水利工程施工中软土地基处理技术应用分析

引言

在水利工程建设中，软土地基处理的问题逐渐突出。在水利工程中，地基处理不仅是一项重要的工程，也是保证水利工程建设质量的重要一环。根据当地的地质情况以及水利工程的具体情况，对施工工艺进行适当的选择，增强地基的稳定性，从而更好地发挥水利工程的功能。通过合理选择和应用相关技术，能有效提升软土地基的承载能力，确保水利工程质量。

1 软土地基处理技术概述

软土地基常见于沿海滩涂、河流冲积平原和湖泊沉积区，具有高含水量、高压缩性、低透水性和低强度等特点，如不及时处理，易引发沉降过大、承载力不足及结构失稳等问题，影响工程安全。常用的处理技术包括排水固结法、真空预压法、深层搅拌法和化学加固法。排水固结法通过塑料排水板或砂井加速孔隙水压力消散，提高固结强度；真空预压法通过负压排水，提升抗剪能力；深层搅拌法利用水泥类固化剂增强地基强度；化学加固法则通过注浆填充孔隙，改善抗渗与强度性能。根据土层条件、施工环境和经济要求，合理选择处理方案。新材料与智能监测技术的应用，也推动了地基加固的高效化和绿色发展。

2 软土地基的特点

2.1 变形性

由于土壤颗粒间的孔隙被大量水分占据，使得土壤结构变得松散且不稳定。在外力作用下，如施工荷载等，软土地基容易发生显著的变形，包括沉降、侧向挤出等。这种变形不仅影响工程结构的稳定性和安全性，还可能导致工程结构的破坏或失效。因此，在软土地基上进行工程建设时，必须采取有效的措施来控制地基的变形。

2.2 压缩性

由于土壤颗粒间的孔隙较小，且透水性低，使得水分在土壤中的扩散和排出变得困难。在受到外部荷载作用时，土壤颗粒间的空隙会被进一步压缩，导致地基的沉降和固结。这一过程往往持续时间较长，且难以预测和控制。因此，在软土地基上进行工程建设时，必须充分考虑地基的压缩性，并采取相应的措施来加速地基的固结过程，以提高地基的承载力和稳定性。

2.3 孔隙大

软土地基的颗粒之间孔隙较大，这是由于其含水量高，颗粒间的水分使得土颗粒之间的距离增大，从而形成较大的孔隙。孔隙大使得软土的压缩性较高，在荷载作用下容易产生较大的沉降。

2.4 承载力低

由于土质松软，软土地基的承载力往往较低，难以满足工程建设要求。

3 水利工程施工中软土地基处理技术具体应用

3.1 换填法

换填法是软土地基常用的施工方法。其基本原理是开挖软土地基某一范围内的软土，回填强度较大、压缩性较小的材料 ( 如砂、碎石、灰土等 )，并提高其强度和减少沉降。换填法的首要步骤是进行地质调查，确定软土的范围和厚度，进而确定换填的深度和面积。换填的深度一般不宜大于 3m ，因为过深的话，经济上不合算。挖软土时，应注意土的坡度和基底平整度，防止扰动基底土。换填材料是换填法的关键。砂、碎石透水性好，易于压实，能迅速消散孔隙水压力，易于获得稳定的强度。灰土强度高，水稳定性好，适用于对地基强度要求高的工程。换填应分层回填、分层压实，每层厚度一般为 20～30cm_⨀ 。夯实方法应视换填材料性质和现场条件而定，可采用机械碾压或振动压实等。换填法的优点是方法简单易行，效果好，能显著改善地基的物理力学性质。缺点是换填量大，土方工程量大，对环境有一定的影响。

