罗义涛 侯志军 李鑫
中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁省丹东市 118000
摘要：水利工程的建设工作本身就是一项十分复杂、系统的工程，其本身为往往会涉及诸多内容，其中软土地基作为关键的环节之一，对于整个水利工程的质量和安全具有很大的影响，必须要不断地推动软土地基处理技术创新，才能够真正的提高水利工程的质量和安全。
关键词：水利施工；软土地基；处理技术
引言
地基的处理是水利工程施工中一个最基础也是最重要的环节，地基处理的质量直接关系着整个水利工程的质量，因此在开始施工之前，需要对施工现场做好勘测，了解当地的地形地质，之后制定合适的施工方案。在施工过程中，没有处理好软土地基方面的问题，就会造成很严重的后果，建筑变形，坍塌等，甚至危害人民的生命财产安全，因此在水利工程施工中一定要处理好软土地基方面的问题。
1软土地基基本特点
软土地基一般是指具有较高含水量的土质层，一般强度比较低，压缩量较高，多数含有一定的有机物质。从物质结构、物理力学性质等方面来考虑，软土地基具有以下的基本特点。
1.1 压缩性高
软土地基压缩性比较高，不容易达到稳定，这是由于软土的孔隙比＞ 1，容重小，而含水量高，并且含有腐殖质、微生物或可燃气体等有机质，在压缩初期，比较平缓，当软土地基的压力超过压力点时，软土地基就会出现下降态势，甚至会出现突然下降态势。在其他条件不变情况下，软土的压缩性随塑性值越大而越强。
1.2 孔隙较大
软土比普通的土质孔隙大，通常情况下，软土的孔隙比是普通土的130% 左右，这都是因为软土含水量较高所导致的。软土颗粒间接触点出现胶结现象，失去自身土层压实能力。
1.3 触变性
软土的灵敏度很高，主要体现在触变性上。软土是一种呈絮凝状结构的沉积物，当软土作为原状土时常具有一定的结构强度，一旦遭到破坏或经过扰动，结构发生破坏，软土强度就会迅速下降并很快变成稀释状态。所以当软土地基受到振动荷载后，就会出现侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。
1.4 透水性差
软土的透水性很差，在垂直层面上透水率几乎很小，这不利于排水固结，主要表现为结构物沉降时间过长，而在加荷初期，常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。此外，软土还具有其他一些特点，例如抗剪强度低，具有流变性，不均匀性等。工程中要加以分析，针对不同的特点，采取不同的措施，如要检测软土的抗剪强度，最好在现场作原位试验。
2在水利施工过程中处理软土地基的重要性
一般将孔隙大、含水量相对较高和很难被压缩的土质称为软土，在水利工程中这种土质是不符合施工标准的，在实际的水利施工过程中如果对于软土不进行处理就会让水利工程地基的安全性受到严重的影响，进而让整个水利工程的稳定性都得不到保障，除此之外，在水利工程的施工过程中也会增加一定的难度，这样不仅会增加工程建设的投入资金，而且不能够在规定的时间内完成工程建设，不管是在资金上还是在时间上都会给参与工程建设的各方面人员带来不必要的损失。对于软土地基的处理在水利工程施工建设的利用率相对较大而且范围较广时会更加的突出，如果一旦出现处理不到位的情况就有可能使水利工程的路面出现裂缝、沉降以及膨胀等现象，这样一来在桥梁的使用上不管是其使用年限还是安全上都会受到严重的影响，所以为了让水利工程的安全得到有效的保障，在制定软土地基处理方案的时候一定要根据实际情况来制定合适的方案。
3 水利施工中影响软土地基施工技术选择的因素
3.1 施工进度
