水利堤防工程软基的处理方法

朱本明　樊利容　王颖

摘 要：在水利堤防工程中，软基处理是较为重要的问题。如果处理不好，极易影响堤防工程的稳定性。在对水利堤防工程软基处理原则进行介绍的基础上，简单阐述了软基的处理方法，以提高水利堤防工程的整体安全性。

关键词：水利堤防工程；软基处理；承载力；地基沉降

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.158

水利堤防工程的软基是指工程建设位置的地质为软土，由于软土具有含水量和空隙大、承载力低、透水性差和易受扰动等特点，导致其在建设中需要较高的技术保障，以保证软土地基的稳定性符合堤防工程的需求。如果处理不当，导致软土地基承受的剪应力超过其自身的抗剪强度，则会造成地基失去稳定，进而引发堤防滑动破坏。

1 水利堤防工程软基处理的原则

1.1 控制沉降指标

为了避免出现沉降差异而导致水利堤防工程出现问题，就需要对软基的沉降指标进行控制。通常而言，完工后地基的沉降年限需>15年，一般地段工程完工后地基的剩余沉降量应≤30 cm，桥涵及其附近路段工程完工后地基沉降应≤10 cm，桥头地基与一般地基的过渡段需要超过50 m。

1.2 严格控制施工时间

为了保证水利堤防工程软地基沉降控制的整体性，使其达到规定标准，需要严格控制工程建设的施工时间。一般而言，整个水利堤防工程的建设需要在1～3年内完成，而路基建设需要在1年内完成。

1.3 做好桥头地基处理

桥头安全是整个堤防工程安全的重要保障，因此，要做好桥头地基处理工作。具体可从以下2方面着手：①桥头需要处理的长度约为5～7倍的填土高度，且处理时应从桥台中心线开始；②需要对桥台护坡的地基进行适当处理，桥头小型构造物过渡段的长度应在10 m左右。

1.4 选用适当的填料

填料能在一定程度上改变软土地基的性质，补充地基的不足，因此，选择合适的填料十分重要。在选择填料时，可采用石灰、水泥等，虽然粉煤灰能降低和减少软地基的含水量和空隙，但由于产地的局限，加之生产量降低，可排除此填料。可选用混凝土、水泥等填料，并根据工程构造差异，合理设置填料厚度，比如小型构造物的基础，应选用厚度在1.5 m以下的砂垫层。

2 水利堤防工程软基的处理方法

2.1 利用自身的质量提高软基的抗剪强度

利用水利堤防工程自身的质量挤出软基中的淤泥或淤泥质土，从而提高软基的抗剪强度。在该方法中，需要逐步提高堤身的质量，并利用自身质量消除淤泥或淤泥质土中的水应力，提高有效应力；同时，为了避免出现不均匀沉陷的问题，在堤防工程建设的过程中，还应该将堤防坡度放缓，控制填筑速度，并采取分期加高。此方法比较适用于呈流塑态淤泥或淤泥质土的软土地基堤防工程，且工期较长的工程中。其优点在于可以降低投资成本；缺点为需要较长的施工周期。

2.2 利用抛石提高软基的抗剪强度

在该方法中，通过将一定数量、粒径合适的块石抛填到软土地基中，以挤走软土地基中的淤泥或淤泥质土，达到提高软基抗剪强度的目的。此方法中使用的块石需要具备不易风化的特点，其尺寸需>30 cm。在施工过程中，抛填石料时，需要结合软土之下地层横坡的情况确定抛填方向。当横坡平坦时，需要从软基中部向两侧抛填石料；当横坡陡峭超过10%时，应从软基高侧向低侧抛填，并在软基上设置反滤层。当软基表现为流塑态淤泥或淤泥质土，且水利堤防工程有施工期限要求时，可采用此方法。此方法优点在于技术较为简单，投资成本不高。

2.3 采用垫层去除软基

采用该方法时，会直接将无法满足堤防地质条件的软土挖出，并利用强度高、透水性好和易压实的碎石、砂或石渣等材料回填，使其作为水利堤防工程的持力层，以消除软土地基的缺点。该方法施工工艺较为简单，可就地取材，投资成本较低。当软土地基的深度较浅，通过小规模的开挖就能去除软基时，可考虑采用此方法。

