淺談水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)處理方法

一、不良地基對建筑物的主要影響

不良地基對建筑物的影響表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

(一)地質(zhì)條件差，抗滑效果達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定值

導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是由于巖石和混凝土、巖石和巖石以及其它節(jié)理裂隙帶、古風(fēng)化殼、軟弱夾層、破碎帶等結(jié)構(gòu)面的抗壓度太低，滿足不了上部結(jié)構(gòu)相關(guān)方面的抗滑要求，或者是因?yàn)榈鼗A(chǔ)對整體和局部形成的剪切破壞。

(二)地基基礎(chǔ)沉陷量偏大或均勻度不夠。

這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因多數(shù)是因?yàn)閹r層內(nèi)部承載力難以達(dá)到支撐建筑物的水平。此外，造成這種現(xiàn)象的原因還有地基基礎(chǔ)強(qiáng)度的不統(tǒng)一，均勻度的不統(tǒng)一以及地基軟弱破碎帶在分布上存在的問題。因?yàn)橥庳?fù)荷承載的影響，導(dǎo)致地基中的斷層破碎帶、軟弱巖石、淤泥質(zhì)軟土、濕陷黃土、膨脹土等方面的沉陷值超出了限定的容許值。

(三)滲漏量或水利坡降超出容許范圍

之所以超出容許范圍是因?yàn)榈鼗幕A(chǔ)層存在孔隙過多的松散砂、礫石層、喀斯特滲漏帶、構(gòu)造破碎帶以及其它一些透水層。這些因素致使揚(yáng)壓力超出規(guī)定限制，水庫過多漏水以及軟弱透水層變形。

(四)地基中無粘土粉細(xì)砂層液化

無粘土粉細(xì)砂層被液化主要是因?yàn)檎駝?dòng)和震陷，因振動(dòng)和震陷直接導(dǎo)致建筑的破損。

二、不良地基的基礎(chǔ)處理方法

(一)處理地基基礎(chǔ)軟弱帶

1、處理高傾角軟弱帶

要對其進(jìn)行處理，就要開挖軟弱帶并以混凝土回填，開挖時(shí)深度應(yīng)保持在軟弱帶寬度的1倍至1.5倍之間，兩翼開挖的邊坡應(yīng)保持在1:1至1:0.5之間。如果軟弱帶寬度較大或質(zhì)地比較疏松，就要用混凝土拱或混凝土梁來將上部的負(fù)荷承載分散至兩翼完整的巖體。針對軟弱的土壩壩基，要通過開挖部分軟弱帶再以混凝土回填的方式來阻止?jié)B入流水沖刷壩身。在水庫與軟弱帶相通的上游地方，要開挖防滲流井并以混凝土回填，或者通過筑防滲齒墻的方式來解決。如果高傾角軟弱帶處于堤壩的肩部位置（尤其是拱壩肩部），可以通過設(shè)置傳力框架、混凝土傳力墻、預(yù)應(yīng)力錨固等方式來解決。針對重力壩的破碎巖體壩肩，如果破碎巖體本身足夠穩(wěn)定，則可以通過在巖體內(nèi)部筑造混凝土防滲墻的方式來解決。如果壩基裂隙帶出現(xiàn)密集發(fā)育狀態(tài)，也可以通過鏟除松散體再回填混凝土或筑造防滲齒墻的方式來解決。

2、處理緩傾角軟弱帶

要對緩傾角軟弱帶進(jìn)行處理，首先要對軟弱帶進(jìn)行開挖并清除回填的混凝土。如果上盤巖體還完整堅(jiān)硬，且整體開挖量偏大，可以通過利用豎井或平硐開挖來清除軟弱帶，然后再用混凝土或者鋼筋混凝土來進(jìn)行回填。其次，可以筑造穿過軟弱帶的防滑齒墻，但在筑造過程中必須注意預(yù)應(yīng)力錨固。再次，可以沿著軟弱帶加筑鋼筋混凝土來設(shè)置抗剪鍵或者穿過軟弱帶來加設(shè)抗剪樁。

(二)處理可液化土層

液化土層可致使地基滑移沉陷，危及上部建筑安全。對其采取的措施如下：開挖并清除被液化的土層，在此基礎(chǔ)上，加入高強(qiáng)度高防滲性的材料；為防止液化土層的流動(dòng)，可用混凝土對液化土層四圍進(jìn)行圍堵；也可以穿過液化土層筑造灰土樁、砂樁或砂井來解決，另外，還可以通過分層振動(dòng)或震沖擠壓的方式來解決。

