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(duì)近年來(lái)水利堤防工程及堤防建設(shè)工程中使用過(guò)的一些軟基礎(chǔ)處理措施進(jìn)行了歸納分析，對(duì)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(duì)人們的生命及則產(chǎn)安全有著直接的關(guān)系。我國(guó)一直都非常重視對(duì)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(cái)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(guò)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(dòng)、破壞的原因主要是在軟土地基中某個(gè)軟弱面上的產(chǎn)生了超過(guò)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(gè)因素：

（1）軟土地基某個(gè)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(guò)程中荷重增加：長(zhǎng)時(shí)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(dòng)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(zhǎng)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(jiǎn)單說(shuō)就是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單地計(jì)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(gè)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(lái)進(jìn)行選擇，當(dāng)橫坡平坦時(shí)，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(shí)，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(jiǎn)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(jì)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(jià)格低廉并且施工的工藝也比較簡(jiǎn)單，因此該方法廣泛被應(yīng)用于軟土層較淺并且工程開(kāi)挖的方量比較小的情況。

2.3堤身自重?cái)D淤法

堤身自重?cái)D淤法是一種通過(guò)提升地基本身的抗剪強(qiáng)度來(lái)對(duì)抗剪應(yīng)力從而達(dá)到加固地基目的的方法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)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(guò)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?cái)D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(zhǎng)。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(zhǎng)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(lái)提高地基的承載能力，同時(shí)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(kāi)始注漿，噴頭以一定的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)同時(shí)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(duì)軟粘土、沖填土以及粉細(xì)砂等地基進(jìn)行加固，但同時(shí)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(shí)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(guò)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(shí)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(guò)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(zhǎng)的加固時(shí)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(dòng)水沖法

振沖器是振動(dòng)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(gè)噴水口，地基在振動(dòng)、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(shí)，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(duì)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(gè)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(duì)于確保人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全有著直接的聯(lián)系，這就需要我們應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行高度重視。隨著洪水災(zāi)害的日益嚴(yán)峻，對(duì)進(jìn)行相關(guān)提防護(hù)岸工程的建設(shè)其要求也是越來(lái)越高，這就需要在施工之時(shí)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。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃新安.《堤防工程軟土地基處理方法探討》.[J].四川建材2014（03）.

[2]楊敏旺.《堤防工程軟基處理方法及檢測(cè)》[J].水利科技與經(jīng)濟(jì).2013（03）.