2.4 预压软基

该方法的原理是通过排出软基中的孔隙水、缩小软基间的空隙，提高软基的抗剪强度，利用的工具为加压系统和排水系统。常见的加压系统包括空预压和堆载预压；排水系统包括排水砂沟、水平排水垫层和其他排水砂、塑料排水板等。在采用该方法处理软基时，需要清除软基周围的植被和表土，铺设砂垫层，利用排水板和排水管改善排水条件，用密封模覆盖砂垫层，并利用真空泵抽取模内气压。由于该方法需要较长的加固时间，且每次处理的范围有限，因此，只适用于淤泥或淤泥质土，且工期较长的工程。

2.5 利用混凝土做桩

该方法是通过在地基中树立混凝土桩体实现的，其使用的混凝土强度较低，可作为竖向增强体，与周边软地基结合形成复合地基，从而减小软土地基的沉降，提高地基整体的承载能力。该方法适用于土质为黏性、淤泥质土或粉砂土等的软基。

2.6 振动水冲方法

振动法需要的工具为振冲器，它是一种类似混凝土振捣器的机具，上、下两端分别有喷水口。振冲器可借助自身的冲击荷载和振动作用在地基中打孔，利用初始强度较高的砂、碎石填充，并将其分层振实或夯实地基，从而提高地基的抗剪强度。二灰桩和石灰桩是较为常见的桩体，其填充桩孔的材料为混有粉煤灰或火山灰的生石灰，此种桩体可利用生石灰吸水膨胀的特点，与桩孔周边的空气、水发生反应，从而达到挤密周边地基、提高地基强度的目的。

2.7 搅拌法

搅拌法是通过向软土地基中添加固化剂并搅拌，使软土地基与固化剂之间发生物理或化学反应，形成硬化体，从而提高软土地基强度的方法。在此种方法中，固化剂多为水泥或石灰，搅拌时需要利用深层搅拌机械，从而达到深层软土与固化剂结合反应的目的，适用于高含水量的软基。此方法的优点在于能极大地降低沉降总量，且加固后的地基没有额外的荷载；其缺点为造价高、施工质量难以保证。在使用该方法时，还需要根据地基的实际情况合理设计，选择适当的桩长、配合比等。

2.8 旋喷法

旋喷法需要借助旋喷机具制造旋喷桩，进而提高地基的稳定性和软基的承载能力。旋喷机具通过置于土层深处特殊的旋转喷嘴将水泥固化液喷入土体中，并逐层提升，从而使土体与水泥固化液结合后硬化成旋喷桩。此桩体具有较大的强度，且压缩性较小，避免了软土地基的缺点。当软土地基成分为粉细砂、冲填土或软黏土时，可以使用此方法；当软土地基成分中塘泥土或泥炭土有机成分较高时，严禁使用此方法。

2.9 加筋加固法

加筋加固法是通过在软土地基上铺设土工合成材料，以分散水利堤防建筑的荷载，达到加固软土地基的目的。此方法利用合成材料与软土基之间的摩擦力，解决地基受力侧向变形的问题，同时，还能减少地基下沉量，进而增强地基的稳定性。

3 结束语

综上所述，水利堤防工程软土地基的不稳定性是由于其自身的性质造成的。因此，在对其进行处理时，需要参照处理的基本原则，从改变其自身的性质入手，并结合软土地基的实际情况，选用适当的处理方法，尽可能地提高地基的强度和稳定性，从而达到确保水利堤防工程地基安全的目标。

参考文献

[1]孙丽娜，方艳.堤防工程软基处理及效果分析[J].黑龙江水利科技，2010（2）：133.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： In the water in the embankment project， soft foundation treatment is a more important question. If not handled properly， can easily affect the stability of levee project. Based on the principle of soft soil foundation of water conservancy embankment engineering are introduced in this paper， briefly discusses the method for soft foundation treatment， to improve the overall safety of water conservancy dike engineering.

Key words： water conservancy embankment engineering； soft foundation treatment； bearing capacity； settlement of foundation