水利工程地基處理技術(shù)探究

■尹貴珍 ■吉安縣水利局，江西 吉安 343100

在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，巖土工程是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，而如何加固地基強(qiáng)度，提高地基穩(wěn)定性等問題是巖土工程領(lǐng)域中有價(jià)值、有前途的研究課題。研究和解決這類課題的方法就是地基處理技術(shù)。它的發(fā)展可以關(guān)系到建筑、水利、交通等基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)劣。我國(guó)在如今電氣化、智能化普及的當(dāng)下，興建了不少水利工程。由于水利施工對(duì)地質(zhì)的要求較高，所以，如何做好水利工程下的地基處理是關(guān)鍵。本文在探討地基處理技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，著眼于水利工程領(lǐng)域，重點(diǎn)探究該領(lǐng)域內(nèi)關(guān)于地基處理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

1 地基處理技術(shù)的發(fā)展

地基處理技術(shù)近幾年發(fā)展迅速，其主要方向?yàn)樵诩扔械牡鼗幚矸椒ɑA(chǔ)上，不斷發(fā)展新的地基處理方法，特別是將多種地基處理方法進(jìn)行綜合使用，形成了極富特色的復(fù)合加固技術(shù)［1］。即由單一化的處理方法向多元化綜合應(yīng)用處理方法轉(zhuǎn)變，如單一加固發(fā)展為復(fù)合加固，單一材料加固體發(fā)展為復(fù)合加固體，單一靜力加固或動(dòng)力加固發(fā)展為二者的結(jié)合等。

2 水利工程施工中的地基處理技術(shù)

我國(guó)水力資源豐富，幾條較大的河流都是由西向東流動(dòng)且具有較大的落差，這種特點(diǎn)決定了它們包含了豐富的水力資源，因此，水利工程的建設(shè)是我國(guó)一項(xiàng)重要的工程。地基作為任何工程施工的基礎(chǔ)，它的穩(wěn)固直接決定著工程質(zhì)量的優(yōu)劣，在水利工程施工建設(shè)過程中也不例外。

由于我國(guó)國(guó)土面積較大，因此地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，在不同的地方建設(shè)水利工程也會(huì)面臨各種復(fù)雜的問題。如有些地區(qū)的地質(zhì)條件會(huì)使得某些抗滑結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度變低，無法承受巨大的壓力，從而無法滿足水利工程設(shè)計(jì)的相關(guān)要求；有些地區(qū)地基土層較軟，強(qiáng)度不夠，即對(duì)上部建筑物的承載力不足；還有些地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的滲水性，即由松散的礫石層或構(gòu)造碎帶等構(gòu)成的的地質(zhì)環(huán)境。這些地質(zhì)狀況都對(duì)水利工程設(shè)計(jì)及施工人員提出了很嚴(yán)的要求，尤其是決定性的地基處理技術(shù)。

水利工程地基處理技術(shù)主要包括以下幾種：首先是應(yīng)用廣泛的水泥粉煤灰碎石樁。它具有廉價(jià)易得的特點(diǎn)，在地基處理技術(shù)中可以解決地基松散、排水不暢、預(yù)震不佳及樁體抗剪強(qiáng)度不夠等復(fù)雜問題；其次是預(yù)應(yīng)力管樁，它包括后張法預(yù)應(yīng)力管樁和先張法預(yù)應(yīng)力管樁。如今的水利工程施工建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力管樁是一種的基礎(chǔ)的處理方法，建筑基樁檢測(cè)規(guī)則保證了水利工程管樁基礎(chǔ)處理的質(zhì)量，從而保障了今后水利工程主體工程建設(shè)的安全。第三，灌漿處理技術(shù)。該技術(shù)的作用不僅僅局限于對(duì)水利工程地基的處理，它還可以修補(bǔ)由于水工混凝土結(jié)構(gòu)存在的裂縫。我國(guó)在這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展中取得了巨大的進(jìn)步，目前已經(jīng)擁有可以處理200米深度的灌漿口［2］。第四，振沖技術(shù)。振沖技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)劣質(zhì)地基進(jìn)行加固或防土體發(fā)生震動(dòng)液化施工時(shí)，目前振沖作用長(zhǎng)度在30米以上。且隨著其主體使用部件振沖器振動(dòng)能力的不斷提高，振沖技術(shù)越來越多的應(yīng)用于當(dāng)下的水利施工建設(shè)中來，比如三峽二期填筑料工程及小浪底圍堰填料加密處理工程等都采用了振沖施工技術(shù)。第五。防滲墻技術(shù)。該技術(shù)主要解決挖除處理堆積層難度較大的施工環(huán)境。將防滲墻設(shè)置于水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)，不僅可以減小土體間的孔隙率，還可以降低土地滲透性，從而提高土體的抗滑穩(wěn)定性。第六，高噴灌漿技術(shù)。作為一種加固地基的方法，如今高噴灌漿技術(shù)還經(jīng)常應(yīng)用于作圍堰的防滲工程及壩基覆蓋層的施工過程中。該技術(shù)的使用目的是為了使土體分離，進(jìn)行防滲墻的施工，而通過壓縮空氣或使用高壓水及高壓漿等方式很容易完成對(duì)土體的切割，進(jìn)而達(dá)到施工要求。第七，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)。水利工程施工過程中，有關(guān)邊坡加固是很重要的一環(huán)。預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這一問題。三峽、小浪底、二灘及石泉水電站等工程施工過程中，都使用了該技術(shù)。

