水利水電基礎(chǔ)工程不良地基處理關(guān)鍵技術(shù)分析

劉貴軍

中國(guó)水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司 四川 成都 611130

【概述】隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要以及人們對(duì)電力需求的日益增長(zhǎng)，水利水電工程的開(kāi)發(fā)建設(shè)也迎來(lái)了發(fā)展的歷史機(jī)遇。但水利水電工程往往興建在高山峽谷中，地質(zhì)條件復(fù)雜，建設(shè)的過(guò)程中經(jīng)常遇到很多諸如軟弱夾層、斷層、地基承載力不足、基礎(chǔ)抗?jié)B性能不足等不良地基導(dǎo)致的問(wèn)題，需要采取針對(duì)性的工程措施進(jìn)行處理改善，使其達(dá)到工程建設(shè)的需求。所謂不良地基，主要是指本身不適合直接做地基基礎(chǔ)的地基，在其形成過(guò)程中由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地理位置或土地環(huán)境導(dǎo)致的天然缺陷的地基，在這些地基上進(jìn)行工程建設(shè)需要對(duì)不同地基遇到的不同問(wèn)題進(jìn)行改善，根據(jù)地基的實(shí)際情況和工程的需求采用不同的技術(shù)手段解決，從而保障工程的順利進(jìn)行。

結(jié)合工程施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)不同的地基情況，水利水電工程對(duì)不良地基的處理方法大致有以下不同方式。

1.強(qiáng)透水層的防滲處理

在水利水電工程中，防滲問(wèn)題是工程基礎(chǔ)處理的關(guān)鍵問(wèn)題之一。水利水電工程的基礎(chǔ)滲漏主要有壩基滲漏、壩肩繞滲等形式，地質(zhì)條件有覆蓋層、砂礫石層、斷層裂隙發(fā)育地層等多種情況。基礎(chǔ)透水性強(qiáng)導(dǎo)致大壩蓄水后水的流失比較大，對(duì)水能的利用率降低，同時(shí)也會(huì)對(duì)工程的建筑物的穩(wěn)定性帶來(lái)不利影響。所以必須采用防滲措施進(jìn)行必要的處理，提高其抗?jié)B性能。

強(qiáng)滲透地層的防滲方法一般包括一下幾種措施:

①開(kāi)挖置換。適用于淺表層的不良地基處理。

②水泥或黏土灌漿處理。適用于巖體裂隙、砂礫石層、斷層、覆蓋層等不良地基，如圍堰帷幕灌漿、壩基帷幕灌漿、壩肩帷幕灌漿等。對(duì)細(xì)微裂隙發(fā)育等滲透性小且普通水泥灌漿效果差的地層一般采用濕磨水泥或超細(xì)水泥灌漿。

③防滲墻。適用于砂礫石層、覆蓋層等不良地基，如圍堰防滲墻、壩基防滲墻等。目前國(guó)內(nèi)防滲墻的形式有混凝土防滲墻、高噴防滲墻等。防滲墻防滲一般結(jié)合墻下帷幕灌漿一并實(shí)施。

④化學(xué)灌漿。適用于巖體細(xì)微裂隙、軟弱夾層滲透性小、斷層蝕變帶等普通水泥、濕磨水泥或超細(xì)水泥灌注效果差的地層。化學(xué)灌漿一般在水泥灌漿后進(jìn)行，以降低工程投資。

2.可液化土層的處理

液化土是飽和砂土和粉土顆粒在外力擾動(dòng)下有變密的趨勢(shì)，顆粒之間發(fā)生相對(duì)位移，顆粒間的孔隙水來(lái)不及排泄而受到擠壓，因而孔隙水壓力急劇上升，當(dāng)孔隙水壓力上升到與土顆粒所受到總的正壓力接近時(shí)，土顆粒之間因摩擦產(chǎn)生的抗剪力接近零，此時(shí)的土像液體一樣，故稱(chēng)之為液化土。由于土層液化會(huì)導(dǎo)致土層強(qiáng)度消失，進(jìn)而引起地基下沉等現(xiàn)象，威脅建筑環(huán)境的安全，所以對(duì)此要采取一些工程措施進(jìn)行改善。

對(duì)于這一問(wèn)題的處理，我們要從根本出發(fā)，由于土層不受到外界壓力的情況是不存在的，所以我們要改善液化土層，首先是挖去可液化的土層，消滅根本問(wèn)題。對(duì)地基承載力要求高的部位采用鋼筋混凝土回填處理，從而達(dá)到地基的穩(wěn)定；另外也可以通過(guò)修建樁穿過(guò)可液化土層，達(dá)到地基加固的目的。

