水利水電地基工程施工技術探討

呂中東

（山西水利職業技術學院 山西 運城 044000）

地基是受建(構)筑荷載影響的部分地層，可以被劃分為人工地基和天然地基。天然土(石)層被用作建(構)筑物直接坐落基礎的是天然地基；人工地基則是經過了人工加固或處理后才能予以建造建(構)筑物的地基。總體上來講，建(構)筑物的全部荷載都由地基來承受。然而很多工程不得不建在相對軟弱的地基上，或承包商為了追求效益加快施工速度等，這些因素對地基與基礎工程的技術提出了新的挑戰。基于此，本文對涌現出來的水利地基施工的一些新要求、新方法以及新技術做了簡單的分析與總結。

1 水利水電地基施工的新要求

掌握地基施工的要求是工程建設的必要條件，主要包括以下方面：不僅要詳細掌握施工區域內的地質情況，還要具有地基與基礎的施工圖紙和地質勘察報告等有關技術文件和資料；同時應根據施工方案要求進行土方開挖，凡是妨礙施工的道路、溝渠、建(構)筑物、墳墓、管線、樹木等等，均應該予以妥善處理，清除出施工區域；如果在山區施工，當地地層巖性、地形地貌、地質構造、水文地質等情形應該予以事先的了解；如果在土方施工過程中，有可能產生滑坡時，應該及時予以采取相應措施；如果存在危巖、孤石、崩塌體、古滑坡體等不穩定跡象，應采取妥善的處理措施；對于有施工機械進入和經過的道路、橋梁和卸車地點，必要的加寬、加固等準備工作應該事先做好；應該對測量放線的定位控制線(樁)、水準基準點及基槽的灰線尺寸予以復核，使其與設計要求相符合，相應的預驗手續也應該予以辦理；關于場地的清理，表面坡度的建構應該按照設計要求予以建造，尤其是排水坡度和臨時排水設施的設計和制作應該盡可能的合理，當設計上不存在相關要求時，通常情況下，排水溝方向的坡度應該不小于2%；如果地下水位的基坑(槽)、管溝高于開方挖土位置，這個時候地質勘察文件及資料就成了依據的重要憑證，根據這些信息進而采取必要措施，使得水位下降，一般情況下，水位應該降至開挖底面以下500mm，然后才能往下開展作業。

2 水利水電地基施工的新方法

主要從兩個方面進行：第一，對于淺基礎的情形，如果不需要放坡，這個時候首先要沿著進行測量的基準灰線直邊切割出來一個槽邊的輪廓線，而后對作業面予以一一的展開。對于地下水位的降低和地面排水系統的建造，這二個工程都需要結合當地工程地質資料、挖方尺寸等條件予以考慮，這樣就可以進一步的預防地基土結構被破壞。第二，還需要保證地基與基礎的強度能夠足以承受建(構)筑物上的全部結構荷載。為了滿足這一條件，基礎的耐久性、防潮性、耐侵蝕性和抗凍的能力都需要充分滿足要求和條件。除此之外，為了確保地基穩定，必須讓地基和基礎有足夠的工作面。地基變形值的范圍也應該在許可的參考值數之內，這樣才不會引起建筑物的開裂、傾斜或者標高產生相應的變化等等。

3 軟土地基處理的新技術

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質土或其他高壓縮性土結構組成的地基，承載能力很低，一般≤50kN/m2，不易滿足水工建筑物地基設計要求,故需進行處理。

3.1 軟土地基的特性

(1)大孔隙比，高天然含水量。淤泥和淤泥質土的天然含水量w一般介于50%～70%之間，相比而言，我國軟土的天然孔隙比e則一般介于1～2之間，一般情況下，這就會遠遠的大于液限，最高的時候，甚至可能達到200%。

(2)低透水性。由于高含水量，在滲透系數k≤1（mm/d）的時候，透水性能就非常的差。這樣，在承受強荷載作用后，孔隙水壓力就會變高，地基的壓密固結性能也會深受影響。

