软基条件下水利构筑物地基处理施工工艺优化探讨

邵正

身份证：321284198208274415

摘要：水利构筑物多临水临湖布设，场地普遍存在淤泥质土、粉质软土等软弱地基土层，具备含水率高、孔隙比大、承载力低、压缩性强、固结沉降缓慢等典型特征。软基稳定性不足极易引发闸坝沉降、渠道变形、堤身滑移、结构渗漏等工程病害，严重威胁水利构筑物运行安全与耐久性能。现阶段常规软基处理工艺普遍存在针对性弱、固结效率低、施工能耗高、后期沉降控制不足等问题，难以适配复杂水利工况。本文结合水利工程软基独有特性，系统分析传统地基处理工艺的应用短板，探讨换填加固、搅拌桩固结、排水预压等主流工艺的优化路径，提出适配水利构筑物防渗、抗滑、控沉需求的施工优化策略。研究结果可有效提升软基加固均匀性、降低工后沉降、规避结构变形隐患，对提升水利工程地基施工质量、保障构筑物长期稳定运行具备实质性工程价值。

关键词：水利构筑物；软土地基；地基处理；施工工艺；工艺优化

一、引言

水利闸站、堤防、渠道、水闸、护岸等构筑物长期受水体浸泡、水位涨落、水流冲刷作用，对地基承载力、抗滑移性能、防渗稳定性的要求远高于普通土建工程。我国多数河湖沿线水利工程建设场地分布大面积软土地基，土层天然含水率超标、土体结构松散、固结难度大，在外荷载与水动力作用下极易产生不均匀沉降与塑性变形，是诱发水利工程渗漏、开裂、坍塌的核心地质隐患。

传统软基施工工艺多套用通用土建地基处理模式，未充分兼顾水利工程防渗、抗滑、耐水蚀的特殊需求，存在浅层加固不均、深层固结不足、防水防渗薄弱等问题，导致部分水利工程投入运行后出现持续性沉降、结构错位、基础渗漏等病害。随着水利工程高标准建设推进，软基处理已成为水利施工质量管控的核心工序。基于水利软基工况特征开展施工工艺优化，解决传统工艺固结效率低、适配性差、工后隐患多的痛点，对提升水利构筑物地基稳定性、延长工程服役年限具有重要现实意义。

二、水利工程软土地基核心特性及施工难点

水利软基与普通建筑软基存在明显差异，长期处于干湿交替、水体浸润环境，地质特性更为复杂，施工管控难度更大。一是土体含水率极高，河湖淤积软土富含孔隙自由水，土体饱和度接近饱和状态，常规压实工艺难以快速排水固结，地基成型速度慢。二是土体压缩性强、承载力薄弱，软土孔隙结构发达，受构筑物自重与水压力作用极易压缩变形，引发不均匀沉降。三是抗剪强度低、抗滑稳定性差，水位波动产生的渗透压力易破坏土体结构，造成堤基滑移、边坡失稳。四是渗透变形风险高，软基细颗粒土体易被水流冲刷带走，形成管涌、流土隐患，破坏地基整体完整性。

结合施工实操来看，水利软基处理核心难点集中在三点：首先，临水施工场地受限，大型机械作业空间不足，常规大面积压实、强夯工艺难以落地；其次，软基分层差异大，浅层淤泥、深层软土交错分布，单一工艺无法实现全域均匀加固；最后，水利工程对防渗要求严苛，常规加固工艺侧重提升承载力，忽略防渗闭环处理，易遗留渗透隐患。

三、传统软基处理工艺应用短板分析

当前水利工程常用软基处理工艺主要包括换填垫层法、水泥土搅拌桩法、真空预压排水固结法，各类工艺在实操中均存在明显短板，无法完全适配水利工程高标准施工要求。

换填垫层法适用于浅层软基处理，施工流程简单、成型速度快，但传统工艺存在垫层级配不合理、分层压实厚度偏大、压实度不均等问题。施工中多采用单一砂石回填，垫层防渗性能薄弱，临水工况下易出现渗水通道，且深层软基未得到有效加固，后期深层土体固结易引发地基二次沉降。

水泥土搅拌桩是水利软基深层加固主流工艺，但传统施工存在浆液配比粗放、搅拌均匀性差、桩体垂直度偏差大、桩间土加固不足等问题。固化浆液水灰比把控不严，极易出现桩体强度不均、局部断桩、缩颈病害，同时桩体与原状土结合度低，复合地基整体性不足，抗滑移、抗渗透性能难以满足水利构筑物运行需求。

