水利水電工程設計中的地基處理技術分析

文艷萍

（新疆昌吉方匯水電設計有限公司，新疆 昌吉 831100）

現階段，我國正處于高速發展時期，經濟的快速發展，水利水電工程建設相關技術、工藝等隨著新科技、新技術的不斷出現，不斷更新和完善。其中，作為水利工程重要部分，地基處理技術也在不斷更新，提高建設施工效率與質量。

1 水利水電工程設計地基

1.1 常見地基類型

在水利水電工程施工中，常遇地形復雜、種類繁多的狀況。在多數水利水電工程設計施工中，需要對地基進行處理，提高地基的承載力與穩定性[1]。目前，我國常見的地基類型主要有：可液化層、淤泥質土層、多年凍土等。

（1）可液化土層

當飽和狀態下的沙土與粉土受到外力干擾，孔隙水壓力將會上升，土層抗剪強度下降，甚至消失，即為可液化土層。若水利水電工程建在該種土層上，極易為工程建筑埋下質量隱患，工程質量難以保障，嚴重時，工程坍塌帶來嚴重問題[2]。對此，必須采用地基處理技術，將可液化土層改造為適合工程建設的土層。

（2）淤泥質土層

淤泥質土層是因土層在靜水與流水下沉積，經過物理、化學等的作用，最土層形成未固結的軟弱細粒，是一種分布范圍較廣的特殊巖層，主要包含有兩種：淤泥和淤泥質土。淤泥質土層是一種含水量較高，抗剪力強度較弱的一種土層，一旦土層受壓較大，會導致水帶動土層流動，使土層變形，最終影響地基上建筑工程的安全性[3]。目前，該種淤泥質土層多存在于土壩壩基等長期與水接觸之地，穩定性較差。

（3）多年凍土

多年凍土土層多分布于我國北部地區，如：新疆、黑龍江、吉林等地，因長期處于低溫地區，形成多年凍土。多年凍土承載力較大，符合水利水電設計對地基的需求，但是，多年凍土具有流變性。若在凍土上建設水利水電工程，在使用過程中，氣溫變化，水流沖擊，極易導致凍土解凍，嚴重時，整個凍土地基崩潰，故在建設工程時，應首先確定其是否具有足夠承載力。

1.2 選擇地基的注意事項

在水利水電工程建設中，地基施工時重中之重。若地基處理不足，將直接影響工程質量。而在水利水電工程設計中，對于地基選擇需要注意：①若地區地質惡劣，土石防滑結構不牢固，且承壓較小，則不宜建設水利水電工程；②對于區域土質較軟，且很難夯實，若建設工程，極易出現坍塌、沉積、變形等隱患，不適宜興修水利水電工程；③在水利水電設計時，應選擇透水性較好的地基，若透水性不強，極易影響導致地基積水過多，嚴重時，導致水利水電工程坍塌[4]。

2 水利水電工程設計中地基處理技術

在水利水電工程的地基處理中，不同地基類型應采用不同的處理技術，以此保障水利水電工程建設的順利進行。目前，我國地基處理技術已經趨向成熟，并被廣泛應用于工程建設中，常用的地基處理技術有四種。

2.1 換填與強夯技術

在水利水電工程工程建設中，換填與強夯技術是最常用最簡便的地基處理技術，常被用于淤泥質土層等軟土層，通過換填土層與外力作用打牢地基，提高地基承載力。若地質含有較薄的淤泥質層，為提高地基承載力，可直接采用換填技術，將淤泥、泥炭等軟土挖掘運出場外，填入灰土、砂土、水泥等，提高土層透水性，重新組合軟土地基，提高地基強度與承載力。為進一步提高地基質量，采用強夯技術，以外力極大的形式加固地基，提高地基穩定性，為水利水電工程質量奠定基礎。

