水利水電工程建設中不良地基基礎處理方法

謝韜

摘 要：水利水電工程因為施建地點復雜、特殊，在建設過程中，不可避免地會遇到不良地基。不良地基不僅會影響水利水電工程的正常進行和后續使用，還會威脅到人們的生命財產安全。因此，在水利水電工程建設的過程中，有效解決不良地基引發的問題尤為重要。針對這一問題，重點分析了水利水電建設中不良地基的基礎處理方法，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：水利水電工程；不良地基；基礎處理方法；工程建設

中圖分類號：TV551.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.155

在水利水電工程建設中，經常遇到不良地基。因為不良地基中存在節理裂隙帶、溶巖、軟弱帶和含水量大土層等，有天然地質缺陷，所以，不能滿足上體建筑對穩定性和牢固度的要求。因此，在施工過程中，要仔細分析施工地的地形、地勢，認真研究建設前期所得的數據、信息，反復確定施工方案，以確保水利水電工程能夠正常進行。

1 不良地基造成的不利影響

1.1 抗滑性不達標，地基基礎不穩定

這類地基主要是由軟弱夾土層、巖體破碎帶、古風化殼、節理裂隙帶和巖石混凝土等物質組成的。其特點是承載能力弱，在高壓壓縮下容易變形，無法達到抗滑設計的規定值，而且不穩定。這種不良地基不穩定、抗滑性低，不僅無法滿足水利水電工程上部結構方面的要求，還有可能造成上部建筑結構整體的剪切被破壞，從而影響主體建筑的安全。

1.2 地基基礎沉陷量超出允許范圍

這類地基主要是由軟弱土層、淤泥質土和膨脹土等物質組成的。其特點是承載能力不足，無法滿足建筑的需求。由于土層物質的組成不同，受力強度不同，使其出現了受力不均勻的情況。這種不良地基的強度不一，地基受外力負荷的影響導致沉陷量過大或是發生不均勻沉陷，進而使得建筑物變形，損傷建筑主體。

1.3 地基的水力坡降或滲水量超過容許值

這類地基主要是由喀斯特滲水地質、礫石層和卵石層等組成的。其特點是土層松散、孔隙大，具有極強的滲透性。這種不良地基極易導致水庫揚壓力超出限值，出現管涌和潛滲的情況，使得水利建筑遭到破壞而變形。

1.4 地基的可液化性

這類地基主要是由少黏性或是無黏性的土砂層組成的。當這種地基受到振動力的作用時，會瞬間喪失強度，從固態變成液化狀態，導致地基陷沉、滑移等，進而影響水利建筑的安全性和穩定性。

2 不良地基的基礎處理方法

2.1 軟弱層的一般處理方法

由于軟弱層的傾斜角度不同，可將其分為高中傾角軟弱帶和緩傾角軟弱帶。對于高中傾角軟弱帶，先要挖開軟弱土層，在其中填入混凝土，形成混凝土塞。挖掘深度是軟弱土層1～1.5倍的寬度，兩側邊坡度為1∶1～1∶0.5.當軟弱土層比較寬且較為松散時，可以使用混凝土柱或混凝土拱讓上部負荷傳導、分散到兩側巖體。對于壩基軟弱帶，可先清除一部分軟弱帶，再填入黏土或混凝土，形成阻水隔板。當高傾角軟弱帶位于壩肩，特別是拱壩壩肩時，可設置混凝土傳力墻、傳力框架來進行預應力錨固。對于重力壩破碎巖體壩肩，當破碎巖體的自身穩定性沒有問題時，可以在破碎巖體中設置混凝土防滲墻。對于緩傾角軟弱帶，可將軟弱帶挖開后用高壓噴射裝備清除軟弱物質，然后回填混凝土砂漿。如果上盤巖體堅硬、完整，全部開挖工作量過大時，可以利用平硐或豎井開挖清除軟弱帶，再回填混凝土或鋼筋混凝土，并做好回填灌漿固結的工作。另外，也可以沿著軟弱帶設置鋼筋混凝土抗剪鍵，或穿過軟弱帶設抗剪樁。

2.2 淤泥土、膨脹土的處理方法

淤泥土的流變性和觸變性比較大，容易被壓縮，滲透性小，承載性能低。因此，可以主動挖出淤泥土，然后填入承載性能高的置換礫層，設置礫墊層排水。這種方法的施工過程比較麻煩，而且周期長、成本高。另外，也可以采取強迫換土的方式，比如拋石擠淤法。它主要是針對海、湖、沼、三角洲等河流沖積物形成的軟地基所采取的處理方法，特別適用于軟弱的地面不能承受機械工程裝備進入施工現場且施工現場石料充足的情況。將一定量的片石投拋入基底，將淤泥擠壓出基底范圍，可以在一定程度上增加基底的強度。這種方法操作方便，施工簡單、迅速。

膨脹土的工程性質特殊，遇水會膨脹，失水會收縮開裂，嚴重影響工程質量。鑒于此，具體的處理方法是：①現場勘探、計算換土厚度，開挖清除膨脹土，使用非膨脹性材料或者灰土來換土。換土方法從根本上改變了土基的工程性能，工期短，且能使地基獲得更大的承載力。②樁基方法。當膨脹土層的厚度比較大時，可以采用樁基來處理。樁基支承在非膨脹土層上，由樁基將載荷傳導到非膨脹土層上。③改良土質性能的方法。研究膨脹土的成分和性質，向其中添加一些非膨脹性材料或者添加化學制劑，以減少或去除膨脹土的膨脹特性，比如加入水泥、石灰等非膨脹材料，可以降低膨脹土的膨脹性。④膨脹土遇水、失水都會膨脹收縮，而土內含水量的變化是影響膨脹土性能的根本原因。因此，可采用隔水法，采取綜合措施切斷膨脹土基底與外界的滲水條件，保證基底的含水量，進而保證地基的穩定。⑤預濕膨脹。施工前，使土加水變濕而膨脹，并在土中維持高含水率，則土將基本保持體積不變，不會破壞結構。以上多種處理措施有時可以單獨使用，有時可以根據需要組合使用。

2.3 滲水性強地基的處理方法

滲透性強的地基極易因為揚壓力超限、滲水導致水利建筑變形。針對這種情況，在處理時，要先將滲水的空隙、裂縫填上混凝土——當滲水量太大，填堵無效時，可將水引入排水坑，填入礫石，之后抽水并澆筑混凝土封堵。另外，還要預留管道，方便后期回填灌漿。

2.4 可液化地基的處理方法

液化地基會導致地面下陷、滑移，影響水利建筑的穩定性。因此，在處理這種情況時，要清除可液化層，注入高強度、防水性能好的材料，用分層振動的方式壓實或用沖振方式來緊密地基。同時，還可用混凝土加固、密封四周圍墻，在液化層內設置灰土樁、礫石樁和砂井。

3 結束語

總而言之，不同的水利水電工程建設對地基的要求不同。因此，在工程建設過程中，要仔細勘探地形地質，對不良地基的處理也要因地制宜，制訂科學、合理的處理方案，確保地基的穩固，保證水利水電工程建設能夠順利進行。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