(三)處理淤質(zhì)泥軟土

淤泥質(zhì)軟土容易導(dǎo)致側(cè)向膨脹、壓縮變形以及擠出滑移，影響上部建筑穩(wěn)定性。針對壩基淤泥質(zhì)軟土導(dǎo)致的排水困難，處理方式有：對淤質(zhì)泥軟土進(jìn)行開挖并清除；實(shí)行砂層置換或砂墊層排水；通過拋擲石塊來擠壓；利用砂井進(jìn)行排水；預(yù)先留足沉陷量；擴(kuò)大地基，加筑樁基；控制好加荷的速率，緩慢進(jìn)行排水固結(jié)；用板樁墻進(jìn)行封閉并通過對底部側(cè)向填砂石來阻止滑移。

(四)處理膨脹土土層

膨脹土土層主要是粘粒性強(qiáng)親水礦物，這種物質(zhì)遇水即膨脹，失水即收縮，從而導(dǎo)致建筑變形、歪斜、開裂、滑移或沉陷。對于膨脹土土層的處理，最主要是防止地下水對地基的侵蝕作用。可以采取以下處理方法：開挖之初，要及時(shí)防止積水，避免冰凍或暴曬，同時(shí)，要預(yù)留足夠的保護(hù)層，而在開挖之后則要立刻進(jìn)行填筑以保持土層的原始含水量；利用樁端位于其它土層的樁基來穿過膨脹的土層；利用阻水帷幕和截水墻，阻截外來水流侵蝕地基。

(五)對強(qiáng)透水層的砂、礫石層進(jìn)行防滲處理

強(qiáng)透水層的砂、礫石層如果不采取防滲措施，不但會(huì)致使水量流失，而且還容易導(dǎo)致機(jī)械管涌，使揚(yáng)壓力增大，危機(jī)建筑的穩(wěn)定。對其處理一般采取如下方法：開挖清除強(qiáng)透水層的砂、礫石層后用混凝土或粘土進(jìn)行回填；采用高壓的噴射灌漿筑造防滲的水泥墻；運(yùn)用沖擊鉆機(jī)和沖抓鉆開鑿大口徑的孔，再以粘土或混凝土進(jìn)行回填；壩前用混凝土或粘土鋪蓋，延長水流的滲徑；要在防滲墻或帷幕后進(jìn)行排水減壓。

(六)處理深覆蓋層

如果出現(xiàn)因河流的沖擊或泥石流等原因造成沖積堆積層出現(xiàn)過大且不便于開挖清除的現(xiàn)象，通常采取的措施如下：用固結(jié)和帷幕灌漿加固地基；用振動(dòng)碾夯實(shí)、強(qiáng)夯法對土體表層進(jìn)行壓實(shí)；用高壓噴射灌漿或混凝土筑造防滲墻；合理利用好摩擦樁和沉重樁；對加荷速率進(jìn)行嚴(yán)格控制。

(七)處理喀斯特地基

喀斯特地基有兩種表現(xiàn)形態(tài)。其一，因建筑區(qū)喀斯特溶隙和洞穴溶蝕產(chǎn)生的“泥夾石”或泥包石”。其二，因個(gè)別較大洞穴和溶蝕管道形成的洞穴管道。對于第一種喀斯特地基，主要采取的處理辦法有清除置換、降低揚(yáng)壓力、截?cái)酀B水或擴(kuò)大基礎(chǔ)等；對于第二種喀斯特地基，主要采取的處理辦法則是防滲堵漏，清理填充物。

(八)處理壩基涌泉現(xiàn)象

壩基涌泉的產(chǎn)生多與基巖裂隙、松散土層、喀斯特管等有關(guān)。壩基涌泉可以導(dǎo)致管涌流土對壩身穩(wěn)定性的破壞或使混凝土存在澆筑方面的困難，甚至出現(xiàn)漏水通道。因此，必須對其進(jìn)行處理。處理方式有兩種：一是對于基巖涌泉，如果條件允許，最好用混凝土進(jìn)行封堵。對于涌水量過大的，要將水引入到集水坑，然后再以礫石進(jìn)行回填，在預(yù)埋灌漿管的基礎(chǔ)上再進(jìn)行抽水，并再用混凝土來回填，進(jìn)入后期階段后，再實(shí)施回填灌漿。另一種辦法是將活動(dòng)逆止閥安置在涌泉出口，在保證庫水不漏失的基礎(chǔ)上引導(dǎo)流水流入庫中。

結(jié)束語：

水利水電工程中的不良地基現(xiàn)象多是因?yàn)榈刭|(zhì)體問題產(chǎn)生的，但這并不表示對所有的不良地基都必須進(jìn)行處理。對于不良地基，一定要勘明其性質(zhì)和規(guī)模，還要弄清產(chǎn)生其不良問題的原因，再聯(lián)系到具體工程情況和它對建筑產(chǎn)生的影響程度來判定是否要對其進(jìn)行處理。處理時(shí)可以多預(yù)備幾個(gè)解決方案，根據(jù)具體情況，選取最合理、最經(jīng)濟(jì)、最有效、最簡單的解決辦法。

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