探究水利工程中软弱地基的处理措施张清

探究水利工程中软弱地基的处理措施张清

张清曹连山

湖北长江清淤疏浚工程有限公司，湖北武汉430010

摘要：进行水利工程施工，不但需要完善的施工设备、材料以及施工人员，还要满足各项实际需求，与此同时还需要能够对施工环境以及周围环境进行详细的分析和探讨。由于我国大部分的地区土壤中含有一定的水分以及有机物质，土质相对来说也是比较松软的，通常情况下，大家会将这种情况称之为软弱地基（软地基）。像是这种类型的地基具有着一定的缺陷，是不适合直接作为建筑物基础的，而是要有针对性的采取一定的措施，以确保整个工程的安全稳定性。

关键词：水利工程；软弱地基；处理措施

1软弱地基的特点

在水利工程施工过程中，由于不同地区的地质环境、地理特征都存在着差异，因此地基土在成分和结构上也有所区别，软弱地基是水利工程施工中经常遇到的地基类型，主要由松散砂质土、淤泥质粘性土等松散的土壤构成。这类土壤含水量一般在40%~80%之间，且空隙较多，渗透系数较小，抗剪强度低，通常在10~25kPa，且土壤的压缩性强，压缩系数在0.5~1.5MPa-1内。由于软弱土具有的这些特性，使得将其作为水利工程的地基时，极容易造成地面变形，使工程建筑物沉降，从而对水利工程建设造成破坏，因此，软弱地基的处理是水利工程施工的重点，只有确保地基的稳固，才能保障水利工程建设的质量安全。

1.1压缩性较高

软土地基有着较高的压缩性，不够稳定，软土的孔隙比大于一，容重比较小，含水量较高，包括较多的有机质，在压缩的时候，相对平缓，要是软土地基压力超出规范，就会产生下降的情况，甚至会突然产生下降的情况。要是其他条件不变，软土压缩性和塑性值有着紧密的联系。

1.2孔隙较大

软土的孔隙明显大于普通土质，一般情况下，主要的原因就是由于软土含水量较高。软土颗粒间接触点产生胶结的情况，自身土层压实能力会显著降低。

1.3触变性

软土有着较高的灵敏性，属于一种沉积物，主要的形态就是絮凝状结构，要是软土当作原状土，结构强度较高，要是受到破坏或者是被扰动，就会损坏结构，软土强度也会显著降低，进而变成稀释的情况。因此要是软土地基遇到振动荷载之后，就会产生侧向滑动或者是沉降等问题。

1.4透水性较差

软土的透水性较差，垂直层面上透水率较低，在进行排水固结的时候会受到影响，主要就是因为结构物沉降时间较长，在加荷的时候，孔隙水压力也会显著提升，地基的强度也会显著降低。不仅如此，软土的抗剪强度较低，而且均匀性较差。在进行施工的时候需要高度重视，选择合理的方法，在检测软土抗剪强度的时候，最好是在现场进行试验。

2软弱地基处理方法的选择

2.1施工环境方面

在进行正式施工的时候，必须要充分的考虑到周围的环境，并且对其所造成的影响进行具体分析。例如：假如施工场地的噪声太大会影响周围居民的正常休息，所以在这一方面必须要做的就是采取有效的防护措施同时也在原有的工艺基础上进行改进，争取将其噪音降到最低或者是规定范围以内；还要着重考虑的是新增加填土会将原有的道路、房屋等各个空间进行挤占，会严重造成侧向移位或者是沉降；进行填土堆载的时候可能会出现一种现象就是大量的土料涌入到工地当中，在一定程度上使整个施工现场环境变得杂乱，在必要的时候是需要采取一定措施进行预防以及处理的；施工的过程中还会出现的现象就是其水位明显的有所下降，同时还将对其周围地基产生一定的影响，并且出现了不均匀沉降的现象，另外在正式实施之前必须做好的工作就是阻水隔离，另外还要考虑到的就是当完成注水后的复原问题。

2.2施工设计

在整个施工的过程当中，设计阶段也是十分重要的，其中用料设计最为关键，主要需要注意以下几方面的问题：工程的用料最好是能够就地取材，同时值得注意的是其工期切不可安排过满或者过紧，必须要做好地基稳定性的有效处理，同时对其管理方法要科学有效的进行。

