水利水电基础工程施工中不良地基处理措施

李红福

（中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司，四川成都 610030）

0 引言

随着社会经济的不断发展，水利水电工程的重要性也更加凸显，水利水电工程数量不断增加，施工技术也不断发展。由于水利水电工程的特殊性，通常会遇到各种不良地基。水利水电工程通常在沿海或内陆的河流区域，由于水的长期作用，导致工程地基荷载力不足，无法满足水利水电工程建设的设计需求。而且随着多年的水利水电工程开发，地质条件较为优越的选址已经被开发，此后的水利水电工程通常需要在不良地基上建造。因此水利水电工程必须对不良地基进行处理，避免施工过程发生沉降、开裂等地基不安全因素，对施工过程以及水利水电使用安全造成不良影响。

1 水利工程施工中不良地基处理技术应用的重要性

1.1 防止施工地基承载力下降

水利工程整体的范围比较大，这就要求地基结构必须具有足够大的承载力才可以保证水利工程后期使用的安全。地基承载力不足会导致多种问题的出现，包括地基的塌陷、水利工程的沉降等，这些问题的出现会极大影响水利工程使用的安全性。一般情况下，地基的承载能力比较大，能够承受水利工程施加的重力，但是当遇到不良地基时，地基整体的承载能力会大大降低。当水利工程所处地理位置的地基承载能力降低后，就会给周边的地基结构施工一定的压力。因此，为了防止出现地基内部抗剪力下降问题的出现，施工单位必须结合地基的实际情况选择不良地基的正确处理方式。

1.2 有效解决引发的地基不规则沉降问题

水利工程施工过程中常见的问题还有地基沉降，地基沉降会导致水利工程的施工无法正常进行，从而引发更多的问题。引起地基沉降的因素有很多，其中主要因素：①施工过程中破坏了地基的内部整体结构，导致地基沉降问题的出现；②地基结构的抗剪能力下降。地基不规则沉降问题的出现会直接影响地基结构整体的稳定性，其承载力也会大大降低。采用科学合理的不良地基处理技术可以有效地解决地基沉降问题的出现，从而保证水利工程施工能够顺利进行。

1.3 有效解决土质疏松问题

不良地基会引起土质疏松问题的出现，使地基整体结构的稳定性大大降低。同时土质疏松问题出现后，土壤的黏合度会大大降低，地质结构的密实性也会相应地遭到破坏。土壤结构的密实性下降后就会导致土体整体结构的受力不均衡，土体结构的相互挤压严重会出现土体严重位移。这也是安全事故频繁发生的原因。只有采用合理的方式处理不良地基，才可以保证水利工程按照预计的施工进度正常进行，保证水利工程后期使用的安全性。因此必须利用不良地基处理技术来改善不良地基，解决土质疏松问题的出现。

2 水利水电工程施工不良地基的基本处理措施

2.1 软土地基的处理方法

在对软土地基处理时，通常是将土层中大量的淤泥质土进行清除。软土地基的承载力较差，同时软土地基的抗剪强度降低。当受到外界压力的挤压时，软土地基会出现塑性变化，从而使建筑的稳定性降低。同时软土地基的抗剪强度比较低，水利水电工程内部排水口的刚性较差。当外界压力比较大时，软土地基的抗剪强度会更差，当软土层出现固化时地基的抗剪承载力就会相应地提高。处理软土地基的具体措施可以遵循以下几步：①更换软土地基。根据软土地基的实际情况，施工人员可以采用渗透性较强的材料替换原有的软土地基，从而有效地提高地基的稳定性以及强度；②对软土地基进行有效地夯实。软土地基中含有的水分比较多，通过采用强夯可以有效地压缩软土地基从而排除软土地基中多余的水分，使软土层达到固化的效果。采用旋转喷射的方式可以保证水泥和土壤的结合更加紧密，从而有效提高软土的实际密度，保证地基的强度符合水利水电工程施工的要求，同时还可以有效避免地基渗漏问题的出现；③灌浆以提高软土地基的强度。灌浆用的材料必须具有较高的强度以及较低的收缩性。当孔隙中的水排出后然后用填缝材料进行填充，避免由于热胀冷缩引起的地基变形。

2.2 对于深覆盖层不良地基的处理技术

水利水电工程建设的环境通常情况下比较复杂，水利水电工程的跨度比较大，部分地基可能在河流冲击层下，同时这种地基中还会有大量的碎石层。碎石层中的空隙通常情况下比较大，当经过长时间的冲击就会使地基的渗透性增加，从而影响水利工程的正常进行。施工人员在处理深覆盖的不良地基时可以选择使用以下方法：①水泥灌注。水泥灌注的方式通常在地基比较稀松的位置使用较多，通常会选择渗透性好的材料对碎石层进行灌注；②振动处理。通过使用合适频率的振动，使地基的稳固性有效提高。振动处理技术在实际运用的过程中因其操作简单以及使用比较方便而并广泛应用；③合理铺设混凝土以提高防渗透性。结合施工的实际需求施工人员需要在混凝土中添加相应地外加剂，从而提高混凝土的性能。外加剂的添加量必须严格进行计算，保证不影响混凝土的强度等性能。

