水利水電工程基礎(chǔ)處理施工技術(shù)淺析

張金龍

（蚌埠市江河水利工程建設(shè)有限責(zé)任公司，安徽 蚌埠 233001）

1 水利水電工程基礎(chǔ)處理的重要性

科學(xué)合理的基礎(chǔ)處理施工技術(shù)可以改善地基土的物理力學(xué)性能，保證基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計(jì)要求，從而保證水利水電工程的穩(wěn)定運(yùn)行。例如在軟弱地基上采用灌注樁、壓實(shí)處理、灌漿等措施，可以增加地基承載能力，避免過度沉降或不均勻沉降。地基處理還可以通過排水系統(tǒng)的建設(shè)避免飽和土引起的液化、流動(dòng)等問題，保證地基的穩(wěn)定性。

在水利工程施工前期采用有效的地基處理施工技術(shù)，可以避免地質(zhì)條件帶來的問題，避免基礎(chǔ)沉降、位移或損壞等不良現(xiàn)象，使基礎(chǔ)具有良好的穩(wěn)定性，減少項(xiàng)目施工難度和降低后期的維護(hù)維修費(fèi)用，保證工程安全運(yùn)行。

2 水利水電工程基礎(chǔ)處理施工技術(shù)

2.1 預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)

水利水電工程基礎(chǔ)處理施工中，經(jīng)常采用預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)。預(yù)應(yīng)力管樁可以有效地提高水利水電工程的地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且能夠順利進(jìn)行地基處理和建設(shè)。預(yù)應(yīng)力管樁的配置方式有首張法和后張法兩種。首張法施工過程中，會(huì)對(duì)管樁結(jié)構(gòu)施加一定的壓力，從而讓整個(gè)預(yù)應(yīng)力管樁處于拉伸狀態(tài)，這樣可以增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，接著，預(yù)應(yīng)力管樁安裝在水利水電工程的地基處理區(qū)域，以確保其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和質(zhì)量。在完成80%的地基處理之后，預(yù)應(yīng)力管樁構(gòu)件被置于該部位，從而增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。實(shí)施預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)可以有效地避免沉降，增強(qiáng)建筑物基礎(chǔ)與地基的協(xié)調(diào)性，提升地基的承重能力，從而提升建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。此種技術(shù)有單樁承載力高、施工速度快、功效高、工期短、成樁質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是具有擠土效應(yīng)，要求樁與周圍建筑物的間距較大，在有些地質(zhì)條件如地下障礙物或孤石過多的場(chǎng)地難以施工。

2.2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

鉆孔灌注樁被廣泛運(yùn)用到水利水電項(xiàng)目的地基處理建設(shè)上。首先，需要手動(dòng)或正、反循環(huán)鉆機(jī)挖掘灌注孔，并把鋼筋籠放入孔洞，隨后灌注混凝土，構(gòu)建出由混凝土與鋼筋組成的鉆孔灌注樁，以此來增強(qiáng)地基的穩(wěn)固度。依照設(shè)計(jì)要求，對(duì)鉆孔灌注樁的長(zhǎng)度進(jìn)行驗(yàn)算以及基礎(chǔ)土層進(jìn)行重新勘測(cè)，確保土層結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)一致。鉆孔灌注樁技術(shù)的特點(diǎn)是樁的長(zhǎng)度及直徑都能調(diào)整，并且能夠通過專門的鉆孔設(shè)備直接深入到地基內(nèi)。與預(yù)制樁的錘擊法相比，此類方法現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生噪音和震動(dòng)較小，成樁的直徑也大的多，在多種地基中均能使用。缺點(diǎn)是由于灌注混凝土是在孔內(nèi)泥漿中進(jìn)行，樁的質(zhì)量有時(shí)較難控制。

2.3 灌漿施工技術(shù)

灌漿施工技術(shù)可以結(jié)合其他技術(shù)，有效地修復(fù)軟土地基和巖體內(nèi)部的一些裂縫、斷層和破碎部位。灌漿施工技術(shù)的方法有很多，如固結(jié)灌漿、化學(xué)注漿、帷幕注漿、高壓噴射灌漿等方法。這些方法一般能夠真正在提高地下巖體的完整性、穩(wěn)定性和綜合承載力，在增強(qiáng)巖體結(jié)構(gòu)抗壓性能方面發(fā)揮顯著作用，是當(dāng)今解決復(fù)雜巖體內(nèi)部變形、破裂、地下滲漏等問題的主要補(bǔ)救策略，能有效地控制和防止水流，減少下伏水流的二次入滲，保證建筑整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的高穩(wěn)定性。灌漿技術(shù)的應(yīng)用要求根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的使用需要、技術(shù)要求和規(guī)范條件，以及建筑的具體巖土環(huán)境，選擇不同的技術(shù)，施工過程中要注意隨時(shí)檢查和調(diào)整漿料的漿濃度和粘度。

2.4 換填施工技術(shù)

基礎(chǔ)建設(shè)時(shí)，若軟土層較為稀薄，可以適度進(jìn)行挖掘，再使用具備優(yōu)秀綜合性能的物質(zhì)，例如顆粒狀的水泥土、煤灰和粗砂進(jìn)行回填壓實(shí)，壓實(shí)后的基礎(chǔ)具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性和承載力。換填施工技術(shù)簡(jiǎn)單、方便，施工速度快，但一般換填的深度不宜過深，面積不宜過大。

2.5 錨固技術(shù)

錨固工程技術(shù)主要應(yīng)用在巖石地質(zhì)施工，是可以保證與巖體注漿固結(jié)效果最有效、合理的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)能夠有效地保護(hù)和不破壞地質(zhì)巖體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。它可以直接使一些原本易受機(jī)械損傷的地質(zhì)巖體再次發(fā)生凝固和粘結(jié)，從而大大提高巖土工程的工程承載力和抗剪能力。

