水利工程地基處理新技術的研究探討

李云翔

摘要：近年來，水利工程基礎處理施工水平在理論與實踐中不斷完善和提高，整體質量較原來有很大改善，但是在水利工程事業取得輝煌發展的同時，也存在著很多不足之處，使得整個水利工程存在著嚴重的安全隱患。本文針對水利工程地基處理新技術進行了相關的研究，以供大家交流探討。

關鍵詞：水利工程;地基處理;新技術

地基質量對水利工程產生直接影響，在實際施工過程中，必須結合工程的實際情況，采用新技術、新工藝、新材料，提高水利工程的施工效率，確保水利工程的安全運行。

一、水利工程施工的特點

（一）水利工程周邊的地基環境在承受巨大的壓力之后，容易破壞地基環境的基本組成結構，從原先的固體土體狀態轉變成為稀釋流動狀態，相應的土體承載能力也大大降低;

（二）水利工程周邊的地基環境的水滲透性能很差，甚至可以認為軟土地基并不能夠滲水，針對這樣的情況，就導致在水利工程設施周邊的土體環境的排水過程往往會持續很長時間，在這一過程之中，水利工程設施會有很大的沉降距離;

（三）水利工程周邊的地基環境具有很強的壓縮性能，這就導致水利工程周邊的地基環境在承受較大壓力的時候（一般是在指的垂直壓力0.1兆帕以上時），會發生形變，導致水利工程設施產生沉降問題。

二、水利工程施工中常見的地基處理技術

（一）樁基技術

（1）水泥粉煤灰碎石樁。它具有廉價易得的特點，在地基處理技術中可以解決地基松散、排水不暢、預震不佳及樁體抗剪強度不夠等復雜問題;

（2）預應力管樁。它包括后張法預應力管樁和先張法預應力管樁。如今的水利工程施工建設中，預應力管樁是一種的基礎的處理方法，建筑基樁檢測規則保證了水利工程管樁基礎處理的質量，從而保障了今后水利工程主體工程建設的安全。

（二）灌漿技術

利用氣壓、液壓或電動化學原理，把具有充填、膠結性能的材料注入各種介質的縫隙和孔隙中以增加其強度和密實度。通過鉆孔，將壓漿管放入到預定深度的土層，在較高的灌漿壓力作用下使濃漿克服土體的初始應力和抗拉強度，在土體內產生水力劈裂和置換作用，形成交叉的結石網格和較高強度的空間性剛性骨架。在水力劈裂過程中土體中自由水和毛細水被排走，表面水被吸收，土體發生固化和化學硬化作用使土體再次得以加固。

（三）振沖技術

當對水利工程的不良地基進行加固或防土體發生震動液化施工時，可采用振沖技術，其振沖作用長度可達30m以上。由于常規的適合砂土的連續填料法及黏土的間斷填料法都存在著處理深度較小的缺點，當振沖深度很大，易出現砂土塌孔及軟黏土鎖孔等質量問題，已不能滿足水利工程對軟土地基處理深度的需求。

隨著振沖施工中所使用的振沖器振動能力的不斷提高（振沖器的功率已從30kW發展為150kW），以及對土體加密標準的提升，強迫填料法成為主要的施工方法，該工藝可針對不同的土體進行調速及調頻，能夠順利穿透粗顆粒地層，制樁能力較強，可對留振時間、加密電流及加密段長等三個指標進行同步控制。

（四）防滲墻技術

該技術主要解決挖除處理堆積層難度較大的施工環境。將防滲墻設置于水利工程施工現場，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定性。

（五）高噴灌漿技術

作為一種加固地基的方法，如今高噴灌漿技術還經常應用于作圍堰的防滲工程及壩基覆蓋層的施工過程中。該技術的使用目的是為了使土體分離，進行防滲墻的施工，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土體的切割，進而達到施工要求。

