浅谈水利工程施工中的软土地基处理技术

(四川蜀禹水利水电工程设计有限公司，四川 德阳，618000)

1 引言

地基的处理是水利工程施工的基础，同时也是施工中最为重要的一个环节。在水利工程的施工过程中常常遇到软土地基的情况，其土质松软、抗压能力较差，容易发生坍塌，甚至导致建筑物倒塌，造成施工难度骤增，进而影响施工质量和拖慢工程进度。近年来我国水利工程行业在不断发展，地基处理技术也随之不断进步，水利工程施工后发生严重沉降或不均匀塌陷的情况也有所减少。但是，对于软土地基的加固处理，仍需要根据施工地区的具体情况，结合对水利工程基础施工的要求以及相关法律规定，进行具体分析与界定，确定合适的处理技术。只有因地制宜地开展水利工程软土地基的处理工作，才能更加有效地提升软土地基的承载力和结构的稳定性，从而使水利工程施工的效率和质量得以提高。

2 软土地基的基本特点及危害

2.1 软土地基的基本特点

水利工程通常建设在湿度较高的地区，这里的土质多为淤泥，密度较小，含有大量的水分和有机物杂质，这样的土质称之为软土。软土地基的高含水量和空隙较大的特点导致其固结能力较差。软土的孔隙比一般为普通土壤的1.3倍左右，因此其抗压能力较弱，当软土地基承受较大的荷载时，土层就会压缩，使地基整体发生沉降现象。软土的高含水量也使其渗透能力很差，不利于地基的排水与固结，当承受荷载后常会出现较高的孔隙水压力。

软土的另一个重要特点就是高灵敏度，体现在触变性上。当一块软土区域作为原状土时，通常还具有一定的结构强度，但是如果受到振动，这块区域内部的土层结构就会受到损害，软土强度会迅速地下降，很快变成稀释的状态，抗压能力也随之降低，极易出现侧向滑动、沉降现象，以及底部地面两侧软土挤出的情况。

除此之外，软土的特点还有抗剪强度低、不均匀性和流变性等。

2.2 软土地基对于水利工程的危害

软土地基带给水利工程的最大问题就是增加工程难度。软土地基支撑能力较差，很容易在挖掘过程中发生坍塌，因此很多陆地工程也会选择远离软土地基区域。可是，很多情况下，水利工程施工因条件限制不能轻易更换施工地质，而解决软基问题存在着很大的困难，这给施工建设带来更多的不确定性。

软土地基含水量多，就造成了其稳定性差的问题，如果在工程施工之前，没有对其进行有效的处理，容易直接导致工程中建筑物整体的沉降。软土地基的范围通常没有办法进行准确确定，如果建筑物的受力不均匀，除了会引发沉降现象，还有可能使建筑物的墙体发生龟裂，甚至倒塌。

很多大型河流经历了长久的泥沙堆积，使得软土地基数量比较大。同时，即使在施工过程中避开了软土区域，保证安全和质量并完成了施工，但是，经过长时间的水蚀，还是很容易出现软土地基的情况，对于完成的水利工程来说依然存在很大的隐患。

3 可用于水利工程施工中的软土地基处理技术

3.1 换填管理法

换填管理法是比较常见的软土地基处理方法，能够有效提高软土地基的稳定性和承载力。这一处理方法是将原有的软土基础进行清除，换填为符合施工标准的土质，并进行夯实工作。实际施工过程中一般可采用碎石或是砂卵石等有着低压缩性特点的建筑材料进行换填，并通过不断地加固使得填充材料与土层融合。相较于其他处理技术，这种处理方法不但周期短、见效快，还有操作简单、成本较低的优点。

3.2 化学固结法

化学固结法技术在软土地基的处理中被广泛应用。在施工过程中，可以根据实际的情况选用灌浆法、高压喷射注浆法或深层搅拌法等施工方法。灌浆法一般利用液压将浆液注入缝隙中进行填充，缝隙可以是自然的，也可人为制造，通过浆液的固化使软土地基的物理性质得到改善，进而加强地基的稳定性；高压喷射注浆法的原理与灌浆法相似，不同之处在于将浆液注入裂缝中的手段是通过高压气流而非液压；深层搅拌法则是使用深层搅拌机械将固化剂与软土在地基中强制拌和，固结软土基础。相较于其他处理方法，运用化学固结法的软土地基施工虽然成本比较高，但整体应用的效果比较好，能够最大程度上减少软土地基的沉降。

化学固结法的浆液除选用水泥浆液外，还常选用硅酸钠溶液，即硅化加固法。硅化加固有单液硅化和双液硅化两种方式，前者是把硅酸钠溶液通过带孔的金属灌注管，加压注入到软土层中；后者则是先后将氯化钙溶液和硅酸钠溶液注入到软土层中，两种溶液发生化学反应，与泥土颗粒一并胶结，使软土地基得到加固，渗水性能得到提高。硅化加固法能够明显地提高软土地基的渗透系数，加强软土渗水的性能，还能使泥土颗粒半径增大，从而缩小空隙、加固地基。

3.3 排水固结法

排水固结法指通过排水设施排除掉软土地基中的多余水分，使软土地基孔隙比减小、强度与固结能力得到提高，从而增强软土地基的整体稳定性。软土地基排水固结主要有两种排水方式，一种是通过砂井或水管来排水，方法是在地基中设置砂井或水管等竖向排水体，然后根据建筑物本身的重量进行加载，使孔隙水排出、地基固结；另一种方式是堆载预压排水，方法是建筑物施工前，提前在软土地基上进行加载预压，其压力超过要求的承载额度，从而排出软土中的孔隙水，使软土地基在施工之前提前沉降与固结。排水固结法可以有效地解决施工后软土地基的沉降问题，被运用来处理饱和与软弱的软土地基，但并不适合用于渗透性极低的泥炭土地基。

3.4 桩基法

对于软土量巨大、软土层较厚的软土地基，很难进行全面的换填或是固化处理，这时可以采用桩基法。早期的桩基法常采用木桩或砂石预制桩，而现在一般采用钢筋混凝土预制桩。施工的过程中，使用人工或是运用机械对软土层打孔，然后将混凝土注入孔洞内，通过混凝土的固化使桩基周围的软土性质随之变化，形成强度相对更高、更加稳定的复合型地基，减少了沉降和坍塌现象的可能发生。桩基法的施工难度较小，投资也比较低，被广泛应用在水利工程施工中。

4 结语

近年来，我国水利工程行业在不断地发展，软土地基处理技术也得以不断创新和进步，新型加固材料不断被研发与投产，这给软土地基的处理提供了有利的外部条件。在水利工程的施工过程中，需要根据实际情况选择适合的软土地基处理技术，才能在保证施工质量的同时，有效解决软土地基导致的问题，避免施工进度发生延误。