水利工程施工中寧夏地區常見地基基礎處理技術

田凱華

（寧夏水務投資集團有限公司，銀川 750002）

1 引言

隨著我國水利工程的不斷發展，水利工程的整體質量是目前水利工程建設中的重中之重。而為了保證水利工程的施工質量，就要對地基基礎進行處理，保證地基基礎的質量及穩固程度，從而增加水利工程施工的安全性，減少安全隱患的發生[1]，促使水利工程在投入使用后，達到設計壽命，增加使用年限，保證水利工程的正常運行，并減少水利工程的維護成本，為我國節省更多的水利工程維護資金，從而保證我國經濟的可持續性發展。因此，水利工程建設過程中的地基基礎處理，在水利工程的整體建設中就顯得尤為重要。

2 水利工程建筑物地基分類

水利工程建筑物地基分為2 大類型：巖基和軟基。巖基是由巖石構成的地基，是硬基。軟基是由淤泥、壤土、砂、砂礫石等構成的地基，又分為砂礫石地基、軟土基地。砂礫石地基是由砂礫石、砂卵石等構成的地基，它的空隙大、孔隙率高，因而滲透強，砂礫石地基在水利工程基礎處理中通常采用樁基礎進行處理。軟土地基是由淤泥、壤土、粉細砂等細微粒子的圖紙構成的地基。這種地基具有空隙率大、壓縮性大、含水量大、滲透系數小、水分不易排出、承載能力差、沉陷大、觸變性強等特點，在外界的影響下很容易變形，是水利工程建設中最常見的一種地基，也是最容易出現質量問題的一種地基。

3 水利工程地基處理施工的準備工作

在水利工程施工前，需要對地基進行處理，主要是針對水利工程地基的強度以及面積進行施工的準備工作。一般情況下，水利工程地基基礎施工都是采用從線到面的施工方式，先做出一條具有分割作用分割線路，然后在這條分割線路的基礎上，對水利工程地基施工的整體面積范圍進行系統的了解。另外，當根據水利工程的需要確定好地基的施工面積后，就要開始考慮水利工程地基的排水系統，要根據地基以及地質的實際情況，對排水系統進行專業合理的設計，以保證水利工程地基基礎施工的質量。同時，水利工程的地基施工處理方式，也要根據水利工程的建筑結構，選擇合理的地基施工技術，保證水利工程地基基礎的穩定性與安全性。在水利工程地基基礎施工的過程中，排除所有的安全隱患，確保水利工程地基基礎處理技術的專業性、合理性和穩定性。

4 水利工程地基基礎處理的主要施工技術應用

在水利工程地基施工過程中，因為土質的特殊性，地基處理基本方法有開挖法、灌漿法、防滲墻法、樁基礎、錨固、置換法、排水法、擠密法等。如開挖處理是將不符合設計要求的覆蓋層、風化破碎的巖層挖掉，是地基處理最常用的方法。

本文結合西北寧夏地區水利工程施工中經常遇到的軟土地基（淤泥、壤土、粉細砂）基礎，探討地基基礎處理方法。以期同行在進行水利工程地基基礎處理過程中，可以根據不同性質的土層，采用合理的地基基礎處理施工技術對地基進行合理的施工[2]。

4.1 淤泥類軟土地基

在水利工程建設中，軟土地質分布情況較為廣泛，在施工前要對地基進行基礎處理，保證地基的承載力。并且要結合水利工程施工現場，選擇適合的施工技術進行地基施工。從而提升地基承載力，增加地基的穩定性，減少因受到地質的影響而產生結構變形的現象。

4.1.1 靜載法

在對水利工程的地基基礎進行處理的過程中，往往會出現地基的基礎硬度達不到施工的實際需求，所以就會使用靜載法增加地基基礎的硬度，使水利工程地基土質的硬度達到符合地基施工的要求標準，從而增加水利工程地基的使用壽命。而靜載法就是對水利工程地基的土質施加高強度的壓力，減少地基土質中的水分，從而使其達到地基施工的硬度標準。但是在應用靜載法的同時，也要考慮運行時間，避免因時間過長造成地基土質中不必要的水分流失。

