质的工程建设提供参考，这不仅是为在建的工程本身，也是为国家整体的基建事业添砖加瓦。

四、结语

软土层的处理是水利工程建设中难度较大的一环，但也是最基础的一环，做好软土处理工作，工程建设的质量才有保障，工程效益才能体现，在操作时，面临的软土处理的种类方法多种多样，但是在面对固定的资金投入时，要以最少的资金达到最好的效果需要专业的数据分析和实际的经验累积，总之，软土层处理是一门技术活，因地制宜，活学活用才是王道，照抄照搬会带来安全隐患，而消除这些隐患的关键又在于敢于实验，反复验证，如果发现错误，即使要花费数倍的时间和精力也要推倒重来，切勿将坚实的大坝建立在松软的地基上，否则最终的恶果将會是难以想象的巨大。

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