水利工程软土地基勘察及处理技术

张舶航 朱颖 张玉婷 武磊

摘 要：水利工程建設是关系国计民生的重要工程项目，与社会大众日常生活息息相关。为确保水利工程建设项目顺利开展，就需要在施工前期做好对水利工程所处建设场地地质环境的全面勘察与处理工作，以免水利工程后期使用运行环节中出现地质问题，影响使用效果。从这一角度上来说，做好水利工程软土地基勘察与处理技术，对水利工程建设质量的提升有积极意义与价值。文章即尝试对软土地基基础特点进行分析，然后指出在水利工程软土地基勘察处理方面的关键要点，指出需要通过地质测绘、勘探点布置以及参数计算的方式，确保水利工程软土地基基础勘察工作的有效开展。同时配合勘察结果采取针对性的技术措施对软土地基基础进行针对性处理，对换填技术、垫层技术、加筋技术以及加载预压技术在软土地基处理中的应用内容进行分析，旨在进一步优化软土地基处理质量，为水利工程项目建设质量的提升奠定基础，值得引起业内关注。

关键词：水利工程；软土地基；勘察；处理

Investigation and Treatment Technology

of Soft Soil Foundation in Water Conservancy Engineering

Zhang Bohang Zhu Ying Zhang Yuting Wu Lei

Jiangsu Engineering Survey and Research Institute Co.，Ltd. JiangsuYangzhou 225007

Abstract：Water conservancy engineering construction is an important engineering project related to the national economy and people's livelihood，and is closely related to the daily life of the general public.To ensure the smooth implementation of water conservancy engineering construction projects，it is necessary to conduct a comprehensive survey and treatment of the geological environment of the construction site where the water conservancy engineering is located in the early stages of construction，in order to avoid geological problems that may affect the effectiveness of the later use and operation of the water conservancy engineering.From this perspective，doing a good job in the investigation and treatment technology of soft soil foundation in hydraulic engineering has positive significance and value for improving the quality of hydraulic engineering construction.The article attempts to analyze the characteristics of soft soil foundation，and then points out the key points in the investigation and treatment of soft soil foundation in hydraulic engineering.It points out that geological surveying，exploration point layout，and parameter calculation are necessary to ensure the effective implementation of soft soil foundation investigation work in hydraulic engineering.At the same time，in conjunction with the survey results，targeted technical measures are taken to treat the soft soil foundation.The application content of replacement and filling technology，cushion technology，reinforcement technology，and loading preloading technology in soft soil foundation treatment is analyzed，with the aim of further optimizing the quality of soft soil foundation treatment and laying the foundation for improving the construction quality of water conservancy projects，which is worthy of industry attention.

Keywords：water conservancy engineering；Soft soil foundation；Survey；handle

既往大量工程实践经验表明，为确保水利工程建设质量以及施工技术要求达到满意状态，就必须在施工前期做好对水利工程建设现场的地质勘察工作，帮助施工人员全面了解工程建设所处场地的地质地貌特点，基于此对水利工程施工方案进行合理制定与优化，以确保设计方案科学性水平，同时积极应对水利工程建设中所可能出现的一系列问题。软土地基基础作为一种独特地质结构特征，具有透水性差、压缩性高、沉降速度快以及结构不均匀性等特点，若不及时予以处理可能导致水利工程建设质量大打折扣。考虑到软土地基基础对水利工程结构稳定性以及安全性的重要影响，相关人员必须高度重视软土地基勘察工作的开展，并配合勘察结果采取针对性的技术措施对软土地基基础进行针对性处理，以确保水利工程施工质量达到理想状态。以下即尝试就水利工程软土地基勘察以及处理的关键问题进行分析与探讨。

1 软土地基特点

随着社会经济的发展，水利工程建设数量持续增多，建设规模进行性扩大，部分水利工程项目施工期间会遭遇软土地基问题，若不及时进行勘察与处理，可能导致水利工程施工效果大打折扣，加强对水利工程软土地基的勘察质量以及技术处理措施，对进一步提高水利工程施工质量，提高其稳固性水平有重要意义。具体而言，在水利工程施工期间遭遇软土地基具有以下几个方面的特点：

