水利水電工程建設中不良地基基礎處理方法研究

鄧旭

（中國水利水電第八工程局有限公司　湖南　長沙　410000）

水利水電工程建設中不良地基基礎處理方法研究

鄧旭

（中國水利水電第八工程局有限公司湖南長沙410000）

不能滿足建筑物要求的不良地基經常會在水利水電工程建設中出現，對工程的建設造成很多麻煩，所以也應運而生了許多解決方法。其處理方法取決于建筑物對地基強度的要求和影響程度。由于不同水利工程的具體條件不同，所以建筑物對地基的強度的要求也不相同，所以處理不良地基的的方法也要因地制宜。本文認為對不良地基的處理方法進行研究，并在具體的工程建設中推廣使用，具有重要的現實意義。我們要認識到不良地基對水利水電工程建設的危害性，如果處理不當就會導致出現開裂，甚至導致工程部分沉降、垮塌等，會對人們的生活產生巨大的威脅。

水利水電；工程建設；不良地基；基礎處理方法

1　引言

隨著水利水電工程的開發建設，我國的施工技術已經取得了長足的進步，為我國經濟的建設和發展起到了很好的推動作用，不斷地滿足著人民和社會的各種需求。然而隨著國民經濟建設的發展需求，還需要不斷進行新的水利水電項目的建設工作，那么在具體的工作中同樣也會遇到更多的不良地基。所謂不良地基就是指由于地基的天然工程地質缺陷，而導致工程場地的地基不能滿足上部建筑物穩定性的要求。所以解決不良地基的問題就需要探究不良地基產生的原因以及一些常規的處理方法，從之前的工程處理中總結經驗和教訓，更好地解決不良地基的問題，從而明確在水利水電工程中進行不良地基處理時的注意事項。

2　水利水電中不良地基產生原因

不良地基產生的主要原因就是由于基礎的深陷量過大或不均勻，這也主要是因為巖層或者土層本身的承載能力不夠滿足建筑物的要求，地基的巖層強度不一，分布不均勻或者是因為地基中有軟弱破碎帶，那么在外荷載的作用下，就會出現這樣的狀況。另外一個原因就是基礎滲漏量超過了容許值，這種情況主要是因為地基有孔隙率大的松散砂、卵、礫石層以及其他強透水帶，導致水庫大量漏失，甚至使得軟弱透水層出現管涌滲透變形狀況，導致地基遭受破壞。

3　不良地基對水利水電工程的影響

不良地基的出現是受到了工程場地的地質條件的限制，對建筑物的影響主要表現在以下幾點：

（1）由于工程場地的地質原因造成的抗滑穩定安全系數比設計規定值要小，所以造成了巖石與混凝土、巖石與巖石等之間的結構面，不同傾角的斷層帶、軟弱夾層、破碎帶等，其抗壓強度非常的低，不能滿足抗滑穩定的要求，還可能使得地基產生局部或整體剪切破壞力。

（2）地基的滲漏量超過容許值，會導致水庫大量漏失，其揚壓力超限、或者是軟弱的透水層管涌等狀況，使地基遭受嚴重的破壞。

（3）地基的沉降量過大或者是不均勻，會導致建筑物被破壞，產生變形。

（4）地基內沒有粘性的粉細砂層，經過機械振動或者是地震等，就有可能產生液化，導致建筑物失穩或者被破壞。

4　水利水電工程中常見地基的分類

常見的水利水電工程中的地基類型主要是軟弱地基，這是一個系列的地基類型，主要是指由淤泥、淤泥質土、雜填土以及沖填土構成的地基類型，其特點主要是含有豐富的水量、密度比較低、孔隙比較大，同時還具有低強度、低透水性、高壓縮性以及高靈敏度的優勢。一般的淤泥土孔隙比要大于1.5，淤泥質土的孔隙比是在1.0～1.5之間。高含水量在40～90%之間，有的甚至會大于100%，高壓縮性會大于0.5～3.0MPa-1，高流變性主要體現為次固結量隨時間增加，其低強度Cu要小于30kPa，固結過程比較長。泥炭的孔隙比要大于1.5，有機含量是30%。泥炭質土的孔隙比是在1.0～1.5之間，其有機含量是10～30%。

5　不良地基的一般處理方法研究

研究不良地基的一般處理方法，先要進行不良地基處理的程序設計，如圖1。

在掌握了基本的程序設計的基礎之上，要制定合理的處理計劃，盡量降低不良地基對建筑的破壞性，更好地促進水利水電工程的建設。那么地基處理的一般方式主要有以下幾種：

5.1基礎軟弱帶的處理

5.1.1高傾角軟弱帶處理

該處理方法就是要注意以下兩點：①要挖出軟弱帶回填混凝土，將其作為混凝土塞，其深度一般控制在軟弱帶寬度的1～1.5倍之間，兩側邊坡的開挖深度是在1：1～1：0.5之間。如果軟弱帶比較疏松，并且其寬度比較大的時候，可以采用混凝土梁或混凝土拱進行處理，保證上部荷載傳到兩側來完整巖體。對于土壩壩基的軟弱帶，可以清除部分的軟弱帶之后再回填混凝土，從而能夠形成阻水蓋板，這樣的目的是為防止滲流淘刷壩身的填土。②如果高傾角軟弱帶位于壩肩，尤其是拱壩的壩肩時，就可以設置混凝土傳力墻、框架結構；對重力壩破碎的巖體壩肩，要在破碎的巖體自身穩定不會出現問題的時候，設置混凝土防滲墻。

