堤防工程软基加固的方法

傅文凯

【摘 要】目前，堤防建设中软基处理已成为一个更重要的问题。由于软基路堤对于软基路堤的质量会有很大的影响，如果处理不当，也可能影响到人民群众的生命和财产安全。因此，应该谨慎处理软基路堤的问题。这篇文章是专门介绍一些软基处理方法，为水利堤防工程建设的开展提供参考依据。

【关键词】堤防基础；地基基础；软基处理；方法分析

0.前言

由于软土的物理和力学性能相对较差以及它本身包含了大量的水，并且还具有较低的亮度，因此很容易受到干扰。高质量的地方造价非常昂贵，而相关的技术标准都非常高，对于地面变形控制和稳定性的要求是非常严格的。这使得在软土地区路基施工产生了很多的技术问题。本文基于水利工程建设为背景，对水利工程软基的特性、处理原则、堤防失稳的破坏机理以及加固方法等进行着重分析。

1.水利工程软基处理原则

1.1沉降控制的指标

地基沉降控制周期设定完成后一般为15a。对于一般工程在终点区剩余的T结算后不能超过30厘米；而与水利等项目区里较近的路段，其沉降差距不能超过10厘米。

1.2建设时间要求

通常堤防建设所用的总时间为2～3a，而内路基施工的时间一般控制在一个a。因此，我们需要采取一些措施。至尽可能在最短的时间内，完成后的沉降要符合有关规定。

2.软土地基上堤防失稳的破坏机理

软提防滑动根本原因是地基基础薄弱的方面剪切应力超过其剪切强度，稳定平衡遭到破坏。主要有两个因素：第一，因为剪切应力增加，如大坝建设中上部充填重量增加，降雨使土壤容重增加；提高生产原料的渗透力；地震、打桩引起的动态负载。其次，因为软土本身的剪切强度下降。如孔隙水压力增大，气候变化造成的干裂，冻结和解冻，粘土层间因洪水和粘性土的蠕变等。堤防稳定性分析时，通常是将假想滑动面以上的土壤作为刚体，它是受平衡条件的限制的，以其中的各种力量的滑动面、平均剪切强度和剪切应力的平均比率来定义其安全系数，FN>L土处于稳定状态；FN

因此，在滑动状态或有滑动趋势的土壤中达到一个稳定的状态，必须Fn>1（堤在不同的级别，FN值是不同的，一般在1.05和1.30之间），有两种方法：①增加土壤的抗剪强度，从而使孔隙水威力消散，如用于基础的加固；②在减少土壤的剪切应力的作用方面，如减少堤防的横截面面积，以避免对堤防的干扰等。第一个方法被广泛应用于工程。

3.工程软土地基的特性

最常见的软粘土，工程地质性质淤泥或最坏的粉土的数量，通常适用于天然孔隙率大于或等于1.5的土壤，粘土也被称为淤泥，空隙率大于1.0小于1.5的粘土被称为粉质粘土，其主要特点是：

（1）空隙率和自然含水量大。软土的天然孔隙比一般在e=1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然水分在W=50～70%，通常大于液限，高的可达200%。

（2）高压缩性。淤泥和淤泥质土的压缩系一般大于0.5MPa，楼建在这种软土上会出现较大的沉降，特别是沉降不均会导致建筑物开裂和损坏。

（3）透水性弱。软土含水量是非常大，另外由于透气性好，渗透系数K≤1（毫米/天）。因为渗透性小，所以土壤受载荷后，常常呈现出高孔隙水压力，影响实地基的固结。

（4）抗剪强度低。软土通常是软塑料-塑料的流动状态，由于外部载荷作用，剪切性能差，根据一些数据统计，中国的软土无侧限剪切强度一般小于30kN/m2（相当于0.3kg/cm2）。不排水抗剪，其内摩擦角几乎为零，剪切强度仅仅依赖于凝聚力，C<30kN/m2，固结快切时，Φ一般是5至150。因此，提高强度的关键是排水。如果土壤有排水出口，会随着压力增加得到有效的逐渐巩固。相反，如果没有良好的排水出口，随着负载的增加，其强度可能被削弱。在这样的建筑物软土上尽可能采取“轻薄”的原则，降低建筑物的荷载。

（5）灵敏度高。软粘土，尤其是海相沉积的软粘土结构中具有一定的剪切强度，但一旦被破坏，剪切强度将显着降低。软粘土扰动后强度降低的特性可用灵敏度（含水量在相同条件下，原状和重塑土无侧限抗压强度比）来表示，软粘土的灵敏度一般是3～4之间，也有更高的情况。因此，应避免使用高灵敏度的软土在堤防的基础上，尽量避免对土壤的扰动。冲填土是水利冲填形成的产物。含砂量较高的填充土，具有巩固情况较好的机械性能；含沙量较高的冲填土强度较低，具有欠凝固性。杂填土大多是由建筑垃圾，生活垃圾和工业垃圾堆填而成，因此具有结构的无规律性。垃圾填充为主的填土，腐殖质含量较高，强度较低，压缩性更大。工业废渣充填为主的填土，可能含有水合物，遇水容易肿胀和崩解，降低了填土强度。