1.1 透水性差

软土地基基础自身缺乏良好的透水性能，尤其对水利工程施工中地基基础排水工程管控有严格要求，以提高透水性改善软土地基基础的承载能力以及稳固性。此项处理措施需要投入大量人力物力参与其中，且存在施工周期长的特点，工程成本高。

1.2 压缩性高

受外部压力性因素影响，导致软土地基呈现出结构变形问题，压缩性明显。水利工程在遭遇软土地基后需要加强压缩性能方面的处理工作，避免在水利工程施工以及后期使用中出现坍塌或其他质量问题。

1.3 沉降速度快

水利工程软土地基基础强度水平不足，加上土质密度偏低，伴随承载力的增加导致不均匀沉降问题的产生，且既往工程经验表明，随着承载力的持续上升，沉降速度有加快趋势，会对软土地基基础处理质量产生重要不良影响。

1.4 结构不均匀

软土地基基础自身存在结构不均匀性的特点与问题，受软土地基基础土质密度低以及结构稳定性差等因素影响，导致软土地基在正常使用与处理过程中承载力对软土地基结构产生重要影响，导致沉降或坍塌问题的发生。

2 水利工程软土地基勘察要点

2.1 地质测绘要点

在对地质测绘问题进行分析的过程中，需要加强对水利工程所处地理位置地质特征的深入分析。如平原、近海区域、海陆交接区域等不同地质条件下土壤中所含的有机物质、淤泥等软土层的具体情况存在较大差异，河滩、河床处于较大厚度的软土地基层中，给水利工程施工作業开展带来一定问题与难度。因此，施工前期必须积极开展面向水利工程建设施工现场的地质测绘工作，及时了解水利工程施工区域内的软土地基分布情况、土质特征以及分布面积等内容，形成专业的地质勘察报告，为施工方案的合理优化奠定基础。

2.2 勘探点布置

在勘察工作实施期间，不同阶段所展开勘探工作以及关键要点存在一定的差异性。工作人员需要在水利工程施工前对软土地基相关区域以及类似工程地质资料信息进行全面收集与归纳，结合水利工程建设特点制定针对性的勘察任务，对勘察点进行合理布置，并考虑水利工程所处地理位置以及特殊性，确定勘察点的设置深度，以确保勘察点勘察工作顺利开展，并真实反映软土地基现场实际情况。

2.3 参数计算

在水利工程勘察工作开展期间会得到一系列参数信息，这部分信息的应用会直接对水利工程施工质量以及软土地基处理技术应用情况产生直接影响，因此必须加强对勘察数据的精准性管理。在一系列勘察实验工作开展期间，工作人员需要充分明确水利工程施工区域软土地基的物理力学参数特征，与实际工程环境以及勘察实验条件相结合，对软土地基基础特征进行全面总结，得到科学有效的结论。同时，考虑到软土地基结构会受上部荷载重量以及自重因素的影响，而导致沉降固结问题的产生。一般情况下软土地基基础所处的深度越深，意味着土层稳定性越好，且土层内含水量会呈现出一定的下降趋势。在勘察作业人员对软土地基基础土层信息数据进行采集期间，需要尽可能减少对土层的扰动，采样作业结束后需要立即进行密封处理，以免对结构稳定性产生影响。

3 水利工程软土地基处理技术

3.1 换填技术

换填技术是水利工程软土地基基础处理中最常见的技术类型之一，换填技术的核心工作原理是借助于对伸缩性差且抗剪力较高原材料的合理应用，对原有软土层激进型替换，以此种方式达到提高软土地基基础荷载承载力的目的。结合既往工程经验来看，换填技术对冻土层、暗沟、淤泥质土等区域内的水利工程施工项目有良好适用性。并且，受不同材料类型以及用途差异性因素的影响，导致水利工程软土地基基础处理施工中需要充分结合工程土质特点，对处理技术进行合理选择。

