水利工程地基處理關鍵技術分析

蔡舒平

摘要：近年來，我國的水利工程建設有了很大進展，在水利工程中，地基處理是非常重要的一項內容。水利工程中地基的穩固性，會對水利工程的整體施工質量造成影響，運用科學的方法對地基施工，可以有效加強水利工程的穩定性。本文闡述了水利工程地基施工概述，分析了水利工程施工中地基處理技術的運用。

關鍵詞：水利工程；地基處理；建筑物；土質結構

地基是水利工程的基礎性工程施工項目，其重要性需要引起工程項目管理人員和施工團隊的高度重視，很多水利工程正是因為沒有特別注重地基的科學處理方法，也沒有嚴格按照技術流程以及程序來進行施工，就造成了很多結構性缺陷和質量病害，在處理地基病害問題時也沒有合理的應用相應的處理技術。我們在分析和探討這類問題時，應該著重從技術方法和手段的角度出發，探尋正確的技術應用模式，根據施工需求來規劃合理的施工策略。

1水利工程地基施工概述

水利工程的地基承擔著整個水利工程的重量，對水利工程地基的施工是整個工程施工的重要部分。需要在水利工程中運用地基處理技術，較有效地解決水利工程建筑缺乏穩固性的難題，還可以有效減小液化問題，避免建筑滲漏，防止水利工程開裂與變形。首先，需要對軟土地基的問題進行處理。通常在進行水利工程地基施工時，很容易出現壓縮性較強并且強度較低的軟土地基層。這樣的地基層土質含水量高，而且有很多的孔隙。在排水方面會受到較大的限制，而且地基的孔隙較多，容易使水利工程建筑出現滲漏和開裂的情況。因此施工中盡可能處理好特殊土地基難題，是保障水利工程的地基施工質量的關鍵環節，是促進整個水利工程的施工效率和質量的前提。

2地基處理對于水利施工的重要性

通過大量水利工程建設的實際經驗可以得出，軟土地基屬于一種較為常見的地質現象。軟土地基具有堅固性和穩定性差的特點，很難承受整體建筑的重力，進而引發建筑物出現傾斜、坍塌等現象。這種現象會影響水利工程的整體質量和性能，導致其壽命縮短。尤其對于一些氣候較為濕潤、雨水較多的地區，軟土地基會吸收大量的水分，導致地基的性能降低，致使土地的適應能力降低，無法達到施工條件要求。因此，水利工程要結合實際情況，因地制宜，充分了解施工地區的地質和水文情況，然后根據水利項目要求和工程的特點因地制宜的制定科學、合理的建設方案，有效地提升軟土地基結構的強度和承載能力，才能防范由于軟土層自身問題和缺陷而造成的施工問題。綜上所述，地基處理在水利工程建設中非常重要，它是保證整體工程質量的最基礎環節。

3水利工程施工中地基處理技術的運用

所謂的地基處理施工技術方法，就是通過長期的工程建設工作中，工程人員根據施工需求，結合已經出現的一些地基病害問題而逐漸總結出來的，得到了實踐工作的檢驗和印證，確實能夠發揮功效的科學施工技術方法。地基的處理方式有多種，在實際施工中到底應該選擇何種方法是根據實際問題的表現來進行選取的，筆者在本文段中列舉的處理技術方法，是當前施工中經常使用的，也是較為實用的技術方法，希望通過筆者對其技術內容和應用模式的論述，能夠為地基處理工作提供一些可行的建議，進而提高施工質量，避免質量病害的發生。

3.1水利工程地基處理施工準備工作

地基進行處理需要兩個方面。較淺的基礎施工：一般都是采用從線到面的方式，首先做出一條有分割作用的清晰的線路，做到對施工的整體范圍有基本的了解、認識；其次施工面積逐漸擴大，水位下降以及適當增加排水系統的問題都是施工時應考慮到的，施工方式要結合施工地點的地質條件進行確認，尋求最合適的保護建筑結構的施工方法，并對其進行合理有效的預防。因為所有的建筑物都需要地基對其進行有效支撐，所以對地基的強度和面積的要求相對比較高，在施工時對地基基礎的考察要做到全面詳細，考察內容要做到以下幾個方面：地基是否能夠有效的抵抗化學腐蝕；地基的耐久韌性是否強；地基是否具備良好的抗水侵蝕性；地基是否具備一定的抗低溫能力。

3.2強夯法

在水利工程的施工中運用強夯法可以有效提升地基的承載力，盡可能降低地基出現變形的概率。大多數情況下會通過把夯錘吊起到三十米左右的高度后，讓其進行自由墜落，在落下時可以有效實施對地基的夯實效果。這個方法針對一些淤泥類型的地基或是厚度不大的淤泥地基比較合適，例如粉土地基、黃土地基、濱海沉積層、河流沖積層等，運用強夯法可以實現水利工程施工中夯實地基，達到穩定地基的目的。

