刍议河堤地基处理与设计

郑继为

【摘要】河堤地基处理是当前水利工程改造中的重点工程之一，做好河道地基處理，能够有效发挥河堤的防洪蓄水、通行功能和景观功能。本文首先介绍河堤施工中常见的不良地基土类型，然后对河堤地基的设计与处理技术进行简要的介绍，希望相关论述能对河堤地基处理起到一定的促进作用。

【关键词】地基土；处理；设计

在我国改革进程中，作为一项分享改革红利的民生工程，水利工程项目的建设一直是国家和民众关注的重点，也是惠及于民的重点工程。在水利工程项目的建设过程中，河堤作为河道整治中的重点工程项目，其施工方案和施工质量一直是研究的重点，但是，由于各类河堤除了要承担防洪功能之外，还应具备通行功能和景观功能，因此，对于河堤的地基的处理与设计就是河堤工程施工的基础，需要引起极大重视，保证河堤地基的处理质量和设计方案能够使河堤工程长远的发挥其功能，促进人与自然的和谐。由于各类河道的地质条件不一，因此，笔者选取所熟悉的而且也是实践较多的几类河堤地基土进行介绍，然后分析其处理与设计过程。

一、河堤施工过程中常见不良地基土类型

我国地域辽阔，地质结构和土壤质量非常不均匀，在进行河堤工程项目建设施工时，需要先做好勘测设计工作，对建设用地及周边的地质和水文特征展开科学的调查，确定具体的土质，然后再采用相关技术进行处理，确保相关河堤工程项目建设的顺利进行。如下对我国河堤工程项目建设过程中常见的不良地基土土质进行介绍。

（一）软粘土

软粘土是河堤工程项目建设过程中常见的不良地基土土质类型，这种地基土的特点就是强度很低、十分容易变形、渗透能力较差，这样的特点的地基土对河堤工程项目建设带来的危害十分严重，此类土质的地基土处理过程十分复杂。

（二）湿陷性黄土

在我国的南方地区，在河道改造工程中，对于河堤工程项目建设，湿陷性黄土类型的不良地基土也是十分常见。这样的地基土土质，会在覆土层的自重力、竖向附加荷载等各种外力的作用下，使土层的整体结构产生变化，随之发生显著的变形。湿陷性黄土类型的地基土，在河堤项目建设过程中必须经过科学改造，才能避免工程建设过程和完工后带来的安全和质量问题。

（三）膨胀土

膨胀土主要矿物成分是蒙脱石，在我国许多地区均有分布，此类土质的承载力相对而言较高，这类土具有遇水会膨胀、干燥就收缩和反复的膨胀变形等特性，浸水会使土层的承载力下降、干化会出现干缩裂缝，此类土性质极不稳定。这类土的显著特征是随着土层内水分的变化，土质条件就会变化，对工程质量有严重的危害。

（四）饱和松散砂土

饱和松散沙土主要是由粉砂或者细砂组成的，这些成分的土质在常见的情况下，通过静荷载的作用而保持较高的强度，但是如果遇到如地震或者是外力作用，土质结构会出现液化反映，使得整个地基出现大范围的沉陷变形，对地基的稳固性造成严重的威胁。

二、河堤施工过程中常见不良地基土的处理与设计

地基土的质量对河堤建筑整体质量影响很大，对于在不良地基土进行河堤工程项目建设时，一定要先依据河堤地基土的情况进行科学的分析，然后设计出适宜的地基处理方案，然后依据设计方案采取适宜的技术对地基土进行改造，使得地基的整体能力达到相应的施工要求与施工标准。如下，对不良地基土改造设计过程中的常用地基处理技术进行简要论述。

（一）置换法

不良土改造中，置换法是常用的处理技术，其主要有换填法、振冲置换法和夯（挤）置换法三种。

1、换填法

换填法是挖除地基表面的不良地基土，用压密特性好的土重新回填然后在压实或者夯实，在地基土中形成良好的持力层，进而改变地基的承载力特性，提高地基土的抗变形能力和稳定性能。施工的重点是要将不良地基土全部挖除，而且要注意坑边稳定，对于填料一定要保证质量，压实过程要分层进行。

2、振冲置换法

振冲置换法是用高压水射流不良地基土层，然后采用专门的振冲机具，进行边振动边冲洗，在地基中成孔，然后在将碎石或卵石等填料填入孔中，形成桩体。这类桩体与原有的地基土形成复合地基，达到提高地基承载力，较小地基土的压缩性的目的。本法施工注意事项是：对于强度低的软粘土此法作用效果差，应慎重采用。

3、强夯法与强夯置换法

强夯法也叫动力压实法和动力固结法。此类方法是采用夯锤（质量在10～50顿范围内），将夯锤提升到一定高度（10～30米），利用自由落体运动的冲击力，对地基形成强烈冲击，并使地基进行振动，地基层得到有效压缩，地基的承载力得到提升，地基沙土的抗液化能力得到改善，最终达到消除湿陷性黄土地基的湿陷性。强夯法在使用后，土层的均匀程度提高，减少地基将来可能会产生的差异沉降。

上世纪80年代后期，在湿陷性黄土地基的处理技术中，在强夯法的基础上，强夯置换法出现了。强夯置换法相较于强夯法，增加了一道处理工序，即首先不是用夯锤直接锤击，而是在夯坑内回填填充物，具体填充物是颗粒材料，常用的如块石、碎石等，然后再用夯锤反复夯击，最终形成砂石桩与湿陷性黄土构成的复合地基，从而提高地基的承载力并减少地基沉降。在工程实践中，强夯法加固效果显著和适用土类广等优点得到广泛证明，强夯法对于各种地质条件的湿陷性黄土均能取得较好效果。

（二）土挤密桩法和灰土挤密桩法

挤密桩法利用的是机械进行成孔过程中对土层的横向挤压作用，使桩孔内的土被挤向周围，各个桩间土挤密，然后依据挤密桩法的不同，向桩孔中注入介质，土挤密桩法则是将素土（粘性土）填入桩孔中，灰土挤密桩法是将灰土分层填入桩孔内，然后分层夯填密实，达到设计标高。

在工程实践中，土挤密桩、灰土挤密桩适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，此法处理深度在5～15米之间，尤其适用于含水量饱和度较低的湿陷性地基，不但能消除地基的湿陷性还能有效提高地基承载能力。但是，当地基含水量大于25%、饱和度超过60%时，由于在成孔及拔管过程中，桩孔及其周围容易缩颈和隆起，故挤密效果差，因此此方法不适用于地下水位以及毛细胞和地带的湿陷性黄土地基。土挤密桩挤密法适用于以消除地基土的湿陷性；灰土挤密桩挤密法适用用提高地基土的承载能力或者增强其水稳定性。

总结：

对于河堤地基的处理，以往在设计与处理的过程中，由于技术水平、经济条件和发展思想等的制约，使得地基处理水平不具备可持续使用的能力，对于河道的整治和河堤功能的发挥没有起到很好的促进作用。在科学技术水平快速发展的今天，河道地基土的处理，应从长远考虑，使河堤地基在经过有效的设计和处理之后，能够长远的发挥其作用，保证河堤长久为民服务。

参考文献：

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