水利水電工程不良地基處理施工技術(shù)應(yīng)用

摘要：水利水電工程的建設(shè)規(guī)模隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展而擴(kuò)大，成為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的“重頭戲”。水利水電工程的建設(shè)具有規(guī)模化和系統(tǒng)化的特點(diǎn)，地基施工為基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對建筑物的使用狀況具有顯著的影響，地基條件不良時(shí)將阻礙水利水電工程建設(shè)工作的順利開展。本文根據(jù)不良地基的基本特點(diǎn)，圍繞此環(huán)境下的施工處理技術(shù)展開探討，以便推動(dòng)水利水電工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水利水電；不良地基；防滲處理

１水利水電工程中不良地基的概述

水利水電工程建設(shè)期間容易遇到不良地基而導(dǎo)致地基失穩(wěn)等問題，此條件下將嚴(yán)重威脅到水利水電工程的安全性，其經(jīng)濟(jì)效益也將明顯下滑。不良地基的地質(zhì)條件欠佳，具有遇水失穩(wěn)、局部沉陷等方面的特性，若缺乏有效的處理措施，則必然會(huì)阻礙水利水電工程的建設(shè)進(jìn)程［１］。由此說明，施工單位應(yīng)將不良地基的處理工作落實(shí)到位，保證水利工程的整體進(jìn)度和質(zhì)量。

２不良地基對水利水電工程的不良影響

１）受溶蝕帶、破碎帶、節(jié)理裂隙帶等不良地質(zhì)的影響，導(dǎo)致地基的抗滑安全系數(shù)偏低，相比于上部建筑物的抗滑穩(wěn)定性需求而言存在較大的差距，產(chǎn)生的剪切作用范圍廣、影響程度深，不利于地基上方建筑物的穩(wěn)定使用。２）容許值偏低，通常低于水力坡降和地基滲漏量。此現(xiàn)象的成因錯(cuò)綜復(fù)雜，例如地基存在強(qiáng)透水帶且孔隙率偏低、存在強(qiáng)裂隙透水層等，在此條件下，易伴有揚(yáng)壓力超限、水庫滲漏等問題，隨時(shí)間的延長，水庫地基及建設(shè)于該處的建筑物均容易出現(xiàn)損壞。３）地基的穩(wěn)定性不足，存在局部沉降現(xiàn)象，以至于水利水電工程建筑物的部分結(jié)構(gòu)發(fā)生下沉、變形等質(zhì)量問題。４）地基的地質(zhì)組成較為特殊，例如存在無黏性粉細(xì)砂層時(shí)，受機(jī)械振動(dòng)等外力的作用，粉細(xì)砂層易發(fā)生液化，導(dǎo)致地基的穩(wěn)定性明顯下降，建筑物缺乏穩(wěn)定性。

３基于不良地基基本特性的處理施工技術(shù)

３．１強(qiáng)透水層防滲處理技術(shù)

若地基存在強(qiáng)透水層，在該處組織水利水電工程建設(shè)工作時(shí)難度將明顯增加，施工期間管涌發(fā)生概率較高，易破壞水利水電工程的穩(wěn)定性。卵石層、礫石層等均是較為常見的強(qiáng)透水層，在處理過程中首先需要將強(qiáng)透水層清理干凈，配制混凝土并將其回填于該處，從而構(gòu)成具有阻隔作用的截水墻；隨后利用沖擊鉆鉆孔，通過向其中回填混凝土的方式（高壓噴射）構(gòu)成防滲墻。在截水墻和防滲墻的聯(lián)合作用下，有效消除強(qiáng)透水層所帶來的不良影響，可取得較好的地基防滲處理效果。防滲處理技術(shù)的示意圖如圖１所示。

３．２可液化土層處理技術(shù)

可液化土層易受到震動(dòng)荷載和靜力的影響，具體表現(xiàn)為空隙的水壓壓力大幅度提高，部分黏性不足的土層不具備足夠的抗剪強(qiáng)度，可見地基發(fā)生塌陷和移動(dòng)現(xiàn)象，地基的穩(wěn)定性明顯不足，建設(shè)于該處的水利水電工程建筑物難以維持穩(wěn)定的狀態(tài)［２］。在處理可液化土層時(shí)，通?？刹扇∪缦滤悸罚航?jīng)過勘察后確定可液化土層的覆蓋范圍和深度，將其清理干凈；取防水性能良好的材料，將其分層填于該處，經(jīng)過振動(dòng)壓實(shí)處理后提高填料的密實(shí)性；設(shè)置混凝土圍墻，目的在于全面封閉可液化土層，避免其向外圍擴(kuò)散；必要時(shí)可設(shè)置砂樁，以達(dá)到提高地基穩(wěn)定性、避免地基移動(dòng)的效果。根據(jù)程度的不同，地基液化可分為多種等級，如表１所示。

３．３壩基涌泉處理技術(shù)

地基存在松散土層或裂隙時(shí)，極容易發(fā)生壩基涌泉現(xiàn)象，此條件下不利于混凝土澆筑作業(yè)的順利開展，需要采取處理措施。在壩基涌泉處理工作中，應(yīng)最大限度提高排水能力，期間兼并做好封堵工作，通過多種途徑消除壩基涌泉現(xiàn)象。一方面，可利用混凝土封堵，遇涌水量較大的情況時(shí)需設(shè)置集水坑，將涌水引排至該處后再利用礫石回填，并埋設(shè)灌漿管和澆筑混凝土，以形成封閉結(jié)構(gòu)，達(dá)到對土壩基礎(chǔ)蓋頂?shù)男Ч?；另一方面，確定涌泉出口位置，于該處加裝活動(dòng)逆止閥門，通過此舉調(diào)節(jié)涌泉涌向，減小對建設(shè)現(xiàn)場的不良影響［３］。