3.3排水砂墊層法

除了軟土這種土層帶來的問題，其他類型的土層性質也會對地基處理造成很大的影響。淤泥或者黏土層的存在也需要引起施工人員的密切關注，由于這種土壤頗為粘稠，極易流動，一遇到壓力就會發生移動。而在實際施工中遇到這類土層的時候，施工人員一般會將其內部多余的水分排出，然后加入適量的砂土等材料進行填充，以此來改變土層的性能指標狀態，以滿足地基施工對于強度和承載能力等性能指標的具體要求。此種技術方法具有很強的針對性，而且效果較為顯著，其應用方法的概念也較為簡單，在當前水利地基施工處理工作中應用較為廣泛和普遍。其關鍵就在于將粘土中多余的水分有效地排出，并且要合理的選用砂石以及砂土材料，要對材料本身的性能和質量狀況進行嚴格的檢測和檢驗，合格后方能進入施工現場進行填埋，其中還要重點關注砂土材料摻入的比例，不可過量填充，以免引發新的質量問題，對正常的施工進度造成不良影響。可見，這種地基處理方法能夠起到關鍵性的作用，施工人員應學會并掌握其應用程序和技術流程，全力確保工程地基施工順利開展。

3.4換填法

所謂的換填法是根據軟土地基進行土壤替換的一種先進的技術，這種方法是處理軟土地質中較為簡單和常用的一種。在進行換填法過程中，根據施工需求來選擇適合的土壤，來替換原來的的軟土地質。施工過程中要借用大型機械設備把地基空間內的所有軟土都挖出來，然后根據實際工程要求和標準，選用適合施工需求的土質來填充原來的區域，使用大型設備逐層夯實填充好的土質，來保證地基的穩定性。等施工結束以后，進行檢測驗收，達到合格標準才能進行水利工程建設，地基處理是整體工程的基礎。水利工程的地基強度和承受能力要求較高，因此，在建設的時候要選擇適合的填充材料。一般來說，都使用的是粗砂、碎石以及卵石。填充施工環節要根據不同的材料的特征來進行分層夯填。保證總體結構的強度符合承載力的要求。

3.5旋噴法

處理軟土地基我們不僅可以加固土層，還可以使用旋噴法，來處理軟粘土和細砂石。它的主要原理是通過使用旋噴機，會產生旋噴柱，從而對軟土地基進行加固和防滲透處理。其中旋噴柱是由高壓噴發的水泥漿液和土體組成，通過這樣的處理，軟土地基的強度和防滲透性都會得到增強。但是這種方法并不適用于所有的水利工程軟土地基的處理中，處理有機成分含量高的軟土地基就不能用這種方法。水利工程施工中軟土地基有很多種處理方法，像樁基法，加載預壓法，換填法，旋噴法等，每一種方法都是為了更好的保證工程的質量，保護人民的生命財產安全。在施工過程中，工作人員應該根據當地的實際情況，選擇使用那種方法來處理軟土地基。

3.6預壓砂井法

在水利工程施工中運用預壓砂井法，可以在加壓系統和排水系統結合工作下，有效地將地基孔隙中的存水排出，加強地基的有效應力，讓地基可以真正變為硬化固結的效果。大多數情況下，都是事先將加固區域中的植物和地表土層給清除掉，接著在地基上面鋪設砂墊層。把塑料材質的排水板插進砂墊層里后，將水管橫向的設置，這樣可以方便隨時改進地基的排水環境。在砂墊層上面鋪上密封膜，接著運用真空泵將地基氣壓從密封膜中抽出來，需要地基的氣壓大于八十千帕。運用這樣的方法加固施工地基時，抽取的真空范圍非常有限，并且需要耗費較長的時間，所以這個方法比較適合在施工周期短的水利工程中運用，用于標準較高的淤泥層地基處理工作。

3.7加載法

加載法就是對地基進行過量的荷載壓力，從而加快地基的下沉，然后再進行填壓，避免后期填壓不實還有下沉的可能，該處理技術主要是通過增加壓力降低土壤中的水分來減少土壤的間隙，提高土壤的整體抗壓能力。其主要原理包括以下兩個方面：大氣加壓法：在水利工程建設的過程中設置豎井來降低土壤中的水分，再利用空氣壓力的方法對土壤進行加壓；預壓加載法：對穩定的軟土層進行增加荷壓來對土壤層所能承受壓力進行檢測和加固。

3.8化學固結法

化學固結法是指利用化學材料填充地基，使其強度增加，保證軟土地基的整體處理效果，其具體內容如下：灌漿：利用化學原理在土地中添加石灰石使其與軟土地中其他物質進行反應增加軟土的強度；高分子合成材料填充：高分子合成材料是一種人工合成的化學材料，利用高分子材料對軟土地基進行填充，增加軟土地基的韌性；硅化加固：硅化加固的主要原理使硅酸鈉和氯化鈣反應后的效果將其軟土黏合在一起，生成新的化學物質，使其土層硬度增加，承載力也同時增加，提高水利工程的質量。

4結語

綜上所述，水利工程大多以長周期和規模龐大為主要特點，雖然有的水利工程規模上比較小，但是其復雜程度也是非常高的，其中非常關鍵的一個施工項目就是地基施工和相應的處理作業。地基是工程的基礎保障，一旦地基內部結構體系中出現了質量病害，就會波及水利大壩等主體結構工程，造成更為嚴重的安全風險和隱患，不僅會威脅到施工人員的安全，也會在投入使用后發生諸多不安全的因素，引發安全事故。為此，施工人員要總結經驗，掌握多種地基的處理方式和技術手段，面對問題要具體問題具體分析，不能脫離施工環境要素和實際需求，僅憑經驗來處理地基施工項目中遇到的質量問題，從而明確各種處理技術的科學應用方法，將其功能作用在實際施工工作中完全發揮出來，也是為了有效減少返工的次數，確保施工的順利開展和推進，也能夠相應降低施工的成本和整個工程的造價。

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（作者單位：河南省南水北調中線工程建設管理局）