三、水利工程施工中對地基問題進行處理的新技術

（一）對強透水層的防滲處理

舉例說明，大壩，剛性壩礫石、卵、基砂都是強透水層，基本都會開挖清除，土壩礫石、卵、基砂的強烈透水性，不但浪費水量，還會造成管涌，加大揚壓力，從而對建筑物的穩定性造成影響，對于這些情況向來都是進行防滲處理。方法如下：開挖清除透水層的礫石、卵、砂，填充混凝土、粘土，建造截水墻。采用沖擊鉆與沖抓鉆造出大口徑的孔，填充粘土或混凝土建成防滲墻。使用高壓噴射灌漿的手段建造水泥防滲墻。帷幕灌漿需要粘土或者水泥。壩前覆蓋混凝土或粘土，增加滲徑，對排水進行減壓，設立反濾層。

（二）處理可液化土層

所謂可液化土層是指在振動或靜力的影響作用下少粘性土層或無粘性土層的孔隙水壓力增加，抗剪強度突然消失的土層，液化使得讓滑移失穩、地基下沉、對上部建筑物的安全性也造成影響。一般用如下幾種方法進行處理：（1）分層振動壓實或者振沖擠密。（2）透過可液化土層設立砂井、灰土樁或者砂樁（3）開挖清除掉可液化土層。放入放射性能給更好、強度更高的材料。（4）周圍用混凝土封閉，使其無法向外部流動。

（三）處理軟弱夾層基礎

（1）軟土基礎的特點：①低透水性，含水量高，透水性自然就很差。②大孔隙比。純天然高含水量，淤泥質土與淤泥的純含水量大概是百分之五十到七十。③低抗剪強度。

（2）對軟地基的處理方法：①換土法。淤土層厚度略薄時，將無法達到設計要求的淤土層換成灰土、水泥土、粗砂、砂壤土并使用沉井基礎對地基進行處理。②排水固結法。這種方法對保持淤泥軟粘土地基的穩定性和解決淤泥軟粘土地基測沉降有著良好的作用，包含兩個系統，排水與加壓。③旋噴法。在地基防滲工作中使用較為廣泛，利用旋噴機帶有特殊的噴嘴這一特點，將注漿管放入土層預定濃度，然后進行提升，此時，噴嘴會進行一定速度的旋轉動作，由此產生了高壓，在高壓作用下，土體與固話的水泥融合到一起，歷經凝固變成柱子，從而真正做到高強度的防滲。④強夯法。倘若地基是濱海沉積層、河流沖積層，或由粉土、雜填土、黃土、泥炭組成，那么這個方法是最好不過的選擇了。⑤加筋法。土木合成材料，由于其具有非常強的抗拉能力，一般放入土層中，如此一來拉筋與土顆粒產生摩擦，土與加筋材料構成完好的整體，那么地基的強度也大大增強。⑥硅化加固法。借鑒電滲原理，使用帶孔眼的網狀注漿管，采取電動硅化法，輪流操作交換，將氯化鈉和硅酸鈉溶液與泥土混合，然后發生一連串的化學反應，從而產生膠凝物質，也可以對土顆粒表明進行活化，如此一來，能夠大大的提高土體力學的強度與土顆粒的連接性。也可以擴大加固部位的半徑長度。⑦振動水沖法。在沖擊荷載與振動的作用下，地基會產生孔，然后對孔進行碎石、砂的填充，再分層夯實或振實，達到加固地基的目的。⑧土工合成材料加筋加固法。這方法是將荷載分給地基，一旦塑形剪切將要發生損壞，在地基表面的地土工合成材料就會發揮組織作用來修復面形破壞，在某種程度上也能降低破壞擴張，使得地基的承載能力得到提高。

（3）根據傾角的大小可以講地基基礎軟弱分成緩傾角軟弱帶與高中傾角軟弱帶，其對建筑物有著不同的影響，也有著不一樣的處理手段。

四、結語：

總之，對于水利施工中地基的處理方式有很多，只要針對不同地質、不同工程要求，結合實際采取合理的處理方法，全面考慮各環節出現的問題，不斷積累經驗，為未來的地基處理提供幫助。

參考文獻：

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