芻議水利工程中地基勘察處理技術

于紅霞

【摘要】水利工程形式多樣、地質條件復雜，地基處理一直是行業內的重要技術課題，不僅因為技術難度大，而且對于工程整體造價控制至關重要。本文將結合筆者親身經驗，淺談水利工程中地基勘察方法，并分析探討對于特殊地基的技術處理措施。

【關鍵詞】水利工程；地基處理；技術措施

水利工程是國家重要的基礎設施工程，其功能范圍廣泛，包括農田、環境、發電、防洪水利等民生項目，因此，科學安全的建設各項水利工程對于社會經濟意義十分重大。俗話說：“萬丈高樓平地起”，做好地基勘察和技術處理則是實現工程目標的基礎和關鍵。地基是指位于建筑物基礎下方，起支承作用的土體或巖體，分為天然地基和人工地基兩類。天然地基是指無須人工處理即可滿足設計承載力要求；所以，本文主要分析探討人工地基處理對象—軟弱地基和特殊土地基的勘察處理技術。

1、地基勘察

為準確掌握水利工程地質情況，為設計、施工提供詳實的基礎資料，確保技術經濟的合理性，必須按照規范要求實施勘察作業。

1.1 勘察分類

根據所處階段不同，分為：可行性研究勘察（選址勘察）、初步勘查、詳細勘察和施工勘察。不同類型對應不同的階段，不同階段具有不同的目的和任務。地基的穩定性和適宜性一般在可行性和初步勘察階段完成，詳細勘察階段應對場地條件和地基巖土條件進行分析和評價，總述主要工程地質特征，結合建筑物（構筑物）的類型、荷載及對變形的要求，對比各巖土層作為基礎持力層的經濟技術合理性，選擇持力層，提出一種或幾種基礎處理方案，并對各方案在技術上的可行性和經濟上的合理性進行比較和論證。

1.2 勘察方法和適用范圍

根據勘察地基的地質條件和探測的深度要求不同，國內勘察工作普遍采用掘探法、鉆探法和觸探法。

掘探法是一種常用勘探方法，勘察效果直觀，現場選取有代表性的范圍進行挖槽或深井，使特殊地層直接顯露，從而利于技術人員觀察和試驗；優點是不必使用特定機械，但該方法一般只能了解3米內的土層情況，并須采用必要的開挖支護措施。

鉆探法采用地質鉆機在地基內鉆進形成小直徑深孔，并在鉆孔內進行原位測試，取出巖芯進行分析，直達預計設計深度為止，是目前得到廣泛運用的地基勘察手段。

觸探法是在靜壓力作用下普遍采用的一種原位測試手段，通過使用靜力觸探器作為操作工具，過程中將一定規格的圓錐形探頭勻速的壓入試驗土層，同時利用阻力傳感器測量對應的貫入阻力。該方法是適用于軟土、粘性土、粉土，不適用于雜填土、密實的砂土、碎石土和基巖。

2、地基處理措施

2.1 換填法處理措施

處于持力層的地基范圍內存在影響穩定性的軟土時，可采用挖出軟弱土層，換填穩定性好的土、石并壓實到規定密實度，這種方法即為換填法。深度在2米以內的換填施工，必須分層填筑、壓實，各填筑層均應檢測壓實度；如遇特殊地基，如淤泥質粘土時，在機械最大開挖范圍以內，仍然采用挖出換填的方法，在不具備開挖條件的深度范圍，可采用拋石擠淤，即先用大塊石填充基底層，再用天然砂礫石填筑其上。在換填同時，應把控好填料粒徑、級配，并做好檢測實驗，減少后期沉降。

2.2 碎石樁處理措施

特殊情況下并不能實施換填法，比如在處理大范圍不良地質、且埋深較大的地基時，則采用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后，再填碎石骨料并振密實而形成的碎石樁體。碎石樁體與原地基形成了復合地基，可提高承載力，增強穩定性，減小沉降量，達到改善地基的工程力學性能。處理后的地基，須經復合地基荷載試驗達標后才能施作下步工序。

2.3 旋噴注漿處理措施

旋噴注漿可用于任何軟弱土層，其原理為通過高壓泵將水泥漿由鉆桿噴頭高速噴入土體，借助液體的沖擊力切削土層，為使灌入漿液與土體能充分混合攪拌并凝，這時緩慢提升以一定速度旋轉的鉆桿（鉆桿提升速度控制在15～30cm/min，旋轉速度控制在20r/min），最終形成圓柱固結體（旋噴樁：強度0.5～8.0MPa），使地基得到加固。該措施特點為：設備簡單，操作便捷，鉆頭直徑小易于成孔，固結體可以達到鉆頭直徑的8～10倍，能有效提高地基的抗剪強度；并且噪聲低，振動小，對附近建筑物和土層的影響很小；機械化程度高，可控制加固范圍。

2.4 深層水泥攪拌樁處理措施

在實踐中，多種軟土地基常常采用深層水泥攪拌樁進行處理，比如：加固范圍超過5米深度的自然固結淤泥質土、粉土、粘性土等土層。根據加固材料的狀態，一般分為粉體攪拌法（干法）和漿液攪拌法（濕法）兩種施工類型。深層攪拌樁施成樁速度快、效率高，因此主要作為深基坑開挖的圍護檔墻、防滲帷幕；該措施在控制成本、減小噪音及污染等方面具有較大優勢，因此較為常見。

2.5 真空預壓排水加固處理措施

真空預壓排水法目的在于排除地下滲水，使土體快速固結、提高軟土地基承載能力。其原理是通過地表面鋪設密封薄膜，使地基土體形成一個封閉的空間，采用專制真空設備通過砂墊層內和土體中形成的垂直排水通道進行負壓排空，從而是地層土顆粒間空間得到調整，密實度增加。該措施適用于地下含水量豐富，具備排水條件，能形成超負壓靜力邊界的軟土地基；且施工機械簡單，易于操作，適于大規模地基加固。

2.6 強力夯實處理措施

強夯法是通過重擊設備沖擊地基，從而改變土體顆粒結構發生調整，土體在吸收大量沖技能后變得更加密實。一般操作方法為：懸吊設備將重錘從高處自由放落，反復多次夯擊地基，從而大幅提升地基自身強度，并且降低壓縮性、減少后期沉降。通常在大型強夯作業之前，應進行場地典型施工試驗，以便獲取數據，指導設計與施工。

總結：

總之，水利工程應對的自然條件、施工環境等都較復雜，相同建筑物處于不同的地質條件中，其地基處理措施也會發生變化，這要求工程設計、勘察及施工人員要站在工程全局的更高層去思考，才能充分理解各種不良地基條件下承載建筑物基礎的穩定性和適性。從而選擇科學合理的地基處理方案，努力保證施工質量。

參考文獻：

[1]宋立志.淺談建筑工程對軟土地基的勘察及處理技術[J].城市建筑，2013.

[2]張彬、萬小莉.水利水電施工中有關不良地基處理技術.水利技術.2014.