(重庆交通大学河海学院 重庆 400041)

一、引言

随着我国自身经济发展和基础建设以及“一带一路”的发展战略的需求，国内外水利工程项目的建设实施亦将会与日俱增。水利工程施工过程中涉及方方面面的问题，其中尤以地基处理问题是最为关键也是较为基础的一个环节。但是鉴于我国地域辽阔，地质情况复杂多变，不同地区地质情况有着较大的差异性，再加上软土地基自身的特点以及一些其他因素影响，所以在很大程度上来说地基处理的好坏对整体工程是否能够顺利进行施工起着决定性作用。

软土是存在于河流入海口区域的谷底、平原上的、经多年沉积形成的细粒土。其共同特征为：天然含水量高、压缩性高、天然孔隙比大、固结系数小、固结时间长、抗剪强度低、透水性差、扰动性大、灵敏度高是软土的主要特性[2]。同时，软土或许也具有着触变性、蠕变性等特殊的工程地质性质。鉴于软土地基的以上性质加之外界各种因素影响，需要因地制宜采取针对性的方法对地基进行处理。

二、水利工程中现行的软土地基处理方法

经过几十年的应用和发展，软土地基处理方法也不断得到完善和改进，这些方法必须根据具体情况具体分析，如果在软土地基处理中稍有不当便会对地基的稳定性造成极其严重的后果[2]。对软土地基处理方法各项技术展开分析和研究，促进了地基处理技术的更新和发展，甚至应用到其它相关领域，发挥其更大的效应。

(一)换填法

换填法又称置换法。是指软土地基在软土厚度较浅的情况下，通过人工、机械等方式清除掉基础以下一定深度内的软弱土层，再用物理性质较好、强度较高的材料去换填(砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰或干渣等性能稳定和无侵、蚀性的材料)并分层压实[1]。换填法是一种耗时耗力的处理技术，将不符合工程标准要求的土壤置换成高强度的土壤，以期达到地基相关强度标准要求的方法。其设计必须按照工程主体体形结构特点、工程荷载特性以及工程地质条件并考虑到工程机械设备及工程材料来源等一切因素来全面整合分析。

(二)密实法

1.强夯法。利用起重机械及相关设备将大吨位(一般10～25t)夯锤起吊到一定高度(一般6～20m)后，进行自由落体运动，瞬间施加地基土强大的冲击力进行夯实，同时土体在剧烈的冲击波和冲击能量作用下，土体孔隙迅速压缩变小，孔隙水得以从夯点周围的裂隙中排出，固体土颗粒重新排列并固结，从而增强地基承载力，降低了土体的压缩性。强夯法较大范围用于河流冲刷层、滨海沉积层以及其它各类软弱地基。

2.抛石挤淤法。抛石挤淤法是指在淤泥质的软土地基上，通过抛一定规格的石料(片石)，利用爆炸产生的冲击波或者施加外力的情况下，使土基产生整体剪切滑移破坏而达到换填软土的一种软土地基处理方法[1]。抛石挤淤法具备施工简单，造价低廉，施工速度快，操作方便等特点。其现象是一个地基不断失稳的过程，抛石的速度越快，从而达到的效果越好。因此，把握好抛石的速度对地基影响极大。抛石挤淤法一种非常纯粹的置换方法，这种方法是最直接也最安全稳妥的。

(三)排水固结法

排水固结法是通过布设人工排水管道，在外荷载的作用下使土体中的孔隙水排出，从而使孔隙比减小密实度增大，土体强度得以加强，地基的承载力得以提高、地基沉降减轻[3]。当工程实际软土层较厚或者土体渗透系数较小，土体本身渗透性较差时，排水固结法所需花费的时间较长，可能无法满足工程使用要求。其过程是在不满足强度要求的地基上铺设水平方向的排水砂垫层，然后在其上按一定间距设置排水系统，再在基础上进行预压(堆载或者真空皆可)。

(四)复合地基法

复合地基法基本原理是在土体中构造具备一定强度和承载力的构造物，构造物和土体共同形成复合型地基来承受荷载，从而达到提高地基承载力目的的方法[4]。其形式一般是由振捣法或拌入施工形成桩和桩间土共同受力的桩(CFG桩、碎石桩)。经过这种处理方式以后，桩土形成整体共同承担荷载，其承受荷载比例由不同的施工工艺来决定。施工期间不必预压，工期较短，工后承载力较高、后期沉降小，适用于结构物过渡段或者结构物的基础以及重大工程地基处理问题。

三、四种软土地基处理方式的比较分析

本文研究的这四种软土地基处理方式从原理上来说：换填法简单直接，它直接清除不满足地基强度要求的土体换填为合格的土体，但耗时耗力；密实法操作简单迅速，是通过重锤从一定高度自由落体来锤击压实软土地基，从而实现地基加固的整个过程；排水固结法一般是借助外力排出土体孔隙中的水，其排水过程必将缓慢费时，所以使用排水固结法宜事先考虑到工期的要求；复合地基法是通过在土体中构造具备一定承载力的构造物，从而使桩土共同承担荷载，但是鉴于其高耗材高成本，故需慎而择之。

造价比较结果：以上各种软土地基处理方式如果采用常用的处理深度范围加以大致的定量分析，换填法、强夯法造价较低；排水固结法适中；但复合地基由于在土中预加了具有承载力的构造物，材耗大，因此造价相对较高。并且不同结构设计物造价也千差万别，结构物设计的承载力愈高，桩的数量布置的愈密集，工程造价也会愈高。

工期比较结果：换填法、强夯法施工简单方便，工程施工整个流程非常迅速，工前无需预留准备时间。施工后便能马上展开后续工作，因此所消耗的时间是较短的，倘若从工期考虑而言无疑是最佳的选择。复合地基法提前预设有承载能力的结构物，需要消耗一定时间，但是鉴于复合地基不必预压或者预压期超短，因此它较排水固结法预压期时间有相当大的优势，总体工期比排水固结法要短。排水固结法是通过外力将地基中的水从裂隙中排出，需要较长时间才能完成。

四、总结

本文介绍了软土地基的天然高含水量和大空隙比、高压缩性、透水性低、触变性、低强度等特点，对置换法地基处理方法、密室法地基处理方法、排水固结地基处理方法、复合地基处理方法等技术方法进行了系统研究[5]。分析比较其原理、造价、工期等的差异性，给出了合理性的建议。这些地基处理方法各有特色、各有优势和使用条件，实际应用过程中应该充分考虑到各个因素的影响。