３．４軟弱夾層基礎(chǔ)的處理

軟弱夾層通常由淤泥、淤泥質(zhì)土等各類具有高壓縮特性的土層所構(gòu)成的整體，此類地基的承載力普遍≤５０ｋＮ／ｍ２，無法直接作為地基而使用，因此，需明確軟弱夾層的特性，再采取相適應(yīng)的處理措施，切實(shí)提高軟弱夾層的穩(wěn)定性。

３．４．１軟弱夾層的基本特性１）孔隙比和含水量均偏高。通常，天然含水率普遍達(dá)到５０％～７０％，而天然孔隙比可達(dá)到１～２，受水體作用以及土層密實(shí)度不足的影響，地基的穩(wěn)定性明顯偏低。２）透水性弱。根據(jù)前述分析可知，軟弱夾層的含水量較高，而多數(shù)情況下滲透系數(shù)≤１ｍｍ／ｄ，因此其透水能力明顯不足，受施工期間強(qiáng)荷載的作用，孔隙水壓力異常提高，地基的固結(jié)性能明顯不足。３）抗剪強(qiáng)度低。軟弱夾層普遍呈軟塑－流塑狀，若存在外部荷載作用，將進(jìn)一步惡化地基的狀態(tài)，使其抗剪性能大幅下降。若土層內(nèi)形成排水通道，在壓力作用下土體將逐步固結(jié)；而在排水效率偏低時(shí)，荷載將帶來負(fù)面作用，水體大量聚集在地基內(nèi)，導(dǎo)致地基的強(qiáng)度大幅下降。

３．４．２軟弱夾層的處理施工技術(shù)１）換土法。此法在淤土層厚度不足時(shí)具有可行性，確定不達(dá)標(biāo)的淤泥土層并將該處清理干凈，換填灰土、粗砂等綜合性能良好的材料。２）強(qiáng)夯法。以夯錘為主要施工裝置，吊至特定高度處（通常為６～３０ｍ，具體視地基情況、夯錘質(zhì)量以及作用面積等因素而定），使夯錘發(fā)生自由下落運(yùn)動(dòng)，通過自重的作用夯實(shí)土層。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)夯法在河流沖積層、粉土、雜填土等多類地質(zhì)中均具有可行性。３）旋噴法。此法在地基防滲工作中取得較廣泛的應(yīng)用，以旋噴機(jī)為主要施工裝置，向待處理區(qū)域噴射合適濃度的漿液，在高壓條件下水泥漿液能夠與土體混合，隨著水泥漿液的固化，可連同土體共同組成完整且穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而避免地基滲漏現(xiàn)象。４）振動(dòng)水沖法。以振沖器為主要施工裝置，可以提供振動(dòng)力和沖擊荷載，首先在地基中成孔，再向其中填入砂、碎石，經(jīng)過分層填筑及夯實(shí)處理后能夠有效加固地基。５）土工合成材料加筋加固法。此法的主要作用在于減小地基變形量、提高地基的穩(wěn)定性。土工合成材料的抗拉能力強(qiáng)，將其埋入土層后，土顆粒與拉筋間存在較強(qiáng)的摩擦力，使得土和加筋材料共同組合成完整的結(jié)構(gòu)體系，地基的強(qiáng)度自然得以提高。此外，在應(yīng)用土工合成材料加筋加固法后，還可以縮小破壞的擴(kuò)張范圍，保證地基具有更高的承載力。６）灌漿法。此法的施工材料包含水泥砂漿、黏土漿或化學(xué)漿材（常見有木質(zhì)素類、硅酸鹽類）等，經(jīng)過灌注施工后，漿液能夠進(jìn)入地基與建筑所形成的縫隙內(nèi)，加固淤泥軟土地基，提高地基和建筑物的穩(wěn)定性。７）硅化加固法。此法以電滲原理為指導(dǎo)，配套帶孔眼的注漿管，將硅酸鈉溶液和氯化鈣溶液混合注入軟弱地基中，隨后注入的材料將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成豐富的膠凝物質(zhì)，原本相對分散的土體可聯(lián)結(jié)為完整的整體，地基的強(qiáng)度將隨之提高。硅化加固法的作用范圍較廣，地基處理效果良好。但也需注意到，硅化加固法應(yīng)用期間存在消耗高（耗電量、成本）的局限性，因此在項(xiàng)目成本吃緊時(shí)不宜作為首選方法。

４結(jié)束語

水利水電工程建設(shè)期間遇不良地基時(shí)，在地基失穩(wěn)、沉陷等方面的影響下，易導(dǎo)致建設(shè)于地基上方的建筑物缺乏穩(wěn)定性，難以滿足安全、可靠的基礎(chǔ)建設(shè)目標(biāo)。對此，本文以不良地基的具體情況為立足點(diǎn)，探討多種處理方法，希望所提內(nèi)容可為類似工程提供參考，以提高不良地基處理施工技術(shù)的應(yīng)用水平，推動(dòng)水利水電事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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［３］熊霞林．淺析地基處理技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用［Ｊ］．建材與裝飾，２０１５，１１（４６）：２２６－２２７．