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摘要：本文对闸坝工程软基施工的重要性进行简要分析，同时研究了工程软土地基的特点与形成，并且对施工中软土地基的处理方式进行分析。
关键词：闸坝；软基施工；处理方法
一、前言
通常闸坝建设在河道、渠道、海口和湖中，是通过闸门开展流量控制及水位调节的水工建筑物。假如开启闸坝闸门，可以根据下游用水的需求进行冲沙、排涝、流量调节和泄洪等；关闭闸门，可以满足上游取水需要、通航、拦洪、蓄水抬高上游水位以及挡潮等。在闸坝施工过程中，要重视质量管理，确保施工根据规范开展，尤其在处理地基时，常常出现软基础状况，这在水利工程闸坝软土地基中也是比较常见的问题，具有承载力小、透水性较差、压缩性大等特征，极容易出现病害隐患，因而要加强和重视质量问题的管控，以下我们来探讨下闸坝在施工中的软基处理方法。
二、闸坝工程软土地基构成与特点
闸坝下软土具体指的是指河滩、滨海以及沼泽沉淀的含水量高、空隙比大、压缩性高、抗剪强度低的天然细粒土；软土地基主要由粘土和粉土等含细微颗粒多的松软土、有机质土层和泥炭等构成。
闸坝工程软土地基特点如下：
1由于软土地基的承载力小、压缩性大、透水性不良，另外，细砂又容易液化，在外力和闸室自重共同作用下，导致地基产生很大的沉降差，进而造成闸底板产生断裂，闸室倾斜，甚而出现塑性破坏引发闸坝事故。
2土基在渗水流作用下，会出现渗透变形情况，尤其是粉砂、细砂地基，在闸后出现翻砂冒水，甚至产生闸基与两岸掏空现象，造成闸坝沉降、倾斜和断裂，严重时还出现倒塌。
3即使闸坝泄流流速不高，水流还是会有一定冲击力量，同时土基的抗冲力量较弱，会引起闸坝下游的冲刷，此外，在闸坝下游容易出现波状水跃和折冲水流，将日益加剧对河床和两岸的淘刷，由于闸下游水位变化大，出流容易形成远驱水跃，因此，要确保消能防冲设施满足不同运行条件下的设计标准。
三、闸坝工程软土地基的处理方法
在当前使用闸坝软土地基处理的方法中，主要有如下几种：桩基法、加筋法、灌浆法、排水固结法、挤密或振密法、置换拌入法等，下面着重介绍该几种处理方法：
1分析桩基法
此种方法常常运用于竖向荷载集中和设备精密的大基础结构以及对沉降要求高的建筑物，桩基础可以承受相应的上拔力和水平负载，依照施工方法桩基可分作两种，即预制桩和灌注桩。
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预制桩的优势在于施工速度较快，有很强的承载力，可以确保质量，节省成本等，另外预制桩可以抵抗闸坝水压力引起的水平荷载，实现水平稳定的效果。
而灌注桩法是将灌注桩打入硬土层当作承载台，通常灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩两种，这两种灌注桩在技术上存在一些问题，首先是沉管灌注桩桩身于厚深软土当中完整性问题；再而是冲钻孔灌注桩存在桩底沉渣清理、泥浆污染以及持力层判断不易监控等问题。
2分析灌浆法
灌浆法是通过压力或电化学原理将固化的浆液灌注到地基当中，或注入建筑物与地基间的缝隙中；灌浆浆液主要分作粘土水泥浆、粘土浆、水泥砂浆、水泥浆和其它化学性浆材，比如聚氨醋类、木质素类、硅酸盐类等等。
3分析加筋法
加筋法是通过土颗粒与拉筋的位移发生摩擦力，进而使加筋材料和土构成一个有效整体，实现整体变形减少和整体稳定性的增强；比如某围垦工程通过设置塑料排水板，使淤泥层排水固结加速，提升地基的强度，之后把土工织物铺设在砂垫层，由于土工织物受拉特点，有效调整基底应力，进而减少地基位移和侧向沉降，大大提升地基稳定性。
