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(gè)水利工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，我國地勢(shì)廣闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地質(zhì)基礎(chǔ)直接影響著水利堤防施工建設(shè)，這種復(fù)雜的地質(zhì)條件給水利堤防地基工程的勘察設(shè)計(jì)和工程施工帶來了相當(dāng)程度的難度。地基工程承受了整個(gè)水利堤防建筑全部重量，因此，加強(qiáng)水利堤防工程地基的處理，是有效提高水利堤防工程的質(zhì)量的重要保障。

【關(guān)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(shè)中，地基處理使整個(gè)堤防工程質(zhì)量保證的重要環(huán)節(jié)，軟土具有較強(qiáng)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?xí)?duì)堤防的穩(wěn)定性和地基的滲透性帶來嚴(yán)重的的影響，不同的軟土層層面力學(xué)性質(zhì)差距大，而且土層結(jié)構(gòu)分布復(fù)雜，屬于水利堤防施工中常見的技術(shù)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(zhì)，其土質(zhì)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(zhì)間空隙較多，造成了軟土有極強(qiáng)的流變性和可塑性，但是當(dāng)天氣變化軟土中的水分大量流失后，其土質(zhì)又會(huì)變得非常松散，給堤防工程基礎(chǔ)施工帶來嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。對(duì)于這種現(xiàn)象，在施工前需要對(duì)地基基層實(shí)施排水處理，要確保軟途中水分含量達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并確保排水渠道隨時(shí)保持暢通狀態(tài)。同時(shí)還要檢測軟土的抗剪能力，應(yīng)力會(huì)隨著軟土基層機(jī)構(gòu)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(duì)受力形式的變化進(jìn)行檢測，避免抗剪能力低于標(biāo)準(zhǔn)范圍。由于軟土具有較強(qiáng)的可壓縮性，若直接在土層上方進(jìn)行建設(shè)，容易發(fā)生地基沉降的現(xiàn)象，因此在建設(shè)過程中需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)土層的抗壓能力和壓縮性進(jìn)行判斷，通過在內(nèi)部填充沙子來穩(wěn)定土壤的力學(xué)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(tài)下才能承載重量，且不會(huì)對(duì)地基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，由于軟土局部抗剪能力過低時(shí)，會(huì)使地基整體的剪力下降，使堤防基層的平衡性受到嚴(yán)重影響，引起地基失穩(wěn)現(xiàn)象的主要原因是受到“強(qiáng)降雨”的影響，經(jīng)過大量雨水的沖擊和長時(shí)間積水的滲透下，地基軟土土壤的平衡性使水利堤防結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞，從而引發(fā)堤防失穩(wěn)；同時(shí)季節(jié)溫度變化也是引起堤防失穩(wěn)的重要因素，在寒冷的冬季受到氣候的影響，基層的土壤會(huì)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(huì)受到影響，從而給堤防質(zhì)量帶來嚴(yán)重的質(zhì)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(tài)的淤泥質(zhì)土向外擠壓，并將淤泥中孔隙水的應(yīng)力進(jìn)行消除，使有效應(yīng)力增加，使地基的抗剪強(qiáng)度提高，為了避免擠淤泥過程中發(fā)生不均勻沉陷的現(xiàn)象，需要降低堤身的填筑速度，同時(shí)需要放緩堤身的坡度，采用分期加高的方式進(jìn)行填筑，適用于流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)土或淤泥地基，但是施工工期長，不適合工期緊張的情況?；蛘呤褂幂^硬的碎石進(jìn)行回填，將流質(zhì)狀態(tài)淤泥擠出，但是在使用碎石進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)需要注意橫坡情況，當(dāng)橫坡較為平坦時(shí)要從地基中間向兩邊進(jìn)行延展回填，使淤泥從兩邊流出，可適用于流塑狀態(tài)的淤泥地基，具有成本低、操作簡單、工期短等優(yōu)勢(shì)。

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(shè)時(shí)將不合格的泥土層全部清除后填入具有較強(qiáng)穩(wěn)定性和可透性的碎石和沙土，操作簡單、成本低、強(qiáng)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(duì)地基進(jìn)行擴(kuò)大，從而降低地基的平均壓力，使地基的總體壓力下降，同時(shí)土木合成材料在地基受到外力作用時(shí)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(wěn)定性得到有效保障。

3.4強(qiáng)力夯實(shí)法

強(qiáng)力夯實(shí)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(duì)土層的進(jìn)行夯實(shí)，將土層中的空隙壓實(shí)，并且夯點(diǎn)附近受到作用力所產(chǎn)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(jié)和承載能力，同時(shí)夯實(shí)后的地基受到堤防箭鏃載荷引起的壓縮變形也會(huì)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(dāng)作主要固化劑，采用深層攪拌器械將固化劑和軟土進(jìn)行強(qiáng)制性攪拌后，固化劑與軟土攪拌和混合過程中產(chǎn)生的物理、化學(xué)反應(yīng)而形成的堅(jiān)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(jià)高以及施工質(zhì)量難以檢測等缺點(diǎn)。

3.6旋噴法

旋噴法是通過旋噴機(jī)對(duì)需要加固的地方進(jìn)行噴射，通過制造旋噴樁或旋噴墻來實(shí)現(xiàn)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(jìn)行配合噴射旋轉(zhuǎn)打樁，使插入土層的深度更深更穩(wěn)。旋噴樁具有較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性，通常適用于細(xì)沙土、軟黏土等的地基加固處理，但是不適用于有機(jī)成分含量較高的土層。

四、結(jié)束語

針對(duì)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(shí)際施工過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格對(duì)地基土質(zhì)進(jìn)行鑒定、實(shí)驗(yàn)和分析， 并采用科學(xué)合理的的解決辦法，以提高堤防地基的穩(wěn)定性，是堤防整體質(zhì)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(guān)工作。