2.3水工建筑物

在进行地基处理的时候，首先要考虑到的是其水工建筑物的特点、级别、所处环境、深度、尺寸以及建筑物周围的相关因素，同时值得注意的是这些都将对建筑施工产生怎样的影响，特别是对于地下水建筑物产生的重大影响是最应该值得注意的。

3水利工程中软弱地基的处理措施

3.1换填法

这种方法也属于一种比较常见的软土地基处理措施，选择和施工需求相符的土质来替换之前的软土，确保地基能够满足需求。在选择换填法的时候，最开始需要挖出不符合规范的软土，之后填入合适的土质，再进行夯实，如此可以使得水利工程能够更加顺利地进行。一般情况下，换填的土质主要包括粗砂、碎石以及鹅卵石，要想保障整体的安全性以及稳定性，就需要分层进行填充，首先就是矿渣碎石，地基的透水性会显著提升，地基基础也会得到保障。第二层就是灰土层，这层能够保障地基的平衡受力，持续增强地基的稳定性。最后一层就是砂垫层，作用就是去掉淤泥里面的水分和气体，固结地基的土质，提升地基的承载能力。在开展施工的时候，技术人员需要按照实际情况来选择填入物，这样地基也会更加稳定。

3.2桩基法

要是软土地基中存在较多的淤泥，就很难开展更加深度的处理，在这个时期可以选择桩基法。在早起桩基法里面，选择最多的就是砂石桩以及木桩，不过由于科学技术的持续进步，工具数量越来越多，如今钢筋混凝土预制桩得到了广泛的使用，这种措施得到了人们的高度重视。在进行施工的时候，会借助机械或者是人工力量来进行成孔，之后把混凝土注入到软土地基里面，在混凝土放热或者是离子进行交换之后，桩基附近的软土性质也会发生变化，在这个时期就会产生复合型的地基，地基的强度也会显著提升，能够避免产生沉降的情况。不仅如此，由于混凝土承载力较高，所以操作比较简单，成本比较低，能够显著提升工程的稳定性，借助钢筋混凝土预制桩能够显著提升抗压力以及稳定性。

3.3排水固结预压法

排水固结法主要是应用于建筑物建造之前，对天然地基土要提前添加承载作用，使孔隙比明显的缩减，同时提升其建筑物的强度，在进行完荷载卸除后，在一定程度上使沉降明显的降低，提高其地基承载力。排水固结预压方法在一般情况下主要是指充分将建筑物利用起来，自重进行，这是所有方法中最为常见的基础地基处理方法。由于排水固结的工期偏长，所以为了能够使其地基土加快固结，以及有效的缩减土体排水的时间，一般情况下，在相关的地基处理设计中排水孔设置的方向是竖向的。主要包括的有：降低地下水位、加载预压法、真空预压法以及堆载预压方法等联合应用。

3.4深层搅拌法

所谓的深层搅拌主要就是指通过合理的应用深层搅拌机，向地基中加入适当的固化剂以及相关用料，同时在和软黏土进行强制的搅拌，最终构成有一定整体性以及稳定性的高强度地基土，从而使其原有的地基承载力得到明显的提升，沉降速度明显的下降。搅拌桩法的施工也是有一定优点的，主要是工期短，但是像这一类的工程相对来说投资都是比较高的，主要适用的地基为含有较高的水量、抗剪强度偏低、具有较高的压缩性以及渗透性偏差的淤泥或者是质地。其中主要包括的方法为：劈裂灌浆法、深层搅拌法、渗入性关键法以及高压喷射注浆法等。

3.5加载预压法

这种措施主要就是在基础工程开始之前使用，需要按照预压负载的措施来处理软土地基，增强地基的强度，等到工作结束之后，再开展施工建造。要是在完工之后软土地基没有发生变化，承载力也较强，预压负载就能够在自重的基础上落实。要是施工地区的软土地基渗透性较差，要想避免产生排水距离较差，就需要保障土体的固结，而且需要在地基的土层中挖竖向的排水通道。在竖向排水的时候，也可以选择塑料排水板法以及袋装砂井法。