2.2 水泥粉煤灰碎石樁

水泥粉煤灰碎石樁是水利工程地基處理中使用廣泛的一種技術。水泥粉煤灰碎石樁主要由水泥、粉煤灰、碎石組成，粘性較強。利用水泥粉煤灰碎石樁、褥墊層等組成復合地基后，工程對地基的壓力將會均勻分布給水泥粉煤灰碎石樁、樁間土等，提高了地基承載力。水泥粉煤灰碎石樁技術具有成本低，滲水性強等特點，經水解、水化反應后，有效提高水泥粉煤灰碎石樁的抗剪力能力，適用于各種土層，在承壓之后，其密度會有所上升，提高其受力能力。

2.3 預壓技術

預壓技術主要包含有以下三種：真空預壓技術、堆載預壓技術、降水技術。其中，真空預壓技術是在即將處理的地基表面鋪設塑料薄膜，隔絕地基與外界空氣的接觸，利用真空泵針抽取地基內的空氣與水分，提高土層的密實度，提高地基承載力。在地基處理中，為達到更高效果，可利用塑料排水板代替塑料薄膜，當地基預處理面積較大時，可將地基劃分為幾塊進行處理；堆載預壓技術是通過準確計算，在預處理的地基上堆載相應的預壓物，提高地基承載力，若預見超軟土基，利用輕型機械處理地基，提高地基承載力，避免使用重型機械，直接破壞地基；降水技術是采用先進技術，降低地下水位，提高地基承載力與穩定性。

2.4 強透水層防滲處理技術

強透水層防滲處理技術主要是在強透水層清除完畢之后，采用混凝土、粘土等進行回填，利用混凝土、水泥等在地基四周建設防滲墻，以此達到防滲，節約水資源的目的。以某座水庫為例，當水庫出現滲漏問題，經相關設計人員設計，將滲透通道挖斷截滲，并將上游壩坡防滲斜墻延伸至砂層下1 m，延伸至不透水層下1 m，與壩體防滲土工膜緊密相連，經過強透水層防滲處理之后，有效提高了其的防滲能力，至今，該水庫未出現過滲水現象，水庫運行良好，節水能力強。

3 地基設計的注意事項

3.1 加強地質勘測

地質勘測的準確性與詳細是保障地基處理技術設計可行性的關鍵。若地質勘測不嚴謹，勘測數據存在錯誤，當設計依照此數據設計水利水電工程時，直接導致工程設計與實際工程不符。因此，選擇專業性較強的勘測人員對施工區域進行勘測，并上傳遙感圖片、水文條件、地質條件等詳細數據，以此完善地基處理的每一步驟，提高地基處理技術的合理性，提高地基承載力，保障水利水電工程的設計可行性[5]。

3.2 注意特殊地基的勘察

在勘察黃土濕陷性地基時，勘查人員應結合水利水電工程特點與設計要求，向設計人員提供地層時代與成因，黃土層厚度，濕陷系數、濕陷壓力變化系數、變形參數、承載力，有效提高水利水電工程設計的可行性。在勘察砂土等液化地基時，為減少液化，應采用換土、砂樁擠壓等，通過原位測試判斷砂土液化，掌握土層層位與厚度，合理選擇地基處理技術。

3.3 地基設計的要求

在水利水電工程設計中，地基設計的可行性不僅關系著工程的順利進行，更關系著其他分工程設計的有效性。在地基設計中，為選擇合理的地基處理技術，應注重擴展基礎計算，通過前期勘查的地基承載力與變形計算，計算基礎底面積，再利用剪切與沖壓等計算并確定變階高度與基礎高度；最后確定底板抗彎能力。有效提高地基設計科學性，以此選擇更適當的地基處理技術。

4 總結

在水利水電工程設計中，地基類型較多，如：可液化層、淤泥質土層、多年凍土等，地基的選擇直接影響了我國水利水電工程建設質量。地基處理技術，根據地基類型的不同，合理選擇換填與強夯技術、水泥粉煤灰碎石樁、預壓技術、強透水層防滲處理技術等，提高地基承載力與穩定性，保障工程質量。另外，在工程設計中，還應加強地質勘測，注意特殊地基的勘察和地基設計要求等，提高水利水電工程設計的可行性。地基處理技術直接影響水利水電工程質量，對提高我國水利水電建設發展意義重大。