水利水电工程施工中不良地基处理技术分析

水利水电工程施工中不良地基处理技术分析

张义

中国水利水电第八工程局有限公司  湖南长沙  410000

【摘要】：水利水电工程具有发电和防洪的作用，是重要的基础设施建设，对于国家发展和国民安全都有重大的意义。而水利水电工程在兴建过程中，有时工程选址会处于不良地质条件下。这类不良地质具有孔隙率高、渗透性强的特性，如果事先没有进行处理，会导致水利水电基础工程不稳固，水利水电工程在投入使用后也会出现不均匀沉降、失稳等问题。在无法避开不良地质条件的情况下，为了消除不良地基对工程总体质量的影响，需要结合工程实际情况选取合适的不良地基处理技术。因此，下文从不良地基的危害出发，对几种不良地基处理技术进行了介绍。

【关键词】：水利水电；施工；不良地基；处理技术

引言

由于我国的经济快速发展，大量水利水电基础工程投资兴建。虽然这项项目具有很高的经济效益和社会效益，但是基础施工时，由于选址问题，常会面临一些不良地基。而基础工程建设事关整体结构的稳固性与安全性，更关系到水电设施长久运行的安全性、可靠性、耐久性。当地质勘查发现存在淤泥质土、强透水性地层等不良现象时，施工单位需要结合现场不良地基的具体情况，通过合理有效、经济安全的不良地基处理技术来改善地基承载性，消除不良地基对工程总体质量的影响。

1.水利水电工程施工中不良地基的危害分析

1.1造成土坡失稳

当水利水电工程建设遇上不良地基时，如果不进行处理直接施工。由于不良地基土质松散，土坡天然稳定性差，当在上面施工，修建好基础工程时，土坡原有的平衡状态将被打破。此外，即便顺利完成施工，后期工程运营阶段，受静水 压力、波浪冲击力等外力长时间作用，土坡内部结构也很容易受到冲击破坏，部分结构会沿着一定方向出现下移或者外移，位移过大就出现土坡失稳现象，导致水利水电工程面临较大的安全风险[1]。

1.2 降低地基承载力

地基承载力是地基在不破坏自身内部结构的基础上，单位面积能够承受上部建筑物施加的荷载压力的能力。而水利水电工程很多都规模较大，基础上面还存在着大量的上部结构物，对于地基承载力有着很高的要求。当水利水电工程建设在不良地基上时，由于这类地基的天然承载力都较低，不能满足承受上部建筑物压力的要求，当地基的承载力超出了标准限值以后，地基基础的稳固性与安全性将难以保证，结构失稳和坍塌问题将无可避免地发生，甚至引发严重的工程安全事故。

1.3导致地基沉降严重

地基沉降是地基土层在附加应力作用下逐渐压密挤实而发生的一种地基表面下沉现象。沉降在各类工程建设中是一种常见的正常现象，但是沉降量过大，不均匀的沉降会导致结构物开裂和倾斜问题出现。对于水利水电工程各来说，显著的地基沉降会增加水利水电工程施工风险，也会影响其正常使用与安全[2]。而地基沉降的因素较多，不良地基更是其中一个主要的因素，因此，在水利水电基础工程施工时，一定要注重对不良地基的处理。

2.水利水电工程施工中不良地基处理技术分析

2.1排水固结法

排水固结就是根据不良地基含水率较大的特性来制定的合理处理方案，常用于厚度较大而且具备较强的饱和度的软性黏土地基中。对于这类土质，通过加压的方式可促使土壤中的水分经由排水系统排水，使土体更为紧实，进而起到改变原不良地基性质的作用。在实际应用时，施工技术方案制定人员应结合不良地基的分布情况和特征、施工要求，在可以采取排水固结方案的区域合理设置排水系统和加压系统。然后在排水前预压，以真空预压，结合塑料排水板的方式，为