3.6挤密法

挤密法与其他处理方法也有着明显的不同，主要是指将形成桩孔时的侧向挤压与桩间产生的压力，之后用素土或者是灰土将桩孔进行分层夯实，从而在原有的基础上提升地基的承载能力，明显使地基沉降速度下降。主要包括的方法有：挤密砂桩法、强夯法、振冲密实法、夯实水泥土桩法等。

3.7冷热处理

所谓的冷热处理主要是指合理的应用冷冻方式或者是加热土体的方式，将原有的建筑物性能发生改变，并且使其承载力在原有的基础上明显的提高，降低其沉降率，使其稳定性不断的加强。其中主要包括的方法是：冷冻法以及烧结法。

3.8旋喷法

在处理软土地基的时候不仅能够加固土层，而且能够借助旋喷法来进行处理。主要的作用就是借助旋喷机来形成旋喷柱，进而完成对于软土地基的加固以及防渗透处理。旋喷柱主要就是包括高压喷发的水泥浆液以及土体，在进行处理的时候，软土地基的强度以及防渗透性会显著提升。不过这种措施很难有效地处理水利工程软土地基，但是对于有机成分含量较高的软土地基，这种措施不够适用。

在进行水利施工的时候，会涉及到比较多的处理措施，主要的措施包括桩基法，加载预压法，换填法，旋喷法等。这些措施都可以给工程的质量提高更加可靠的保障，最主要的就是可以使得人们的生命安全和财产安全得到更加可靠的保障。在进行施工的时候，有关的工作人员需要充分掌握这个地区的实际情况，选择合理的措施来处理软土地基。

4软弱地基处理技术的创新

4.1掺入外加剂

以前所采用的地基处理方式多数都是根据施工机械角度选用的方法，而从建筑用料方面来考虑的是非常少的。例如：高性能土壤的固化剂可能会出现一系列的物理反应，同时还可能与含有机质的淤泥构成网状结构，有效的使其土壤强度得到增加，沉降率明显降低，这项技术到目前为止国内还没有被普遍的应用，但是在国外已经十分的盛行了。

4.2综合应用

在地基处理方法上最好综合采用多种有效处理方法，能够节省大量的投资成本同时还能使投资企业获得巨大的经济效益。例如：对于软黏土地基的处理，应用强夯法处理可能诱发“橡皮土”的现象出现，不能达到预想的效果，但是有效的将强夯法和排水固结法相结合，那么就会创出一套新的“动力排水固结法”，这项新技术的应用将会在一定程度上解决目前工程中的重大难题。另外将高压喷射注浆法与真空预压法进行有效的结合，那么真空预压法可以做到的是将浆液水进行有效的渗透，同时通过与高压注射喷浆的结合，又使其偏加固技术有了明显的提升。

4.3可持续发展

在如今的施工过程当中，绿色施工技术也是非常值得提倡的，同时在整个发展领域中起着十分重要的意义，并且也是近些年发展的重要途径。近几年来，地基处理技术也一直进行着不断的创新和更新，现在与绿色环保更是有着密切的关系。例如：地下水得到了明显的净化，主要是通过将铁屑或者是碳颗粒的活性截水墙PRB通过对有害物质进行稀释的作用。渣土桩也是目前比较先进的一种地基处理方法，它可以将周围建筑垃圾进行充分的利用，减轻施工现场的环境污染。地基的处理技术还有一个重要的作用就是杜绝有害物质进入到地下水中，同时还能够防止污染区域水的再次扩散。

5结束语

总之，软弱地基是水利工程施工中经常遇到的问题，处理好软弱地基对于确保水利工程建设的稳定性，提高施工的质量有着十分重要的意义。随着近些年经济的迅速发展和科技的不断提高，现在的水利基础设施建设也在逐渐的扩大，但是在这个扩建过程中难免会遇见一些复杂性的问题，像是地势条件较为复杂，气候环境非常恶劣，所以为了能够有效的解决这些问题，需要做的就是采取有针对性的措施进行有效处理，并且确保水利工程的质量以及安全运行问题。地基的处理在整个过程中有着十分重要的作用，所以施工人员必须能够对软弱地基进行高效处理，以保证工程的正常实施，并且通过笔者对相关方法的叙述，在一定程度上将保证地基承载力以及稳定性，但是还有诸多的方面需要进行不断的探讨和研究。

参考文献：

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