水利水電地基工程施工技術(shù)探討

呂中東

（山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西 運(yùn)城 044000）

地基是受建(構(gòu))筑荷載影響的部分地層，可以被劃分為人工地基和天然地基。天然土(石)層被用作建(構(gòu))筑物直接坐落基礎(chǔ)的是天然地基；人工地基則是經(jīng)過了人工加固或處理后才能予以建造建(構(gòu))筑物的地基。總體上來講，建(構(gòu))筑物的全部荷載都由地基來承受。然而很多工程不得不建在相對(duì)軟弱的地基上，或承包商為了追求效益加快施工速度等，這些因素對(duì)地基與基礎(chǔ)工程的技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。基于此，本文對(duì)涌現(xiàn)出來的水利地基施工的一些新要求、新方法以及新技術(shù)做了簡(jiǎn)單的分析與總結(jié)。

1 水利水電地基施工的新要求

掌握地基施工的要求是工程建設(shè)的必要條件，主要包括以下方面：不僅要詳細(xì)掌握施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況，還要具有地基與基礎(chǔ)的施工圖紙和地質(zhì)勘察報(bào)告等有關(guān)技術(shù)文件和資料；同時(shí)應(yīng)根據(jù)施工方案要求進(jìn)行土方開挖，凡是妨礙施工的道路、溝渠、建(構(gòu))筑物、墳?zāi)?、管線、樹木等等，均應(yīng)該予以妥善處理，清除出施工區(qū)域；如果在山區(qū)施工，當(dāng)?shù)氐貙訋r性、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等情形應(yīng)該予以事先的了解；如果在土方施工過程中，有可能產(chǎn)生滑坡時(shí)，應(yīng)該及時(shí)予以采取相應(yīng)措施；如果存在危巖、孤石、崩塌體、古滑坡體等不穩(wěn)定跡象，應(yīng)采取妥善的處理措施；對(duì)于有施工機(jī)械進(jìn)入和經(jīng)過的道路、橋梁和卸車地點(diǎn)，必要的加寬、加固等準(zhǔn)備工作應(yīng)該事先做好；應(yīng)該對(duì)測(cè)量放線的定位控制線(樁)、水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)及基槽的灰線尺寸予以復(fù)核，使其與設(shè)計(jì)要求相符合，相應(yīng)的預(yù)驗(yàn)手續(xù)也應(yīng)該予以辦理；關(guān)于場(chǎng)地的清理，表面坡度的建構(gòu)應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求予以建造，尤其是排水坡度和臨時(shí)排水設(shè)施的設(shè)計(jì)和制作應(yīng)該盡可能的合理，當(dāng)設(shè)計(jì)上不存在相關(guān)要求時(shí)，通常情況下，排水溝方向的坡度應(yīng)該不小于2%；如果地下水位的基坑(槽)、管溝高于開方挖土位置，這個(gè)時(shí)候地質(zhì)勘察文件及資料就成了依據(jù)的重要憑證，根據(jù)這些信息進(jìn)而采取必要措施，使得水位下降，一般情況下，水位應(yīng)該降至開挖底面以下500mm，然后才能往下開展作業(yè)。

2 水利水電地基施工的新方法

主要從兩個(gè)方面進(jìn)行：第一，對(duì)于淺基礎(chǔ)的情形，如果不需要放坡，這個(gè)時(shí)候首先要沿著進(jìn)行測(cè)量的基準(zhǔn)灰線直邊切割出來一個(gè)槽邊的輪廓線，而后對(duì)作業(yè)面予以一一的展開。對(duì)于地下水位的降低和地面排水系統(tǒng)的建造，這二個(gè)工程都需要結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)資料、挖方尺寸等條件予以考慮，這樣就可以進(jìn)一步的預(yù)防地基土結(jié)構(gòu)被破壞。第二，還需要保證地基與基礎(chǔ)的強(qiáng)度能夠足以承受建(構(gòu))筑物上的全部結(jié)構(gòu)荷載。為了滿足這一條件，基礎(chǔ)的耐久性、防潮性、耐侵蝕性和抗凍的能力都需要充分滿足要求和條件。除此之外，為了確保地基穩(wěn)定，必須讓地基和基礎(chǔ)有足夠的工作面。地基變形值的范圍也應(yīng)該在許可的參考值數(shù)之內(nèi)，這樣才不會(huì)引起建筑物的開裂、傾斜或者標(biāo)高產(chǎn)生相應(yīng)的變化等等。

3 軟土地基處理的新技術(shù)

軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土結(jié)構(gòu)組成的地基，承載能力很低，一般≤50kN/m2，不易滿足水工建筑物地基設(shè)計(jì)要求,故需進(jìn)行處理。

3.1 軟土地基的特性

(1)大孔隙比，高天然含水量。淤泥和淤泥質(zhì)土的天然含水量w一般介于50%～70%之間，相比而言，我國(guó)軟土的天然孔隙比e則一般介于1～2之間，一般情況下，這就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于液限，最高的時(shí)候，甚至可能達(dá)到200%。

(2)低透水性。由于高含水量，在滲透系數(shù)k≤1（mm/d）的時(shí)候，透水性能就非常的差。這樣，在承受強(qiáng)荷載作用后，孔隙水壓力就會(huì)變高，地基的壓密固結(jié)性能也會(huì)深受影響。

