浅谈水利施工中地基处理施工技术的运用

黄沛　章云

摘要：改革开放以来，为满足我国经济建设的飞速发展的需求，国家加大了对各项基础设施建设的投资力度。其中，水利工程作为一项重要的基础设施，近年来的发展也是有目共睹，其不仅在防治水患过程中发挥着重要作用，还能够促进水力发电、水利运输、环境保护等方面的进步。在水利工程中，地基处理一直是一个难以避免的问题，因此，本文主要对水利施工中地基处理施工技术的运用展开了分析探讨。

关键词：水利施工；地基处理；技术应用

一、水利工程施工中地基处理技术的重要性

所谓地基，指的就是比普通地基可压缩性能高、土体承载能力低、土壤环境含水量大的地基，地基在一般情况下是呈现软塑到流塑状态之间的土体环境，其主要构成是饱和粘土，其一般分布在平原地区或者湖泊河流的周围地区。地基作为水利工程建设的基础，对整个水利工程建设的发展有着极其重要的影响。其主要存在着以下几个方面的特点：

1）地基在承受巨大的压力后，容易破坏地基的基本组成结构，从原先的固体土状态转变成为稀释流动状态，相应的土体承载能力也大大降低。

2）地基的水渗透性能很差，甚至可以认为地基并“不能够渗水”，针对这样的情况，就导致在地基上施工的水利工程土体环境的排水过程往往会持续数十年，在这一过程中，水利工程会有很大的沉降距离。

3）地基具有很强的压缩性能，这就导致地基在承受较大压力的时候，地基会发生形变，导致水利工程产生沉降问题。

二、当前水利工程中地基施工主要情况

由于，我国地质地形复杂，在进行水利工程的施工建设过程中，如果缺乏对地基的详细勘察，选择了一个不利于施工的地基，这样就会造成施工过程中的地基基础对于上层建筑物的承受能力不足，造成水利工程的建筑不稳定，影响了水利工程的最终施工质量。因此，在水利施工过程中，对于基础施工的质量保障是工程成功的一个开始，也是最终要的一个保障。地基对水利工程建设的影响主要体现在以下三个方面：

1）地质环境恶劣，抗滑能力较差。水利工程在正式开工建设时，由于地基抗压能力较弱，很难承受上面建筑物的压力，致使会出现坍陷或是倒塌等情况。

2）地基整体土质未必是完全一致的，在一些松软的地方很难进行施工作业，这就需要专业人员必须对其加以处理，否则也会因承重问题而出现质量问题。

3）当地基渗水过量或是较少时，都将影响水利工程建设的质量，有些甚至出现工程渗水、漏水等现象，超出正常范围内的水量将对整个水利工程建设产生影响。

三、水利施工地基处理工艺流程

1、地基处理顺序

首先，根据建筑物对地基的各种要求和地基条件确定需要进行人工处理的天然地层的范围及地基处理要求。然后根据天然地层的条件、地基处理的具体要求、地基处理方法的原理、过去应用的经验和机具设备、材料条件、进度等方面的比较分析，考虑环保要求，确定采用一种或几种地基处理方法。初步确定地基处理方案后，可视需要进行小型现场试验或进行补充调查，然后进行施工设计。

2、地基处理前的准备事项

（1）对天然地层进行工程地质勘察，提供详细的工程地质勘察资料。详细的工程地质勘察资料是判断天然地层能否满足建筑物对地基要求的重要依据之一。如果需要进行地基处理，详细的工程地质勘察资料也是合理确定地基处理方法的主要基本资料之一。通过工程地质勘察，调查建筑物场地的地形地貌，查明地质条件：包括岩土的性质，成因类型，地质年代，厚度和分布范围。

（2）了解建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求；荷载大小、分布和种类；基础类型、布置和埋深；基底压力、天然地基承载力、稳定安全系数和变形容许值等。根据建筑物对地基的要求，结合地质勘察报告反映的地基的条件，确定是采用天然地基，还是采用人工地基，也就是说确定是否需要进行地基处理工作。

