水利施工中的堤防軟基處理措施

蔡偉

摘要：本人從事二十余年的水利工程施工中，尤其是在堤防工程施工中經(jīng)常遇到軟基處理的問題，堤防工程的軟基處理關系到堤防的建設速度、工程質(zhì)量以及工程成本，所以一定要處理好軟基的相關工作。本文在對水利工程軟土地基的狀況進行實時檢測的基礎上.首先對水利工程施工中堤防軟土地基的施工背景狀況進行了分析和說明，在此基礎上進一步闡述軟土地基的定義和性質(zhì)，重點闡述的是如何在實際的水利工程條件下來對堤防的軟土地基進行有效的施工處理。

關鍵詞：水利施工；軟土地基；處理措施

前言

地基是指支撐建筑物基礎的土層，建筑物的地基處理研究問題主要有強度和穩(wěn)定問題、壓縮變形問題、滲透變形問題和液化四大問題，而軟基更具有地基的低承載力、壓縮性高、透水性差、結構觸變性等特殊的工程特性。

隨著我國水利工程建設力度的不斷加大，在水利施工過程當中常常會遇見各種類型的不良基礎，其中比較常見的是軟土地基，尤其是在工程建設中常常遇到較多的淤泥類軟粘土地基，而淤泥類軟土具有孔隙比大、含水量高、抗剪強度低、壓縮性高和透水性差等一些不利于工程的性質(zhì)。當以軟粘土作為建筑物的地基主要受力層時，地基沉降量將會很大，且沉降穩(wěn)定歷時較長，往往要持續(xù)數(shù)年以至數(shù)十年之久，比如擋土墻的位移、碼頭、橋臺等變形以及意大利的比薩斜塔的不均勻沉降造成的塔身傾斜和邊坡的長期穩(wěn)定性等問題無不與時間有關。軟土地基具有含水量高、壓縮性大、滲透性弱等特征決定了其在建筑物荷載的作用下變形大而不均勻，壓縮趨于穩(wěn)定的時間長，并且軟土地基后期沉降大的特點往往會造成建筑物的不均勻沉降，甚至影響其正常使用或造成流土、管涌、構筑物坍塌等工程事故。

1軟土地基的特性

軟土地基就是指一些強度比較低且壓縮性比較差的軟弱土層。軟土地基有四種基本特性：（1）黏粉粒的含量相對而言比較高，在此基礎上天然含水率也比較大，因此在實際的地基環(huán)境下通常都是以流塑的狀態(tài)存在，空隙率比較大且干容重??；（2）軟土地基的滲透性微乎其微甚至是沒有；（3）軟土地基具有較高的塑性和壓縮性，靈敏度比較高但是固結系數(shù)??；（4）軟土地基的強度通常都是非常低的。

在這里我們所關注的是軟土地基對于水利工程施工的影響，因此結合軟土地基自身的特點以及水利工程施工的工程要求提出以下注意事項：（1）軟土地基強度低和穩(wěn)定性差的問題會影響到水利工程的建設，這主要是因為軟土地基的抗剪應力不足以承受整個堤防時，就會使得整個的地基發(fā)生較為嚴重的坍塌和失穩(wěn)；（2）軟土地基的沉降性能也會在很大程度上影響到水利工程的建設施工，這是因為當軟土地基在上部荷載或者是外部載荷的作用下會發(fā)生較大的沉降變形，這對于堤防地基的穩(wěn)定性無疑是有著較大的影響的，尤其是在一些較為嚴重的大規(guī)模不均勻沉降發(fā)生時，甚至會導致水利工程基面破裂的狀況發(fā)生，這樣一種狀況對于水利工程構筑物而言基本上就是致命的，不僅會導致通道凹陷、沉降縫拉寬、基面漏水等，還有可能使得整個堤防基面變緩而引起較為嚴重的積水狀況，這對于整個水利工程建設的安全性和穩(wěn)定性無疑也是有著重要的影響的。

