淤泥质地基堤防填筑施工控制技术研究

淤泥质地基堤防填筑施工控制技术研究

林敏

江苏省水利建设工程有限公司 江苏扬州225002

摘要：全球气候变化与海平面上升加剧了洪水灾害的风险，使得堤防建设和加固工作变得日益重要。淤泥质地基因其特殊的物理和化学属性，如高压缩性、低承载力和高水分含量，为堤防工程的设计与施工带来了显著挑战。该文深入探讨了针对淤泥质地基堤防填筑施工的控制技术，包括预压处理、深层搅拌法、加筋地基以及浮式填筑技术，旨在提高淤泥质地基上堤防工程的稳定性和持久性。

关键词：淤泥质地基；堤防填筑施工；控制技术

引言：堤防工程是防洪抗灾的关键基础设施，其稳定性和耐久性直接关系到人民生命财产的安全。淤泥质地基，常见于河流、湖泊和海岸线附近，因其特有的地质条件，对堤防建设提出了额外的要求。传统的建设方法往往难以克服淤泥质地基带来的诸多问题，如沉降、滑移和承载力不足。因此，开发和应用新的施工控制技术，以适应这一特殊地基条件，成为确保堤防工程成功的关键。

一、淤泥质地基的特性及其对堤防建设的影响

（一）淤泥质地基的特性

淤泥质地基由于其独特的成分和结构，展现出一系列复杂的物理和化学特性，对堤防建设的影响尤为显著。这种地基主要由微小的颗粒组成，含有大量水分，因而具有较高的压缩性和较低的承载能力。由于颗粒间的吸附和毛细作用，淤泥在自然状态下往往呈现出较高的塑性和粘性，这使得在施工过程中对其稳定性控制极为困难。同时，淤泥质地基的渗透性较差，容易在水分变化时产生体积膨胀或收缩，从而影响到堤防的整体稳定性。此外，这种地基在长期承受荷载的情况下，会发生不均匀沉降，对建筑物的安全构成潜在威胁。因此，淤泥质地基的这些特性不仅对堤防的设计和建设提出了高要求，也对后期的维护和管理提出了挑战，要求工程师在施工和设计过程中采用适宜的技术和方法，确保工程的长期稳定与安全。

（二）淤泥质地基对堤防建设的影响

淤泥质地基在堤防建设中引入了一系列施工和设计上的挑战，主要因其独特的物理化学特性对工程稳定性和持久性产生深远影响。这种基质由于含水量高、密度低，导致其自身承载能力弱，容易在重负荷下产生大量沉降，从而对堤防的结构完整性和功能性构成威胁。淤泥的高压缩性意味着在长期荷载作用下，堤防可能会发生不可逆的形变，这需要在设计阶段就进行充分的考虑和应对。同时，淤泥质地基的低渗透性在一定程度上防止了水分的快速流失，但也导致水分在地基中长时间滞留，增加了地基液化的风险，特别是在遇到地震或其他振动源时。此外，淤泥中的有机物含量通常较高，这可能会在长期内影响其化学稳定性，进而影响到堤防材料的耐久性。由于这些特性，堤防建设需要采用特别的技术和方法来改善淤泥质地基的性能，如预压法、深层搅拌和使用地基加固材料等，以保障堤防的稳定性和安全性。

二、淤泥质地基堤防填筑施工控制技术

（一）预压处理技术

预压处理技术是一种广泛应用于淤泥质地基堤防填筑施工的方法，其核心在于利用人工加载来加速地基的固结过程。通过施加一定期间的额外荷载，如沙包、预制混凝土板或其他重物，这项技术模拟了未来堤防及其结构将对地基施加的压力，促进淤泥中水分的排出，从而加速沉降并增加地基的稳定性。为了提高效率，预压处理常与垂直排水措施结合使用，比如设置砂井或安装塑料排水板。这些排水措施穿透淤泥层，形成高效的水平和垂直排水路径，有助于快速减少地基中的孔隙水压力，从而加速固结过程。预压的施加不是一蹴而就的，而是根据地基的响应逐渐增加荷载，以避免引发地基不稳定。监测是此技术不可或缺的部分，包括实时监控地基的沉降、孔隙水压力和其他关键参数，确保施工过程中地基的行为符合预期。通过这种方式，预压处理不仅提高了淤泥质地基的承载能力，还显著减少了长期沉降的风险，为堤防建设提供了坚实的基础。整个过程需要精细的计划和严格的施工控制，以确保最终的堤防工程能够安全、有效地抵御外界负荷和环境影响。