施工进度是我们在任何工程中必须要考虑的一个关键因素。首先在施工前我们要编制施工计划，然后再根据具体的施工内容和工程实际情况制定较为具体的工期目标，考虑施工中各种影响工期进度的因素，保证工期如期完成。对于软土地基施工这部分内容来说，施工处理技术的不同，工期也会存在不同差异。有些技术需要一定的处理时间，导致延长整个工程的工期，因此，在选择软土地基施工技术时要充分考虑其对工期的影响，如果工期比较紧张时，尽量选择能够短时间内完工的处理技术，进而缩短施工时间，加快施工进度。
3.2 环境因素
由于水利工程所处区域不同，地理环境因素也会对施工技术的选择造成一定的影响。必须对水利工程周围的地理环境进行充分的调查了解，经过综合分析后，选择科学、经济、合理的软土地基处理技术。
3.3 软土地基施工总量
在众多影响因素中，软土地基施工总工程量是决定软土地基处理技术选择的一个重要影响因素。当软土地基施工总工程量比较大时，如果选择换土处理的地基处理方式，就需要投入大量的人力、物力和财力，不利于施工成本的控制。当软土地基层比较厚时，如果采用压重的施工技术，软土地基稳定性及坚固性可能无法得到保证，因此，要充分考虑软土地基施工总量及厚度、深度等，只有选择一个既能保证处理效果，又能实现经济合理目标的施工技术，才能事半功倍，既有利于加快水利工程施工进度，对降低水利工程施工成本也很有利。
4水利工程中软土地基处理技术
4.1排水砂垫层
排水砂垫层主要就是指在路堤底部地面铺设一层砂层，其主要作用就是在软土顶面增加相应的排水面，在进行填土的时候，荷载会不断增加，促使软土地基排水固结渗出的水能够有效的从砂垫层排除，为了能够从根本上保证砂垫层通畅排水，必须要选择渗水性良好的材料。砂垫层本身的厚度一般为1m左右，为了能够保证砂垫层的渗水作用，必须要填上一层黏性土封住水，避免水返上路基。路基两侧应该构建相应的水沟，从根本上保证路基的稳定性。并且施工技术人员必须不断提升自身的专业水平及综合素质，升级并规范施工工艺水平及施工流程，在工程具体诉求基础上进行考量，进一步完善该技术的应用，提升其应用质量。
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4.2排水固结处理
排水固结软土地基处理技术是指利用排水设施将软土地基中多余的水分排出去，孔隙比减小，地基发生固结变形，地基土的强度逐渐增长，从而提高软土地基的固结能力。目前软土地基排水固结的方式有两种，一种是砂井排水或水管排水，一种是堆载预压排水。砂井或水管排水是先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后根据建筑物本身重量进行加载；堆载预压排水是在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。
排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。排水固结法适用于处理饱和和软弱土层，但对渗透性极低的泥炭土要慎重对待。还有一些处
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理技术，如预压砂井法，化学固结法、电渗排水法等，因其应用存在一定局限性，在此不作赘述。
4.3加筋法
加筋法主要是指在软土层上加钢筋进行网状施工，从而促进软土地基承载力及整体强度的提升，保证软土地基稳定性及安全性的提升，该方法的应用主要是通过钢筋固定软土地基。不良水利施工中通常会应用到加筋技术，其能够有效控制软土地基的沉降问题，该技术应用成本消耗大，并不适合在软土地基处理中予以广泛应用。因此施工人员需要与工程具体情况相结合综合考量该技术，对其是否在工程施工中应用予以确定，防止造成资金浪费的情况，促使水利工程能够发挥出最大化的经济及社会效益。
4.4预压砂井法
