水利工程施工中软土地基处理技术

水利工程施工中软土地基处理技术

蓝鹏1     钱海涛2

江苏省水利建设工程有限公司    江苏省扬州市  225002  常州市武进区水利局            江苏省常州市  213100

摘要：水利建设是国家重大基础建设项目，对于推动我国的经济发展，改善人们的生活质量，具有重大的意义。在水利工程中，软土地基处理一直未得到有效的解决方案，这给施工造成了很大的困难。软土地基多位于沿河沿岸地区，是由淤泥、粉土、饱和黄土等含水量较大、质地松软的土质构成。水利建设以江河湖为核心，经常会遇到薄弱的基础。软土地基特征主要有触变性、渗透性等。如果在施工过程中不采取相应的技术措施，将会给工程建设带来很大的安全风险。所以，强化处理软土地基是非常必要的。

关键词：水利工程施工；软土地基；处理技术

1软土地基概述

1.1概念

软土地基是指在土壤中含有大量软弱颗粒，含水量较高，压缩性较大，强度较低的土层。这种土层往往会给道路、桥梁、港口、水利工程等工程带来很大的危害。目前，国内软土地基处理技术现状与发展趋势已经得到了广泛关注和研究，未来随着工程实践的不断深入和技术的不断进步，软土地基处理技术将会取得更大的进展。

1.2危害性

由于软土地基中含有大量的水分，地基的承载能力较低，当建筑物施加过大的荷载时，会导致地基土的压缩和沉降，使得地基中的水流速度变慢，排水不畅，建筑物出现不均匀沉降，影响建筑物的地基稳定性，可能导致建筑物的倾斜和倒塌，造成建筑物的开裂和破坏，影响建筑物的正常使用。

2水利工程施工中软土地基处理技术的应用

2.1强夯法

软土地基的处理较为专业，为保证处理质量，施工人员需要依照软土土体结构及性质科学选择处理方法。如果软土地基的土质为沙土或黄土，施工人员可以选择使用强夯法进行处理，该方法的夯实效果较为明显。该方法实际应用过程中需要使用夯实锤，而夯实锤的使用具有一定标准，受夯实锤作用力的影响，软土地基的处理会更加牢固。我国著名的南水北调工程施工过程中，某区域的施工涉及软土地基的加固处理，该施工区域属于粘砂多层构造，主要的施工方法是半填半挖法，具体挖方深度在8.5m左右，因该施工区域沙壤土较多，且土体属于重砂壤，所以较为适合使用强夯法处理软土地基。施工过程中，施工人员需要使用夯实锤锤击至少4遍，每遍需锤击3000kN·m左右，前三遍夯锤落距为15m，最后一遍夯锤落距为5m。

2.2换填法

在水利建设中，软土地基可采用换填方法。在软土地基上，开挖浅层土壤，填充矿渣、素土、灰土、砂石、卵石等高稳定性、高强度、高耐磨性的材料，然后，根据土壤的不同，将各种材料填入松软的土壤中，或分层进行充填，利用机械碾压方法强化其强度与密度，挤出空气和水分使其整体的土壤质量达到施工的要求，归根结底，换填法的目的在于建造人工地基。通过对软土成分进行改良，并对土壤进行结构调整，从而使其具有更高的强度和更高的稳定性，以增强适应性。调查表明，换填技术能显著降低沉降量，强化土壤持力层的承载能力，提高土壤的稳定性，并对软土地基的湿陷、膨胀性能进行有效的控制。这是一种常见的加工工艺，换填法的适用性比较强，可高效处理大范围的软土地基工程建设难题。因此，在低洼地区、季节性冻胀土、膨胀土和湿陷性黄土的处理中，经常采用这种方法。大多数软土地基的处理深度在2～3m左右。