(3)低抗剪強度。通常，軟土會呈現出軟塑——流塑的狀態，這樣在有外部荷載的時候，抗剪性能就變得極差。在土層本身含有排水出路的時候，隨著有效壓力的逐步增加，就會慢慢的形成固結。相對應的，如果不存在優質的排水出路，在荷載增大的情況下，強度就會衰減。

3.2 處理軟弱地基之方法

(1)排水固結法。作為解決淤泥軟粘土地基沉降的有效措施和保持淤泥軟粘土地基穩定的有效方法，由加壓和排水兩部分系統組成。

(2)換土法。如果淤土層比較薄，則需要把不能滿足設計要求的淤土層進行更換填充，比如使用砂灰土、壤土、水泥土、粗砂等材質，也可以采用沉井基礎等辦法進行地基處理。

(3)強夯法。將80kN夯錘,起吊到高達6m～30m的地方，讓錘作自由下落運動,通過這樣的運動夯實土質。如果地基是河流沖積層、濱海沉積層,或者由黃土、粉土、泥炭、雜填土等構成，使用強夯法容易達到目的。

(4)旋噴法。旋噴法主要用于地基防滲工作的開展，通過利用旋噴機具將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預定濃度，而后對其予以提升,在這個時候噴嘴會以一定速度作旋轉動作,這樣就會產生高壓，高壓擠迫水泥固化漿液與土體混合，經過凝固硬化結成樁子，以達到提高地基防滲的目的。

(5)振動水沖法。振沖法的工具是振沖器，它類似于一根插入混凝土振搗器的機具，該中機具涵括了上、下兩個噴水口。由于振動和沖擊荷載的作用,地基中會先成孔，而后在孔內予以填充砂、碎石，進而分層振實或夯實，這樣地基將得以加固。

(6)土工合成材料加筋加固法。其手段是平攤荷載于地基，在可能出現塑性剪切破壞時，平鋪于地基表面地土工合成材料將可以對面形的破壞起到組織作用；也可以在一定的程度上減小破壞的擴張，從而提高地基的承載能力。

(7)灌漿法。將水泥砂漿、水泥漿、粘土漿、粘土水泥漿及各種化學漿材（比如木質素類、聚氨酯類、硅酸鹽類）予以液化，同時這些漿液也是具有固化的特性的，這個過程中會用到相關的氣壓、液壓或電化學原理，而后將其注入地基介質中或建筑物與地基的縫隙部位，從而達到加固淤泥軟土地基的效果。

(8)硅化加固法。借助電滲原理，利用網狀的帶孔眼的注漿管，采用電動硅化法，通過輪換諸如的操作手段，把硅酸鈉 (Na2O·nSiO2)溶液與氯化鈣(CaCl2)溶液注入土中，因為上述過程中會產生一系列的化學反應，進而生成膠凝物質，或者活化土顆粒的表面，這樣土顆粒之間的連接性和土體力學的強度就會被提高，加固部位的半徑會被擴大。不過這樣的操作方法也有其缺陷性，即高耗電量，高成本，故而被采用的可能性一般不是很大。

(9)加筋法。加筋法是為了減少整體變形，并且同時達到增強整體穩定的性能的目的。土工合成材料，因為其抗拉能力非常之強，會被埋置于土層中,這樣在土顆粒和拉筋之間就會產生摩擦力,土也會與加筋材料形成一個完整的整體,這樣的話，地基強度就會被提高。

(10)樁基法。如果淤土較厚,含水率較高，孔隙也比較大，這樣要想對其予以大面積的深處理的話就比較困難，這個時候打樁法就是一個不錯的加固處理方法。

4 結語

總之，水利水電地基工程施工技術中，注重質量管理及控制，掌握地基施工的條件要求，并通過多方面比對實際地質情況和周邊環境，選擇不會因為不均勻沉降造成較大的變形差的方案，并熟練應用處理軟弱地基的方法，才能夠很好的保證水利水電地基工程施工的成功。陜西水利