地基处理技术在水利水电中的应用

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1引言

地基的稳固程度对于水利工程的运行安全有着十分重要的影响，然而在实际工程中，部分单位对于地基施工不够重视，导致其存在严重的质量隐患，直接影响到水利建筑的施工寿命与运行可靠性。

2水利水电工程地基施工概述

地基即是指承托建筑物基础的这一部分很小的场地。而基础即是指建筑物向地基传递荷载的下部结构，该结构具有承上启下作用。现阶段建筑物地基中主要面临四大问题：①强度和稳定性；②变形问题；③渗漏问题；④液化问题。而在水工建筑物中对地基进行处理目的主要是为了有效解决上述问题，而在水利水电地基工程中，主要的处理的对象则是软弱地基和特殊土地基。软土地基即是指强度较低，但压缩性却极高的软弱土层，压缩层按照其特征分，可以分为五类：①淤泥；②软粘性土；③淤泥质土；④泥炭土质；⑤泥炭。软土地基具有以下特性：①孔隙比以及天然的含水量较大。我国的软土的天然空隙比e通常在1~2之间，而软土中淤泥以及淤泥质土含水量W通常介于50~70％之间，最高能够达到200%，远远超过最大的液限。②压缩性较高。我国软土中的淤泥以及淤泥质土的压缩系数a通常介于1~2之间，且大于0.5MPa-1，在该地基上建造建筑物会出现较大的沉降，且沉降不够均匀，从而损坏建筑物的结构，使其发生开裂。③透水性较差。虽然软土的含水量较高，但透水性却很差，当渗透系数k不超过1（mm/d）时，透水性就十分的差。所以，当软土在承受了较强的荷载后，空隙的水压会增高，地基的压实密度以及结构的性能都会受到影响。④抗剪强度较低。一般来说，软土会呈现出由软塑-流塑的状态，当软土受到外部荷载作用后，其抗剪性就会变差，通常我国软土的抗剪强度不超过30kN/m2，如果土层自身就拥有排水出路时，其内部的摩擦角几乎为零，其受到的有效压力也就越大，固结速度越快。反之，如果土层内部含有较好的排水出路，荷载越大，强度则越小。特殊土地基主要包括湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、冻土等。这些土结构的承载能力较低，通常每平方米小于50kN，难以达到水工建筑的地基施工的设计要求，若此种土质在路基填土或者桥涵构造物基础中出现时，更难以达到所规定的压实度值，所以更要对其进行处理。为了确保地基施工能够为建筑物提供较为稳定的支撑，保证整个水利水电施工的质量，必须对天然地基的基础进行勘察、分析，选择合适的地基处理技术，确保地基质量达标后，方可开始后续工程施工。

3水利水电地基施工技术分析

3.1水利水电地基施工准备工作

水利水电地基施工一般从两个方面开始施工。

（1）利用从线到面的方式进行浅基础的施工，首先要对施工的大致范围有个了解，制造出一条具有分割作用的线条，再逐渐扩大施工的面积，施工时要考虑到水位下降问题以及适当的增加排水系统，按照施工地的地质条件并有效结合先前的施工方式，寻找最为合适的保护建筑结构的施工方式，对其进行有效的预防，便于其能够更好的投入使用。

（2）由于地基能够对建筑的上层进行支撑，所以对于其强度以及面积的要求很高，要对地基基础进行综合的考察，主要考察内容如下：①地基是否具备耐久韧性；②地基是否具备较好的抗水侵蚀性；③地基是否具备足够的抗化学腐蚀性；④地基是否具有较强的抗低温能力。此外，尽管允许地基发生变形，但变形程度要控制在一定的范围内。

3.2水利水电地基的主要施工技术

（1）排水固结法

为了有效解决淤泥软粘土的地基沉降的问题，则可以使用排水固结法，有效报纸淤泥软黏土的地基稳定，排水固结主要由加压系统和排水系统两部分构成。其原理主要在于对极限平衡区的发展范围进行控制，在路堤的两侧进行填筑。

（2）焕土垫层法

如果淤泥土层厚度较小，则需要将不符合相关设计要求的淤土质进行置换，通常回填的材料有五种类型即：砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层以及土垫层等。也可以使用机械对地基进行碾压处理，处理的深度为2~3m。此方法通常适用于基坑面积较宽、开挖土方量较大的回填土方工程。

（3）强夯法

利用强夯法能够提高地基的承载能力，减少地基变形的程度。通常利用将80kN夯锤起吊至6~30m的高度，锤发生自由落体运动时能够有效的对土质进行夯实。此方法比较适用于那些厚度小的淤泥以及淤泥质土地基，比如河流冲积层、滨海沉积层，或者由黄土、粉土等地基，使用强夯法能够对施工现场的适应性有所确定。

（4）旋喷法

旋喷法一般用来开展地基防渗施工，在土层的预定浓度中装置好旋喷机具自带的特殊喷嘴的注浆管，而后对进行提神，使得喷嘴能够按照一定的速度进行旋转，旋转过程中产生较高的压力，高压会迫使水泥的固化浆液跟土体发生混合后，凝固并硬化成桩，合成的桩跟被加固的土体比起来，强度更大，压缩性更小，防渗的效果也就更好。

（5）振动水冲法

振冲法是利用振冲器，在受到振动以及冲击荷载的共同作用下，地基会先成孔，并在孔内填入较多的砂、碎石等材料，并分层对其进行振实或者夯实，这样一来，地基就能够得到很好的加固。

（6）土工合成材料加筋加固法

此方法是在提防的地基表面平铺一些合成材料，以便加大地基的表面，使得堤防荷载能够均匀的分散到地基中。一旦地基出现塑性剪切破坏时，地基表面上平铺的土工合成材料能够阻止面形遭到破坏，或者减少破坏的范围，最终能够提高地基的承载力。

（7）预压砂井法

此方法：①在排水系统以及加压系统的共同配合作用下，有效的排出基土中的孔隙水，增加土基的有效应力，使其实现硬化固结的目的，通常是先清除掉加固范围内的植被以及表土，并将砂垫层平铺在地基上。②将塑料排水板插入砂垫层中，布置水管要横向布置，以便能够对地基的排水条件进行改善。③将密封膜铺设在砂垫层上部，并用真空泵抽出密封膜内的地基气压，要求地基气压超过80kPa。利用此方法进行地基加固时，耗费的时间长，抽真空的范围也有限，因而该方法更适用于那些施工工期较短，要求较高的淤泥或者淤泥质土的地基处理。

（8）堤身自重挤淤法

此方法原理在于不断提高堤身的自重，将处于流塑装药的淤泥或者淤泥质土向外挤出，并在堤身自重的作用下充分的消散掉淤泥或者淤泥质土中的空隙水压力，使得土质的有效应力有所增加，最终能够有效提高地基的抗剪强度。为了防止挤淤过程中出现沉陷不均匀的问题，要减缓堤坡、降低填筑堤身的速度，并分期对堤身进行加高。此方法具有节约投资的优点，但施工工期较长，因而更适用于那些地基呈现流塑态的淤泥或者淤泥质土，且施工工期不太紧凑的地基施工。

4结语

总之，现代社会背景下，水利水电施工单位要紧跟时代的步伐，不断提高自身的施工技术实力，严格遵循地基工程施工的相关要求，有针对的做好地基处理工作，在提升地基工程质量的同时，提高建筑工程的整体施工质量，从而有效提高施工单位的市场竞争力以及适应力，促进施工企业的可持续的发展。

作者:熊霞林 单位:湖南楚禹建设工程有限公司