軟土地基處理水利工程論文

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1軟土地基及其特點

軟土地基泛指那些由淤泥及具有淤泥性質的“軟土”構成的地基，由于其內部含有較多的水分，導致存在較多空隙，表現出承載能力弱、凝固性差、容易變形等問題，整體表現為牢固度差；由于需要對軟土地基進行必要的科學處理，嚴重影響與阻礙水利工程的建設施工質量和進度，為水利工程埋下了安全隱患。以陜北地區常見的濕陷性黃土軟土地基為例，其廣泛分布在陜北及關中兩個區，厚度一般大于10米，地基濕陷等級一般為Ⅱ級到Ⅳ級，有較為敏感的濕陷性，該類軟土地基一般埋藏比較深，這樣濕陷發生可能較為遲緩，其會隨著承受荷載變化出現局部地基破壞或者地基整體滑動現象；也可能導致在開挖深基坑過程中出現基坑隆起、坑壁失穩等問題。因此，必須使用夯實、換填、排水、擠密、加筋和膠結等技術方法加固地基，旨在改良軟土地基的工程特性、降低地基壓縮性變化、提高地基抗剪強度以及改善地基動力特性和透水特性。

2水利工程中有效的軟土地基處理方法

2.1置換填土法置換填土法不失為一種較好的軟土地基處理方法，處理效果較為明顯持久，但由于對客觀條件要求較高，實際操作起來難度較大。具體操作方法是利用灰土、水泥等硬度較高的土質、材料取代軟土，操作過程中注意做到均勻散落于地基之上，目的是保證灑落后土質有更高的承載能力，使其滿足進一步的水利工程施工要求。該種軟土地基處理方法，存在的問題在于其工程量較大，成本較高，不夠經濟，操作實施過程中為了有效控制工程成本，盡量就地取材。為了提高工程地基的防滲透性和地基承載能力，需要對替換后的填土進行再次夯實處理，必要時可以采用分層夯實方法。

2.2排水固結法軟土地基處理，主要是通過各種技術方法來降低地基土質中的水分含量，達到增強土體強度的目的，可以嘗試使用排水固結法處理。通過引入專門的排水設備（如塑料水管、沙井）排出軟土地基內部的水分，以此來減小軟土地基的土孔隙率，促使地基固結發生變形，從而有效提高地基牢固度。排水固結法較適用于那些飽和、軟弱土層；如果是滲透性較低的泥炭土，由于可能導致最終的排水效果較差，應當慎重使用該方法。

2.3夯錘強夯法軟土地基處理方法選擇與地基內部土體性質密切相關，如果是沙土、黃土構成的軟土地基，可以考慮使用夯錘來對軟土進行夯實處理。一般情況下，用于夯實土體夯錘的夯力要求在80kN及以上，以此保證土體牢固，從而保證軟土地基較高的牢固度和穩定性。以南水北調中線一期工程中某河段施工為例，該河段渠道地基為黏砂多層結構，且半挖半填，挖方深度為7.0～10.5m；渠道底板土質為細砂、重砂壤土和中壤土，渠坡由細砂、重砂壤土和中壤土構成，且重砂壤土、細砂土質分布不均，具有中等偏弱的透水性，而重砂壤土有明顯的地震液化潛勢。面對該特點的軟土地基，在水利工程施工過程中可以考慮使用強夯法處理，單擊夯擊能3000kN•m時擊四遍；其中前三遍夯錘落距可以保持在15m，第四遍滿夯過程中落距可以降為5m。使用該技術方法處理完成后，需要對強夯區進行必要的標貫檢測、土樣室內化驗分析，一般情況下都能夠明顯消除重砂壤土的地震液化問題，使處理后質量能夠滿足工程設計要求。如果由于地下水位較高，導致強夯后軟土地基仍然不合格，可以考慮進行墊土輔助處理。

2.4水泥旋噴法水泥旋噴法是一種通過專用旋噴設備形成水泥旋噴樁來提高軟土地基承載能力的方法。該方法較適用于沖填土、軟黏土等土質軟土地基加固。該方法的基本原理是通過在旋噴樁上設置一個能夠發揮特別功能的注漿管，將這個注漿管放入到一定深度的軟土層中，然后緩慢向上提升，這時噴嘴會以一定速度轉動，而注漿管會在強壓力作用下噴出水泥漿液，其與土體接觸融合，在水泥漿液凝固后形成所謂的旋噴樁，達到牢固軟土地基、防止滲水的目的。旋噴樁的強度、牢固度較高，且不容易被壓縮，能夠起到很好的土質改良作用。但是水泥旋噴方法也不是萬能的，在使用該方法之前需要準確核查土體的成分，如果土體中含有較多的有機質成分，如塘泥土、泥炭土，建議不要使用該方法。

2.5管樁樁基法樁基法是當前水利工程施工建設中應用較為廣泛的軟土地基加固方法。由于其具有良好的牢固性質，被廣泛應用于含水量較大的軟土地基處理，其中以鋼筋混凝土管樁和預應力管樁使用居多。仍然以前邊所述的南水北調中線一期工程某河段為例，鑒于該河段地基土質，經研究后決定采用擠密砂石樁方法處理渠道地基；擠密砂石樁樁位布置為三角形，樁距為200cm、樁徑為60cm。擠密樁施工前，先復核每根樁的樁位放線，成樁后再次檢查樁位位置是否有偏差，如果發現存在偏差或者漏樁現象要及時糾偏和進行補樁。施工過程中擠密砂石樁跳打進行，由兩側向中間方向試驗成樁，均勻分布、逐步加密，及時進行夯填。如果施工是在既有建筑物附近，該樁位是背離建筑物方向。

2.6高壓灌漿法高壓灌漿法是水利工程軟土地基處理的主要方法之一，一般采用液壓或者氣壓的方式，向軟土地基內部灌入有凝固功能的漿液，或使用注漿管將水泥漿液均勻注入到軟土層中，目的是趕走原有軟土層中的水分、空氣，促使軟土層發生變形。漿液的凝固作用在于使原有軟土層中的松散顆粒、裂隙進一步膠結成新的結合體，從而提高原有軟土層的承載力、壓縮模量，起到加固軟土地基的作用。灌注漿液一般選擇水泥漿、黏土漿等。

2.7材料加筋加固法該方法是將軟土地基的填土用土工布墊隔，通過移動限制保護軟土地基不發生偏向位置移動，減少軟土地基應力水平，從而有效提高軟土地基硬度，保證其穩定性；加筋加固則是將原本浩大的工程重量均分到加固材料和地基基礎上，即使軟土地基上面的工程發生滑動，也能利用摩擦力防止其發生脫離，以此達到更加牢固地基的目的。這里需要注意的是，施工過程中本著節能環保原則，應盡量減少由于軟土地基處理對地下水體造成的危害。

2.8堤身自重擠淤法該方法主要應用于水利工程中堤壩的處理，通過加高堤壩，在堤壩自身重力作用下分散淤泥軟土地基中的孔隙水，達到提升應力、增加地基抗剪強度的目的。利用堤壩自身重力擠出淤泥過程中，需要注意控制不均勻沉降現象的出現，可以通過放緩堤壩坡度緩解。該方法的優點在于資金投入少，缺點在于施工工期長，并且僅限于呈流塑態的淤泥土質，實際操作中較少使用。

作者：高興福單位：南京市水利規劃設計院有限責任公司