水利施工中软土地基处理技术

水利施工中软土地基处理技术

杨伟业

新疆兵团勘测设计院集团股份有限公司  新疆乌鲁木齐  830000

摘要：水利工程施工中，软土地基处理是一个重要的环节。本文简要介绍了地基处理对于水利施工的重要性，分析了水利工程的施工准备，并对水利工程施工中软土地基处理技术进行了探讨，以期为水利工程施工的顺利进行提供保障。

关键词：水利施工；软土地基；处理技术

引言

在施工前，相关单位必须加强对施工地进行勘查，深入了解施工地土体地质类型，针对不同软土地基采用科学合理的处理技术，以确保施工区地基稳定，进而保证水利工程施工质量和安全。

1.软土地基特点

1.1孔隙度大

通常软土地基中土壤的含水量较大，土壤颗粒的交接处存在难胶结现象，导致土壤之间孔隙度较大，在施工时影响夯实效果。

1.2压缩性强

由于软土地基的土壤含水量大，在施工时地基在承载一定压力后，会出现快速排水的现象，导致土壤体积快速缩小并出现凹陷或下沉等问题，表现出较强的可压缩性，严重影响软土地基的施工。

1.3透水性差

相比其他地基，软土地基土层地下水位较高，土壤透水性较差，据相关研究表明软土地基的垂直渗透参数仅为10-4～10-8cm/s，其水分难以下沉或者下沉需要漫长的时间完成，期间大部分的水被地表和地上建筑物吸收，甚至产生复杂的生化反应，直接降低各建筑物的使用寿命。因此在软土地基施工前必须花费大量的精力物力对其进行排水固结工作。

2.软土地基处理技术在水利施工中的应用

2.1换土处理法

水利工程建设软土地基换土处理法是操作工艺最为简单、效果最为明显直接的技术，它可以直接改变施工区域的土壤性质。软土地基换土处理法是直接用大量的沙壤土、水泥或灰土等替换软土，直接改变软土土质性质，以满足水利工程建设地基的施工要求，例如南水北调临清魏湾节制闸软土地基处处理后该区域地基承载力得到极大的提高。但是此方法也存在一定的局限性，例如此方法仅适用于软土土层较薄的施工区域，而且要求置换土质距离施工区域较近，一旦置换土质需要长距离运输则极大的增加换土成本，同时施工区域地形和气候等外界因素也会影响换土法的施工质量，此外换土后土质的压实度也同样重要，若未达到相应的紧实度，极易造成施工后期土层沉陷，因此在软土地基换土处理时，首先应深入调查施工区域的地形、气候和施工区周边置换土质分布范围等，选择最优的换土方案，在换土后应采用专门的机械振动进行压实，充分降低沉陷的风险，提高地基整体的承压能力。

2.2排水固结技术

排水固结技术是目前应用最普遍的软土地基处理技术，其主要是通过外部挤压将土层中的多余水分通过相关排水模式科学排出土壤，并使软土地基的其他性能保持完善。当前软土地基的排水技术采用最多的方式是水管排水和砂井排水，水管排水主要应用于地下水位浅或者施工工程战线长的软土地基，此方法排水速度快、排水效果好；砂井排水主要适宜在地下水位较深的施工区域使用，此方法的缺点是排水需要耗费大量时间。软土地基排水固结技术中的外部压力系统主要采取超载真空加压的方式，该方法可以显著加快排水效率。大量实践研究表明排水固结技术能够有效排除软土地基中的水分，保证水利工程建筑物的顺利施工，但是部分专家对此技术存在不同的见解，他们认为通过排水固结仅能在短时间内改善软土地基性质，在经过一段时间的积累后水分还会流回地基，这样无法保证软土地基的长期稳定性。

2.3化学固结技术

化学固结法是将硅酸盐类、水泥、聚氨酯类或石灰等化学物质加入软土地基中，并将其物质与软土土壤充分混均，使这些材料与软土土壤发生一系列物理、化学生物反应，最终形成一种稳定坚硬的复合地基，此方法常用于水利工程的边坡处理等。此外，目前软土地基边坡处理中还有化学硅化技术，其以电渗法为原理，以注浆完成初步化电动硅化的施工工序，然后在各化学参数的影响下发生反应，使软土地基中水分逐步胶状化，进而改善地基的柔软度，增加软土地基的载荷。

