基于水利工程堤防軟基處理方法

申群

【摘要】文章主要是介紹了堤防工程軟基的特性，并對近年來水利堤防工程及堤防建設(shè)工程中使用過的一些軟基礎(chǔ)處理措施進(jìn)行了歸納分析，對各種措施的適用條件進(jìn)行了探討，旨在為類似工程提供有益經(jīng)驗(yàn)借鑒。

【關(guān)鍵詞】水利堤防工程；軟土地基；處理方法·

引言

水利工程的穩(wěn)定和牢固與否，對人們的生命及則產(chǎn)安全有著直接的關(guān)系。我國一直都非常重視對水利工程中相關(guān)提防與護(hù)岸工程的建設(shè)工作，為了使得人民的生命及財產(chǎn)免受洪水的破壞，所以加強(qiáng)相關(guān)提防護(hù)岸工程的建設(shè)就顯得刻不容緩。本文深入探討了有關(guān)水利工程中提防軟土地基方面的施工技術(shù)，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和代表性。

1、堤防工程中軟土地基

軟土的生成環(huán)境決定了其組成以及狀態(tài)特征。因?yàn)檐浲镣ǔ６夹纬捎谝陨咸岬降乃鞑煌〞巢⑶绎柡腿毖醯撵o水盆地，那里的土礦物成分主要是含大量有機(jī)質(zhì)的水云母、蒙德石。有機(jī)質(zhì)的含量一般都在5-15%之間，最大可以達(dá)17-251。大量的負(fù)電荷存在于這些粘土礦物以及有機(jī)質(zhì)顆粒的表面，產(chǎn)生的靜電荷引力以及分子引力在的沉積過程中作用于礦物顆粒使其逐漸形成了絮狀、蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，而負(fù)電荷與水分子還產(chǎn)生了極其強(qiáng)烈的作用，在其外圍形成了一層結(jié)合水膜。

根據(jù)軟土地基的特點(diǎn)進(jìn)行分析，軟土地基堤防出現(xiàn)滑動、破壞的原因主要是在軟土地基中某個軟弱面上的產(chǎn)生了超過其抗剪強(qiáng)度的剪應(yīng)力，故其的穩(wěn)定平衡能力遭到了破壞。而出現(xiàn)這種情況主要有兩個因素：

（1）軟土地基某個層面的剪應(yīng)力增加。比如進(jìn)行堤壩的中上部填土施工過程中荷重增加：長時間大量降雨導(dǎo)致土體的容重增加：出現(xiàn)地震或進(jìn)行打樁等情況產(chǎn)生一定動荷載等。

（2）軟土地基本身的抗剪強(qiáng)度降低。例如地基孔隙中的水應(yīng)力升高；氣候驟變導(dǎo)致地基干裂、凍融；因長期浸水導(dǎo)致粘土夾層軟化或粘性土蠕變等。

2、常用的堤防工程的軟基處理方法

2. 1拋石擠淤法

拋石擠淤法簡單說就是經(jīng)過簡單地計算后，在需要進(jìn)行處理的軟土地基的位置拋下一定數(shù)量、粒徑的石塊，然后擠走原地基位置處的淤泥質(zhì)土或者淤泥，從而實(shí)現(xiàn)將軟土地基加固的自的。這種方法主要有以下幾個要求：

（1）用于拋填地基的石塊一般應(yīng)選取不易風(fēng)化且大小不小于30cm的石料。

（2）進(jìn)行拋填的方向應(yīng)根據(jù)軟土地基的下臥層橫坡情況來進(jìn)行選擇，當(dāng)橫坡平坦時，應(yīng)從地基的中部逐漸向地基的兩側(cè)擴(kuò)展拋填；而當(dāng)橫坡坡陡大于1：10時，應(yīng)從坡高出向坡低出進(jìn)行拋填。

（3）在初步的拋填完成后，應(yīng)在拋填層的上部鋪設(shè)反濾層。

拋石擠淤的施工方法施行簡單并且花費(fèi)較少，較常用于處理性質(zhì)屬于流塑態(tài)的軟土地基。

2.2墊層法

墊層法首先應(yīng)將靠近堤防基底部分的、不滿足規(guī)定地基設(shè)計要求的軟土全部挖除，然后用碎石、砂、石渣等一些壓縮性低、強(qiáng)度高、透水性好且易壓實(shí)的材料進(jìn)行人工回填形成新的持力層。這種方法因其能夠就地取材、價格低廉并且施工的工藝也比較簡單，因此該方法廣泛被應(yīng)用于軟土層較淺并且工程開挖的方量比較小的情況。

2.3堤身自重擠淤法

堤身自重擠淤法是一種通過提升地基本身的抗剪強(qiáng)度來對抗剪應(yīng)力從而達(dá)到加固地基目的的方法。簡單來說就是通過將堤身的自重逐漸增加，使得在堤身自重的作用下處于流塑態(tài)的淤泥質(zhì)土或淤泥因受到擠壓導(dǎo)致其孔隙中的水應(yīng)力充分消散并且使得有效應(yīng)力得到增加，從而提高了地基的抗剪強(qiáng)度。在進(jìn)行擠淤的過程中為了避免因增加地基自重而導(dǎo)致不均勻沉陷的情況發(fā)生，應(yīng)將堤坡、堤身的填筑速度減緩、放慢，還可以采取分期進(jìn)行加高的方法。堤身自重擠淤法的優(yōu)點(diǎn)是大大減少了工程投資，但相應(yīng)在工程期限上有所加長。因此，這種方法適合于流塑態(tài)的軟土地基并且工程期限較長的情況。