錨固技術(shù)是在基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置錨桿或錨索，通過錨固裝置與結(jié)構(gòu)連接，提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載能力。錨固技術(shù)的設(shè)計(jì)需要考慮基礎(chǔ)特性、荷載條件和結(jié)構(gòu)要求，要保證錨固點(diǎn)的位置、數(shù)量、深度滿足工程要求，并進(jìn)行合理的荷載計(jì)算和錨固體系設(shè)計(jì)。選擇合適的錨固材料是保證錨固系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵，同時(shí)還要考慮材料、強(qiáng)度、耐久性等因素。施工過程中，應(yīng)注意材料的質(zhì)量和精度，以確保錨點(diǎn)的準(zhǔn)確位置和穩(wěn)定性。錨固技術(shù)施工完成后，應(yīng)定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作，包括測(cè)量錨固點(diǎn)的位移、應(yīng)力、變形等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并采取必要的修復(fù)和加固措施。

3 基礎(chǔ)處理施工案例

3.1 背景資料

拆除重建一中型泵站位于長(zhǎng)江堤永豐圩段，地質(zhì)條件較差，泵室段基礎(chǔ)需進(jìn)行PHC-400AB95-12型鋼筋砼管樁基礎(chǔ)處理。

根據(jù)勘探揭露，地層依次為：

素填土，以中、重粉質(zhì)壤土，灰黃色，軟可塑。主要分布長(zhǎng)江江堤上及兩側(cè)。

①層重、中粉質(zhì)壤土：灰黃色、灰色，軟塑～軟可塑，濕。中等偏高壓縮性。層厚0.40～2.90m，層底高程為6.13～8.35m，普遍分布。

②層淤泥質(zhì)重、中粉質(zhì)壤土：灰色、青灰色，軟～流塑，很濕～飽和，具層理，層面上分布砂壤土或粉砂，高壓縮性土。層厚1.40～9.70m，層底高程為-2.84～4.92m，普遍分布。

②2層淤泥質(zhì)中粉質(zhì)壤土與粉細(xì)砂互層：灰色、青灰色，互層厚度10～50cm 不等，其中淤泥質(zhì)中粉質(zhì)壤土呈軟塑狀，粉細(xì)砂呈稍密狀，屬中等偏高壓縮性土。層厚3.50～10.50m，層底高程為-7.57～1.15m，普遍分布。

③層粉細(xì)砂、砂壤土：灰色，局部夾薄層淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土薄層，松散～稍密，飽和。屬中等壓縮性土，層厚0.30～6.60m，層底高程為-10.68～-4.37m，普遍分布。

④層重、中粉質(zhì)壤土：灰黃色、灰色，軟可塑，局部硬可塑。屬中等壓縮性土，層厚2.50～9.00m，層底高程為-18.78～-12.06m，普遍分布。

⑤層中、粗砂：灰、灰黃色，中密～密實(shí)，粉質(zhì)壤土、小礫石各含約5～10%。屬低壓縮性土，層厚2.40～7.20m，層底高程-21.51～-15.52m，普遍分布。

⑤1層重、中粉質(zhì)壤土：灰色，軟可塑，局部含砂質(zhì)。層厚1.30～1.70m，層底高程-17.77～-17.26m，局部呈透鏡狀分布。

⑥層砂礫卵石：雜色，中密-密實(shí)。礫石含量20～40%，直徑0.2～5.0cm，次棱角狀，未揭穿，揭露最厚5.50m，對(duì)應(yīng)層底高程-23.04m。

站址處孔隙潛水主要分布于淺部粉質(zhì)壤土、淤泥質(zhì)土及人工堆積土層中，分布范圍較廣，其富水程度受土性變化而有所區(qū)別，主要受大氣降水和地表水補(bǔ)給，區(qū)域內(nèi)由于溝塘縱橫，淵塘密布，潛水與地表水有著廣泛的水力聯(lián)系。地下水位隨季節(jié)變化，雨季水位較高，旱季埋藏較深，并和地面高低有關(guān)。

3.2 施工程序

管樁施工采用液壓入樁(靜壓法)的施工方法，施工程序?yàn)椋侯A(yù)制管樁→測(cè)量定位→樁機(jī)就位→復(fù)核樁位→吊樁插樁→樁身對(duì)中調(diào)直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→樁質(zhì)量檢驗(yàn)→切割樁頭。

3.3 結(jié)論

（1）兩主缸（慢檔）壓樁組合的試驗(yàn)結(jié)果能滿足工藝要求，在以后的施工中，采用此組合是可行的，施工順序采用同排連續(xù)法施工。

（2）終壓：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，確定終壓力為≥1400kN，為防止樁體出現(xiàn)“上浮”現(xiàn)象所以要進(jìn)行復(fù)壓，復(fù)壓次數(shù)為2～3 次。

（3）采用ZYC500S 型液壓靜力壓樁機(jī)靜壓法成柱工藝，成柱后進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，水利水電項(xiàng)目建設(shè)過程中的地基處理至關(guān)重要，其施工的質(zhì)量直接影響著項(xiàng)目的總體質(zhì)量與安全。要因地制宜運(yùn)用地基處理的相關(guān)技術(shù)，持續(xù)增強(qiáng)相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平，以保障基礎(chǔ)處理技術(shù)施工質(zhì)量，為促進(jìn)中國(guó)水利水電工程高質(zhì)量發(fā)展提供基礎(chǔ)技術(shù)支撐■