4.进行软基加固处理的方法

在软土地基上填筑路堤时，应该先对路基稳定和沉降这两个问题进行考虑。在一般情况下，对软地面基础的处理方法有很多，常用的有替代法、挤密砂桩、砂垫层、塑料排水板等方法。在软地基加固和处理过程中，施工技术和施工的技术人员使用的控制程序，必须严格按照有关规则和程序操作，而当在施工过程中达到所需的要求。施工过程是：先将表土去掉，然后把水排掉，完成后除去钻井泥浆，在你店层进行分层换填石头，进行泥垫的处理，必须要符合要求，符合要求的分层路基进行填筑压实试验后，进一步进行夯实偏转测试，最后进行堤防的建筑。软基处理前，应该首先进行石头泥的收集、就近堆放以及质量检验，将严格控制石泥中粘土含量小于20%，同时确保石块的直径低于压实厚度的2/3，尽量使用强度<20MPa的软岩或软质岩，防止对透水垫层设置的影响。

在泥石填充时要进行分层填筑，分层夯实。汽车装卸石头要尽可能集中，从地基的中间向两侧扩大；推土机摊铺必须光滑、均匀；推土机在填补底时做到均匀、光滑；对于换填土层要用推土机碾压，前3～4次使用15T左右的光轮压路机碾压，碾压混凝土必须做到开始时缓慢前进，但也注意尽量直来直去，速度应均匀，尽量避免因使用不正确的方式，使软土压实反弹沉降的发生。在碾压时要保证重叠1/2，直到车轮重轮可以将整个匡杜全部压扁，通常需要重新碾压四次。然后：

①石泥在较低的堤下层形成可渗透的垫层，将目标厚度的软土更换下来。

②石头泥可通过块石的骨架作用使得软基达到一定的密集度，确保过程中各部分的压实之后能够密实。下图为加固的基本方法和手段：

在进行挖泥和回填软地基前，必须先将回填的机械，人员和其他相关准备工作，力争清除底部，回填及碾压的一次成功。石泥在分层回填时要将松土层厚度控制在0.5米之内，同时做压实砂研磨和粘土填充石块之间的空隙等工作。准确的将当天的作业段的石泥填到地下水位以上。只有在路基完成处理后，才可以正常进行路基工程建设。必须严格执行监督程序，每一道工序都必须通过监理者的检查和审核批准之后，才可以进行施工；此外，同时还要设置沉降观测点，做好对松软的地面建筑面积沉降的观测。在石灰桩，二灰桩的桩孔灌注新鲜石灰或生石灰混合适量的粉煤灰（通常称为两个灰色），分层夯实。它通过生石灰的高吸水性和膨胀后的离子交换作用以及在空气中二氧化碳具有土挤密桩的作用与水酸化反应，从而加强基础实力。

瓷砖等土工合成材料使的堤基基础表面增加，同时使的堤基负载得到均匀的分散。当地基塑料剪切受到破坏时，土工合成材料将起到防止或减少损害的形成，起到减小破坏发展的作用，从而达到提高承载能力的目的。此外，土工合成材料和地基土之间的摩擦将对地基土的侧向变形起到缓解作用，从而提高了堤防地基的稳定性。

5.施工检查

5.1孔压

一般可采用钢丝孔压计，其性能可满足复杂压力条件的相关需求。钻孔进行埋设时，一个孔埋有一只的压力表，钻孔的埋藏深度在50cm以上时，使用钻杆将压力表压到预定的深度，然后用现场污泥对孔进行封堵。在铺设的时候要对仪器进行保护，要保障电缆的链接，要做好及时的观察，确保该仪器在埋设过程中可以正常的开展工作。

5.2地面沉降

在对沉降的埋设位置膜的位置上进行两层土工布的铺设，是为了防止沉降的底板刺密封膜，然后做好沉降标的安放工作，用沙袋将底板的周围压好，确保沉降标是安全的。地表沉降使用的是水准的测量，在其处理范围以外进行基准点的设置。

6.总结

堤防工程的软基处理关系到堤防建设的速度和质量，所以要处理好软基的相关工作。但在实际施工中，路基软基不仅要按照相关标准和要求并结合经验进行操作，但也需要具体问题具体处理，并最终确保堤防的稳定性。

【参考文献】

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