水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)處理方法研究

鄧旭

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司　湖南　長(zhǎng)沙　410000）

水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)處理方法研究

鄧旭

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司湖南長(zhǎng)沙410000）

不能滿足建筑物要求的不良地基經(jīng)常會(huì)在水利水電工程建設(shè)中出現(xiàn)，對(duì)工程的建設(shè)造成很多麻煩，所以也應(yīng)運(yùn)而生了許多解決方法。其處理方法取決于建筑物對(duì)地基強(qiáng)度的要求和影響程度。由于不同水利工程的具體條件不同，所以建筑物對(duì)地基的強(qiáng)度的要求也不相同，所以處理不良地基的的方法也要因地制宜。本文認(rèn)為對(duì)不良地基的處理方法進(jìn)行研究，并在具體的工程建設(shè)中推廣使用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。我們要認(rèn)識(shí)到不良地基對(duì)水利水電工程建設(shè)的危害性，如果處理不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)開(kāi)裂，甚至導(dǎo)致工程部分沉降、垮塌等，會(huì)對(duì)人們的生活產(chǎn)生巨大的威脅。

水利水電；工程建設(shè)；不良地基；基礎(chǔ)處理方法

1　引言

隨著水利水電工程的開(kāi)發(fā)建設(shè)，我國(guó)的施工技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和發(fā)展起到了很好的推動(dòng)作用，不斷地滿足著人民和社會(huì)的各種需求。然而隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展需求，還需要不斷進(jìn)行新的水利水電項(xiàng)目的建設(shè)工作，那么在具體的工作中同樣也會(huì)遇到更多的不良地基。所謂不良地基就是指由于地基的天然工程地質(zhì)缺陷，而導(dǎo)致工程場(chǎng)地的地基不能滿足上部建筑物穩(wěn)定性的要求。所以解決不良地基的問(wèn)題就需要探究不良地基產(chǎn)生的原因以及一些常規(guī)的處理方法，從之前的工程處理中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，更好地解決不良地基的問(wèn)題，從而明確在水利水電工程中進(jìn)行不良地基處理時(shí)的注意事項(xiàng)。

2　水利水電中不良地基產(chǎn)生原因

不良地基產(chǎn)生的主要原因就是由于基礎(chǔ)的深陷量過(guò)大或不均勻，這也主要是因?yàn)閹r層或者土層本身的承載能力不夠滿足建筑物的要求，地基的巖層強(qiáng)度不一，分布不均勻或者是因?yàn)榈鼗杏熊浫跗扑閹?，那么在外荷載的作用下，就會(huì)出現(xiàn)這樣的狀況。另外一個(gè)原因就是基礎(chǔ)滲漏量超過(guò)了容許值，這種情況主要是因?yàn)榈鼗锌紫堵蚀蟮乃缮⑸?、卵、礫石層以及其他強(qiáng)透水帶，導(dǎo)致水庫(kù)大量漏失，甚至使得軟弱透水層出現(xiàn)管涌滲透變形狀況，導(dǎo)致地基遭受破壞。

3　不良地基對(duì)水利水電工程的影響

不良地基的出現(xiàn)是受到了工程場(chǎng)地的地質(zhì)條件的限制，對(duì)建筑物的影響主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）由于工程場(chǎng)地的地質(zhì)原因造成的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)比設(shè)計(jì)規(guī)定值要小，所以造成了巖石與混凝土、巖石與巖石等之間的結(jié)構(gòu)面，不同傾角的斷層帶、軟弱夾層、破碎帶等，其抗壓強(qiáng)度非常的低，不能滿足抗滑穩(wěn)定的要求，還可能使得地基產(chǎn)生局部或整體剪切破壞力。

（2）地基的滲漏量超過(guò)容許值，會(huì)導(dǎo)致水庫(kù)大量漏失，其揚(yáng)壓力超限、或者是軟弱的透水層管涌等狀況，使地基遭受嚴(yán)重的破壞。

（3）地基的沉降量過(guò)大或者是不均勻，會(huì)導(dǎo)致建筑物被破壞，產(chǎn)生變形。

（4）地基內(nèi)沒(méi)有粘性的粉細(xì)砂層，經(jīng)過(guò)機(jī)械振動(dòng)或者是地震等，就有可能產(chǎn)生液化，導(dǎo)致建筑物失穩(wěn)或者被破壞。