圖1　地基處理的程序設計

5.1.2緩傾角軟弱帶處理

該種地基處理的方式主要有三點：①把軟弱帶進行開挖清除回填的混凝土時，如果上盤的巖體還是堅硬完整，就可以利用平硐或豎井進行開，但是需要做好回填固結的灌漿工作。②可以采用高壓噴射的裝備進行清除軟弱物質，完成回填或灌注水泥漿的工作步驟。③可以沿著軟弱帶進行鋼筋混凝土的抗剪鍵設置。

5.2強透水層防滲處理

剛性的壩基其砂、卵、礫石層通常都是需要進行開挖清除，因為這些石層透水比較強烈，會損失水量，而且容易產生機械管涌，會進一步增大揚壓力，也就會影響到建筑物的穩定性，所以面對這樣的地基就需要進行防滲處理。處理的方法主要有以下內容：①要先將透水的砂層進行開挖清除，然后回填混凝土，構筑截水墻。②可以利用沖抓鉆機制作大口徑的造孔，然后通過回填混凝土形成防滲墻。③可以利用高壓噴射的灌漿方法修筑水泥的防滲墻。④可以進行水泥帷幕灌漿的試驗。⑤可以將壩前的粘土或者混凝土進行鋪蓋，從而能夠延長滲徑。⑥可以在帷幕后或者是防滲墻后進行排水減壓。⑦可以設置反濾層進行防滲處理。

5.3深覆蓋層處理

如果河流的沖積層砂、卵、礫石層，或者是坡殘的積層，泥石流堆積層造成沖積的堆積層厚度比較大，厚度大于15m及以上的話，就會導致不便于進行全部的開挖清除，也就會更加容易產生壓縮變形和滲漏，不利于抗滑穩定。在這種情況下一般會采用的處理方法主要有以下幾種：①用強夯法或者是振動碾夯的方式將其覆蓋。②對地基進行固結灌漿或者是帷幕灌漿處理。③壩前鋪蓋防滲。④還可以設置混凝土的截水墻構筑防滲墻。⑤采用沉重樁或摩擦樁，控制加荷速率。

5.4喀斯特地基處理

喀斯特地基主要分為兩種類型：①在喀斯特洞穴內，其溶隙的發育比較強烈，形成了交叉的溶蝕網絡，會在破碎帶交匯，導致破碎的巖體寬厚，常形成“泥包石”狀，洞隙間的巖體就會常常風化松動。此類地基的缺點是強度不均勻，透水性強，所以更加容易出現管涌，破壞建筑物的穩定性。②少數較大的洞穴，由于溶蝕的管道主要分布于壩基，形成主要的漏水管道，使局部的地基承載力降低，在荷載作用下，就會容易產生不均勻的沉陷。綜上所述，這兩種類型的地基，處理的方法會不同。前者的話主要是以清除置換、截斷滲水、提高溶蝕破碎帶的力度為主，轉移壓力。后者主要是以防滲堵漏為主，清除充填物，提高其力學強度。

6　不良地基處理的注意事項

由于不同的水利工程的建筑物對地基的要求會存在著差異，所以，各種不良的地質因素所產生的影響程度也有很大不同，處理的方法自然也就不同。所以進行不良地基處理的時候需要注意以下事項：

（1）在選用具體的處理方法之前，一定要仔細地閱讀勘察資料，全面分析相關的數據，確定不良地基的具體部位，以及其規模和特性等問題。

（2）在調查研究的過程中要明確采用方法的基本作用還有其適用條件、優缺點以及材料和機具等，還要學會總結經驗教訓，避免出現同樣的問題。

（3）需要明確的是，無論是哪種處理方式，其都有一定的局限性和使用范圍。

（4）一定要注意保護環境，避免因不良地基的處理造成地下水的污染，這主要還是依靠工程的現場管理，提高相關人員的環保意識。

7　結語

隨著經濟社會的發展，水利水電工程得到了長足的進步和發展，但是在其施工過程中常常會出現不良地基的狀況，如果處理不到位就會影響到水利水電工程的施工質量，所以必須要加強重視的程度。不良地基的處理方式有很多，但是要考慮到不同的場地對地基的處理要求也存在著差異，所以，在實際的工作中，一定要對施工現場的不良地基展開詳細的調查，確定其范圍和性質，制定相應的處理措施，最終改善不良地基的狀況，更好地促進水利水電工程的發展。

[1]趙曉英.水利水電工程中不良地基勘察工作[J].科技導報，2008（8）：50～ 51.

[2]曹永和.淺析水利水電工程中不良地基的分類[J].云南環境科學，2007，18（1）：18～19.

[3]彭少麟.水利水電工程地質不良地基處理報告[M].北京：科學出版社，2008：100～120.

[4]劉書江.水利水電工程建設中不良地基基礎處理方法研究[J].價值工程，2010（04）：232.

TV52

A

1673-0038（2015）32-0331-02

2015-7-16

鄧旭（1964-），男，工程師，大專，主要從事水利水電施工管理工作。