4.1.2 墊層換填法（置換法）

在對水利工程地基進行深層處理的過程中，施工方一般都會使用墊層換填法對水利工程的地基基礎進行處理。墊層換填法也是目前水利工程地基基礎處理中運用較多的技術處理方法之一。它的主要技術原理就是，將建筑物基礎底面以下一定范圍內的軟弱土層挖去，換填無侵蝕性及低壓縮性的散粒材料，如堅硬碎石和硬度較強的泥土等物質（見表1）更換到地基的軟弱土層中，對地基的軟弱土層進行材料填充，達到加速軟土固結、提升地基基礎土質強度的作用[3]。在進行地基基礎土質的墊層換填過程中，如果對地基土質的填埋深度超過1m，那么就要在填埋土方上部加一層土工織物。這樣可以有效地提高水利工程地基基礎的承載力，減少熱脹冷縮現象對地基基礎的影響，從而提高地基整體的承載力以及穩定性，保證水利工程施工的順利進行，為水利工程的施工安全以及施工質量提供保障。

表1 軟土地基處理技術添加物

4.2 濕陷性黃土類軟土地基

4.2.1 預浸水法（泡水法）

西北地區，屬低山黃土丘陵溝壑區，許多地區沖溝發育、溝壑縱橫，地形起伏變化較大，地層巖性較單一，巖性由黃土組成，垂直節理發育，可見大孔隙。第四系覆蓋一般較厚，Ⅱ～Ⅳ級自重濕陷場地分布廣泛，地震基本烈度一般為Ⅷ度。濕陷土層厚度幾米至20 余米分布不等，濕陷性黃土的允許承載力 [R]= 120kPa，建筑基礎需采取相應的地基處理措施[4]。

地層構成一般是，第四系上更新統馬蘭黃土(Q3ml)：呈可塑——軟塑狀態，分布于場地上部，厚度一般20～30m，土黃色，堅硬狀態，垂直節理發育，可見大孔隙，含有白色鈣質條紋，含有植物根系，具濕陷性。下部第四系上更新統沖積(Q3al)壤土夾黏土，厚度幾米不等，淺褐色、黃褐色、褐土黃色、褐灰色，濕——稍濕，硬塑——堅硬狀態，呈水平層理，含有褐黑色斑點，不濕陷。下部分布第三系清水營組(E3q)泥巖，局部夾有黏土薄層。分布于黃土下。厚度幾米不等，不濕陷[5]。

4.2.2 擠實法地基基礎處理技術——強夯法

在對黃土濕陷性水利工程地基進行處理的過程中，如濕陷性土層較薄，一般約為8m，通常會采用強夯法。

強夯法亦稱動力固結法，在實施的過程中應用自由落下的重錘，對黃土濕陷性地基進行強力夯實。將黃土濕陷性地基土質進行強度的提升，并降低壓縮性。這種地基基礎處理技術設備簡單，適用廣泛，特別是對非飽和土加固效果顯著。同時，這種地基基礎處理技術的成本小，地基加固速度快，是目前針對黃土濕陷性地基處理最為簡單與經濟的處理技術之一。一般在4 000kN·m 的夯擊能情況下，最大有效加固深度通常為6～8m。為保證強夯處理效果，在地基強夯前，首先將基面植被層、淺層濕陷性黃土進行清除，清理深度不小于3m[6]。

5 結語

為了使水利工程能更好地發揮出其自身的作用，保證施工進度、施工質量，降低施工人員的安全風險，就要應用合理的技術手段進行水利工程的建設，同時還要對水利工程施工中常見的地基基礎處理技術進行重視，為水利工程的建設提供優質的保障基礎，從而促進水利工程的發展。