顺德区均安镇国土城建和水利局 广东佛山市 528329
摘要：由于软土地基中所含水分较多，土体强度相对较小，施工中容易受到外界的干扰，因而在进行软土地基堤防工程的建设工作时，需要的施工成本较高，并且对于技术方面的要求较为严苛。本文先对堤防工程中软基特点进行探讨，并结合工程案例对软土地基上堤防稳定性以及相应的加固措施进行分析。
关键词：软土地基；堤防稳定性；水利工程
1引言
随着国内经济社会水平的不断提升，我国对于水利堤防工程的建设工作越来越重视。水利堤防工程作为重要的水利基础设施，其安全性、稳定性对于国民经济的正常发展以及城镇居民的农业发展有着重要的意义。在进行水利提防工程的施工建设工作时，要做好堤防工程软土地基的稳定性分析与加固工作，积极改善堤防软地的力学与物理性能，进而提升地基的承载能力，降低承压作用下对于地基变形的影响。
2堤防工程中软基的特点
对于软土而言，主要是指含水率较高、承压能力相对偏低的含有大量淤泥沉积物与少量腐殖质的土体。在静止、流速较慢的水体中，泥沙将会逐渐的沉积，并且这些土体的颗粒较细，吸水能力较强。堤防工程中的软土地基主要成分就是淤泥、淤泥质土，由于生成环境的不同，软土在组成与状态特征方面有着较大差异。总体而言，软土地基的粘粒、粉粒等细小颗粒的含量较大，并且淤泥的粘粒含量相对偏高，大多可以达到30～60％左右。粘粒的粘土矿物成分主要由水云母、蒙德石等成分组成，并且其中含有大量的有机质，其中有机质的含量可以达到5～15％。由于这些物质自身所带负电荷较高，因而可以快速的与水发生反应，并且在其表层生成一层特殊的水膜。在进行水利堤防工程的建设工作时，要对软土地基进行严格的处理，对于堤防稳定性进行全面分析，提升堤防工程的安全性与稳定性。
3工程概况
某段堤防全长8.65km，堤基主要为软基段。因为河水流向在数年间进行了几次变迁改道，形成过程中伴随着忽淤忽冲的过程，目前所构成的地层较为复杂。该河段经过历次的勘探表明，从地面以下约有14m厚的软弱土层，并且当初在进行堤防的修建工作时，并没有对堤基软弱土层进行相应的加固处理，以往的几十年间也曾因为堤基软弱而出现了较多的滑坡、塌方等险情。从2006年11月到现在，这段堤防经常发生不同程度的塌陷以及下挫、堤顶道路下沉等一系列的问题与险情。其中，最为主要的险情就是堤坡塌陷以及下挫问题，并且这些险情的持续时间较长、分布范围相较广。近几年来，虽经对该堤防进行了几次的应急除险加固工作，但是还会出现相应的沉陷以及下挫、开裂等险情。
4堤防稳定性分析
为了能够对堤防险情出现的原因进行详细的了解，对堤坡进行了稳定性的分析和研究。这一过程中，根据我国颁布实施的《堤防工程设计规范》（GB50286－2013）中的相关条款与要求，对土堤的抗滑稳定性进行了计算，主要用到了瑞典圆弧滑动法以及简化毕肖普法等理论与方法。通过对现场的险情位置以及历年的勘测成果的研究，选择桩号141+001为代表性断面展开了相应的稳定性分析工作。这一段堤防的堤身填土以粉质黏土为主，并且堤基从上到下的土质分别是黏土层以及淤泥质、粉质黏土层，最下面的土层为粉细砂层、粉质黏土层。稳定性分析过程中，用到了总应力法以及有效应力法，并且采用了总应力强度以及有效应力强度等一系列的指标。一般来说，对于堤防填筑施工期以及运行期水位骤降期而言，可以使用总应力法进行相应的计算，对于施工期可以使用快剪强度指标，运行期水位骤降可以使用固结快剪等指标。在本次的计算工作中，总应力强度指标使用的是固结快剪小值平均值。对于有效应力强度指标而言，计算时采用了三轴排水剪试验成果。其中，相应的计算参数见下表2所示。
表1 稳定计算参数