后续排水固结效用的发挥提供基础。

2.2 置换法

置换法的原理非常简单易懂，且操作难度也较低，就是以比原土质更为优良的土质来进行置换，新的土质填入后可以直接改善原不良地基。

但是置换法适用范围有限，为了控制成本和开挖工作量，多用于地基范围小、不良土质较浅的情况，在黏土地基中应用最为常见且有效。并且对于用于置换的新材料也有一定的要求，如较为常见的有碎石，其硬度更高，可以增加地基的强度，还能提高排水性能；砂土，由于孔隙比大，可以促进水体渗透，从而降低地基的含水率，提高地基的稳定性；还有灰土，价格便宜，但具有较好的抗水性；水泥土，具有较好的抗压性能和稳定性。各种置换材料的特性不同，适用性也不同，需要结合实际工程和地质条件合理选择[3]。此外，置换时，要明确置换的深度，将不良土质全部挖出，然后以压实性相对较好的土质来回填压实。如将软土换作砂层时，不仅要预压来快速排水，还要压实、夯实，确保压实度合格，进而有效提高整体的承载力。

2.3化学加固法

有些化学剂具有黏结作用，将其加入土壤中，可以与土粒胶结起来，固化后形成更加稳固的土体。在处理不良地基时，可以选用水泥浆液、水玻璃浆液、其他化学浆液，以灌注压入、机械搅拌或高压喷射的方式压入原不良的土质中，并与土壤充分混合，经过物化反应后，不良地基的物理和化学性能将会改变。如土壤中的部分液态物质会被转化为固体物质，含水率下降，硬度增加，进而使地基的承载力增强。这种化学加固法主要取决于化学添加剂的固结作用，根据其作用原理，用在土壤黏度和水分含量相对较高的不良地基会比较适合

[4]。

2.4强夯处理法

强夯法又称为动力固结法或动力压实法，因为它是利用重锤下落冲击力来促使土体压实度提升，进而改善地基性能。施工过程就是一个反复锤击的过程，通过不断地施加向下的动力来降低地基的压缩性。这种处理方法比较适用于高饱和度粉土于软流塑的黏性等地基上对变形要求不严格的工程，且加固深度只有3-10m。施工时需合理选择重锤，控制锤底面积，并进行现场试验来确定夯锤的适用性和处理效果；需要提前了解地下管线分布情况，以确定锤击位置和力度，进行必要的保护；需要控制好施工时间，待土层休止期结束后方可进行基础施工。

2.5振密、挤密法

主要是用振动、冲击、挤压等形式来促使不良地基的土体更加密实，通过改善土质来增强其强度，提高地基的承载力。施工时需先将桩管打 (振) 入土中成孔，然后向孔中加入适宜的砂石材料，经振动、挤压后后形成土中桩体。一方面桩管在压入成孔的过程中会不断挤压土壤，使桩管周围的土体压缩性减小，另一方面形成的桩体又具有较大的承载能力和变形模量，因而可以有效地增加地基的稳定性。从某种程度上来说, 这种处理方法与强夯法有一定的相似之处, 因此也主要适用于一些砂性土、粉土、部分黏性土壤。而且振密挤密法所需的施工设备比较简单，材料易获取，价格也不高，因此加固成本低，应用也较为广泛。

结语

总之，水利水电工程的施工质量与安全关乎民众安全和国家利益，而不良地基会对基础结构和上部构筑物的安全性和稳定性产生较大的影响。因此，在水利水电工程基础施工时，需要做好工程地质勘查，并结合地质勘查结果来确定需要进行地基处理的范围，了解软土地基的具体成分构成以及承载力情况，结合现场施工条件分析合适的处理方式。通过合理运用不良地基处理技术，让基础结构能够有效承受上部荷载，从而消除不良地基带来的土坡失稳、承载力较低、不均匀沉降的安全隐患，确保基础的稳固性，并为后续水利水电工程主体施工打下良好的基础。

参考文献

【1】鲁姣.解析水利水电工程建筑中不良地基的影响及处理技术[J].中华建设，2019(1):130-131.

【2】张世欣.水利水电基础工程施工中不良地基的处理技术[J].中华建设，2021（2）：128-129.

【3】侯晓斌.水利水电基础工程施工中不良地基的处理技术[J].工程与建设，2020，34（6）：1140-1141，1149.

【4】姜涛.水利工程施工中不良地基的处理技术探究[J].科学技术创新，2019（33）：108-109.