2軟基堤防的基礎處理

2.1基礎處理設計

軟基段堤防基礎中所夾淤泥質(zhì)的黏土范圍一般比較廣且埋藏深度較大，在這樣一種狀況下如果想將其全部挖出的話無疑在工程量以及資金的投入上有著較大的不足，且會很大程度的延長工期，除此之外，在某些實際的施工現(xiàn)場也有可能本身就沒有可以堆放挖除物的位置，因此，才需要給出一個更加合理有效的方案來，在這里要提出的就是以砂井排水固結為主表層淤泥清除為輔的處理方案。

2.2基礎處理結果

在上述基礎處理實驗完成以后，要在實際施工過程中來對整個堤防進行三期的鉆探取樣檢測試驗，這樣三個檢測試驗在施工的過程中也需要有準確有效的定點位置，從前往后依次是砂井施工完成以后、壩體填筑至一定高程以后以及壩體填筑至新的給定高程以后。在檢測的過程中需要用到多種檢測手段，主要是包括鉆探、原位測試和室內(nèi)土工試驗。經(jīng)過施工實踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)上述設計處理以后，采用砂井排水固結法對于軟基的處理效果是非常明顯的，再者就是能夠一定程度的改善軟土的性質(zhì)。

2.3軟土處理的計算

壩基的總體沉降量實際上就等于單向壓縮分層的總和，這樣一個總和在計算的過程中有具體的計算公式來對其進行確定。在實際的水利工程施工中，沉降達到穩(wěn)定所需要的實際時間是非常長的，因此在施工的過程中就有必要給出填土過程中擬定加荷的過程曲線，這主要是希望能夠?qū)Τ两惦S時間的變化得到一個量化的認識和把握。一般情況下，壩軸線位置的基地隨著地基的固結能夠達到的最大沉降量保持在1.4m左右。除此之外，還在計算的過程中得出以下三個方面的結論：（1）軟基地段的填土過程完成以后，其地基沉降基本上就能夠達到一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)；（2）壩基沉降過程和填土過程是息息相關的，在每級進行加載的時候，沉降曲線比較陡的話，這一級的荷載在結束以后就會逐漸的趨近于平緩，趨近于平緩這一過程的時間長短就會隨著基土固結的性狀而有所不同，一般情況下，固結系數(shù)大則固結的時間會比較短，而固結系數(shù)小的話則固結的時間反而會比較長；（3）計算結果基本上與實際觀察到的結果是一致的，這也就是說，這種參數(shù)計算和確定的方法是能夠較好地反應出土基的實際狀況的。

3施工期間堤防軟基段裂縫的形成原因和處理

3.1裂縫的形成原因

在對裂縫的形成原因進行分析時至少需要經(jīng)過兩個最為基本的步驟：（1）要進行鉆探取樣檢測，在檢測的結果中發(fā)現(xiàn)，采用砂井排水固結法對于軟基的處理無疑是有著非常顯著的作用和效果的，但是軟土本身則還是處于流塑狀態(tài)的；（2）電測探法的檢測，也就是在試驗的過程中采用三級電測深剖面法來檢查該裂縫的走向。

3.2裂縫的處理

在進行裂縫的處理時要充分考慮到蓄水和防滲方面的要求，在此基礎上來集中施工人力、物力進行處理，一般都是先進行施工墻的施工再進行強度材料的回填。在壩基沉降穩(wěn)定以后再對裂縫進行有效的充填灌漿施工。通過上文的分析可見，在施工環(huán)境下雖然說裂縫在短時間內(nèi)并不會對整個的壩體產(chǎn)生威脅或者是不良影響，但是在施工前期如果壩基的軟土固結沒有進行到一定程度的話，就很難在后期的工程施工中加以彌補和解決。

4結束語

在水利工程施工環(huán)境下采用排水固結法對壩基進行處理是比較可靠的，這種方法除了和軟土本身的特性相關以外還取決于排水本身是否通暢。還要注意的是要在施工的過程中對軟土地基的狀況進行實時的檢測，并了解在不同的填筑高度下壩基軟土的固結狀況，以此來進行穩(wěn)定復核。隨著現(xiàn)代工程技術的進步和不斷發(fā)展，軟土地基處理技術亦趨于完善。新的加固技術和新型材料不斷發(fā)展，軟土地基處理的方法也多種多樣，每種方法都有其適用范圍，許多軟土地基處理方法同時兼有幾種不同的處理效果；使用這些處理方法，可以進一步改進水利工程中的施工安全和進度問題。