水利工程软土地基勘察及处理技术探讨

水利工程软土地基勘察及处理技术探讨

蒋健武

广西壮族自治区河池水利电力勘测设计研究院

广西河池547000

摘要：在水利工程建设进程中，软土地基的处理技术对水利工程质量有着决定性作用，如果软土地基处理技术存在问题，将会严重降低水利工程的整体质量。因此在软土工程建设的过程中，就需要做好施工前的调查研究，对于软土地基要做好相应的处理技术，避免水利工程建设出现安全隐患的问题。本文基于河池某淤积河道河堤工程地基勘察及处理技术探讨展开论述。

关键词：水利工程；软土地基勘察；处理技术探讨

引言

一般而言，在开展水利工程项目施工工作前，相关施工工作人员必须强化对软土地基土质的科学周密勘查和信息资料的收集，在明确软土地基对建筑物不良影响的基础上，根据软土地基实际土质的理化性质选择针对性较强得适宜的软土地基施工技术和处理手段，提升整个水利工程软土地基的承载力和结构稳定性。

1软土地基的危害性

首先，软土地基具有强烈的触变性，着重表现在软土地基并不能承受较大的重量，其破坏前的整体固态形象在接触较大荷载后，整个软土地基会在较短时间内直接转变为流动状态。其次，软土地基的实际透水性较差，因此，在水利工程的实际施工过程中，必须采用科学高效的排水固结方法保障整个工程项目的施工安全。再者，软土地基的压缩性较高，软土地基的实际沉降程度与其接受的压缩系数成正比例关系，当软土地基受到一定数额的垂直压力时，整个软土地基后续的压缩变形影响会呈倍数级增大，进而发生土质变形，使建立在软土地基上的工程主体发生不均匀沉降和结构破坏，最后，软土地基的不均匀性较大。以颗粒构成的软土地基土质密度存在较大差别，而不同颗粒的软土地基承受能力的不同，又使其在不均沉降过程中出现较大的不均匀特性，展现在水利工程项目上，就会使工程结构物出现不同程度的裂缝，甚至引起工程结构物主体破坏。最后，软土地基的实际沉降速度较快。软土地基在承受较大的工程荷载时，沉降速度增幅会越来越大。

2水利工程中处理软土性地基的原则

首先，应重点分析软土地基的动力性能，即力学性质，避免因为水土流失造成整个地基基础的不稳定现象发生。其次，应依据规范确定软土地基的不均匀沉降特征。软土地基的含水量和灵敏度较高，其含水量比普通地基土的含水量高30%，比其他具有一定质量的地基软土高300%。以静力触探试验为例，可以根据地基承载力的可靠性原则，结合地基土层体系的相应特点及主要的试验基础条件，对整个地基承载力试验进行有效分析。利用平板荷载试验对整个地基承载力进行确定时，需要结合软土地基层的受力影响，合理选取相应的承载板尺寸，以保证整个尺寸的匹配性。土颗粒大小的均匀程度较差、受地区沉积环境影响较大时，需根据土类指数ID确定土类承载力及强度极限。

3软土地基勘察要点

地质测绘。以广西河池某淤积河道河堤工程为例，该河段下游4km处，由于山体崩塌，崩塌体阻塞河道，因此造成上游形成淤积平原，推测淤积厚度15-35m。通过对河道两岸勘察，分布有第四系陆相冲洪积、湖相沉积的有机质淤泥、淤泥质土软土层，其中冲洪积、湖海沉积的淤泥软土层多可在河床、滩地等处肉眼可见，且根据地区工程经验，软土层层厚多较大，在该河道附近的一些工程勘察中，存在钻孔有效控制深度30m未钻穿淤泥、淤泥质土软土层。因此在前期勘察过程中，应进行充分的地质测绘工作，将软土分布或可能存在的区域调查清楚，为后续的地勘工作安排及报告编制收集现场地质资料。

勘探点的布置。前期工作收集地区、临近工程及相关专业的地质资料，根据相应阶段工程勘察任务和规范要求，布置必要的勘探点。沿河特殊性岩土主要为填土及淤泥软土，地基勘察重点主要为软土，因此，在地层变化较大、软土分布较广、软土层厚较大的地区，如河流弯道、滩地、支流汇入口等处，勘探点会相应地加密布置，孔深也应在规范要求和设计方案稳定验算需要的情况下相应地加深，并进行相应的原位测试及取样进行土工试验。

物理力学参数。在本次河堤工程勘察过程中，分别采用不同的方法和技术对参数进行综合取值，包括原位测试、土工实验及结合地区工程经验进行类比等。取土样时应对土样不产生扰动，取样后对原状样进行蜡封，并及时送实验室，以此来保证软土试验参数与土层实际情况不产生较大的误差。软土物理力学参数应以试验成果为依据，根据试样代表性、实际工作条件与试验条件等进行调整，提出地质建议值，并应注意软土层各参数在水平、垂直方向上的变异性进行分区分段。

4常用的水利工程软土地基处理方法

4.1换填法

地基是水利工程的基础，如果地基的透水性、渗透性较低，则工程的安全性、稳定性将受到影响。因此，若在水利工程施工中遇到软土地基，首先需采用换填法等对各项性能指标达不到标准要求的土层进行置换，从而保证水利工程的地基具有一定的强度。换填法的主要技术原理：使用具有一定强度的新土替换土层中的旧土，从而有效提升软土地基的土层强度。在水利工程地基施工中合理使用换填法，能够从根本上改变地基的各项性能，整体处理效果相对较好。本次河堤工程中，大部分是采用换填石块进行地基处理，但这种处理技术亦存在缺点，即可能会使施工单位面临较大的土方作业量，且造价高，过程相对繁琐且耗费时间较长。而在部分区域，如桥梁桥墩处，采用的松木桩设计。

在采用换填技术处理软土地基时，施工人员还需注意水利工程的地基结构，需结合具体的地基结构选择相应的土方开挖、换填等方式以保证最终的施工效果；其次，换填结束后需及时运用机械设备对替换土做进一步的夯实处理，通过夯实处理形成新的受力层，从而提升水利工程基础结构的稳定性。

4.2化学固结处理技术

除去换填法外，也可通过部分新技术对地基进行处理，如下：

灌浆法。在关键工程部位，将水泥灌注到软土地基的裂缝中，提高土壤的强度，降低软土地基凹陷的情况，从而保障工程关键部位质量，确保工程高质高量完工。

高温注浆法。主要是指利用高压水或浆液射流切割软土层，并进行有效的搅拌，使水泥等物质与泥土进行充分的混合，从而提高软土层的承载力和防渗性能的一种技术。

水泥土搅拌法。若果软土地基中的水分含量较高时，则需要采取水泥搅拌的方法，将水泥与软土土层混合，并进行充分搅拌，从而提高软土地基的强度，提升水利工程的整体质量，降低安全隐患的发生，从而推动我国水利工程的可持续发展。

结束语

随着我国社会经济的快速发展，城市水利工程建设数量和建设质量逐步提升，城市建设过程中的基础工程质量也愈发完善。但在水利工程实施的过程中，也面临着较多的问题，如软土地基问题是较为常见的水利工程病害之一，利用现有的施工技术手段对其进行紧急处理，虽然处理效果较好，但并不是长久之计。因此，要做好软土地基处理设计工作，并结合紧急处理过程中的相关施工方法，提升施工效率，探索良好的软土地基处理方法。

参考文献

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