真空预压排水固结法多用于大面积堤防、库区软基加固，传统工艺存在排水板布设间距不均、密封膜密封性不足、孔隙水排出不彻底等问题，导致土体固结速度缓慢，加固周期长，局部土体固结度不足，地基整体稳定性参差不齐，无法有效控制工后沉降。

四、适配水利工况的软基处理施工工艺优化策略

结合水利软基特性与传统工艺短板，以提升地基承载力、均匀性、防渗性、抗滑性为核心目标，针对性优化各类主流施工工艺，形成适配水利构筑物的精细化施工方案。

浅层换填垫层工艺优化。针对传统垫层防渗弱、沉降不均问题，优化回填材料配比，采用“砂石+灰土+防渗细料”复合级配替代单一砂石回填，提升垫层整体防渗与承载性能。严格控制分层摊铺厚度，将传统30cm摊铺厚度缩减至20cm，采用小型碾压设备分层压实，适配临水狭小作业面。压实完成后增设垫层防渗找平层，阻断水体渗透通道，同时对换填边界与原状土衔接区域重点夯实，消除衔接沉降缝隙，彻底解决浅层渗水、不均匀沉降问题。

深层水泥土搅拌桩工艺优化。重点优化浆液配比与搅拌施工参数，根据软土含水率动态调整水灰比，掺入适量粉煤灰改良浆液和易性，提升桩体固化强度。采用“慢速下沉、快速提升”的双向搅拌工艺，延长底层搅拌停留时间，杜绝桩体缩颈、断桩、夹土缺陷。精准控制桩体垂直度与桩间距，缩小施工偏差，同时增加桩间土复搅工序，强化桩土结合度，提升复合地基整体性与抗剪强度，适配闸坝、护岸等构筑物抗滑、承载需求。

真空预压排水固结工艺优化。优化排水板布设方式，采用等边三角形均匀布设，加密薄弱区域排水板间距，保障孔隙水均匀排出。升级密封膜铺设工艺，采用双层覆膜、边缘深埋压实方式，杜绝漏气泄压问题，维持稳定真空压力。根据土体固结进度动态调整预压时长，针对含水率偏高区域适当延长预压周期，确保土体充分固结，提升地基整体均匀性，缩短施工周期、降低后期沉降风险。

配套施工质量管控优化。建立软基施工全过程动态检测机制，实时监测地基压实度、桩体强度、沉降速率、渗透系数，及时调整施工参数。针对水利工程临水特性，增加施工期排水、防冲刷防护工序，避免施工过程中水流扰动破坏未固结软基。严格落实分区施工、分区验收制度，杜绝不合格工序遗留，保障软基加固整体质量。

五、工艺优化应用成效分析

优化后的软基处理工艺贴合水利工程特殊工况，有效弥补了传统施工技术的短板，综合应用成效显著。一是地基加固均匀性大幅提升，浅层垫层密实度、深层桩体稳定性显著改善，彻底解决局部加固薄弱问题，地基整体承载力均匀达标；二是防渗抗滑性能明显增强，复合垫层、密实桩体与密封固结体系形成完整防渗抗滑结构，有效规避地基渗透、滑移隐患；三是工后沉降得到有效控制，土体固结充分、结构整体性强，大幅降低构筑物长期不均匀沉降、开裂变形风险。

六、结论

软土地基的稳定性是水利构筑物安全运行的核心基础，临水复杂工况下的软基具备含水率高、易变形、易渗透、稳定性差等特征，传统通用化施工工艺存在适配性不足、加固不均、防渗薄弱、沉降可控性差等突出问题，难以满足水利工程长期安全运行需求。本文结合水利软基施工难点，系统梳理主流工艺的应用短板，针对性优化浅层换填、深层搅拌桩、真空预压核心施工流程，完善配套质量管控体系，形成适配水利构筑物的软基处理优化技术方案。优化工艺有效解决了传统施工的质量通病，显著提升软基承载力、防渗性与整体稳定性，精准控制工后沉降与结构变形隐患，可为河湖堤防、水闸护岸、泵站渠道等水利工程软基施工提供可靠的技术参考，对推动水利地基施工标准化、精细化、高质量发展具有重要的实践价值。

参考文献

[1]石米格,徐燕.基于三维有限元的软土地基下水利枢纽构筑物水土交界面应力应变分析[J].吉林水利,2025,(5):18-23.

[2]张慧萍,程嘉序.从“水工构筑物”到“水工建筑”水利建筑设计实践与思考[J].中华建设,2017,(1):96-97.

[3]何继明.夹岩水利枢纽鱼类增殖站选址决策与混合养殖工艺优化研究[J].吉林水利,2026,(6):66-70.

...