水电工程中软土地基处理的一般方法 软土地基的处理方法
时间：2019-05-02 03:30:58 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。承载能力很低，一般不超过50KN每平方米。软土地基因强度低、压缩性高、渗透性小等特征而不满足设计和使用要求，甚至会造成一定的危害，所以需对软土地基进行处理。本文将对水电工程中对软土地基的处理提出几点看法。
【关键词】水电工程；软土地基；处理方法
软土一般是指在静水和缓慢流水环境中沉积，以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物。软土是一种呈软塑到流塑状态，其外观以灰色为主的细土粒，如淤泥和淤泥质土、泥炭土和沼泽土，以及其他 高压缩性饱和黏性土、粉土等。其中淤泥和淤泥质土是软土的主要类型。软土地基的处理质量是保证建筑物建成后安全、高效运营的关键，也直接影响到地基的基础承栽力。
１．软土地基的特点
1.1大孔隙比，高天然含水量
淤泥和淤泥质土的天然含水量一般介于50～70％之问，相比而言，我国软土的天然孔隙比e则一般介于1～2之间，一般情况下，这就会远远的大于液限，最高的时候，甚至可能达到200％。
1.2低透水性
由于高含水量，在渗透系数k≤1(ram／d)的时候，透水性能就非常的差。这样，在承受强荷载作用后，孔隙水压力就会变高，地基的压密固结性能也会深受影响。
1.3低抗剪强度
通常，软土会呈现出软塑——流塑的状态，这样在有外部荷载的时候，抗剪性能就变得极差。在土层本身含有排水出路的时候，随着有效压力的逐步增加，就会慢慢的形成固结。相对应的，如果不存在优质的排水出路，在荷载增大的情况下，强度就会衰减。
2.软土地基处理原则
我国软土多分布在江河湖海等处，但也在丘陵低洼和山区谷地赋存。由于其成因类型不同，厚度不一，性质各异，因此不能一律对待，首先应查明各地区特点和地质、土质条件，有针对性的进行有效对策，作出合理的处理。
（1）软土地区的地质情况首先要弄清楚，工程地质条件复杂，还应进行工程地质分区，以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深，在施工时一旦发现，可作些补充勘察及勘探工作，对地质情况作进一步了解。
（2）设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。
（3）所用材料数量要够、质量要保证；施工机械数量、规格、性能均要满足要求。
（4）施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事，以保证良好的质量，软土地段特别要注意控制填土速率，避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。
如能树立质量第一的思想，严格将上述几项工作做好，应该说软土路基施工，可以达到安全、优质的目的。
3.软土地基处理的一般方法
3.1垫层法
垫层法是在软土地基顶面铺设厚度为0.6m—1.0m的砂垫层或土工布等化学物质(具体厚度视路堤高度、软土层厚度及压缩性而定，太厚施工困难，太薄效果差)作为软土层固结所需要的上部排水层，以加速沉降的发展，缩短固结过程的方法。砂垫层可作为路堤内的地下排水层，以降低堤内水位，改善施工时重型机械的作业条件。
采用砂垫层，砂宜采用中砂及粗砂，要求级配良好。颗粒的不均匀系数不大于5，且含量不宜超过3％—5％。砂垫层一般用自卸汽车及推土机配合摊铺，摊铺应均匀，注意不要有很大的集中载荷作用。当路堤为粉土类土，透水性不好时，路堤坡脚附近砂垫层被路堤覆盖，可能会阻碍侧向排水，必须注意做好砂垫层端部的处理。
3.2预压加固法
预压加固法就是在建筑物的地基上，预先施加荷载f如堆土、堆石或抽真空等)，使地基产生相应的固结，然后将这些预压荷载卸掉，再进行建筑物的施工。这样就可以大大减少建筑物的沉降，提高软土层的强度，增加其承载力。(1)预压砂井法。当软土层很厚(例如超过5 m以上)，为了增加排水途径，缩短排水距离，加速软土地基的固结和强度的增长，提高预压效果，一般在地基内设置排水砂井，这就是所谓的预压砂井法(如板栗园电站机座基础处理)。预压砂井法的设计，是以三维轴对称固结理论并结合初始和边界条件为依据的。在具体设计计算时，应密切结合地基勘探、土工实验资料以及上部结构情况来进行。(2)改善地基排水的其他方法。改善地基排水的其他方法包括塑性板排水法和袋装砂井法。
