淺談水利工程中地基處理技術

趙文豪

（石家莊中流工程設計有限公司）

1 水利工程地基概況及特點

近段時間伴隨著我國經濟的快速發展，我國的水利工程事業獲得了空前絕后的發展空間，越來越多的水利項目如雨后春竹一樣發展起來。而在水利工程建設選址過程當中，往往面臨著各種各樣的、復雜的地質情況，如基礎含水量大、地基強度低等問題，直接造成地基承載力不足，發生不均勻沉降，最終影響水利工程建筑物的工程質量。因此，水利工程建筑物質量的好壞取決于地基是否穩定，而地基的穩定取決于地基處理，一旦地基處理未達到設計指標，就導致水利工程產生十分嚴重的影響，必須在工程的開始階段就處理好這部分，避免影響水利工程整體質量。

水利工程地基特點表現以下幾個方面：

（1）我國地勢西高東低，大多數河流由西向東流，如：長江、黃河、黑龍江，珠江，淮河，海河等，并且蘊含著豐富的水資源，我國的建設發展是離不開這些豐富的水資源，而充分利用資源的重要途徑之一就是水利工程建設。所以，水利工程建設的選址大多數居在河流、湖泊附近，而這些地方地質一般都有土層較軟、壓縮性高、強度不低等諸多問題，遠遠無法達到建筑物地基承載力要求，如果不進行地基處理，隨著建筑物完工后對地基產生壓力增大，從而致使地基產生不均勻沉降，導致建筑物局部發生破壞、裂縫、傾斜等問題，最終影響建筑物正常使用及使用年限。

（2）由于部分水利工程處于地質條件比較惡劣的條件下，而水利工程地基壓縮性能非常強，因此地基需要承受較大壓力時工程周邊地基環境發生變化，在無法承受較大壓力情況，相關的一些指標無法達到設計要求，如建筑的抗滑、穩定等。

（3）由于部分水利工程建設位于河流、湖泊附件，當地基位于比較松散的礫石層、構造碎帶或者是其它的適水性比較好的地質構造等情況下，通常會發生比較嚴重的滲透現象，嚴重超出設計允許范圍。

2 水利工程地基處理的幾種措施

地基處理是水利主體工程施工前的重要環節，也是最有價值的核心步驟，在整個水利工程施工過程中起著重要的作用。因此，在進行地基處理前必須做好充分的準備工作，充分進行實地考察，掌握地質特性，采用有效的、科學的措施進行地基處理。

2.1 松木樁地基處理

松木樁是指用松木制作的木樁，主要適用于軟地基、河堤等地基處理。其原理：

1）支撐作用，將松木樁打入地基之后，松木樁取代同體積的低強度、低模量的土體，在受到外力荷載作用時，地基應力進行重新分配，大部分荷載由松木樁承擔，減低對周圍土體的應力，由于松木樁的強度和抗變形能力大于土體，故而形成復合地基承載力、強度等指標強于原土體，地基承載力的提高直接導致減少不均勻沉降，保證建筑物的穩定和安全。

2）擠密作用：松木樁是捶打進入土體的，在捶打時，樁進入土體并占用一部分土體的體積，致使樁周圍的土體被強制側向擠壓，起到擠密的效果，造成樁與樁之間范圍內的土層密實度提高，從而提高樁與樁之間土層的承載力，降低土層壓縮。

2.2 水泥攪拌樁地基處理

水泥攪拌樁也是軟土地基處理的一種有效形式之一。從20 世紀70 年代開始，采用水泥攪拌樁加固軟土地基逐漸進入水利工程施工的面前，至今已有40 多年的歷史。它是將水泥作為一種固化劑，用特制的、能鉆入土層深處的深層攪拌機，利用攪拌機攪拌頭將水泥漿或者水泥粉注入土體，攪拌均勻，使噴出的水泥等固化劑與土體進行充分混合發生物理化學反應，使土體固結，形成具有整體性、穩定性和一定強度的水泥土樁，使軟土硬結從而提高地基強度。

2.3 水泥粉煤灰碎石樁地基處理

水泥粉煤灰碎石樁是近年來新開發的一種地基處理技術，樁體主要由水泥、粉煤灰和碎石組成，在地基處理時，通過振動打樁機成孔，將配好的混合料（碎石、砂、粉煤灰及水泥）加水拌和制成可變強度的樁，并且可以通過調整水泥占混合料的配比增加樁的強度等級，以滿足建筑物承載力要求，由于這種地基處理措施吸取了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優點，適用范圍十分廣泛，一般砂土、粉土及淤泥質土等地質情況土層均能使用該措施。

2.4 混凝土灌注樁地基處理

混凝土灌注樁在各類深厚軟土地基處理中應用很多，技術上比較成熟，施工質量可靠。它是一種通過鉆孔機械或者人工挖掘等手段在地基中形成樁孔，然后在樁孔內放置預制好的鋼筋籠子、澆筑混凝土而做成的混凝土樁。混凝土灌注樁承受上部結構的豎向和水平荷載，能有效解決原地基承載力不足和抗滑穩定不足問題，同時還能有效地控制建筑物的沉降和側向位移。但是工藝復雜，工期慢，成樁質量嚴重影響施工工程質量。

2.5 預應力管樁地基處理

預應力管樁地基處理是近幾年經常適用的一種地基處理措施，一般在沿海地區使用居多，一般是通過壓樁機使用錘擊法或靜壓法等措施將預制混凝土管樁打入土層，將上部建筑物荷載分散至樁端并通過樁基傳導至持力層或者通過樁體與土層之間的摩擦力支承上部荷載。預應力管樁作為一種預制樁，一般有廠家提供，質量有保證，其特點：樁身質量穩定、強度高、穿透力強，施工快等優點，不足之處就是費用高，需要一定的場地空間等問題。近幾年來隨著我國快速發展，預應力管樁技術廣泛應用及大型靜力壓樁機械的研發，致使將直徑500、600 的預應力管樁壓到滿足設計要求較深的持力層，以滿足建筑物承載力，從而大大推廣了預應力管樁的使用空間。

3 結論

隨著我國經濟的迅速發展，水利工程建設是社會發展必不可少的一部分，它直接關系到人們的日常生活水平。由于水利工程的特殊性，它的建設往往處在比較復雜的地質環境及地理構造區域。因此，工程建設前需要采取相應的、比較合適的工藝對地基進行處理，以滿足建筑物承載力的需要，才能夠保證水利工程的順利實施，同時也是提高水利工程的質量一種措施。由于工程地質的復雜性，因此需要根據各地基處理的優點和局限性選擇切合實際的處理方法，這樣才能有效的達到地基處理的預期效果，保證項目的順利完成，為水利工程的建設打下堅實的基礎。