水利施工中软土地基处理技术研究

潘丽 蚌埠市江河水利工程建设有限责任公司

软土地基处理技术可以直接影响到水利工程的整体质量，因此，为了有效地保证水利工程的质量，就应更加重视软土地基的处理技术。在软土地基施工之前，应对场地条件进行详细调查，然后采取合理的方法，因地制宜地有效处理软土地基，减少土体孔隙，有效提高软土地基的承载力和稳定性。

一、水利施工中软土地基的特点与危害

（一）土质分布不均

软土地基的结构比较复杂，会有各种成分的混合土。按土层深度排列，各层之间性能差异明显。土体密度不均匀，不同土体的承载力不同，对地基结构的影响不同。如果软土地基在施工前未进行处理，地基工程的强度将达不到标准，上部水利工程将在施工后期出现不规则倒塌，影响水利工程的质量和安全。

（二）低强度

水利工程对相应的施工技术要求很高。然而，由于软土地基的组成特点、高含水量和软结构的限制，软土地基的强度相对较低，早期沉降可能不明显。如果有外部干扰或在长期连续压力过程中的上部荷载，当地基上的压力不断变化时，会表现出高压缩性、稳定性差、易变形、裂缝和坍塌等事故，特别是在地震等自然灾害期间，安全风险加大，严重影响水利工程的使用。

（三）透水性差

水利工程软土基本上含有粉土，含水量高，具有一定的粘性，透水性差。地表水不能向下渗透，地基中的积水严重，直接影响软土地基的稳定性和安全性。此外，上水利工程设施在长期接触雨水时易发生侵蚀破坏，降低了水利工程的使用性能和使用寿命，因此需要在软土地基处理中投入大量的人力物力进行排水工作。这使得施工时间和成本都有了一定的提高。

（四）沉降频率高

水利工程施工工期长，软土地基具有很强的压缩性。一些软土地基在施工后一直没有明显沉降的状态。此外，软土地基本身强度较低，土体承载力有限。随着工程的发展，在软土地基上荷载和外荷载共同作用下，软土地基具有很强的压缩性，随着软土地基上压力的不断增加，将不能承受水利建筑结构的自重，而且沉降速度会越来越快。当沉降值超过工程安全标准时，就会出现倾斜、失稳、坍塌等问题，严重影响水利工程的施工质量和进度，威胁水利建设结构的稳定。

二、水利施工中软土地基处理技术研究

（一）排水固结法

该技术的关键是排水系统和加压系统。根据加压方法的多样性，可分为真空预压法、超载预压法、沉淀预压法等。然而，软土地基的排水是根据软土地基渗透性差的原理来实现的。第一种加压方式较为常见，在软土地基表面铺设一层砂垫层，埋设排水管，用封闭膜隔绝大气，然后用真空泵装置形成真空区，提高地基承载力；第二种方法效果显著，但超载预压阈值不易控制；第三种方法类似于真空预压覆膜法，在软土上设置砂井和塑料排水沟，根据工程实际情况和处理要求、经济性等原则综合考虑。

（二）化学固结法

一般情况下，在其它简单经济的处理方案均未达到理想效果后，采用该方法进行改进。特别是在新材料不断出现和使用的情况下，可用于软土地基的填筑和变形，可明显增强地基的稳定性。有高压喷射法、深层搅拌法、注浆法等。它们都是用来硬化软土通过使用有针对性的化学材料。深层搅拌法是将固化剂掺入原土地基中。高压喷射注浆法原理与注浆法相同。灌浆采用高压气流、气压和水压分别注入裂缝中，以提高软土地基的承载力和硬度，显著降低软土地基的沉降，保证水利建设工程的整体质量。

（三）灌浆处理法

按灌浆方法可分为渗透灌浆、劈裂灌浆、硅化灌浆和水泥搅拌法。渗透注浆法更适合于含更多裂缝的软土地基，可以保证原有结构不受破坏。劈裂灌浆受力后难以保证原有结构，需要扩大灌浆范围，硅化灌浆法可提高强度，软土地基的压实性和实际承载力是通过将主要由硅酸钠组成的混合溶液注入地基底部结构而固化成石的。水泥搅拌法是目前水利工程中最常见的地基处理方法，它以水泥浆为主要材料，将软土与固化组分混合，使水泥浆与软土发生反应，利用固化水泥去除软土层中的水分，提高软土结构的性能，提高其稳定性和压力，从而提高水利工程基础结构的耐久性和安全性。为保证注浆法的良好处理效果，一是要做好前期勘察工作，合理选择固化剂，调配浆液。二是选择合适的注浆方法，严格控制注浆压力和单注浆量，保证充填的均匀密实，突出固化能力，从而达到有效提高软土地基物理性质的目的。

（四）换填处理法

换填处理法操作相对简单，工艺性不强，处理成本低。通常适用于软土层较薄的情况。主要方法是利用平原土、砂土等高综合强度的材料代替原软土地基表层的粉质粘土，以提高地块的地基强度。处理的重点是换填材料的选择和填筑层的铺设。回填材料应选用渗透性强、密实性好的材料。考虑到施工成本，最好使用当地材料，用最普通的砂、灰土和水泥代替。分层压实施工的质量管理。控制单次填筑厚度，选择合适的碾压机械进行压实，及时检查压实度、平整度。根据要求，做好地基压实处理，确保各层的压实质量合格，在地基上形成较好的承载层，从而提高原有区域基础结构的综合强度。

（五）水泥土搅拌桩

水泥土加固是在加固的过程中发生的物理和化学反应，其与混凝土的硬化原理还具有一定的区别。混凝土硬化是水泥与填充物质所产生的水化和水解，其发生凝结的速度较快。而水泥加固土中的水泥量不高，最多可为加固土的1/5，水泥产生的水解等化学反应也在活性介质内完成，其强度提升的速度较混凝土更低。

当前工程所使用的搅拌桩布桩方式可为格构式和柱状形式。以前者为例，通常应用于软土地基和粉砂中能够产生更为理想的效果。软土地基发生沉降的原因主要为侧向出现变形的情况，在软土地基中使用悬浮的搅拌桩，便可有效对软土的侧向进行控制，从而降低发生沉降的概率。

综上所述，在实践研究过程，要结合具体工程实际，有针对性地制定更加完善的软土地基处理方案，从而才能不断提高软土地基处理技术应用效率。