水利水电地基工程施工技术探讨

吕中东

（山西水利职业技术学院 山西 运城 044000）

地基是受建(构)筑荷载影响的部分地层，可以被划分为人工地基和天然地基。天然土(石)层被用作建(构)筑物直接坐落基础的是天然地基；人工地基则是经过了人工加固或处理后才能予以建造建(构)筑物的地基。总体上来讲，建(构)筑物的全部荷载都由地基来承受。然而很多工程不得不建在相对软弱的地基上，或承包商为了追求效益加快施工速度等，这些因素对地基与基础工程的技术提出了新的挑战。基于此，本文对涌现出来的水利地基施工的一些新要求、新方法以及新技术做了简单的分析与总结。

1 水利水电地基施工的新要求

掌握地基施工的要求是工程建设的必要条件，主要包括以下方面：不仅要详细掌握施工区域内的地质情况，还要具有地基与基础的施工图纸和地质勘察报告等有关技术文件和资料；同时应根据施工方案要求进行土方开挖，凡是妨碍施工的道路、沟渠、建(构)筑物、坟墓、管线、树木等等，均应该予以妥善处理，清除出施工区域；如果在山区施工，当地地层岩性、地形地貌、地质构造、水文地质等情形应该予以事先的了解；如果在土方施工过程中，有可能产生滑坡时，应该及时予以采取相应措施；如果存在危岩、孤石、崩塌体、古滑坡体等不稳定迹象，应采取妥善的处理措施；对于有施工机械进入和经过的道路、桥梁和卸车地点，必要的加宽、加固等准备工作应该事先做好；应该对测量放线的定位控制线(桩)、水准基准点及基槽的灰线尺寸予以复核，使其与设计要求相符合，相应的预验手续也应该予以办理；关于场地的清理，表面坡度的建构应该按照设计要求予以建造，尤其是排水坡度和临时排水设施的设计和制作应该尽可能的合理，当设计上不存在相关要求时，通常情况下，排水沟方向的坡度应该不小于2%；如果地下水位的基坑(槽)、管沟高于开方挖土位置，这个时候地质勘察文件及资料就成了依据的重要凭证，根据这些信息进而采取必要措施，使得水位下降，一般情况下，水位应该降至开挖底面以下500mm，然后才能往下开展作业。

2 水利水电地基施工的新方法

主要从两个方面进行：第一，对于浅基础的情形，如果不需要放坡，这个时候首先要沿着进行测量的基准灰线直边切割出来一个槽边的轮廓线，而后对作业面予以一一的展开。对于地下水位的降低和地面排水系统的建造，这二个工程都需要结合当地工程地质资料、挖方尺寸等条件予以考虑，这样就可以进一步的预防地基土结构被破坏。第二，还需要保证地基与基础的强度能够足以承受建(构)筑物上的全部结构荷载。为了满足这一条件，基础的耐久性、防潮性、耐侵蚀性和抗冻的能力都需要充分满足要求和条件。除此之外，为了确保地基稳定，必须让地基和基础有足够的工作面。地基变形值的范围也应该在许可的参考值数之内，这样才不会引起建筑物的开裂、倾斜或者标高产生相应的变化等等。

3 软土地基处理的新技术

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土结构组成的地基，承载能力很低，一般≤50kN/m2，不易满足水工建筑物地基设计要求,故需进行处理。

3.1 软土地基的特性

(1)大孔隙比，高天然含水量。淤泥和淤泥质土的天然含水量w一般介于50%～70%之间，相比而言，我国软土的天然孔隙比e则一般介于1～2之间，一般情况下，这就会远远的大于液限，最高的时候，甚至可能达到200%。

(2)低透水性。由于高含水量，在渗透系数k≤1（mm/d）的时候，透水性能就非常的差。这样，在承受强荷载作用后，孔隙水压力就会变高，地基的压密固结性能也会深受影响。

(3)低抗剪强度。通常，软土会呈现出软塑——流塑的状态，这样在有外部荷载的时候，抗剪性能就变得极差。在土层本身含有排水出路的时候，随着有效压力的逐步增加，就会慢慢的形成固结。相对应的，如果不存在优质的排水出路，在荷载增大的情况下，强度就会衰减。

3.2 处理软弱地基之方法

(1)排水固结法。作为解决淤泥软粘土地基沉降的有效措施和保持淤泥软粘土地基稳定的有效方法，由加压和排水两部分系统组成。

(2)换土法。如果淤土层比较薄，则需要把不能满足设计要求的淤土层进行更换填充，比如使用砂灰土、壤土、水泥土、粗砂等材质，也可以采用沉井基础等办法进行地基处理。

(3)强夯法。将80kN夯锤,起吊到高达6m～30m的地方，让锤作自由下落运动,通过这样的运动夯实土质。如果地基是河流冲积层、滨海沉积层,或者由黄土、粉土、泥炭、杂填土等构成，使用强夯法容易达到目的。

(4)旋喷法。旋喷法主要用于地基防渗工作的开展，通过利用旋喷机具将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定浓度，而后对其予以提升,在这个时候喷嘴会以一定速度作旋转动作,这样就会产生高压，高压挤迫水泥固化浆液与土体混合，经过凝固硬化结成桩子，以达到提高地基防渗的目的。

(5)振动水冲法。振冲法的工具是振冲器，它类似于一根插入混凝土振捣器的机具，该中机具涵括了上、下两个喷水口。由于振动和冲击荷载的作用,地基中会先成孔，而后在孔内予以填充砂、碎石，进而分层振实或夯实，这样地基将得以加固。

(6)土工合成材料加筋加固法。其手段是平摊荷载于地基，在可能出现塑性剪切破坏时，平铺于地基表面地土工合成材料将可以对面形的破坏起到组织作用；也可以在一定的程度上减小破坏的扩张，从而提高地基的承载能力。

(7)灌浆法。将水泥砂浆、水泥浆、粘土浆、粘土水泥浆及各种化学浆材（比如木质素类、聚氨酯类、硅酸盐类）予以液化，同时这些浆液也是具有固化的特性的，这个过程中会用到相关的气压、液压或电化学原理，而后将其注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位，从而达到加固淤泥软土地基的效果。

(8)硅化加固法。借助电渗原理，利用网状的带孔眼的注浆管，采用电动硅化法，通过轮换诸如的操作手段，把硅酸钠 (Na2O·nSiO2)溶液与氯化钙(CaCl2)溶液注入土中，因为上述过程中会产生一系列的化学反应，进而生成胶凝物质，或者活化土颗粒的表面，这样土颗粒之间的连接性和土体力学的强度就会被提高，加固部位的半径会被扩大。不过这样的操作方法也有其缺陷性，即高耗电量，高成本，故而被采用的可能性一般不是很大。

(9)加筋法。加筋法是为了减少整体变形，并且同时达到增强整体稳定的性能的目的。土工合成材料，因为其抗拉能力非常之强，会被埋置于土层中,这样在土颗粒和拉筋之间就会产生摩擦力,土也会与加筋材料形成一个完整的整体,这样的话，地基强度就会被提高。

(10)桩基法。如果淤土较厚,含水率较高，孔隙也比较大，这样要想对其予以大面积的深处理的话就比较困难，这个时候打桩法就是一个不错的加固处理方法。

4 结语

总之，水利水电地基工程施工技术中，注重质量管理及控制，掌握地基施工的条件要求，并通过多方面比对实际地质情况和周边环境，选择不会因为不均匀沉降造成较大的变形差的方案，并熟练应用处理软弱地基的方法，才能够很好的保证水利水电地基工程施工的成功。陕西水利