试论水利工程中的软土地基施工技术

马吉博

【摘 要】与建筑工程中的基础结构相比，水利工程的基础结构也一样重要，特别是软土地基结构形式更为复杂，大多为沉积土质为主的粘土层，土质有较大空隙，虽然含水率较大，但在图纸中的渗透性较小，水下土体都具有高承载力、高压缩性的特点，因此在软土地基上进行施工时，地基强度是重点。

【关键词】水利工程；软土地基；施工技术；

近几年，随着水利工程中的地基处理技术不断发展，水利工程的地基稳定性增强了，施工后不均匀塌陷的问题减少了。但是，对于软土地基的加固处理，需要根据具体的地质情况和资本投入状况，进行具体问题具体分析，在既能够保证在软土地段上修筑桥梁或路段的稳定性，又能够节约成本的情况下，为今后的软土地基的处理技术做好铺垫。

一、软土地基的特征

软土是指天然含水量高、孔隙较大、压缩性较高及抗剪强度低的细粒土。而软土地基是以软土为主要成分，同时与粉沙、粉土等其他成分混合而成的地基。致使软土地基有以下特点：质地软、渗透性差、含水量较大且孔隙性高、可塑性强、抗剪度低和承载力低。

二、软土地基上建筑物失稳的原因

在软土地基上进行水利工程的施工，建筑物总是因为滑动而受到损坏。建筑物发生滑动的主要原因是，在软土地基中的某一个面上的抗剪强度低于它所遭受的剪应力，打破了原本的平衡。主要原因有以下两个方面，一是由于在施工的过程中，地基上面的负荷增大或者由于降水，造成软土的容重增加，导致了剪应力的加大；二是因为软土地基自身的特点造成的。

三、水利施工中软土地基处理技术

1.换填管理法

在进行水利施工软土地基处理时，如果遇到的软土层比较薄的情况，可以将基底以下一定深度范围内的软土层挖出，用灰土、水泥、沙土等把软弱土层换填，在完成换填后，一定要进行有效的夯实，使换填后的土层符合工程对地基承载力的要求。一般来说，换填土包括砂和砂垫层，碎石和矿渣垫层，灰土和素土垫层。在进行换填管理的过程中，根据实际情况选择不同的底层材料，对于材料不同的垫层，所起的作用也是不同的，但主要是使用抗剪强度较高、压缩性较低的填筑材料替代软土，提高地基的承载力。由于换填沙土的成本较高，且渗透较严重，因此大多采用就地取材，换填泥土。这样不仅节省了成本，而且有利于水利工程的防渗。在填充软垫层材料的时候，会有一定的空隙出现，这样我们就可以利用透水性强的功能加快排水，利于软土的加快固结，防止低温时出现冻胀问题。

2.排水固结法

在进行水利施工软土地基的管理中，排水固结法是重要的方法之一。排水固结法主要由排水和加压两大部分组成，根据加压方式的不同可以分为：堆载预压法、真空预压法、降水预压法和联合加压法。在排水固结的过程中，我们需要利用建筑物本身的重量进行加压管理，或者在建筑工程开展之前对施工场地先进行加载预压，从而使土体中的空隙逐渐减小，达到固结的目的。排水系统是充分利用土层自身所具备的透水特性，在地基中安放排水装置，由排水装置集中进行排水。常见的排水装置主要有两种：塑料水管排水和沙井排水。

3.强夯法

在空隙较大，且含水量在一定范围内的软弱粘性土的软土地基处理中一般运用强夯法进行处理。所谓强夯法就是把重达80千牛的夯锤上升到一定的高度，使夯锤做自由落体运动，利用夯锤自身的重量将土夯实。在水利施工中的软土地基的处理中合理的运用强夯法，能够有效提高软土地基的承载力。

4.振动水冲法

振动水冲法主要利用振冲器进行作业。振冲器具有上、下喷水孔，类似于插入式混凝土振捣器，利用自身机械的振动和冲击力，首先在地基上进行打孔作业，然后将砂石和泥土等材料注入孔中，最后将孔中的砂石材料等分层进行夯实，最终达到加固地基的目的。

5.高压喷射注浆法

注浆即为灌浆，将两种特性的浆液配比融合，利用泵将混合好的浆液注入软土地基的土层之中或注入到建筑物与地基结合的缝隙中，使得浆液在软土地基中扩散开，并深入渗透，最后将地基硬化，达到加固地基和防水的效果。其步骤可以分为：钻孔、插管、高喷施工和冲洗四个阶段。这种注浆作用表现在粘粘凝固的作用，高压使土层之间产生加密的效果；土质填充饱满，起到割断水流效果；化学反应固结土质等效果，这是在传统的换土层法、夯实法、挤密法等软土地基处理方法中的一种现代软土地基处理方法的创新。

6.井点降水法

井点降水法适用于处理地下水水位过高的软土地基，优点是：降水效果较好，成本低，工期短。缺点在于桥涵多，如果工期紧张要求井点设置较多，就会增大投资。井点降水法的原理是：将井点设备抽水设备設置在地下水位较高的地区，按照安装井点系统、抽水、挖基、拆除井点系统的程序将软土地基的土质水份降低。工作开始前，应注意检查水电和相关设备。在安装井点降水设备的时候，应采取先挖出井点系统的沟壑，再铺设总管，最后将各井点管系统衔接好的方式进行工作。在施工的过程中，抽水必须一次到位，不宜断断续续，并密切注意周围环境的变化，及时调整抽水的大小和流量。施工完成后，要及时拆回井点系统并收理完整。

7.灌浆法

将两种特性的浆液配比融合，利用泵将混合好的浆液注入软土地基的土层之中或注入到建筑物与地基结合的缝隙中，使得浆液在软土地基中扩散开，并深入渗透，最后将地基硬化，达到加固地基和防水的效果。灌浆所用的液体大多是水泥浆、粘土浆及其他化学物质如聚氨酯材料和硅酸盐等。这种方法适用于淤泥软土层及砂质的土层。

8.加筋法

加筋土基法一般运用在沉降量不大的软土地基中。由于软土地基的细粒土颗粒经常发生侧向位移，将耐拉性十分强的工程材料埋在地基土层之中，使二者之间产生强大的摩擦力，在摩擦力的作用下，使土层和埋入地下的工程材料形成一个整体。从而降低了水利设施中软土地基的应力水平，大大提高了软土地基的稳定性，最终，不仅使软土地基符合水利施工的技术要求，还能够有效提高水利施工中软土地基的水平横向排水，使软土地基的荷载分布均匀。

9.水泥土搅拌桩法

水泥土搅拌桩法是胶结法处理水利工程建设施工中软土地基的一种。在进行水利施工中软土地基处理之前，首先利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主体，然后通过专业的深层搅拌机械进行搅拌，并在软土地基的深处将软土和固化剂进行粘合，使得固化剂和地基之间产生一系列的化学反应和物理反应。最终使得水利施工中的软土地基中的软土硬化结成成为一个具有高整体性、高稳定性和一定强度的优质地基。水泥土搅拌桩法不仅可以有效的加强软土地基的硬度和承载力，还能减少软土地基的沉降量。

四、结语

水利施工中软土地基的处理方法较多，其目的都是为了改善软土地基土层性质，增加地基的稳定性，处理的关键在于应根据施工现场软土地基土的性质采区合适的处理办法，最终才能取得良好的处理效果和达到较好的经济效果。

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