(3)低抗剪強(qiáng)度。通常，軟土?xí)尸F(xiàn)出軟塑——流塑的狀態(tài)，這樣在有外部荷載的時(shí)候，抗剪性能就變得極差。在土層本身含有排水出路的時(shí)候，隨著有效壓力的逐步增加，就會(huì)慢慢的形成固結(jié)。相對(duì)應(yīng)的，如果不存在優(yōu)質(zhì)的排水出路，在荷載增大的情況下，強(qiáng)度就會(huì)衰減。

3.2 處理軟弱地基之方法

(1)排水固結(jié)法。作為解決淤泥軟粘土地基沉降的有效措施和保持淤泥軟粘土地基穩(wěn)定的有效方法，由加壓和排水兩部分系統(tǒng)組成。

(2)換土法。如果淤土層比較薄，則需要把不能滿足設(shè)計(jì)要求的淤土層進(jìn)行更換填充，比如使用砂灰土、壤土、水泥土、粗砂等材質(zhì)，也可以采用沉井基礎(chǔ)等辦法進(jìn)行地基處理。

(3)強(qiáng)夯法。將80kN夯錘,起吊到高達(dá)6m～30m的地方，讓錘作自由下落運(yùn)動(dòng),通過這樣的運(yùn)動(dòng)夯實(shí)土質(zhì)。如果地基是河流沖積層、濱海沉積層,或者由黃土、粉土、泥炭、雜填土等構(gòu)成，使用強(qiáng)夯法容易達(dá)到目的。

(4)旋噴法。旋噴法主要用于地基防滲工作的開展，通過利用旋噴機(jī)具將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預(yù)定濃度，而后對(duì)其予以提升,在這個(gè)時(shí)候噴嘴會(huì)以一定速度作旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,這樣就會(huì)產(chǎn)生高壓，高壓擠迫水泥固化漿液與土體混合，經(jīng)過凝固硬化結(jié)成樁子，以達(dá)到提高地基防滲的目的。

(5)振動(dòng)水沖法。振沖法的工具是振沖器，它類似于一根插入混凝土振搗器的機(jī)具，該中機(jī)具涵括了上、下兩個(gè)噴水口。由于振動(dòng)和沖擊荷載的作用,地基中會(huì)先成孔，而后在孔內(nèi)予以填充砂、碎石，進(jìn)而分層振實(shí)或夯實(shí)，這樣地基將得以加固。

(6)土工合成材料加筋加固法。其手段是平攤荷載于地基，在可能出現(xiàn)塑性剪切破壞時(shí)，平鋪于地基表面地土工合成材料將可以對(duì)面形的破壞起到組織作用；也可以在一定的程度上減小破壞的擴(kuò)張，從而提高地基的承載能力。

(7)灌漿法。將水泥砂漿、水泥漿、粘土漿、粘土水泥漿及各種化學(xué)漿材（比如木質(zhì)素類、聚氨酯類、硅酸鹽類）予以液化，同時(shí)這些漿液也是具有固化的特性的，這個(gè)過程中會(huì)用到相關(guān)的氣壓、液壓或電化學(xué)原理，而后將其注入地基介質(zhì)中或建筑物與地基的縫隙部位，從而達(dá)到加固淤泥軟土地基的效果。

(8)硅化加固法。借助電滲原理，利用網(wǎng)狀的帶孔眼的注漿管，采用電動(dòng)硅化法，通過輪換諸如的操作手段，把硅酸鈉 (Na2O·nSiO2)溶液與氯化鈣(CaCl2)溶液注入土中，因?yàn)樯鲜鲞^程中會(huì)產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而生成膠凝物質(zhì)，或者活化土顆粒的表面，這樣土顆粒之間的連接性和土體力學(xué)的強(qiáng)度就會(huì)被提高，加固部位的半徑會(huì)被擴(kuò)大。不過這樣的操作方法也有其缺陷性，即高耗電量，高成本，故而被采用的可能性一般不是很大。

(9)加筋法。加筋法是為了減少整體變形，并且同時(shí)達(dá)到增強(qiáng)整體穩(wěn)定的性能的目的。土工合成材料，因?yàn)槠淇估芰Ψ浅Ｖ畯?qiáng)，會(huì)被埋置于土層中,這樣在土顆粒和拉筋之間就會(huì)產(chǎn)生摩擦力,土也會(huì)與加筋材料形成一個(gè)完整的整體,這樣的話，地基強(qiáng)度就會(huì)被提高。

(10)樁基法。如果淤土較厚,含水率較高，孔隙也比較大，這樣要想對(duì)其予以大面積的深處理的話就比較困難，這個(gè)時(shí)候打樁法就是一個(gè)不錯(cuò)的加固處理方法。

4 結(jié)語

總之，水利水電地基工程施工技術(shù)中，注重質(zhì)量管理及控制，掌握地基施工的條件要求，并通過多方面比對(duì)實(shí)際地質(zhì)情況和周邊環(huán)境，選擇不會(huì)因?yàn)椴痪鶆虺两翟斐奢^大的變形差的方案，并熟練應(yīng)用處理軟弱地基的方法，才能夠很好的保證水利水電地基工程施工的成功。陜西水利