3.3强夯法
强夯法处理软土地基是利用重锤自山落下产生的冲击波使地基密实，这种冲击引起的振动在土中是以波的形式向地下传播的。J.K.米切尔在1981年召开的第十届国际土力学和基础工程学会上所作的“土质改良——技术状态”报告中，曾对强夯法的加固机理进行了概括：当强夯法应用于非饱和土时，压密过程基本上同实验室中击实法(普罗克特击实法)相同；对于饱和无粘性土，夯击过程中，土体可能会产生液化，其致密过程与爆破和振动压密过程相似；对于饱和细粒粘土的效果尚不明确，成功和失败的例子均有报道，对于这类饱和的细颗粒土，要求破坏土的结构、产生超孔隙水压力、山裂隙形成排水通道。
强夯理论认为：压缩波大部分通过液相运动，使孔隙水压力增大，同时使土颗粒错位，土体骨架解体。而随后到的剪切波使土颗粒处于更密实的状态。
3.4桩基法
当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用,一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧，技术落后，存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基，由于存在工期长，工后变形大等问题，已不再用作对变形有要求的建筑地基处理；三是民用建筑已禁用木桩基础。
钢筋混凝土预制桩（钢筋混凝土桩和预应力管桩）目前由于具有较强承载力，投资省，质量有保证，施工速度快等特点，得到普遍运用，如本人设计龙海市角美镇金山水闸，其地质条件覆盖一层10m以上厚的淤泥土层，地基处理采用边长为250mm钢筋混凝土预制方桩，挤密淤土层并靠摩擦承载，钢筋混凝土预制桩还具有抗水闸水压力产生水平荷载，达到水平稳定作用。 淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩，打灌注桩至硬土层，作承载台，灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩，但两种方法灌注桩还存在一些技术难题，一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题；二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题，桩身混凝土灌注质量，桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。
3.5换土法
当淤土层厚度较簿时，也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。对于深度不太大的软基工程，在路堤范围内，将需要处理的软土挖除，动力触探合格后，用碎片石换填，可采用分段挖除，分段分层回填的方法。用于换填的石料强度应不小于15MPa，分层厚度不宜大于30cm，石料最大粒径不应大于层厚的2/3。依据规范，分层回填的碎片石应碾压合格，表面石块嵌挤紧密无松动，用镐刨不动，一般采用激震力320kN以上的压路机强震碾压无轮迹。
软土地基有极大的危害性，如果不处理或处理不当，就会造成地基失稳，使构造物沉降过大或不均匀沉降，对构造物造成不同程度的危害。软土地基的处理方法很多，但是结合实际情况，我国各地区的环境，土质皆有不同。在软土地基处理中可以采用单一的方法，也可以采用两种或两种以上方法相结合。在确定方案之前要充分做好前期的勘测工作，目的是使处理后的软土地基满足设计的承载力和沉降量的要求。总之，水电地基工程施工技术中，注重质量管理及控制，掌握地基施工的条件要求，并通过多方面比对实际地质情况和周边环境，选择不会因为不均匀沉降造成较大的变形差的方案，并熟练应用处理软弱地基的方法，才能够很好的保证水利水电地基工程施工的成功。
【参考文献】
［１］徐志钧．软土地基和预压发地基处理[M]．北京：机械工业出版社，2004．
［２］金德濂．水利水电工程地质问题泛论一金德濂科学技术论文集[c]．湖南科学技术出版社，2002，7．
［３］黄晶纯．水利水电工程中地基施工的新技术[U]．科技创新导报，2009，(27)．
［４］陶忠平．JK,~I水电．Y-程建设中不良地基基础处理方法研究[Ⅱ]．水利水电技术，2007，38(12)．
