水利工程的基礎處理技術研究

馬英娜

摘 要：水利工程基礎質量的好壞直接影響到工程主體的施工安全和后期運行，然而在水利工程施工過程中不可避免的要遇到一些含水量高、密度低、孔隙比大、強度低、壓縮性高的軟弱地基，因此為了保證水利工程基礎質量需要對軟弱地基進行處理。通過分析水利工程地基和基礎處理技術的發展，以及其中存在的主要問題，闡述了水利工程主要的地基和基礎處理技術，并進一步提出了水利工程的地基處理技術的選擇建議，對于優化水利工程的地基和基礎處理，保證工程整體質量和安全具有十分重要的意義。

關鍵詞：水利工程；基礎；地基處理

1 引言

水利工程對于地表、地下水的合理控制、調節，以及科學的開發利用發揮了重要作用。近些年來隨著經濟水平的發展和技術水平的提高，我國水利工程的興建規模和數量呈現出逐年增大的趨勢。然而在水利工程施工過程中不可避免的要遇到一些含水量高、密度低、孔隙比大、強度低、壓縮性高的軟弱地基，但是目前我國很多設計、施工單位對其重視程度不夠，導致水利工程施工完成以后出現嚴重的質量問題，直接影響到工程主體的施工安全和后期運行，因此為了保證水利工程基礎質量需要對軟弱地基進行處理。

2 水利工程地基和基礎處理技術的發展歷程及存在問題

地基處理技術最早起源于歐洲，后來伴隨著理論技術的發展，先后出現了砂石樁、土樁擠密法、振沖法、強夯法、高壓噴射技術，隨后出現了復合地基、加筋法、真空預壓法等地基處理方法。我國水利工程的地基和基礎處理技術的發展起步比較晚，但是經過多年來廣大巖土工程人員的辛苦努力，取得了十足的進步，但是仍然存在一些問題。

2.1 地基、基礎處理方案選擇不合理

對于水利工程來說地基和基礎的處理方法比較多，但是每一種處理方案都有其特用的適用范圍。目前我國很多水利工程在施工過程中，經常會遇到淤泥、填土、濕陷性黃土、高壓縮性土等軟弱或不均勻地基，但是由于先期的工程地質勘察不到位，或是設計方案不合理，導致很多水利工程的地基、基礎的處理效果不佳，不僅整個水利工程的施工質量，還可能造成極大的工期和資金浪費。

2.2 地基、基礎處理的施工不規范

目前我國很多水利工程在進行地基和基礎處理時，存在很多施工過程不規范現象，比如施工單位資質條件不符合要求，施工設備落后，在施工過程中施工單位為追求經濟利潤與工期進度，沒有按照相關規范、標準施工，不能針對軟土地基的實際情況進行施工，使得一些水利工程的軟土地基處理效果差強人意，最終引發整個水利工程發生嚴重的質量或安全事故。

2.3 地基、基礎處理的設計、施工監管不到位

目前我國許多管理、監督部門，缺乏責任心，對于水利工程地基和基礎的設計、施工過程沒有進行有效的監督和管理，對于設計單位的設計方案沒有進行嚴格審查，對施工單位的操作施工過程沒有做好監督管理，使得工程中的一些施工質量和安全隱患沒有被及時發現。

3 水利工程的地基和基礎處理技術

當水利工程修建在淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土、軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土、凍土或其他高壓縮性土層構成的地基上時，需要做好地基和基礎的加固處理，以改善地基土的剪切特性、壓縮特性、透水性、濕陷性、膨脹性和動力特性等。目前水利工程中常用的地基和基礎處理方法主要包括換填法、強夯法、擠密樁法、振沖法、深層攪拌法、高壓旋噴注漿法等。

3.1 換填墊層法

當水利工程基礎下部持力層為軟土或濕陷性土層時，常采用換填法來進行地基處理，即將基礎下部的軟土、濕陷性黃土、雜填土或膨脹土等的一部分或全部挖掉，然后換填密度或水穩性好的灰土、砂石、礦渣等材料，然后分層夯實或碾壓使其密實，以提高地基持力層的承載力，減少地基變形量。

3.2 強夯法

強夯法是利用夯錘自由落下的巨大沖擊能、沖擊波對地基土進行反復夯擊，以提高地基的承載力、穩定性，降低壓縮性，消除濕陷性和震動液化性。一般來說強夯法的夯擊能比較大，因此處理的地基深度也較大，對于濕陷性黃土、粉土、砂土、飽和軟黏土等非常有效。

3.3 擠密樁法

擠密樁的型式有很多中，對于水利工程來說，目前比較常用的擠密樁法主要包括砂樁擠密加固、土或灰土樁擠密加固、爆破擠密樁等。

（1）砂樁擠密加固

砂樁擠密加固法對于密松散雜填土、砂性較大的黏性土、松散砂土特別適用，該方法能有效提高地基的密實程度和承載能力，加速土體排水，并消除砂土地基的震動液化。但對于黏性大的飽和軟土地基、軟弱的高濕黃土地基，擠密效果不顯著。

（2）土或灰土樁擠密加固

土或灰土樁擠密加固地基屬于人工復合地基，其地基處理深度也比較大，該方法在提高地基承載能力的同時，減少地基變形，特別適用于濕陷性黃土。

（3）爆破擠密樁

爆破擠密樁是利用爆破法來擠密土層，該方法簡單實用，但是對環境污染比較大。

3.4 振沖法

振沖法是利用振動和水沖對土體進行加固，通過石塊、砂礫組成的主體，與地基土形成復合地基，來共同承受水利工程上部結構荷載。振沖法特別適用于砂土地基，但是近年來隨著技術水平的提高，對于一些粘性土地基中也開始應用。

3.5 深層攪拌法

深層攪拌法是通過深層攪拌機，將地基中軟粘土和水泥漿等固化劑強制攪拌在一起，從而提高軟粘土的整體性、水溫性和強度。該處理方法適用于一些含水量高、孔隙比大、抗剪強度低、壓縮系數高、滲透系數低、沉降穩定時間長的沉積土層。

3.6 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是在鉆機鉆孔中，將帶有特殊噴嘴的注漿管下放到需要加固的軟弱土層深度后，以20MPa以上的高壓噴射流，切割、破壞土體，并將土體與漿液均勻攪拌在一起，形成一種強度較高，并具有截水帷幕作用的水泥土體。這種處理方法適用于砂類土、標準貫入度N<10的粘性土、淤泥或不含、稍含礫石的填土地基。

4 水利工程地基和基礎處理方案的選擇

水利工程的工程規模比較大，上部結構荷載也比較大，結合多年工作經驗，筆者認為對其進行地基和基礎處理時要最大限度地利用地基土的潛在能力，盡量采用天然地基，或簡易的處理措施。同時地基處理方法的選擇，還應考慮上部結構的特點，對需要進行大面積填方的工程，應在建筑物施工前完成填方工作，使地基得到預壓。在建筑物施工后進行填方，會使建筑物產生不均勻和較大的附加沉降。建筑物的上部結構和地基是共同工作而又相互影響的，因此當地基不能滿足設計要求時，不要只限于考慮地基加固，有的可以通過加強上部結構的措施而得到解決，或者兩者兼施。

5 結束語

總體來說在一些比較復雜的地區，水利工程的地基和基礎處理至關重要，選擇一個有效的處理方式，不僅能夠保證水利工程施工的順利進行，還能保證整個水利工程能夠長期安全、可靠的運行。

參考文獻

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作者簡介：馬英娜（1977，1-），女，河北滄州人，工程師，本科，主要研究方向：水利工程。