《关于水利堤防工程软土地基处理的探讨》

关于水利堤防工程软土地基处理的探讨

摘要。软基加固的目的是为了改善建筑物地基土体的力学性质，提高承载能力，增加抗滑稳定，减少压缩变形。本人根据多年施工实践，对软土地基上修建堤防工程常用的地基处理方法及适用条件进行探讨。

关键词：水利堤防；软土地基；处理措施

1水利工程软土地基的特性

软粘土中最常见的、工程地质性质最差的要数淤泥或淤泥质土，通常工程上把天然孔隙比大于或等于1.5的亚粘土、粘土称为淤泥，而把孔隙比大于1.0小于1.5的粘土称为淤泥质粘十：其主要特性有：

（1）孔隙比和天然含水量大。我国软土的天然孔隙比一般e=l～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量w=50～70％，一般大于液限，高的可达200％。

（2）压缩性高。我国淤泥和淤泥质土的压缩系的一般都大于o.5mpa-1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均性，会造成建筑物的开裂和损坏。

（3）透水性弱。软土含水量大，可是，透水性却很小，渗透系数k≤1（mm/d）。由于透水性如此微小，土体受荷载作用后，往往呈现很高的孔隙水压力，影响地基的压密固结。

（4）抗剪强度低。软土通常呈软塑-流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，根据部分资料统计，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30kn/m2（相当于0.3kg/cm2）。不排水剪时，其内磨擦角几乎等于零，抗剪强度仅取决于凝聚力c，c＜30kn/m2，固结快剪时，Φ一般为5～150。因此，提高软土地基强度的关键是排水。如果土层有排水出路，它将随着有效压力的增加而逐步固结。反之，若没有良好的排水出路，随着荷载的增大，它的强度可能衰减。在这类软土上的建筑物尽量采用“轻型薄壁”，减轻建筑荷重。

（5）灵敏度高。软粘土中尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著强低。软粘土受到扰动后强度降低的特性可用灵敏度（在含水量不变的条件下，原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）来表示，软粘土的灵敏度一般在3～4之间，也有更高的情况。因此，在高灵敏度的软土地基上筑堤时应尽量避免对地基土的扰动。

冲填土是水力冲填形成的产物。含砂量较高的冲填土，其固结情况和力学性质较好；含粘粒较多的冲填土往往强度较低，压缩性较高.具有欠固结性。

杂填土大多由建筑垃圾、生活垃圾和工业废料堆填而成，因此在结构上具有无规律性。以生活垃圾为主的填土，腐殖质含量较高，强度较低，压缩性较大。以工业残渣为主的填土，可能含有水化物，遇水后容易发生膨胀和崩解，使填土强度降低。

2软土地基上堤防失稳的破坏机理

引起软土地基上堤防滑动破坏的根本原因，在于软弱地基中某个面上的剪应力超过了它的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏。主要有两方面因素：①由于剪应力的增加，例如大堤施工中上部填土荷重的增加；降雨使土体容重增加；水位降落产生渗流力；地震、打桩等引起的动荷载等。②由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如孔隙水应力的升高；气候变化产生的干裂、冻融；粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。

对堤防工程进行稳定分析时，通常是将假想滑动面以上土体看作刚体，并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上各种作用力，并以整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义它的安全系数，即：

t1fn=f

式中：fn—-堤防稳定安全系数；

t1—-滑动面处土体的平均抗剪强度；

t—作用于滑动面上的平均剪应力。

fn＞1土体处于稳定状态；fn＜1土体处于滑动状态或有滑动的趋势；fn=1，土体处于临界状态。因此，要使处于滑动状态或有滑动趋势的土体达到稳定状态，必须fn＞1堤防：工程等级不同，fn取值也不同，通常1.05～1.30之间），通常有两种方法：①提高土体的抗剪强度，使孔隙水应力充分消散，如对地基进行加固等；②减小作用在土体上的剪应力，如减小堤防的横断面积，尽量避免对堤防的扰动等。第一种方法在工程中被广泛采用。

将土工合成材料平铺于堤防地基表面进行地基加大，能使堤防荷载均匀分散到地基中。当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减少破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。此外，土工合成材料与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。

4结束语

以上处理方法是针对堤防工程软土地基处理时需要掌握的方法，若不加强注意，将影响工程的质量。在实际施工中，应根据不同的地基土质采用相应的方法进行处理，以确保地基的稳定，保证工程的质量。