4排水固结法
这种方法通常用在淤泥软粘土地基稳定和沉降问题的处理上，主要由排水系统和加压系统组成；其原理为软粘土地基在荷载影响下，不断将土中的孔隙水排出，使孔隙比减少，进而使地基固结变形，可是伴随超静水压力的消散，土中有效应力不断变大，地基土强度逐渐增长；真空预压法、分堆载预压法和砂井法都属于排水固结法。
堆载预压法是利用软弱正常固结或轻度超固结的粉土、粘土以及有机质土质的地基；这种方法主要是在建筑物建造之前，于施工现场形成荷载预压确保地基的加固，当固结满足施工要求后将荷载预压卸除，以建造建筑物。
而真空预压法主要利用大气压力为荷载预压，假如条件准许，亦可以在场地设置井点系统，使地下水位能够降低，不仅能够增加土体自重充分发挥预压作用，还可以加快排水速度。同时这种方法在土体总应力不变的前提下，通过降低孔隙压力，推动总应力转变为有效应力。
而砂井法是在地基里设埋排水砂井，使土中的水分可以沿水平辐射向流动，经流入排水砂井而流出，从而达到快速加固预压地基，缩短预压工期；以往经常在排水井挖孔后，在砂井中填入砂土；但最近几年来，随着新材料新工艺的发展，已经采用细长的纤维布袋装砂埋入钻孔制成，也有用塑料芯板外包滤水纤维布制成砂井，施工相当方便。
5挤密或振密法
这种方法主要利用振密法或挤密法使地基土体中空隙比减小，进而提升其强度，总体来讲是应用重锤的冲击力，使非饱和的表层填土和杂填土地基得到夯实，在表皮层构成均匀的硬壳层；在建筑施工时将重锤调整到合适的高度，然后使重锤脱钩自由落下，经过反复多次使地基夯实进而起到加固效果。通常重锤夯实的加固作用与落距、锤重、锤底直径、遍数及夯实土的种类有一定关系，确保这些参数选用的科学合理，才能获得良好的夯实加固效果。
6置换拌入法
置换方法与其他方法不同，他又包含：石灰桩法、换土垫层法和震冲置换法等。换土垫层法主要适合厚度薄的淤土层，具体施工方法为使用淤土层换填沙壤土、灰土、粗砂、水泥土，也可以通过沉井基础等措施来处理地基；由于换砂不利于防渗，另外工程造价较高，所以通常会就地取材，适宜换填泥土；换土垫层法需要回填压密效果优良的土体实现夯实，成为坚硬的持力层，进而优化地基的承载力，使抗变形能力和稳定性得到提高，在施工过程中，需要注意坑边的稳定性，确保填料分层夯实，进而提升填料的质量。
振冲置换法是利用具有高能水平振动的振冲器，于水流高压前提下边振边冲，进而在软弱土地基中成孔，之后将碎石等坚硬材料填入孔内，形成多根桩体，并与原先的粘性土结合成为粘性土地基，而振密法通常适用在砂土地基中。
石灰桩法是在软弱地基土中利用机械成孔，之后将生石灰块填入并夯实形成桩体，通过生石灰的吸水、膨胀和放热特点，以及离子交换反应、土与石灰的凝硬反应等作用，实现桩体四周土体的物力力学性质的改良，然后被改善的土体与石灰桩共同组成复合地基，起到加固地基的目的，此种方法一般应用打入、振入和压入的灌注桩机开展施工。
结语
软土地基施工是水利建设工程中通常遇到的问题，其处理方法也有多种多样，按照基础特性的不同可选用各种不同的处理方法；在闸坝施工过程中，有遇到软土地基出现时，应当认真阅读相关的勘察资料并全面进行分析，然后按照不同处理方法结合分析的结果，来选择一种最合适的处理方法或者几种联合处理方法来进行处理。
论文作者:何江湖
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/30
标签：闸坝论文; 地基论文; 预压论文; 方法论文; 土地论文; 夯实论文; 荷载论文; 《防护工程》2018年第16期论文;