2.3 膨胀地基的处理

在不良地基中，淤泥的触变性与流变性较大，但它的渗透力比较小，容易被压缩，承载性能也比较低。因此为了提高淤泥土的承载性，可以再施工过程中对淤泥土进行压实处理。为了有效提高地力的稳定性以及保证地基的压缩性能满足使用需要，施工人员要做好施工土层的排水工作。施工土层排水完成后施工人员要使用机械设备对施工地层进行夯实，保证不良地基的稳定性以及强度有效提高。施工地基的强度提高才可以保证建筑工程后期使用的安全。同时，有效地处理不良地基还可以保证地基结构更加牢固，有针对性的提高地基土层的压缩性能。

2.4 不良地基处理的注意事项

水利水电工程施工建设的过程中，为了使施工进行的顺利施工单位需要采用合理的手段对所有不良地基进行评估检测，从而保证该地基符合水利水电工程施工建设的需要。在处理不良地基的过程中，需要从而注意以下几点：①结合对不良地基情况的整体分析选择适合的不良地基处理方法，从而解决根部不良地基出现的问题；②结合不良地基处理的具体案例，选择的不良地基处理技术的使用可行性有效提高，注意不良地基处理技术的使用注意事项；③坚持可持续发展的理念；④及时上报出现的问题并解决问题。

3 工程案例分析

3.1 工程概况

某水电站主要由拦河闸坝和坝后左岸引水式电站组成，其施工位置位于河干流上，总库容425 万m3，正常蓄水位603m。式电站的工程区域内主要是古生界寒武系的中上层统灰黑色的灰岩、泥质条带灰岩、薄层灰岩等结构，区域地质处于断裂发育，地下水主要为碳酸盐岩类岩溶裂隙水。从库区的地质基础来看，主要包含淤泥等结构，为松散层分布，水土流失严重，而且河流含沙量大，淤泥堆积严重。库区不良地基的处理主要是通过地基结构的处理，确保地基的施工稳定性，同时需要确保防渗效果，避免地基渗漏。施工方案应该考虑到是安全性、工程造价经济型、地质条件的限制性、施工安全合理性。针对库区的不良地基，综合考虑各种施工方案，选择高压旋喷桩处理的方式进行加固处理。

3.2 不良地基处理技术

根基工程地质资料，该库区内的覆盖层较厚，淤泥堆积，上部为低液限黏土，下部为卵石混合土，结构较松散，承载力较低，而且容易发生滑移，不能够直接作为地基结构。采用高压喷桩法进行加固处理，根据工程需求，采用两管法进行施工。因为该工程量大，工期紧，采用高压旋转喷桩生产和试验相结合的方法，对于其浆液配比、加快速度以及旋喷参数进行控制，确保最终地基承载力大于等于250kPa。

首先通过生产性试验，采用旋喷试验的方法，确定相关的技术参数。经过试验确定喷桩采用复喷的方式，黏土层孔径采用150mm，高压水提高速率为5cm/min，喷浆提速为7cm/min，浆液密度为1.45g/cm3，试验结果表明桩基承载力满足工程需求。在试验的基础上，开展高压旋喷桩施工控制，对钻孔、下注浆管、喷射、成桩和封孔等流程进行严格控制，采用的是高压旋喷桩工具为XY-2 型地质回转钻机、全液压跟管钻机、GYP-50 型号液压高喷台车、PP-120 型高压灌浆泵、YV 形活塞式空压机、ZJ-400型高速搅拌机、3PN 型回浆泵、HBW200/40 型泥浆泵。高压旋喷桩的桩径0.7m，桩间距2.2m，加密桩间距1.7m，呈梅花形布置。

3.3 效果分析

在高压旋喷桩成桩后28d 后，采用取芯试验的方式，测量其桩基的抗压极限承载力。根据测量，在250MPa 的承载力基础上，桩基承载力1150kN/850kN，其承载力满足水电工程施工需求。而且施工质量均能满足工程需求，达到地基加固处理的目的。

4 结论

总而言之，水利水电工程的建设过程中会遇到多种困难，不良地基的处理技术与水利水电工程的整体质量关系密切。施工需要结合水利水电工程的实际建设情况合理选择处理不良地基的技术。施工人员在施工开始前必须充分了解地基的具体情况，及时分析地基中存在的问题，并给出合理的解决措施。不良地基的处理技术是水利水电工程顺利施工的基础，是水利水电工程持续发展的前提条件。