3.軟弱基礎(chǔ)的處理

軟弱夾層基礎(chǔ)，顧名思義就是指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。軟土地基的材質(zhì)相較于其他地基比較軟，具有便于挖掘的特點(diǎn)；但其承載力相對(duì)較低，滲透性較強(qiáng)，直接用來(lái)做建筑物的基礎(chǔ)具有極大的危險(xiǎn)。

軟弱基礎(chǔ)的處理如下方法:

①換填法。為了彌補(bǔ)軟土地基抗壓能力差的問(wèn)題，當(dāng)軟土地基厚度不夠的時(shí)可將其進(jìn)行置換，采用粗砂或水泥土、混凝土來(lái)代替這些軟土，從而增加地基的穩(wěn)定性。

②強(qiáng)夯。強(qiáng)夯法，是指將十幾噸至上百?lài)嵉闹劐N，從幾米至幾十米的高處自由落下，對(duì)土體進(jìn)行動(dòng)力夯擊,使土產(chǎn)生強(qiáng)制壓密而減少其壓縮性、提高強(qiáng)度。這種加固方法主要適用于顆粒粒徑大于0.05mm的粗顆粒土,如砂土、碎石土、山皮土、粉煤灰、雜填土、回填土、低飽和度的粉土、粘性土、微膨脹土和濕陷性黃土，對(duì)飽和的粉土和粘性土無(wú)明顯加固效果。強(qiáng)夯法施工時(shí)振動(dòng)大，在附近有建筑物的地區(qū)要慎用。

③高噴。常見(jiàn)形式為高壓旋噴，指用高壓將水泥漿液通過(guò)鉆孔底部的噴嘴噴入地層，與被高壓射流切割破碎的地層材料混合，邊旋轉(zhuǎn)，邊提升，邊噴射漿液，直至地面。經(jīng)一定時(shí)間后，混合物硬化而成一定直徑的樁體。高噴施工占地少、振動(dòng)小、噪音較低，但容易污染環(huán)境，成本較高，對(duì)于地下水流速過(guò)大和已涌水的地基工程，地下水具有侵蝕性，應(yīng)慎重使用。高噴分為定噴、擺噴、旋噴，有單管、雙管、三管法，可根據(jù)地基處理需求選用。

④振沖樁、擠密樁

振沖樁是振沖器,配合高壓噴射水流或高壓空氣在軟基中建成密實(shí)的碎石樁。擠密樁是把帶有管塞、活門(mén)或錐頭的鋼管壓入或打入地下擠密土層形成孔，再往孔內(nèi)投放灰土、砂石等填料成的樁。

⑤深層攪拌。用特制的鉆頭，在鉆孔中一定深度處借機(jī)械力量旋轉(zhuǎn)切削土體，同時(shí)將水泥或石灰的粉體或漿體通過(guò)空心鉆桿和鉆頭上的噴嘴，在壓力下噴入土體中，與被切割破碎的地層材料混合均勻，邊旋轉(zhuǎn)，邊提升，直至地面。在一定時(shí)間后混合物凝固成樁體，與原地層一起組成復(fù)合地基，以提高地基的承載力。

⑥水泥灌漿。對(duì)于砂礫石層等軟弱基礎(chǔ)，通過(guò)地基固結(jié)灌漿達(dá)到提高其承載力的目的。如水利水電工程普遍采用的壩基固結(jié)灌漿。

⑦化學(xué)灌漿。對(duì)于一些軟弱巖體或斷層影響帶等水泥漿液可灌性差但工程對(duì)強(qiáng)度要求高的地基，可采取水泥化學(xué)復(fù)合灌漿進(jìn)行處理。如錦屏一級(jí)水電站兩岸壩肩的煌斑巖等地質(zhì)缺陷處理就采用了此法。

⑧ 其他方法。其他還有凍結(jié)法、熱處理法、電滲排水法、電化學(xué)加固法等，可在特殊條件下采用。

結(jié)束語(yǔ) 水利水電工程的不良地基處理對(duì)于整個(gè)工程來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，在進(jìn)行處理措施的擬定階段一定要深入分析，針對(duì)地質(zhì)條件的特性和工程需求針對(duì)性的制定處理措施，同時(shí)兼顧工程投資，設(shè)計(jì)出完備的處理方案。