（二）深层搅拌法

深层搅拌法作为一种高效的地基处理技术，在淤泥质地基堤防填筑施工中扮演着至关重要的角色。该技术通过机械方式深入地基，将固化剂直接搅拌入土壤中，以达到改良土壤物理和化学性质的目的。固化剂通常包括水泥、石灰或粉煤灰等，它们在与土壤混合后，通过水化反应，增强了土壤的承载力和稳定性，同时减少了土壤的压缩性和渗透性。搅拌过程中，专用的搅拌设备，如搅拌桩机，能够精确控制搅拌深度和范围，确保固化剂均匀分布于预定的改良区域内。此技术不仅适用于堤防的初期建设，还能用于现有堤防的加固和修复工作，特别是在处理淤泥质地基的挑战时，提供了一种既有效又经济的解决方案。通过深层搅拌法处理后的地基，其改良效果可以立即观察到，土壤的改良深度和宽度可以根据项目需求灵活调整，这使得工程设计更加多样化和个性化。与此同时，这种技术还具有施工速度快、对环境影响小的优点，特别是在城市或其他敏感区域的堤防工程中，深层搅拌法因其减少了对周围环境的扰动而受到青睐。

（三）加筋地基

在淤泥质地基堤防填筑的施工控制技术中，加筋地基技术是一种创新方法，旨在通过加入强化材料提升土体的承载能力和稳定性。这项技术涉及将地工合成材料，如土工格栅、土工带或土工布，布置于地基土层中，以形成一种复合地基结构。通过这种方式，加筋材料与土体紧密结合，有效分散荷载，减少局部应力集中，从而显著提高地基的整体稳定性和承载力。特别是在淤泥质地基上建设堤防时，加筋地基技术能够有效防止地基过度沉降和侧向位移，确保堤防的长期安全运行。加筋地基不仅增加了地基的抗剪强度，还改善了其变形特性，使之更能适应不同的环境条件和荷载变化。在实施过程中，工程师会根据地基的具体条件和工程需求，精确设计加筋材料的类型、布置方式和间距，以达到最优的加固效果。此外，加筋地基技术的应用也大大降低了对淤泥质地基进行物理改良的需求，如深层搅拌或桩基加固，从而减少了工程成本和施工影响。

（四）浮式填筑技术

浮式填筑技术在淤泥质地基堤防建设中扮演着关键角色，特别是在面对极其软弱和高压缩性土质时。这种技术的核心在于逐层、轻量级地施加填土，以避免在初始阶段就对地基造成过大的荷载。通过这种方法，浮式填筑技术能够保证填土材料与地基土之间的有效结合，同时最大限度地减少沉降和土体位移，确保堤防的稳定性和安全性。该技术的操作过程中，工程师会精心选择适用的填充材料，并根据地基的承载力和预期的沉降速率，制定出一套详细的填筑计划。这通常包括在不同阶段使用不同种类或不同密度的填充材料，以及控制每层填筑材料的厚度和填筑速度，从而实现对整个填筑过程的精确控制。在实施浮式填筑技术时，工程师还会利用现代监测技术，如GPS和地表位移监测系统，实时监控地基的反应，确保每一步操作都在安全和预期的范围内进行。这种精细的控制和监测不仅提高了施工的安全性，也大大提升了工程的可靠性和耐久性。

三、结语：

综上所述， 淤泥质地基堤防填筑施工控制技术的研究表明，通过综合应用多种技术手段，可以显著提高淤泥质地基上堤防工程的稳定性和耐久性。文章对预压处理、深层搅拌法、加筋地基、浮式填筑和环保生物技术等方法进行了深入分析，指出了每种技术在实际应用中的优势和局限性。这些技术提供了多样化的解决方案，能够根据具体的地质条件和工程需求进行优化组合，以达到最佳的施工效果。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       参考文献：

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[2]闻宇辉,高政瑞,李木珍.论述原位固化施工在淤泥质地基中的应用[J].云南水力发电,2023,39(12):36-41.