水利堤防工程軟土地基處理方法研究

【摘要】水利堤防工程地基的處理是整個水利工程質量的基礎，我國地勢廣闊，地質結構復雜，地質基礎直接影響著水利堤防施工建設，這種復雜的地質條件給水利堤防地基工程的勘察設計和工程施工帶來了相當程度的難度。地基工程承受了整個水利堤防建筑全部重量，因此，加強水利堤防工程地基的處理，是有效提高水利堤防工程的質量的重要保障。

【關鍵詞】水利；堤防工程；軟土地基；特征分析；處理方法

引言：

水利堤防工程建設中，地基處理使整個堤防工程質量保證的重要環節，軟土具有較強的壓縮性和和流變性，并且軟土中含有大量的水分、土壤間有大量的空隙，地基中松軟的泥土會對堤防的穩定性和地基的滲透性帶來嚴重的的影響，不同的軟土層層面力學性質差距大，而且土層結構分布復雜，屬于水利堤防施工中常見的技術難題。

一、水利堤防工程軟土地基特征分析

軟土地基主要是粉土、粉沙混合土質，其土質軟、缺乏足夠的承載能力，由于其中含有大量的水分以及土質間空隙較多，造成了軟土有極強的流變性和可塑性，但是當天氣變化軟土中的水分大量流失后，其土質又會變得非常松散，給堤防工程基礎施工帶來嚴重的質量隱患。對于這種現象，在施工前需要對地基基層實施排水處理，要確保軟途中水分含量達到施工標準范圍內，并確保排水渠道隨時保持暢通狀態。同時還要檢測軟土的抗剪能力，應力會隨著軟土基層機構變化而改變，隨著施工的不斷深入，軟土層的基層處理需要對受力形式的變化進行檢測，避免抗剪能力低于標準范圍。由于軟土具有較強的可壓縮性，若直接在土層上方進行建設，容易發生地基沉降的現象，因此在建設過程中需要根據實際情況對土層的抗壓能力和壓縮性進行判斷，通過在內部填充沙子來穩定土壤的力學分布。

二、軟土地基堤防失衡原因

地基只有維持在平衡的受力狀態下才能承載重量，且不會對地基結構產生破壞，由于軟土局部抗剪能力過低時，會使地基整體的剪力下降，使堤防基層的平衡性受到嚴重影響，引起地基失穩現象的主要原因是受到“強降雨”的影響，經過大量雨水的沖擊和長時間積水的滲透下，地基軟土土壤的平衡性使水利堤防結構會受到破壞，從而引發堤防失穩；同時季節溫度變化也是引起堤防失穩的重要因素，在寒冷的冬季受到氣候的影響，基層的土壤會被凍裂，在春、夏季受到熱空氣的影響，受凍土壤受熱解凍過程中，基層土壤層剪力會受到影響，從而給堤防質量帶來嚴重的質量隱患。

三、水利堤防工程軟土地基處理方法

3.1擠淤法

通過逐漸增加堤身的自重，利用堤身自身重力作用將地基中流塑狀態的淤泥質土向外擠壓，并將淤泥中孔隙水的應力進行消除，使有效應力增加，使地基的抗剪強度提高，為了避免擠淤泥過程中發生不均勻沉陷的現象，需要降低堤身的填筑速度，同時需要放緩堤身的坡度，采用分期加高的方式進行填筑，適用于流塑狀態的淤泥質土或淤泥地基，但是施工工期長，不適合工期緊張的情況。或者使用較硬的碎石進行回填，將流質狀態淤泥擠出，但是在使用碎石進行鋪設時需要注意橫坡情況，當橫坡較為平坦時要從地基中間向兩邊進行延展回填，使淤泥從兩邊流出，可適用于流塑狀態的淤泥地基，具有成本低、操作簡單、工期短等優勢。

3.2墊層法

墊層法主要適用于軟土層較薄的情況，在地基施工建設時將不合格的泥土層全部清除后填入具有較強穩定性和可透性的碎石和沙土，操作簡單、成本低、強度高能夠有效解決軟土的承載能力和滲透性。

3.3土工合成材料加筋加固法

通過在堤防地基表面平鋪上土木合成材料對地基進行擴大，從而降低地基的平均壓力，使地基的總體壓力下降，同時土木合成材料在地基受到外力作用時可以縮小受損面積和傷害程度，增加地基的承受能力，使堤防穩定性得到有效保障。

3.4強力夯實法

強力夯實法是采用80kN以上的夯錘吊高至10～20m左右的高度后，通過夯錘從高空自由下落砸向地基的作用力對土層的進行夯實，將土層中的空隙壓實，并且夯點附近受到作用力所產生的裂隙可作為孔隙水的排水通道，能夠有效提高地基土層的固結和承載能力，同時夯實后的地基受到堤防箭鏃載荷引起的壓縮變形也會大幅度減少，適用于河流沖基層地基。

3.5深層攪拌法

通過石灰、水泥等材料當作主要固化劑，采用深層攪拌器械將固化劑和軟土進行強制性攪拌后，固化劑與軟土攪拌和混合過程中產生的物理、化學反應而形成的堅硬拌合柱體，一起起到加固地基的作用。此方法適用于含水量較高的地基，能夠有效降低堤防的整體沉降量，并且加固后沒有附加的載荷，但是具有造價高以及施工質量難以檢測等缺點。

3.6旋噴法

旋噴法是通過旋噴機對需要加固的地方進行噴射，通過制造旋噴樁或旋噴墻來實現地基防漏的目的，提高地基的承載能力，在高壓下將混凝土和噴射水泥固話漿液混合，凝固后形成旋噴樁；還可通過注漿管進行配合噴射旋轉打樁，使插入土層的深度更深更穩。旋噴樁具有較高的強度和較低的壓縮性，通常適用于細沙土、軟黏土等的地基加固處理，但是不適用于有機成分含量較高的土層。

四、結束語

針對不同的軟土地基情況，需要采用不同的軟土地基處理方法，因此在實際施工過程中，應當嚴格對地基土質進行鑒定、實驗和分析， 并采用科學合理的的解決辦法，以提高堤防地基的穩定性，是堤防整體質量得到有效的保證。

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作者簡介：李德華（1975-），男，工程師，本科，主要從事水利施工相關工作。