2.3化学固结技术

化学固结技术属于一种加固方式，主要是利用化学制剂对软土地基进行加固处理，具体的处理方式介绍如下：1）深层搅拌法。工作人员需要将化学固化剂倒入土层当中，随后进行充分搅拌，致使土层与化学固化剂融为一体，以此实现加固软土地基的目标；2）灌浆法。该方法的实践应用了电化学原理，通过固结剂的添加可以对软土地基结构进行改善，其有助于减少软土地基间隙。如果加入固结剂之后软土层还存在间隙，则工作人员需要加入适量固化浆液，以此消除软土地基间隙；3）高压喷射注浆。其是灌浆法的升级版，即在灌浆过程中需要使用高压设备，该设备能够将固化浆液喷射至软土地基深层，有助于提升固化浆液与土体的融合性，增强固化效果。

2.4排水固结法

排水固结法是通过对软土地基中的水分排除，将土质变为固体，提高土质的抗剪能力和承载力。排水固结方法包括：（1）砂井法适用于透水性能低的软黏土，具有连续性好、施工方便的特点，在软土地基处理中被广泛应用。该方法是运用地基成孔来灌注粗砂或碎石，在砂井上固定排水管，提高排水速度使地基固结牢固。（2）真空预压法适用于不含透水层的软土地基，首先在软土地基中铺设砂井，然后在地面上铺设砂层，接着盖上密封膜，使砂层和空气隔绝，利用真空装置把砂层内的气体抽出来，土体内形成负压，从而实现排水固结。（3）电渗法是把电极通入软土中给电极通上直流电，使软土中的水分在磁场的作用下流向金属中的阴极，从而加速排水达到软土固结的目的。（4）堆载预压法适用于软黏土地基，需要较长的时间方能达到目的。在施工前要先对填土材料进行加载预压，使黏土地基快速沉降、加速固结，卸掉荷载后再开始正常施工。这期间的加载需要控制好加载速度，分级加载能够有效预防地基稳定性的丧失。堆载预压可以按照设计进行超载预压，预压的范围需要大于施工所需要的范围，一般超宽约为3米，效果更好。当然，预压的分级、超载范围等参数须根据勘探资料和相关数据确定。

2.5旋喷法

旋喷法是水利工程软土地基施工的常见技术，方法的实施需要使用旋喷设备。在实际的软土地基处理过程中，该方法的使用可以提升软土地基强度、承载力以及抗渗性等。施工中，工作人员利用旋喷设备完成旋喷桩的施工，而旋喷桩可以利用旋喷注浆管以及喷头钻等将混凝土灌注至软土层当中，以此破坏土体，致使注入的混凝土浆液能够与原土体进行有效融合，待混凝土浆液凝固之后，便会起到加固土体的作用。该施工过程中需要注意的是混凝土浆液灌注时需要较快速度，其是保证混凝土浆液灌注效果的关键。与此同时，旋喷法不适合应用于有机物含量较高的软土土层。技术应用原理介绍如下：旋喷桩上安装注浆管，当注浆管放置土层一定深度之后缓慢进行提升，此期间喷嘴应时刻保持转动。

3软土地基处理环节要注意的问题

（1）做好实地勘察，了解施工现场真实情况，结合相关水文地质资料，参考文献，做好详细分析，根据水利工程用途及规划建设等级、质量标准，优化施工方案，有效提高水利工程施工的整体效益。（2）在软土地基工作环境中，进行软土地基施工各种方案不同，所需要达到理想效果的时间也大不相同，必须根据施工周期进行合理的施工方案选择。（3）因地制宜是软土地基处理原则，需要根据施工现场实际，施工标准、施工环境、结合试验数据等选择最优的施工方案，提升软土地基处理效益，确保施工方案的科学化、规范化、合理化，提升整个项目的效益。

4结语

综上所述，软土地基是水利工程施工的重要流程，为确保水利工程软土地基施工的安全性以及稳定性，施工前期施工及设计人员需要开展地基勘察工作，即对施工现场的软土地基进行全面勘测，具体勘测工作人员需要掌握地质测绘、布设勘探点以及物理力学参数等要点。与此同时，工作人员还需要掌握相关处理技术，熟练掌握各技术要点，在实际的施工中合理选择使用各种处理技术，重在提升软土地基施工质量。

参考文献

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[2]胡良凯.水利工程施工中软土地基处理技术分析[J].建筑·建材·装饰，2022（13）：76-78.

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