水利水电工程施工中不良地基处理技术要点分析

韦月梅

摘要：在水利水电工程施工过程中，为了让工程符合质量标准，可以在地基透水层、可液化土层、淤泥软土层、弱夹层以及深覆盖土层中采取科学合理的地基加固施工技术，为水利水电工程提供有效的施工参考依据。

关键词：水利水电；工程；技术

水利水电工程具有发电、灌溉以及防洪的功能，对提高国民的生活水平、营造良好的社会环境有着积极作用，建设水利水电工程涉及的工序繁多复杂，会影响工程质量。如果地基处理不当，会影响构筑体的稳定性，还存在不过关的承载问题，这与施工区域的地质情况、施工材料及施工技术等有着密切联系，需要健全地基处理技术应用体系。对此，本文将针对水利水电工程中产生的不良地基处理现象，提出一些切实可行的技术措施。

一、水利水电工程中的地基施工概述

建设水利水电工程要重点考虑使用寿命以及后期应用时的运行情况。为了使建筑体的功能达到预期标准，要注意渗漏和变形情况，通过过往施工经验表明，水利水电工程对土壤的含水量有着较高要求，遇到软土地基时，要考虑泥灰土、粘土以及淤泥等元素，如果软土地层具有较强的压缩性，在实际施工期间会产生不均匀的沉降现象，甚至裂缝。如果具有偏弱的透水性，那么该建筑体在软土地基上会产生较大的荷载力，会影响建筑体的密度和结构。此外，如果软土地基具有偏弱的抗剪强度，在排水情况不良的情况下会阻碍固结速度，严重时会降低地基的稳定程度。

在建设期间，水利水电工程会遇到一些特殊地质，例如，湿陷性黄土、冻土、红黏土等，因为地质情况不良降低承载力，使抗滑性变差，所以应关注建设区域的岩石与混凝土情况，当建设区域出现倾角这种断层带，例如，弱夹层、古风化壳、破碎带等，都会降低地基的抗压强度，难以符合上部建筑体的稳定性要求，当产生过多的沉陷后，影响局部或者整体地基。面对此类状况，需要降低土质的含水量和土壤的压缩性，提高承载力，按照施工区域实际情况，科学合理地采用地基工程中的施工技术，注意土地的分级情况，即砂土、壤土、粘土、含卵石粘土等，各自都有不同的自然湿重度，开挖时使用的工具也各有不同。岩石需要分成十二个级别，考虑坚固程度以及“普氏坚固系数”，在施工前做好原材料的监测工作，确保使用设备正常运行，最大程度上延长水利水电项目工程的使用寿命，确保后期投放使用保持长期稳定的运行状态。

二、建设水利水电工程期间地基出现不良危害的分析

（一）土坡缺乏稳定性

在水利水电工程建设期间，如果地基失去稳定性，会影响正常施工。如果土坡的原有平衡性出现偏离，内部结构会在外力作用的影响下改变斜坡的整体结构，使斜坡某部分产生向下移动或向外移动，从而破坏斜坡整体的稳定性。

（二）降低地基的承载力

水利水电项目工程应保障顺利完工，重点考虑地基是否具有良好的承载力，是否能有效承受上层建筑体的压力，避免地基受到外部压力产生结构性破坏。不良的地基会使承载力降低，当地基难以承受上方的建筑体压力后，内部会出现失衡现象，最终导致塌陷，在此情况下，持续施工会导致上方建筑体产生倾斜或坍塌，带来严重的危害。对于承载力检测而言，要从工程宏观角度着手，根据项目实际情况，针对地基面的承载力度，采用不同方式，确保地基质量符合工程要求。常见的施工方式有许多种，对施工人员的专业程度也有着具体要求，加大施工监督和管理力度，避免影响工程质量，给施工企业带来经济损失。

（三）地基产生沉降问题

地基承载力不达标还会使地基产生沉降，在不同因素的影响下，需要根据内部结构差异，避免建筑的过大压力影响地基，同时，工作人员要予以一定关注，确保建筑达到质量要求。如果地基产生沉降现象，会增加后期的施工风险，还会威胁施工现场人员的生命财产安全。