2.4加筋填土技术

加筋填土技术是是由加筋技术和填土技术结合形成的。加筋技术是在软土地基中添加一层具有抗拉力的金属板或其他土工合成材料，通过加筋材料和软土土壤的高强度摩擦力，促使软土地基和加筋材料形成一个结实的整体，加筋材料的填入可以改善地基的应力分布，降低地基的侧向位移和整体变形的风险，进而提高软土地基的稳定性。填土技术是将软土地基下层部分比较潮湿柔软的土壤清除，然后采用一些抗拉能力强、韧性高、稳定效果好的廉价材料进行填充，填充材料可以选择碎煤灰、碎石子或者尾矿等废弃材料，在填充材料时，需要合理控制填充厚度和材料紧实度，以保证填土技术的处理效果，通常垫层厚度需大于地面厚度的0.3%。加筋填土技术的特点是软土地基施工期短、施工效率高，但是操作过程较为繁琐，此项技术的应用需要清除部分土壤，然后采用回填技术进行分层回填，然后利用专门的压实设备进行分层压膜处理。

3.软土地基施工注意事项

3.1施工前注意事项

施工前的调查和准备工作对软土地基的施工质量是十分重要的，通过现场深入勘查确定适宜的施工图纸，进而才能确定施工区域的具体处理方式，在现场勘查中主要注意以下事项：施工环境勘查：水文、地形地貌是影响软土地基施工的主要因素，相关单位应综合调查施工区的外界环境，并根据相关标准资料对软土地基进行科学分析，然后根据勘察和测量的结果制定科学的软土地基处理方案，以避免盲目施工造成经济损失。

施工区地质条件：积极采取螺旋板载荷或静力触探等技术，并结合工程钻探等技术测定不同深度软土土层的承载力，此外，施工前应进行预定施工材料改变软土土质的模拟实验，确定施工区软土地基处理的各项施工参数，从而避免施工中出现失误，保证施工的顺利安全进行。

3.2施工时注意事项

在进行软土地基施工时必须严格按照施工方案进行，同时结合实际施工地状况注重细节问题，例如应用桩基处理技术时要保证桩孔的垂直不发生倾斜，否则造成桩柱在重力作用下发生塌孔或断桩等事故；在灌浆时注意灌浆浓度、速度和压力，防止灌浆不均匀影响最终处理效果，同时要注意桩孔堵塞问题，要合理控制物料比，并定期对其进行清孔；在换土法施工时为避免超挖等失误，在机械挖掘至预定要求0.5m时采用人工挖掘完成；此外在整个施工过程中应设立严格的监督监控制度，实时监控，并定期对施工者和相关人员进行培训，在保证安全第一的前提下保证施工质量和效率。

3.3施工后注意事项

在施工结束后应介入第三方检测机构进行项目建设质量评估，保证后期应用的安全性和稳定性。同时相关部门应加强施工后期维护保养工作，制定完善的后期维护管理制度，引进专业型人才，定期对水利工程建筑物和软土地基进行安全性检测，确保工程的长期稳定运行。

4.结语

综上所述，软土地基作为水利工程建设的首要解决难题，具有很多处理技术，不同技术各有优缺点，因此在实际施工中需要结合该区域调研结果，综合考虑施工地地质环境、气候和经济效益等多种因素，选择科学的软土地基处理技术，在施工时严格遵循施工标准的同时，积极总结施工经验，大胆创新新型技术，推动软土地基处理技术的高速发展。

参考文献：

[1]崔金刚,陈又贵.水利工程施工中软土地基处理技术[J].黑龙江水利科技,2023,51(10):86-88+100.

[2]李煊.水利工程施工中软土地基处理技术[J].石河子科技,2023(03):35-36.

[3]王磊.水利工程施工软土地基处理技术研究[J].内蒙古水利,2023(04):18-19.

[4]张蔚雯.软土地基处理技术在水利施工中的应用[J].河北水利,2021(11):43-44.

[5]靳记平.水利施工中软土地基处理技术分析[J].中国设备工程,2021(20):256-257.