3 水利工程施工過程中常見不良地基處理

我國(guó)復(fù)雜的地況使得施工人員在水利工程施工過程中會(huì)遇到很多惡劣的地質(zhì)條件，因此有必要探究不良地基處理技術(shù)，以保證工程施工的質(zhì)量。第一種情況，地基土質(zhì)為厚度較大的飽和軟粘土，這種條件下我們采用排水固結(jié)法。目前排水固結(jié)法發(fā)展較快，常見加固方法包括堆載預(yù)壓法、井點(diǎn)降水法、真空預(yù)壓法、靜動(dòng)力排水固結(jié)法等。注意該方法使用前要進(jìn)行預(yù)壓。第二種情況，地基土質(zhì)由軟弱粘土構(gòu)成。這種條件下我們采用置換法，即通過挖除不良地基，回填較好的土質(zhì)使得地基上出現(xiàn)良好的持力層，進(jìn)而加強(qiáng)地基的承載力、抗變形力和穩(wěn)定性。常見的加固方法有振沖置換法、碎石樁法、石灰樁法等。該方法需要注意的是對(duì)排水抗剪強(qiáng)度小于20KPa的軟土地基采用碎石樁時(shí)需慎重［3］。第三種情況，地基土質(zhì)為砂性土、粉土和部分粘性土。這種條件下的地基孔隙率較大，強(qiáng)度較弱，因此需要通過振動(dòng)加密或擠壓加密等方法減弱不良影響。主要方法有表層壓實(shí)法、振動(dòng)擠密法、砂樁法等。第四種情況，對(duì)于由淺層軟土或濕陷性黃土構(gòu)成的地基，我們需要通過施加外力荷載加固地基，從而實(shí)現(xiàn)地基受力均勻、不易變形等目的。主要的施工方法有砂墊層法、拌合土墊層法等。第五種情況，當(dāng)面對(duì)深覆蓋層地基時(shí)，我們加入化學(xué)漿液，通過化學(xué)反應(yīng)或機(jī)械攪拌的作用，加大土體的承載能力，穩(wěn)固地基，這就是化學(xué)加固法。該方法包括注漿法、深層攪拌法、高壓旋噴法等。對(duì)由砂性土、粘性土或濕陷性黃土等構(gòu)成的地基環(huán)境也適用。第六種情況，水利工程橋梁建設(shè)中主要采用增大接觸面法。該方法通過在軟土地基上鉆孔然后澆筑混凝土樁來加強(qiáng)地基的承載力。

4 水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)簡(jiǎn)介

水利工程顧名思義，基本施工都在河、海等濕度大的地方，即其工程施工的地基構(gòu)造

軟土地基。因此，有關(guān)水利工程施工中軟土地基的處理是一個(gè)重要的課題，它的好壞直接決定了水利工程施工的質(zhì)量。

軟土地基具有承載性差、含水率高、空隙大及強(qiáng)度低等特點(diǎn)［4］，土層主要包括粘土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機(jī)質(zhì)土等，軟土地基穩(wěn)定性差且容易發(fā)生沉降，這就增加了不可預(yù)見性施工問題出現(xiàn)的可能，因此要做好相應(yīng)處理。目前其處理方法較多，要根據(jù)需要合理選擇。

軟土地基的主要處理方法包括砂與砂石換填墊層技術(shù)，即通過將表面軟土層挖除更換更換為高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性的材料來加固地基；深層水泥攪拌樁施工技術(shù)，即使用水泥作為固化劑，通過攪拌等方式提高軟土硬度，加固地基；排水固結(jié)法，即通過加壓排水使軟土固結(jié)，增大地基強(qiáng)度。

［1］康旭元．地基處理技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀，山西建筑，2005(31)，1．

［2］史訓(xùn)邦．淺談水利工程地基處理，技術(shù)研發(fā)，2011(18)，11．

［3］張彬．萬小莉．水利水電工程施工中有關(guān)不良地基處理技術(shù)．水利科技，2014，12．

［4］馮是明，鄒福華．水利工程施工中軟土地基處理技術(shù)．水科學(xué)與工程技術(shù)，2013，2．