三、水利水电工程应用地基处理技术应注意的事项

水利水电工程需要建筑体的耐水性与抗水性达到高标准要求，施工期间，应格外注意地基承载力的情况，尤其是易发生自然灾害的区域，详细检查并记录施工区域的地形和土质情况，并制定有效的应急方案。建设水利水电工程不但要考虑自然灾害，还要考虑季节性变化，由于该工程施工周期长，因此在严寒天气时，应避免建设区域的土体出现冻结现象，并通过使用深层搅拌施工技术，加强搅拌软土层，以此增强工程地基的坚固程度。在施工前期，应到现场精准勘探施工区域的地质情况，详细研究并分析地质特征，按照最终提供的数据结果制定有效的处理措施，如果提供的材料不够充足，应禁止施工，避免影响工程质量以及地基松动。开放地基期间以人工挖掘为主，时刻注意地下水位的变化情况，设计集水坑，在开挖地基后，集中处理地下水，集水坑的开挖深度要距离地面500cm。

四、水利水电工程施工中处理不良地基的施工技术

（一）在地基透水层应用防渗处理技术

水利水电工程需要建设刚性坝，其中的碎石、砾石和鹅卵石都属于地基中的强透水层，具有孔隙度大、透水性良好的特点，在处理其强透水层期间需要采取开挖和移除措施，但会产生用水损失，出现管涌现象，给建筑体带来不稳定因素。通常情况下，应做好防渗处理施工工作，可以移除强透水层中的砂石、鹅卵石、砾石，并使用粘土或混凝土当作填充物，填充后建构截水墙。同时，借助高压喷射的灌浆方式建造防渗墙，使用的喷射管通常为风管、水泥管以及风管等，应在管内部增设喷水管，喷射出的水泥与土体混合均匀，使产生的水泥浆内部达到凝固，通过定点、旋转和摇摆等喷射方式加强防渗效果。

使用粘土或少量水泥采取灌注措施：第一，采取阀式灌浆措施，建立防渗帷幕。第二，使用小型挖掘机，采用薄型抓斗的方式建构需要保护的土壁，确保防渗墙达到40m，此项技术经常被应用于砂土含量高的施工区域。第三，使用锯槽法，借助锯槽切割施工区域的土体，并喷射泥浆构建泥浆护壁，土槽的浇筑厚度控制在20～30cm范围内，经常使用的技术形式为液压传动和机械传动两种，使该地基区域的透水层达到理想的防渗处理效果。第四，使用多钻头的深层搅拌桩基构建水泥土桩，确保喷射和搅拌同时进行使墙体的厚度达到22m，从而提高地基的抗压效果，降低渗水系数。

（二）可液化土层的防渗施工技术

水利水电工程进行地基建设期间，应考虑可液化土层有效的防渗处理技术，土层包括无黏性的土层或少黏性的土层，在静力或振动的影响下，会提高土层的孔隙压力，无黏性或低黏性的土层会使自身的剪切强度消失，导致土层易液化，还会降低稳定性和抗剪强度，增加该施工段的风险，使地基出现滑移失稳、地基沉陷等危害，威胁土层上层建筑体的安全。为了确保施工的安全性，应采用科学合理的地基处理技术，处理可液化土层可以采取的防渗施工工艺主要体现以下方面：第一，挖开和移除可液化的土层，选用优质、防渗性能好、强度高的材料当作填充材料；第二，可液化土层采用振动压实的施工技术，针对混凝土墙体可使用液化的土层进行密封处理，避免可液化土层出现流动现象，同时可穿过土层安装砂桩或石灰桩，以此提高区域地基的稳定性，避免地基产生下沉或滑动。

针对浅层次的液化土层，可采用换填垫层法处理地基防渗问题，垫层的选料通常为砂石、壤土、灰土、水泥土以及碎石土等，在碾压试验填筑期间不得出现粗料机制架空问题，壤土的粒径不得超过50mm，灰土宜选用消灰石，在施工现场做好水泥土的试验检测，合格后方才可进行填充。夯实地基时，可采用强夯置换法处理该地基液化土层，地层复杂的区域要想消除液化地基，可设计压重层和排水桩，防止可液化土层出现地基不稳定的现象。

（三）淤泥软土层采取的地基施工技术

淤泥软土的地基主要包括腐泥、粉质土、泥炭以及其他天然含水量高的土层，在流水情况下易产生沉积现象，经常出现没有固结的柔软细粒，具有承载力不高、抗剪力低、压缩性大等特点，还会呈现软塑和流塑问题，侧面容易膨胀，导致高压变形，给上层建筑体带来不稳定因素，此种淤泥软土经常出现在土坝坝基部位，处理该地基区域可以采取以下施工技术：第一，使用挖掘工具清除淤泥软土，置换成砂层或砂垫层，设计矿井进行排水，并抛石挤淤，安放桩基，把控加荷速率，缓慢地使排水达到固结的效果。第二，采用桩基施工技术，预留合适的沉陷部分，借助板桩墙封闭粉土软层，并在底部侧面填充砂石和砾石，以此达到阻滑功效。第三，使用弹压层技术，例如，借助反压护堤平台，使淤泥软土地基更加稳定。