2.4旋噴法

旋噴法是采用由旋噴機(jī)具制作出旋噴樁來提高地基的承載能力，同時也能夠作為聯(lián)鎖樁進(jìn)行施工或者進(jìn)行定向噴射以形成連續(xù)墻用于地基的防滲工作。旋噴樁的制作流程主要是：首先將帶有特殊噴頭的注漿管放置在土層的預(yù)定深度后開始注漿，噴頭以一定的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)同時進(jìn)行位置的提升，最后高壓噴射出的水泥固化使得漿液與土體混合最終凝固硬化。這種制作出的旋噴樁與被加固土體進(jìn)行比較，有強(qiáng)度大、壓縮性小的優(yōu)良特性，因此十分適用于對軟粘土、沖填土以及粉細(xì)砂等地基進(jìn)行加固，但同時要注意，這種方法用于加固有機(jī)質(zhì)成分含量較高的地基效果較差，而嚴(yán)禁在有機(jī)質(zhì)成分含量極高的塘泥土、泥炭土等地基進(jìn)行使用，因此這種方法使用時應(yīng)慎重選擇。

2.5預(yù)壓砂井法

預(yù)壓砂井法是指在地基上通過配合使用排水、加壓的系統(tǒng)使得將其孔隙中的水排出的方法。常用的排水系統(tǒng)有：水平排水砂溝、排水墊層或其它的水平排水體以及豎直方向的塑料排水板、排水砂井等；而加壓系統(tǒng)主要有：真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓以及降低地下水位等，同時又將聯(lián)合使用真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓系統(tǒng)的方法稱為真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法。

預(yù)壓砂井法的基本過程主要是：首先應(yīng)需要清除即將被加固的軟土地基范圍內(nèi)的植被以及表土，完成后再在上面加鋪一層砂墊層：之后將塑料排水板垂直下插，并且橫向在砂墊層的中間布置排水管，目的改善地基的排水條件。最后在砂墊層的上方鋪設(shè)一層密封膜，并用真空泵將密封膜內(nèi)地基的氣壓抽至80kPa以上。這種方法往往需要較長的加固時間，并且抽真空處理的范圍十分有限，因此僅適用于工期寬裕的、流變性不是很強(qiáng)的軟土地基的處理。

2.6振動水沖法

振沖器是振動水沖法中必不可少的一項(xiàng)工具，其原理與插入式的混凝土振搗器相類似，這種振沖器在上、下部分別有一個噴水口，地基在振動、沖擊荷載的作用下形成孔隙，之后分別在孔內(nèi)填入碎石和砂等材料，最后分層進(jìn)行地基的夯實(shí)以達(dá)到加固的目的。但是應(yīng)注意在用砂樁、碎石樁進(jìn)行加固時，地基的初始強(qiáng)度不能太低，性質(zhì)較軟的地基不宜采用。也可將新鮮的生石灰或者摻有適量火山灰、粉煤灰的生石灰灌入樁孔中，由于生石灰具有強(qiáng)吸水性，石灰膨脹后也能對周圍的地基土起到擠密、加強(qiáng)的作用。

2.7塑料排水板

在軟土地基中加設(shè)垂直方向的塑料排水板可以使得地基的排水固結(jié)功能得到加強(qiáng)。這種塑料排水板具有足夠的縱向通水能力、良好的力學(xué)性能以及較強(qiáng)的濾膜滲透性和隔土性，并且可以以較低的進(jìn)水阻力將從周圍土體中排出的孔隙水聚集，然后從垂直排水道排出，從而使土體固結(jié)使得提地基的承載力得到高。塑料排水板。

2.8混凝土樁

通常將由低強(qiáng)度的混凝土樁作為豎向增強(qiáng)體而形成的復(fù)合地基稱為低強(qiáng)度混凝土樁復(fù)合地基。由于這種復(fù)合地基能有效提高地基的承載力，降低發(fā)生地基沉降的概率，并且適用于處理粘性土、粉砂土等各種類型的軟土地基而被廣泛應(yīng)用于水利提防工程的軟基處理工作。

3、總結(jié)

眾所周知，堤防工程中軟土地基的處理與整個水利堤防工程的建設(shè)安全有著很大的關(guān)聯(lián)。作為水利工程當(dāng)中較為有效的防洪工程措施，建設(shè)相關(guān)提防護(hù)岸工程對于確保人們的生命及財產(chǎn)安全有著直接的聯(lián)系，這就需要我們應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行高度重視。隨著洪水災(zāi)害的日益嚴(yán)峻，對進(jìn)行相關(guān)提防護(hù)岸工程的建設(shè)其要求也是越來越高，這就需要在施工之時采用一些科學(xué)先進(jìn)的施工技術(shù)，從而確保提防護(hù)岸建筑在整體上的穩(wěn)定性和安全性。

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