芻議河堤地基處理與設計

鄭繼為

【摘要】河堤地基處理是當前水利工程改造中的重點工程之一，做好河道地基處理，能夠有效發揮河堤的防洪蓄水、通行功能和景觀功能。本文首先介紹河堤施工中常見的不良地基土類型，然后對河堤地基的設計與處理技術進行簡要的介紹，希望相關論述能對河堤地基處理起到一定的促進作用。

【關鍵詞】地基土；處理；設計

在我國改革進程中，作為一項分享改革紅利的民生工程，水利工程項目的建設一直是國家和民眾關注的重點，也是惠及于民的重點工程。在水利工程項目的建設過程中，河堤作為河道整治中的重點工程項目，其施工方案和施工質量一直是研究的重點，但是，由于各類河堤除了要承擔防洪功能之外，還應具備通行功能和景觀功能，因此，對于河堤的地基的處理與設計就是河堤工程施工的基礎，需要引起極大重視，保證河堤地基的處理質量和設計方案能夠使河堤工程長遠的發揮其功能，促進人與自然的和諧。由于各類河道的地質條件不一，因此，筆者選取所熟悉的而且也是實踐較多的幾類河堤地基土進行介紹，然后分析其處理與設計過程。

一、河堤施工過程中常見不良地基土類型

我國地域遼闊，地質結構和土壤質量非常不均勻，在進行河堤工程項目建設施工時，需要先做好勘測設計工作，對建設用地及周邊的地質和水文特征展開科學的調查，確定具體的土質，然后再采用相關技術進行處理，確保相關河堤工程項目建設的順利進行。如下對我國河堤工程項目建設過程中常見的不良地基土土質進行介紹。

（一）軟粘土

軟粘土是河堤工程項目建設過程中常見的不良地基土土質類型，這種地基土的特點就是強度很低、十分容易變形、滲透能力較差，這樣的特點的地基土對河堤工程項目建設帶來的危害十分嚴重，此類土質的地基土處理過程十分復雜。

（二）濕陷性黃土

在我國的南方地區，在河道改造工程中，對于河堤工程項目建設，濕陷性黃土類型的不良地基土也是十分常見。這樣的地基土土質，會在覆土層的自重力、豎向附加荷載等各種外力的作用下，使土層的整體結構產生變化，隨之發生顯著的變形。濕陷性黃土類型的地基土，在河堤項目建設過程中必須經過科學改造，才能避免工程建設過程和完工后帶來的安全和質量問題。

（三）膨脹土

膨脹土主要礦物成分是蒙脫石，在我國許多地區均有分布，此類土質的承載力相對而言較高，這類土具有遇水會膨脹、干燥就收縮和反復的膨脹變形等特性，浸水會使土層的承載力下降、干化會出現干縮裂縫，此類土性質極不穩定。這類土的顯著特征是隨著土層內水分的變化，土質條件就會變化，對工程質量有嚴重的危害。

（四）飽和松散砂土

飽和松散沙土主要是由粉砂或者細砂組成的，這些成分的土質在常見的情況下，通過靜荷載的作用而保持較高的強度，但是如果遇到如地震或者是外力作用，土質結構會出現液化反映，使得整個地基出現大范圍的沉陷變形，對地基的穩固性造成嚴重的威脅。

二、河堤施工過程中常見不良地基土的處理與設計

地基土的質量對河堤建筑整體質量影響很大，對于在不良地基土進行河堤工程項目建設時，一定要先依據河堤地基土的情況進行科學的分析，然后設計出適宜的地基處理方案，然后依據設計方案采取適宜的技術對地基土進行改造，使得地基的整體能力達到相應的施工要求與施工標準。如下，對不良地基土改造設計過程中的常用地基處理技術進行簡要論述。

（一）置換法

不良土改造中，置換法是常用的處理技術，其主要有換填法、振沖置換法和夯（擠）置換法三種。

1、換填法

換填法是挖除地基表面的不良地基土，用壓密特性好的土重新回填然后在壓實或者夯實，在地基土中形成良好的持力層，進而改變地基的承載力特性，提高地基土的抗變形能力和穩定性能。施工的重點是要將不良地基土全部挖除，而且要注意坑邊穩定，對于填料一定要保證質量，壓實過程要分層進行。

2、振沖置換法

振沖置換法是用高壓水射流不良地基土層，然后采用專門的振沖機具，進行邊振動邊沖洗，在地基中成孔，然后在將碎石或卵石等填料填入孔中，形成樁體。這類樁體與原有的地基土形成復合地基，達到提高地基承載力，較小地基土的壓縮性的目的。本法施工注意事項是：對于強度低的軟粘土此法作用效果差，應慎重采用。

3、強夯法與強夯置換法

強夯法也叫動力壓實法和動力固結法。此類方法是采用夯錘（質量在10～50頓范圍內），將夯錘提升到一定高度（10～30米），利用自由落體運動的沖擊力，對地基形成強烈沖擊，并使地基進行振動，地基層得到有效壓縮，地基的承載力得到提升，地基沙土的抗液化能力得到改善，最終達到消除濕陷性黃土地基的濕陷性。強夯法在使用后，土層的均勻程度提高，減少地基將來可能會產生的差異沉降。

上世紀80年代后期，在濕陷性黃土地基的處理技術中，在強夯法的基礎上，強夯置換法出現了。強夯置換法相較于強夯法，增加了一道處理工序，即首先不是用夯錘直接錘擊，而是在夯坑內回填填充物，具體填充物是顆粒材料，常用的如塊石、碎石等，然后再用夯錘反復夯擊，最終形成砂石樁與濕陷性黃土構成的復合地基，從而提高地基的承載力并減少地基沉降。在工程實踐中，強夯法加固效果顯著和適用土類廣等優點得到廣泛證明，強夯法對于各種地質條件的濕陷性黃土均能取得較好效果。

（二）土擠密樁法和灰土擠密樁法

擠密樁法利用的是機械進行成孔過程中對土層的橫向擠壓作用，使樁孔內的土被擠向周圍，各個樁間土擠密，然后依據擠密樁法的不同，向樁孔中注入介質，土擠密樁法則是將素土（粘性土）填入樁孔中，灰土擠密樁法是將灰土分層填入樁孔內，然后分層夯填密實，達到設計標高。

在工程實踐中，土擠密樁、灰土擠密樁適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土地基，此法處理深度在5～15米之間，尤其適用于含水量飽和度較低的濕陷性地基，不但能消除地基的濕陷性還能有效提高地基承載能力。但是，當地基含水量大于25%、飽和度超過60%時，由于在成孔及拔管過程中，樁孔及其周圍容易縮頸和隆起，故擠密效果差，因此此方法不適用于地下水位以及毛細胞和地帶的濕陷性黃土地基。土擠密樁擠密法適用于以消除地基土的濕陷性；灰土擠密樁擠密法適用用提高地基土的承載能力或者增強其水穩定性。

總結：

對于河堤地基的處理，以往在設計與處理的過程中，由于技術水平、經濟條件和發展思想等的制約，使得地基處理水平不具備可持續使用的能力，對于河道的整治和河堤功能的發揮沒有起到很好的促進作用。在科學技術水平快速發展的今天，河道地基土的處理，應從長遠考慮，使河堤地基在經過有效的設計和處理之后，能夠長遠的發揮其作用，保證河堤長久為民服務。

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