探析水利水電基礎工程施工技術以及質量控制

繆明軍

摘 要 地基與基礎是建筑結構的重要組成部位，應引起施工作業者的高度重視，必須確保地基與基礎的基本承載功能。本文就此對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探討。

關鍵詞 水利水電 基礎工程 施工技術 方法

一、水利水電基礎施工的新要求

水利水電基礎的新要求有：應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，并掌握施工區域內的地質情況；土方開挖前，應根據施工方案要求，將施工區域內妨礙施工的已有建（構）筑物、道路、溝渠、管線、墳墓、樹木等，妥善處理；山區施工，應事先了解當地地層巖性，地質構造、地形地貌和水文地質等，如因土方施工可能產生滑坡時，應采取可靠措施。在陡峻山坡下施工，應事先檢查山坡坡面情況。如有危巖、孤石、崩塌體、古滑坡體等不穩定跡象時，應作妥善處理；施工機械進入現場所經過的道路、橋梁和設備卸車地點等，應事先做好必要的加寬、加固等準備工作；測量放線的定位控制線（樁）、水準基準點及基槽的灰線尺寸，必須復核，符合設計要求，并辦理預驗手續，且應妥善保護及經常復測；場地要清理平整，表面坡度應符合設計要求的排水坡度和臨時排水設施。如設計無要求時，一般應向排水溝方向作成不小于2%的坡度；開方挖土低于地下水位的基坑（槽）、管溝時，應根據地質勘察文件及資料，采取措施，降低水位；一般應降至低于開挖底面的500 mm，然后再開展作業面。

二、水利水電基礎施工的新方法

主要從兩個方面進行：一是對于淺基礎的情形，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，然后對作業面予以一一展開。對于地下水位的降低和地面排水系統的建造，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。二是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。

三、水利水電基礎作業方法及質量控制

首先，根據土質、現場出土等條件要合理確定開挖作業順序和工作面、分段分層平均下挖展開工作面。其次，對淺基礎不需放坡時，應首先沿測量的基準灰線直邊切出槽邊的輪廓線，展開作業面。最后，降低地下水位與地面排水，均應根據當地工程地質資料、挖方尺寸、防止地基土結構遭受破壞等，采取集水坑降水、井點降低地下水位，或采取兩者相結合的措施降低地下水位。

四、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，一般小于等于50 kN/m2，不易滿足水工建筑物地基設計要求，故需進行處理。

1.軟土基礎的特性。（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，就會慢慢地形成固結。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。

2.處理軟弱地基之方法。（1）排水固結法。作為解決淤泥軟黏土地基沉降的有效措施和保持淤泥軟黏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。當淤土層厚度較薄時，把不能滿足設計要求的淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎等辦法進行地基處理。（3）強夯法。將80 kN 夯錘， 起吊到高達6 m～30 m 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，通過利用旋噴機上具有特殊噴嘴的注漿管，將其置于土層預定濃度，然后對它予以提升，在這個時候噴嘴會以一定速度做旋轉動作，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，地基中會形成孔，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、黏土漿、黏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·SiO2）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。

五、水利水電地基施工的質量控制

一是保證地基與基礎具有足夠的強度，能承受建（構）筑物的上全部結構荷載和地基的反作用力。二是基礎應具有足夠的耐久性、防潮性、抗凍和耐侵蝕的能力。三是地基和基礎必須有足夠的工作面，確保地基的穩定性。四是保證地基變形值在容許范圍內，且應使它不超過建（構）筑物的容許變形值，而不致引起建筑物開裂、傾斜或標高變化等。

參考文獻

[1]張志良.水利水電基礎工程與地基處理技術的現狀和展望[J].水利水電施工，2008，02.