3.2 垫层技术

在对水利工程软土地基基础进行处理期间，除对换填技术的应用以外，还涉及应用垫层技术以巩固水利工程软土地基建设质量的目的。在垫层技术应用期间，所涉及的处理原材料包括沙壤土、砂石以及水泥土等，在应用前需要对软土地基基础进行压实处理，以改变原有地基基础形状为目标，促进地基基础强度以及承载力水平的提升，通过此种方式优化水利工程软土地基基础的抗压缩性能。在对垫层技术进行应用期间，首先需要对软土地基基础底部较软土层进行挖除，选择强度更高且质地优良的材料进行填充，其间所选择材料包括碎石、煤矸石以及砂石等。填充期间需要对填充材料进行平均分配，持续对软土地基基础进行压实处理，以增加土层密实度，确保地基结构形成质量更为理想。该技术应用过程中具有分解原有软土地基基础压力的效果，可以避免土层沉降问题的产生，促进软土地基基础承载能力的提升，兼具良好的防渗透效果。目前技术条件支持下，多针对土层较薄软土地基基础工程项目应用此项技术处理，以达到满意的处理效果。

3.3 加筋处理技术

水利工程施工项目所遭遇软土地基的情况下存在一定共性，以含砂砾材料土层分布广泛为主要特征，在地基土质持续变化背景下导致砂砾质量也呈现出相应的变化趋势，随着时间延长导致工程变形问题的产生。因此，为解决该问题对软土地基基础所产生影响，就需要选择更高强度的材料添加到软土地基基础中，以达到提高地基强度水平的目的。在高强度材料填充至地基土层后，会导致软土地基基础中原有砂砾与对所填充材料产生摩擦力，最终通过交互式融合的方式导致全新土层物质的产生。这种土层物质具有良好的稳定性与强度水平，变形风险低，可符合现行技术标准要求。另外，在加筋技术处理期间，可以尝试在软土地基基础上表面铺设一层新的砂石，然后将其他原材料铺设在砂石层表面上。通过此种方式，在水利工程承受较大外力作用影响的情况下，对砂石层形状进行合理调节与修改，以达到保护下方地基基础的目的。

3.4 加载预压技术

水利工程项目建设期间所采取的软土地基基础处理技术丰富多样，包括对加载预压技术的合理应用。此项技术措施需要在水利工程项目建设施工作业正式开展前进行，受预压作用力因素影响，使软土地基基础形成结构更为紧密的关系，以促进强度水提升。既往经验中通常将软土地基基础加载预压技术应用于建筑设施施工过程中，利用建筑物自身重量进行减压处理。同时，可通过土层加固处理的方式對土体排水位置进行有效控制，将排水管道架设于土层部位，借助于排水板或普通沙井的方式支持排水功能的实现。其具体工作原理如下图所示。

结语

众所周知，水利工程施工呈现出一定的复杂性特征，且受地质地貌因素影响，水利工程施工期间可能遭遇软土地基问题，若不及时予以勘察处理，可能导致水利工程施工质量受到影响。只有做好软土地基基础勘察工作，并对此类不良地质条件进行针对性处理，才能够有效降低水利工程建设安全隐患，对工程质量的提升产生积极促进作用。在水利工程软土地基基础处理中，需要通过地质测绘、勘探点布置以及参数计算的方式，确保水利工程软土地基基础勘察工作的有效开展。同时配合勘察结果采取针对性的技术措施对软土地基基础进行针对性处理，以确保水利工程施工质量达到理想状态。在此期间，工作人员需要掌握软土地基基础处理的关键要点，通过对换填技术、垫层技术、加筋技术以及加载预压技术在软土地基处理中的应用内容进行分析，旨在进一步优化软土地基处理质量，为水利工程项目建设质量的提升奠定基础，值得引起业内关注。

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作者简介：张舶航（1991— ），男，汉族，江苏南京人，硕士，中级职称（工程师），研究方向：勘察、岩土、检测。