水利工程中软土地基处理的方法探讨

1．水利工程中的软土地基介绍

水利工程建设与普通的工程建设相比有一定的特殊性，基本都建设在河、海等湿度大的地方，所以可以说水利工程大多建设在软土地基之上。因此，软土地基的处理就成为水利工程施工质量的决定性因素。软土地基主要是指由淤泥或者类似淤泥性质的软土构成的地基，由于这些软土内部含大量水分，内部空隙多，凝固性差，承压能力低，容易变形等，导致了软土地基的牢固度较差。总之，软土地基的不可预见性较大，若在建设中地基处理方法不妥当，在工程使用中很可能会出现建筑受损，地基难以固定及发生沉降，若软土层受力不均匀，上面的水工建筑物的荷载作用在软土层上，不仅引起水工建筑物的沉降，甚至水工建筑物开裂和倒塌。

2．软基土坝的基础处理方法

2．1桩基法

这是目前水利工程施工建设中应用较广泛的地基加固方法之一，其中应用最多的是钢筋混凝土管桩与预应力管桩，鉴于其良好的牢固性质，甚至可被用在含水量较大的土体中。以南水北调中线一期工程总干渠潮河段为例，施工桩号SH（3）158+200～164+500 渠段，属粘砂多层结构，渠道底板主要位于细砂、重砂壤土和中壤土中，渠坡主要由细砂、重砂壤土和中壤土构成。重砂壤土、细砂土质不均，具弱-中等透水性，建设中采用挤密砂石桩处理渠道地基。挤密砂石桩桩位采取正三角形布置，桩距为200cm，桩径为60cm。施工中挤密砂石桩应间隔（跳打）进行，并由两侧向中间试验成桩，均匀分布，逐步加密，及时夯填。使用基桩法还要做好施工的质量检验工作，按照设计要求检查每根挤密砂石桩的填料量以及成桩过程中桩管的垂直度、成孔深度、留振时间、拔管速度、反差次数、有效桩长等，并对各项参数及试验情况进行详细记录。 2．2换填法

换填法是软土地基处理中常用的方法之一，原理是换用符合施工要求的土质来取代软土，从而使得土地满足水利工程建筑的地基设计要求。在进行换填法施工过程中，先用大型机械设备将不符合水利工程建筑的地基设计要求的软土质全部挖出，根据相应的水利工程质量等级要求，填入恰当的能够满足水利工程建筑的地基设计要求的土质，并对所填充的地基进行夯实，确保水利施工的顺利进行。

一般而言，填充土质由多种土质组成，包括碎石、粗砂、鹅卵石等成分，为保证填充地基的稳固性，通常填充地基分为多层，第一层为碎石和矿渣垫层，这对增加地基透水性十分重要，高缝隙、高强度的碎石、矿渣在确保地基高强度的前提下，实现了地基的高透水，从而确保了地基的质量，保证了水利工程的施工质量；第二层为灰土和素土垫层，这个垫层在平衡桩体和桩间土在荷载情况下共同承担荷载中起着十分重要的作用，确保了地基的受力平衡，加强了地基的稳固性；第三层是砂和砂垫层，砂和砂垫层有助于淤泥土质的水和气体的排出，促进土质结固，提高地基的承载力。 2．3排水砂垫层法

排水砂垫层法通常应用于富含大量水分的淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭等土质的软土地基，通过对土质进行排水，以增加土质强度、减缓土质压缩性，从而使得土质满足水利工程建筑的地基设计要求。在施工过程中，通常在软土地基底部填充一层高渗水的砂垫层，随着水利工程施工的进行，富含水分的软土层受力越来越大，水分不断不排挤出来，通过砂垫层渗透出去，从而加强软土地基的结固，提高软土地基的强度，确保土质满足水利工程建筑的地基设计要求。为有效防止地下水反渗，通常还要在砂垫层上面铺设隔水性能良好的粘土层。在砂垫层选材上，通常选取粗砂、鹅卵石等具有高强度、高缝隙的透水材料，在保证透水情况下，提高地基的强度。在砂垫层填充时，要做好地基基坑的固定工作，并将砂垫层材料充分搅拌均匀，铺设于地基底部，并夯实、夯平。同时，要做好地基底部排水工作，做引水槽，将渗透下来的水有效排放出去，并做好防止倒流工作，加快排水固结速度。

2．4化学固结处理法

化学固结处理法来说，就是在进行软土地基处理的时候利用一系列化学的方法进行地基的固结，以便加强其自身的稳定性。一般来说，其常见的手段有灌浆、深层搅拌等。这几种手段对于软土处理具有不同的作用，比如灌浆处理，其采用液压或气压方式，向地基内部灌入一定量的具有凝固功能的浆液，或通过注浆管把水泥浆液均匀注入土层，赶走原土层中水分或空气，并使土层变形，通过浆液的凝固作用使原土层松散颗粒和裂隙胶结成新的结合体，提高原土层承载力和压缩模量，起到地基加固作用。常用的灌注物质包括水泥浆、粘土浆等。压力注浆施工工序一般为：钻孔→清管→打管→注浆→拔管→清管。对于深层搅拌来说，它就是在进行软土处理的过程中，利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，进而通过特制的深层搅拌机械进行搅拌，并且在地基深处就将软土和固化剂进行粘合，从而利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬化结成具有整体性，水稳定性和一定强度的优质地基。对于化学固结法，其主要的功能就是加强软土的硬度和承载能力，从而减少沉降量，这样一来也就可以很好的提高地基的稳定性。

3．总结语

目前，软土地的处理方式较多，各种方法也有其优缺点和适合使用的具体地基情况。水利施工中软土地基处理中不同的方法可以解决不同的软土地基情况，因此在软土地基处理实践工作过程中，要结合具体情况，按照水利工程的建造级别，针对不同的软土土质，充分考虑水利工程性价比，严格按照水利工程质量规定，把握施工时间，在确保按时完工的前提下，选取恰当的软土地基处理方法，加强对软土地基的改造工作，以满足水利工程建筑的地基设计要求。

参考文献

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