该段堤防的工程等级是2级，根据规范中所规定的稳定标准，2级堤防要能在正常运行的工况下，其边坡的抗滑安全系数要能够达到1.25以上。在非常运行的状态下，堤防的抗滑安全系数要能够得到1.15以上。对于施工期以及水位骤降期的抗滑安全而言，应根据非常运行状态下的标准做出相应的评价。在水位方面主要考虑设计水位以及枯水位，对于水位骤降主要分析水位从设计水位骤降到堤坡脚位置的情况。该堤防的地震烈度是6度，在稳定分析方面可以不考虑。按照岩土参数以及计算工况、水位等条件，对堤坡稳定性的分析与计算结果如下表3所示。
表2 141+001断面的抗滑稳定性计算结果
从上表中的数据可以看出，通过有效应力法计算所得的抗滑安全系数相比于总应力法计算所得的系数要稍大一些，这就表明，两种不同的强度指标对于协调方面有着一定的差异。对于这两种计算方法而言，不同工况条件下的抗滑安全系数的计算都能满足规范的要求。从而，可以证明堤防本身在抗滑稳定方面没有问题。对于目前存在的堤坡沉陷以及开裂等险情，不是由于堤身或者是堤基失稳所导致的。同时，这也与堤脚位置处没有明显剪出口相吻合。根据多年的勘察成果表明，堤防在迎水侧表层贴坡土土质存在着结构松散、含水率较高的现象，并且土体的压实度低、筑填质量较差，对于大部分地方不能达到筑填的标准。另外，堤身内部的土体含水率相对较高，接近于饱和状态。对于这一问题，主要是由堤防填土的土质较差以及加培方式不合理所导致的。堤身由于长期受到内积水浸泡的影响，其物理、力学性质出现了很大的变化，进而导致了土体软化的问题，这对于土体抵抗破坏的能力有着较大的影响，对于堤防所出现的沉陷、开裂问题也有着直接的原因。
5堤防工程软基加固的方法
一方面，可以利用自身的质量来增强软基的抗剪强度。在进行水利工程堤防加固工作时，可以利用自身的质量来挤出软基中存在的淤泥、淤泥质土，从而可以增强软基的抗剪强度。这一过程中，堤防自身所具有的质量可以抵消淤泥、淤泥质土的水应力，这对于应力状况的改善也有一定的作用。另一方面，可以利用抛石法来提升堤防的抗剪强度。加固过程中，通过将适当数量、粒径的块石抛填到待加固的软土地基中，可以挤走软土地基中存在的淤泥、淤泥质土，进而增强软基的抗剪强度。施工过程中，要确保所使用的块石具有抗风化的能力，并且块石的尺寸要大于30cm。抛填过程中，要对软土层以下的地层横坡进行明确，之后再确定抛填的方向。比如横坡处于平坦的状况，那么可以从软基的中部向两侧进行石料的抛填工作；如果横坡坡度大于10%，可以从软基的高侧向低侧开展抛填工作。另外，还可以使用垫层法进行软基加固。施工过程中，需要对不良软土进行挖出，并使用强度高、透水性好的碎石、砂等材料回填。这一方法可以就地取材，因而加固工作的成本较低。此外，必要时可以使用混凝土做桩法以及加筋加固法进行软土地基的处理。混凝土桩可以与周边的软地基结合，进而形成具有一定强度的复合地基，这样一来可以减轻软土地基的沉降问题。加筋加固法应用过程中，需要在水利堤防的软土地基上铺设一层土工合成的材料，进而能够分散堤防的荷载影响，这就是该方法的加固原理。该方法主要是利用合成材料和软土基间存在的摩擦力作用，此法对于侧向变形有着良好的加固效果。
6结束语
随着国内水利工程数量与规模的不断提升，堤防稳定性问题也越来越明显。在软土地基上修建堤防工程时，要注意加固方法与加固措施的选择，进而提升堤防工程的稳定性与安全性，提升水利工程的运营质量。
参考文献
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论文作者:何泳朝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/16
标签：堤防论文; 稳定性论文; 应力论文; 淤泥论文; 工程论文; 土地论文; 水位论文; 《基层建设》2018年第24期论文;