（四）弱夹层应用的地基施工技术

水利水电工程中的弱夹层通常按不同大小划分倾角，主要分为高倾角、缓倾角两种软弱带，针对不同建筑体会产生不同影响力，实际处理方法也有所差异，承载力通常不大于50kN/m2，难以符合水利水电工程的安全设定要求，需要为承载力的提高提供技术支撑，针对高倾角弱夹层，要采用土壤置换的方式，针对局部体层厚度不够的区域，先挖除弱夹层，回填适量混凝土作为土塞材料，使开挖的深度等于弱夹层带宽度的1～1.5倍，两边的开挖后的边坡呈现1：1～1：1.5的形式，如果弱夹层区域过于疏松，且宽度较大，可以使用混凝土梁或混凝土拱，增强上方建筑体的荷载力，让两侧形成健全的岩体，还可使用粗砂和水泥土处理下沉的地基。对于土坝区域的弱夹层，应清除弱夹层，填充适量混凝土或粘土作为阻水盖板。在弱夹层区域和水库相连接的上游段，采取开挖方式，建立防渗井，填充合适的混凝土，建立防渗墙，以此增强地基稳定性。

当高倾角所处的弱夹层处在坝肩区域时，可使用混凝土构建传力墙，通过传力的框架或借助预应力进行锚固。对于重力坝而言，应把破碎的岩体构筑成防渗墙，如果坝基出现裂缝，要清除其中的疏松体再填充混凝土，并建立防渗齿墙。针对缓倾角的弱夹层区域，先挖掘清除弱夹层土体，再填充适量的混凝土，如果上部岩体足够坚硬，且开挖量大，可使用竖井，挖掘与清理弱夹层土体，并填充合适的混凝土，进行回填并让灌浆达到固结效果。同时，在弱夹层设置防滑齿墙，用高压喷射的方式清理弱夹层中的物质，灌注适量的砂浆或水泥浆，贯通弱夹层，利用预应力进行锚固，并沿着弱夹层放置钢筋混凝土或安放抗剪桩增强抗剪力效果。在采用捣鼓施工技术时，应把控锤的高度。处理黄土、混凝土时，可采用强夯法，以此避免对塑性剪切造成的破坏。

（五）深覆盖土层的地基处理施工技术

深覆盖土层的厚度较大，包括河流冲击形成的碎石层、砂层、坡残积层、卵层等，实际施工时，难以全部挖掘干净，具有高孔隙率、强渗透、疏松性高、易压缩变形等特点，其中，还夹杂着弱夹层，难以使地基达到良好的稳定性和抗滑效果。针对深覆盖层的地基，可采用的处理方法包括：

第一，详细了解该区域的水文情况和地理条件，做好钻孔抽水和透水实验，可采用强夯法或振动压措施对土层表面压实处理，接着安放摩擦桩或重桩，针对地基使用固结灌浆、帷幕灌浆施工工艺，并使用混凝土构建截水墙，增强地基的稳定性。

第二，采用固壁泥浆施工工艺，提高地基稳定性，按照泥浆的特点和较优的泥浆配合比。

第三，通过使用MMH正电胶等处理剂结合黏土泥浆，可以保障深覆盖土层的孔壁达到稳定的效果。深覆盖土层容易出现孤石，石块粒径大，施工钻孔容易干扰泥浆。所以，在对防渗墙施工时，应在墙体镶嵌基岩，在墙下方采用帷幕灌浆的措施，先明确基岩厚度，使用岩芯钻机进行钻孔，针对大范围的露筋现象，施工人员先清除露筋混凝土，用模板锚固定，预留合适的灌浆孔，如果防渗墙暴露的裂缝较严重，可使用电钻钻成小孔，埋设注浆嘴，清除其中的杂物，手握环氧灌注枪输入树脂材料，使裂缝填满为止。

五、结语

综上所述，通过对水利水电项目工程中的地基透水层、可液化土层、淤泥软土层、弱夹层、深覆盖土层采取科学合理的地基处理技术，能有效避免工程出现劣质地基现象，保障地基稳定性，推动水利水电工程建设的发展。

参考文献：

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[2]涂继耀.水利水电工程施工中不良地基处理技术探讨[J].商品与质量，2020（50）：319.