（3）开展必要的调查研究，了解本地区其它工程或其它地区同类工程的地基处理情况，收集资料，为合理确定地基处理方法提供依据。

（4）根据上述资料，综合分析，确定地基处理方法。

四、水利工程施工过程中对地基基础的处理技术应用

1、换填法

换填法在软土地基的处理中最为常用，原理也较为简单，是用符合施工要求的土质来替换软土。利用这种方法进行地基处理时，首先用大型的机械设备将软土全部挖出，然后根据工程的实际需求，填充满足工程施工？|量等级要求的土质，并根据施工设计要求对填充的土质进行分层夯实，经检测合格后再进行后续工序的施工，为主体工程施工奠定基础。通常，第一层为强度较高的碎石和矿渣垫层，这样的垫层缝隙较大，可以实现地基的具有较高透水性，能减少降雨和地下水对地基的影响，确保水利工程施工的质量。第二层多为灰土和素土垫层，可以保证地基的受力均匀，减少地基的不均匀沉降。第三层多为粗砂垫层，有利于地基内部气体的排出，加快地基的固结。

2、化学固结法

化学固结法是指用化学材料填充地基，实现对地基的改造，进而提升其强度，减少其压缩性，使地基能满足水利工程施工的要求。一般而言，化学固结法主要有三个方面的内容，具体如下：

1）灌浆。利用电化学和气压的原理，在软土地基中添加石灰石等，使之发生反应，实现对淤泥粘性土的加固，进而增加软土地基的强度。

2）高分子合成材料填充。在软土地基的处理中，还可以将人工合成的高分子材料填充在其中，合成材料和软土紧密结合在一起，增强软土地基的韧性。同时，合成填充材料还可以减少水分的侵入，保证地基的稳固性。

3）硅化加固。硅化加固是利用硅酸钠和氯化钙的反应将软土黏合在一起，生成胶状的凝聚物。凝聚之后的软土底层硬度会增加，承载力也有所提升，可以达到软土地基处理的效果。

3、排水砂垫层法

排水砂垫层法多用于水分含量较大的淤泥粘性土和泥炭土等，其原理是在软土地基的底部填充渗水性较强的砂垫层，让地基的水分在施工的过程中不断排出来，进而提高软土地基的强度。有时为了防止地下水的反渗，还会在砂垫层下铺设粘土层，让软土地基的处理效果更好。

砂垫层一般选择卵石和粗砂等，保证材料之间有较大的缝隙。在施工的时候，要按照设计配合比要求把材料搅拌均匀，从基础底部分层夯实、压平。在施工过程中要特别注意的是，排水砂垫层法一定要预留出排水槽，让地基渗透出的水及时排出。同时，还要有防止水倒流的施工措施，加快固结速度，保证施工的顺利进行。

4、夯实法

夯实法是指借助机械的压力对软土地基进行夯实处理。由于软土地基含水量高，土壤颗粒间隙大，通过夯实法的技术应用，通过外力作用缩小地基中的土壤颗粒间隙，排出土壤中的水分，以此达到固结土壤，提高软土地基承载力，避免建筑物下沉或坍塌的目的。在水利工程施工中软基基础处理技术，夯实法具有成本低、效果佳、工具简单、施工难度小等特点，适合于大部分土质，特别是对于黄河以北的广大地区，采用此法效果更为明显。但是夯实法也存在施工进度较慢、周期长等缺点，影响了水利工程施工的整体进度。因此，需要结合水利工程施工的具体情况，确定是否选用夯实法软基基础处理技术。

五、小结

综上所述，水利工程关乎民生大计，地基作为水利工程建设的基础，对整个水利工程建设的发展有着极其重要的影响。因此，在实际施工过程中，作为水利工程施工人员，一定要要根据工程地基的实际状态，灵活运用现有的处理技术，为水利工程的建设打下坚实的基础，进而保障水利工程的质量安全，促进水利事业的健康发展。。

参考文献：

[1]刘喜武.水利工程施工中的防渗新技术及应用[J].河南水利與南水北调，2008（9）.