3.2 排水固结技术

排水固结技术作为水利工程建设过程中软土地基处理的重要手段，它的基本原理就是通过将排水系统布置于地基上，加快地基内部水分排出及固结过程以增强地基强度及稳定性，此法对含水量大、透水性较差的软土地基尤为适宜。排水固结技术应用时排水系统设置至关重要，常用排水系统有砂井和塑料排水板，砂井由地基上钻孔及充填砂粒构成竖向排水通道，井径及井距视地基条件及处理需要而定。塑料排水板作为一种创新的排水材料，因其轻便、高强度和抗腐蚀的特性，在近些年的软土地基处理领域获得了广大的应用。排水固结技术效果受地基土渗透性、排水系统布置与性能以及预压荷载大小诸多因素影响，通常情况下，地基土渗透性越强，排水系统排水能力越强、预压荷载越大，排水固结效果越明显。

3.3 深层搅拌法

在水利工程中，深层搅拌法技术得到了广泛应用，尤其是在各类软土地基处理中。深层搅拌法是基于详尽的软土地基数据采集与分析，通过桩基加固手段，有效改善软土地基的地质条件，显著提升地基的承载能力。深层搅拌法主要包括水泥搅拌桩和水泥粉煤灰碎石桩二种方法。其中，水泥搅拌桩通过在软土中掺入水泥并充分搅拌，形成具有一定强度的复合地基，同时设置褥垫层以扩大荷载传递范围，增强地基的整体稳定性；水泥粉煤灰碎石桩则主要依赖桩体本身的高强度来承载荷载，适用于对地基承载力有较高要求的场合。深层搅拌法技术成本相对较高且施工难度较大。在实际施工中，深层搅拌法的技术核心在于利用桩基将软土地基整合为一个整体，从而增大荷载传导面积，实现软基向硬基的转化。但是，考虑到造价成本，需根据软土地基的实际厚度，适当调整桩基的长度，以确保在控制成本的同时达到预期的加固效果。因此，施工技术人员需结合具体的软土地基情况，合理选择垫层材料并科学设置垫层厚度，为水利工程提供稳定、耐久的地质基础。

3.4 高压喷射注浆施工技术

高压喷射注浆法是在高压条件下注入水泥浆液，这些浆液在高压驱动下与地基土混合，凝固成混凝土柱状结构，可以大幅度提高软土路基的稳定性和承载能力。另外，高压喷射注浆施工技术还能有效缓解地基渗漏问题，进一步稳固路基结构。但是，在实际部署时，必须审慎考虑现场的水文地质及地形条件。特别是在地下水丰富且岩溶缝隙发育充分的区域，直接运用此法可能导致注浆量远超设计标准，增加项目成本。因此，在实际作业中，需依据现场具体情况，权衡利弊，合理选用施工技术方案。

3.5 淤泥处理技术

淤泥处理技术的核心在于使用物理、化学手段提升淤泥土层的凝固性，增强抗压能力，经常用于涉水领域作业施工。淤泥土主要包括腐泥土、泥炭土、泥土等，土壤水分含量时常较高，一旦遇到透雨、水流侵袭，对所承载水利工程设施的稳定性能影响极大。淤泥地基处理工作方法要点是：首先更换砂层或使用砂垫进行淤泥排水等，通过挖掘和拆除淤泥，更新和提升地基土质力学性能；通过扔石头压缩泥浆以减少淤泥含量比率，使用砂井对软土进行排水，或使用桩基方式处理不良地基；然后在下部石头上添加碎石和沙子，以增强地基抗压防滑性能；如果结合实际，最后在泥土中适量加入化学凝固剂，效果则更加显著和持久。所用方法即可单独使用，也可综合使用。

结语

随着水利工程建设的不断发展和对工程质量要求的不断提高，软土地基处理技术也将不断创新和完善。未来，应进一步加强对软土地基处理技术的研究和应用，探索更加高效、环保、经济的处理方法，为水利工程建设提供更加可靠的技术支持。

参考文献：

[1] 张旭林 . 水利水电工程施工中软土地基处理技术分析 [J]. 科技资讯 ,2025,23(08):163-165.

[2] 李雨才 . 水利工程施工中软土地基处理技术的研究与应用 [J]. 中国设备工程 ,2025,(S2):266-269.

[3] 王浩 , 耿玉芝 , 李福 . 水利工程施工中软土地基处理技术研究 [J]. 水上安全 ,2025,(09):185-187.