浅谈水利工程中地基处理技术

赵文豪

（石家庄中流工程设计有限公司）

1 水利工程地基概况及特点

近段时间伴随着我国经济的快速发展，我国的水利工程事业获得了空前绝后的发展空间，越来越多的水利项目如雨后春竹一样发展起来。而在水利工程建设选址过程当中，往往面临着各种各样的、复杂的地质情况，如基础含水量大、地基强度低等问题，直接造成地基承载力不足，发生不均匀沉降，最终影响水利工程建筑物的工程质量。因此，水利工程建筑物质量的好坏取决于地基是否稳定，而地基的稳定取决于地基处理，一旦地基处理未达到设计指标，就导致水利工程产生十分严重的影响，必须在工程的开始阶段就处理好这部分，避免影响水利工程整体质量。

水利工程地基特点表现以下几个方面：

（1）我国地势西高东低，大多数河流由西向东流，如：长江、黄河、黑龙江，珠江，淮河，海河等，并且蕴含着丰富的水资源，我国的建设发展是离不开这些丰富的水资源，而充分利用资源的重要途径之一就是水利工程建设。所以，水利工程建设的选址大多数居在河流、湖泊附近，而这些地方地质一般都有土层较软、压缩性高、强度不低等诸多问题，远远无法达到建筑物地基承载力要求，如果不进行地基处理，随着建筑物完工后对地基产生压力增大，从而致使地基产生不均匀沉降，导致建筑物局部发生破坏、裂缝、倾斜等问题，最终影响建筑物正常使用及使用年限。

（2）由于部分水利工程处于地质条件比较恶劣的条件下，而水利工程地基压缩性能非常强，因此地基需要承受较大压力时工程周边地基环境发生变化，在无法承受较大压力情况，相关的一些指标无法达到设计要求，如建筑的抗滑、稳定等。

（3）由于部分水利工程建设位于河流、湖泊附件，当地基位于比较松散的砾石层、构造碎带或者是其它的适水性比较好的地质构造等情况下，通常会发生比较严重的渗透现象，严重超出设计允许范围。

2 水利工程地基处理的几种措施

地基处理是水利主体工程施工前的重要环节，也是最有价值的核心步骤，在整个水利工程施工过程中起着重要的作用。因此，在进行地基处理前必须做好充分的准备工作，充分进行实地考察，掌握地质特性，采用有效的、科学的措施进行地基处理。

2.1 松木桩地基处理

松木桩是指用松木制作的木桩，主要适用于软地基、河堤等地基处理。其原理：

1）支撑作用，将松木桩打入地基之后，松木桩取代同体积的低强度、低模量的土体，在受到外力荷载作用时，地基应力进行重新分配，大部分荷载由松木桩承担，减低对周围土体的应力，由于松木桩的强度和抗变形能力大于土体，故而形成复合地基承载力、强度等指标强于原土体，地基承载力的提高直接导致减少不均匀沉降，保证建筑物的稳定和安全。

2）挤密作用：松木桩是捶打进入土体的，在捶打时，桩进入土体并占用一部分土体的体积，致使桩周围的土体被强制侧向挤压，起到挤密的效果，造成桩与桩之间范围内的土层密实度提高，从而提高桩与桩之间土层的承载力，降低土层压缩。

2.2 水泥搅拌桩地基处理

水泥搅拌桩也是软土地基处理的一种有效形式之一。从20 世纪70 年代开始，采用水泥搅拌桩加固软土地基逐渐进入水利工程施工的面前，至今已有40 多年的历史。它是将水泥作为一种固化剂，用特制的、能钻入土层深处的深层搅拌机，利用搅拌机搅拌头将水泥浆或者水泥粉注入土体，搅拌均匀，使喷出的水泥等固化剂与土体进行充分混合发生物理化学反应，使土体固结，形成具有整体性、稳定性和一定强度的水泥土桩，使软土硬结从而提高地基强度。

2.3 水泥粉煤灰碎石桩地基处理

水泥粉煤灰碎石桩是近年来新开发的一种地基处理技术，桩体主要由水泥、粉煤灰和碎石组成，在地基处理时，通过振动打桩机成孔，将配好的混合料（碎石、砂、粉煤灰及水泥）加水拌和制成可变强度的桩，并且可以通过调整水泥占混合料的配比增加桩的强度等级，以满足建筑物承载力要求，由于这种地基处理措施吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的优点，适用范围十分广泛，一般砂土、粉土及淤泥质土等地质情况土层均能使用该措施。

2.4 混凝土灌注桩地基处理

混凝土灌注桩在各类深厚软土地基处理中应用很多，技术上比较成熟，施工质量可靠。它是一种通过钻孔机械或者人工挖掘等手段在地基中形成桩孔，然后在桩孔内放置预制好的钢筋笼子、浇筑混凝土而做成的混凝土桩。混凝土灌注桩承受上部结构的竖向和水平荷载，能有效解决原地基承载力不足和抗滑稳定不足问题，同时还能有效地控制建筑物的沉降和侧向位移。但是工艺复杂，工期慢，成桩质量严重影响施工工程质量。

2.5 预应力管桩地基处理

预应力管桩地基处理是近几年经常适用的一种地基处理措施，一般在沿海地区使用居多，一般是通过压桩机使用锤击法或静压法等措施将预制混凝土管桩打入土层，将上部建筑物荷载分散至桩端并通过桩基传导至持力层或者通过桩体与土层之间的摩擦力支承上部荷载。预应力管桩作为一种预制桩，一般有厂家提供，质量有保证，其特点：桩身质量稳定、强度高、穿透力强，施工快等优点，不足之处就是费用高，需要一定的场地空间等问题。近几年来随着我国快速发展，预应力管桩技术广泛应用及大型静力压桩机械的研发，致使将直径500、600 的预应力管桩压到满足设计要求较深的持力层，以满足建筑物承载力，从而大大推广了预应力管桩的使用空间。

3 结论

随着我国经济的迅速发展，水利工程建设是社会发展必不可少的一部分，它直接关系到人们的日常生活水平。由于水利工程的特殊性，它的建设往往处在比较复杂的地质环境及地理构造区域。因此，工程建设前需要采取相应的、比较合适的工艺对地基进行处理，以满足建筑物承载力的需要，才能够保证水利工程的顺利实施，同时也是提高水利工程的质量一种措施。由于工程地质的复杂性，因此需要根据各地基处理的优点和局限性选择切合实际的处理方法，这样才能有效的达到地基处理的预期效果，保证项目的顺利完成，为水利工程的建设打下坚实的基础。