4　水利水電工程中常見(jiàn)地基的分類

常見(jiàn)的水利水電工程中的地基類型主要是軟弱地基，這是一個(gè)系列的地基類型，主要是指由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土以及沖填土構(gòu)成的地基類型，其特點(diǎn)主要是含有豐富的水量、密度比較低、孔隙比較大，同時(shí)還具有低強(qiáng)度、低透水性、高壓縮性以及高靈敏度的優(yōu)勢(shì)。一般的淤泥土孔隙比要大于1.5，淤泥質(zhì)土的孔隙比是在1.0～1.5之間。高含水量在40～90%之間，有的甚至?xí)笥?00%，高壓縮性會(huì)大于0.5～3.0MPa-1，高流變性主要體現(xiàn)為次固結(jié)量隨時(shí)間增加，其低強(qiáng)度Cu要小于30kPa，固結(jié)過(guò)程比較長(zhǎng)。泥炭的孔隙比要大于1.5，有機(jī)含量是30%。泥炭質(zhì)土的孔隙比是在1.0～1.5之間，其有機(jī)含量是10～30%。

5　不良地基的一般處理方法研究

研究不良地基的一般處理方法，先要進(jìn)行不良地基處理的程序設(shè)計(jì)，如圖1。

在掌握了基本的程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，要制定合理的處理計(jì)劃，盡量降低不良地基對(duì)建筑的破壞性，更好地促進(jìn)水利水電工程的建設(shè)。那么地基處理的一般方式主要有以下幾種：

5.1基礎(chǔ)軟弱帶的處理

5.1.1高傾角軟弱帶處理

該處理方法就是要注意以下兩點(diǎn)：①要挖出軟弱帶回填混凝土，將其作為混凝土塞，其深度一般控制在軟弱帶寬度的1～1.5倍之間，兩側(cè)邊坡的開(kāi)挖深度是在1：1～1：0.5之間。如果軟弱帶比較疏松，并且其寬度比較大的時(shí)候，可以采用混凝土梁或混凝土拱進(jìn)行處理，保證上部荷載傳到兩側(cè)來(lái)完整巖體。對(duì)于土壩壩基的軟弱帶，可以清除部分的軟弱帶之后再回填混凝土，從而能夠形成阻水蓋板，這樣的目的是為防止?jié)B流淘刷壩身的填土。②如果高傾角軟弱帶位于壩肩，尤其是拱壩的壩肩時(shí)，就可以設(shè)置混凝土傳力墻、框架結(jié)構(gòu)；對(duì)重力壩破碎的巖體壩肩，要在破碎的巖體自身穩(wěn)定不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，設(shè)置混凝土防滲墻。

圖1　地基處理的程序設(shè)計(jì)

5.1.2緩傾角軟弱帶處理

該種地基處理的方式主要有三點(diǎn)：①把軟弱帶進(jìn)行開(kāi)挖清除回填的混凝土?xí)r，如果上盤(pán)的巖體還是堅(jiān)硬完整，就可以利用平硐或豎井進(jìn)行開(kāi)，但是需要做好回填固結(jié)的灌漿工作。②可以采用高壓噴射的裝備進(jìn)行清除軟弱物質(zhì)，完成回填或灌注水泥漿的工作步驟。③可以沿著軟弱帶進(jìn)行鋼筋混凝土的抗剪鍵設(shè)置。

5.2強(qiáng)透水層防滲處理

剛性的壩基其砂、卵、礫石層通常都是需要進(jìn)行開(kāi)挖清除，因?yàn)檫@些石層透水比較強(qiáng)烈，會(huì)損失水量，而且容易產(chǎn)生機(jī)械管涌，會(huì)進(jìn)一步增大揚(yáng)壓力，也就會(huì)影響到建筑物的穩(wěn)定性，所以面對(duì)這樣的地基就需要進(jìn)行防滲處理。處理的方法主要有以下內(nèi)容：①要先將透水的砂層進(jìn)行開(kāi)挖清除，然后回填混凝土，構(gòu)筑截水墻。②可以利用沖抓鉆機(jī)制作大口徑的造孔，然后通過(guò)回填混凝土形成防滲墻。③可以利用高壓噴射的灌漿方法修筑水泥的防滲墻。④可以進(jìn)行水泥帷幕灌漿的試驗(yàn)。⑤可以將壩前的粘土或者混凝土進(jìn)行鋪蓋，從而能夠延長(zhǎng)滲徑。⑥可以在帷幕后或者是防滲墻后進(jìn)行排水減壓。⑦可以設(shè)置反濾層進(jìn)行防滲處理。