预压法主要需要排水和加压系统的配合，促使地基中的孔隙水排出来，常用的排水系统主要有水平排水垫层以及排水砂沟等，加压系统主要包括了堆载预压以及真空预压等。当堆载预压和真空预压联合使用的时候就成为真空联合堆载预压法。可以将加固范围内的植被和表土进行清除，上铺砂垫层，然后垂直下插塑料排水板，砂垫层中横向布置排水管，能够改善加固地基排水的基本环境，然后在砂垫层上铺设密封膜，通过真空泵将密土膜内的地基气压进行抽气，其本身的加固时间比较长，抽真空处理的范围有限，更加适用于工期要求比较宽的淤泥土质。
4.5强夯法
强夯法主要就是通过80kN以上的夯锤对土地进行夯实，通过夯实之后的土体本身孔隙受到了压缩，夯点周围所带来的裂隙能够为孔隙水的排除提供了方便的通道，有利于土的固结，从根本上提高了土的承载能力，夯实之后的地基会减少因为荷载而出现的压缩变形现象，强夯法主要适合河流冲种层，滨海沉积层等软土地基。
4.6旋喷法
这种方法在处理软土地基中具有较强的专业性，主要是通过旋喷机械进行施工与处理，将其防渗优越性予以充分发挥，进一步提升软土地基压实度。该方法应用之前施工人员需要将其与工程施工要求及工程具体内容相结合，全面了解并明确旋喷机械设备的具体操作流程，合理科学的处理软土地基，最大程度上发挥出设备的应用性能，提升整个软土地基处理的成效。施工人员需要在旋喷技术实施中借助高压，实施水泥喷射，将浆液与土体进行凝固。旋喷柱会在凝固之后产生，从而产生较好的加固效果。水利工程作为我国社会的基础设施，必须要重视软土地基处理技术的完善和创新，其主要原因就是因为水利工程本身的施工环境比较恶劣，如果不能保证地基的质量和科学，就会直接影响到水利工程的质量和安全，不利于我国社会的可持续性发展。
4.7化学固结法
除了对软土地基进行物力处理，使软土中的水分排出，成为强度较大的土层之外，我们还可以通过化学的方式改变软土的性质。具体做法便是向软土中加入一定的化学材料，使对软土地基进行填充、改造，加强软土地基强度、有效减缓软土地基压缩性、提高软土地基承载能力，从而使得软土土质满足水利工程建筑的地基设计要求。常见的化学固结法有灌浆法、人工合成材料加筋加固法、硅化加固法、深层搅拌法。这些方法都是通过化学手段改变了软土的固有性质，使其能够满足水利工程的建设条件。但是因为在作业的过程中可能会加入大量的其他类化学材料对于土壤及地下水可能会带来一定的影响，同时整个施工建设费用将会大增。
4.8 换填法
换填法也是软土地基处理中一种常见的方法之一，通过选用与施工要求相符的土质来更换原有的软土，从而让当地的地基达到施工的要求。在实行换填法时，首先就要把那些不满足施工要求的软土挖走，然后再填入合适的土质，并且做好夯实处理，这样可以有效的保证水利工程顺利施工。通常情况下，换填的土质一般都是由粗砂，碎石和鹅卵石等构成，为了保证安全性和稳定性，一般我们会分三层来填充，第一层是矿渣碎石，这样可以增强地基的透水性，并且打好地基的基础，第二层是灰土层，这一层可以维持地基的平衡受力，进一步加强地基的稳定性。第三层就是砂垫层，这一层是用来排出淤泥中的水分和气体的，固结地基的土质，提高地基的承载力。在实际的施工过程中，技术人员需要根据当地的实际情况，来选择合适的填入物来加强地基的稳定性。
结束语
我国目前城市现代化进程日益加快，水利工程作为城市的基础组成部分，水利工程的质量和安全受到了社会各界的广泛关注和重视。水利工程施工过程中往往会遇到软土地基，必须要做好处理方法，才能够有效地提高水利工程的质量和安全。本文主要讲述了软土地基的基本概念和重要性，水利工程软土地基特点的分析以及相应的处理方法。
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论文作者:罗义涛,侯志军,李鑫
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：土地论文; 地基论文; 水利工程论文; 预压论文; 孔隙论文; 水利论文; 土质论文; 《防护工程》2018年第32期论文;