5.3深覆蓋層處理

如果河流的沖積層砂、卵、礫石層，或者是坡殘的積層，泥石流堆積層造成沖積的堆積層厚度比較大，厚度大于15m及以上的話，就會(huì)導(dǎo)致不便于進(jìn)行全部的開(kāi)挖清除，也就會(huì)更加容易產(chǎn)生壓縮變形和滲漏，不利于抗滑穩(wěn)定。在這種情況下一般會(huì)采用的處理方法主要有以下幾種：①用強(qiáng)夯法或者是振動(dòng)碾夯的方式將其覆蓋。②對(duì)地基進(jìn)行固結(jié)灌漿或者是帷幕灌漿處理。③壩前鋪蓋防滲。④還可以設(shè)置混凝土的截水墻構(gòu)筑防滲墻。⑤采用沉重樁或摩擦樁，控制加荷速率。

5.4喀斯特地基處理

喀斯特地基主要分為兩種類型：①在喀斯特洞穴內(nèi)，其溶隙的發(fā)育比較強(qiáng)烈，形成了交叉的溶蝕網(wǎng)絡(luò)，會(huì)在破碎帶交匯，導(dǎo)致破碎的巖體寬厚，常形成“泥包石”狀，洞隙間的巖體就會(huì)常常風(fēng)化松動(dòng)。此類地基的缺點(diǎn)是強(qiáng)度不均勻，透水性強(qiáng)，所以更加容易出現(xiàn)管涌，破壞建筑物的穩(wěn)定性。②少數(shù)較大的洞穴，由于溶蝕的管道主要分布于壩基，形成主要的漏水管道，使局部的地基承載力降低，在荷載作用下，就會(huì)容易產(chǎn)生不均勻的沉陷。綜上所述，這兩種類型的地基，處理的方法會(huì)不同。前者的話主要是以清除置換、截?cái)酀B水、提高溶蝕破碎帶的力度為主，轉(zhuǎn)移壓力。后者主要是以防滲堵漏為主，清除充填物，提高其力學(xué)強(qiáng)度。

6　不良地基處理的注意事項(xiàng)

由于不同的水利工程的建筑物對(duì)地基的要求會(huì)存在著差異，所以，各種不良的地質(zhì)因素所產(chǎn)生的影響程度也有很大不同，處理的方法自然也就不同。所以進(jìn)行不良地基處理的時(shí)候需要注意以下事項(xiàng)：

（1）在選用具體的處理方法之前，一定要仔細(xì)地閱讀勘察資料，全面分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，確定不良地基的具體部位，以及其規(guī)模和特性等問(wèn)題。

（2）在調(diào)查研究的過(guò)程中要明確采用方法的基本作用還有其適用條件、優(yōu)缺點(diǎn)以及材料和機(jī)具等，還要學(xué)會(huì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，避免出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。

（3）需要明確的是，無(wú)論是哪種處理方式，其都有一定的局限性和使用范圍。

（4）一定要注意保護(hù)環(huán)境，避免因不良地基的處理造成地下水的污染，這主要還是依靠工程的現(xiàn)場(chǎng)管理，提高相關(guān)人員的環(huán)保意識(shí)。

7　結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，水利水電工程得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展，但是在其施工過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)不良地基的狀況，如果處理不到位就會(huì)影響到水利水電工程的施工質(zhì)量，所以必須要加強(qiáng)重視的程度。不良地基的處理方式有很多，但是要考慮到不同的場(chǎng)地對(duì)地基的處理要求也存在著差異，所以，在實(shí)際的工作中，一定要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的不良地基展開(kāi)詳細(xì)的調(diào)查，確定其范圍和性質(zhì)，制定相應(yīng)的處理措施，最終改善不良地基的狀況，更好地促進(jìn)水利水電工程的發(fā)展。

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1673-0038（2015）32-0331-02

2015-7-16

鄧旭（1964-），男，工程師，大專，主要從事水利水電施工管理工作。