水利水電工程設(shè)計(jì)中的地基處理技術(shù)分析

文艷萍

（新疆昌吉方匯水電設(shè)計(jì)有限公司，新疆 昌吉 831100）

現(xiàn)階段，我國(guó)正處于高速發(fā)展時(shí)期，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利水電工程建設(shè)相關(guān)技術(shù)、工藝等隨著新科技、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，不斷更新和完善。其中，作為水利工程重要部分，地基處理技術(shù)也在不斷更新，提高建設(shè)施工效率與質(zhì)量。

1 水利水電工程設(shè)計(jì)地基

1.1 常見地基類型

在水利水電工程施工中，常遇地形復(fù)雜、種類繁多的狀況。在多數(shù)水利水電工程設(shè)計(jì)施工中，需要對(duì)地基進(jìn)行處理，提高地基的承載力與穩(wěn)定性[1]。目前，我國(guó)常見的地基類型主要有：可液化層、淤泥質(zhì)土層、多年凍土等。

（1）可液化土層

當(dāng)飽和狀態(tài)下的沙土與粉土受到外力干擾，孔隙水壓力將會(huì)上升，土層抗剪強(qiáng)度下降，甚至消失，即為可液化土層。若水利水電工程建在該種土層上，極易為工程建筑埋下質(zhì)量隱患，工程質(zhì)量難以保障，嚴(yán)重時(shí)，工程坍塌帶來(lái)嚴(yán)重問(wèn)題[2]。對(duì)此，必須采用地基處理技術(shù)，將可液化土層改造為適合工程建設(shè)的土層。

（2）淤泥質(zhì)土層

淤泥質(zhì)土層是因土層在靜水與流水下沉積，經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)等的作用，最土層形成未固結(jié)的軟弱細(xì)粒，是一種分布范圍較廣的特殊巖層，主要包含有兩種：淤泥和淤泥質(zhì)土。淤泥質(zhì)土層是一種含水量較高，抗剪力強(qiáng)度較弱的一種土層，一旦土層受壓較大，會(huì)導(dǎo)致水帶動(dòng)土層流動(dòng)，使土層變形，最終影響地基上建筑工程的安全性[3]。目前，該種淤泥質(zhì)土層多存在于土壩壩基等長(zhǎng)期與水接觸之地，穩(wěn)定性較差。

（3）多年凍土

多年凍土土層多分布于我國(guó)北部地區(qū)，如：新疆、黑龍江、吉林等地，因長(zhǎng)期處于低溫地區(qū)，形成多年凍土。多年凍土承載力較大，符合水利水電設(shè)計(jì)對(duì)地基的需求，但是，多年凍土具有流變性。若在凍土上建設(shè)水利水電工程，在使用過(guò)程中，氣溫變化，水流沖擊，極易導(dǎo)致凍土解凍，嚴(yán)重時(shí)，整個(gè)凍土地基崩潰，故在建設(shè)工程時(shí)，應(yīng)首先確定其是否具有足夠承載力。

1.2 選擇地基的注意事項(xiàng)

在水利水電工程建設(shè)中，地基施工時(shí)重中之重。若地基處理不足，將直接影響工程質(zhì)量。而在水利水電工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于地基選擇需要注意：①若地區(qū)地質(zhì)惡劣，土石防滑結(jié)構(gòu)不牢固，且承壓較小，則不宜建設(shè)水利水電工程；②對(duì)于區(qū)域土質(zhì)較軟，且很難夯實(shí)，若建設(shè)工程，極易出現(xiàn)坍塌、沉積、變形等隱患，不適宜興修水利水電工程；③在水利水電設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇透水性較好的地基，若透水性不強(qiáng)，極易影響導(dǎo)致地基積水過(guò)多，嚴(yán)重時(shí)，導(dǎo)致水利水電工程坍塌[4]。

2 水利水電工程設(shè)計(jì)中地基處理技術(shù)

在水利水電工程的地基處理中，不同地基類型應(yīng)采用不同的處理技術(shù)，以此保障水利水電工程建設(shè)的順利進(jìn)行。目前，我國(guó)地基處理技術(shù)已經(jīng)趨向成熟，并被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中，常用的地基處理技術(shù)有四種。

2.1 換填與強(qiáng)夯技術(shù)

在水利水電工程工程建設(shè)中，換填與強(qiáng)夯技術(shù)是最常用最簡(jiǎn)便的地基處理技術(shù)，常被用于淤泥質(zhì)土層等軟土層，通過(guò)換填土層與外力作用打牢地基，提高地基承載力。若地質(zhì)含有較薄的淤泥質(zhì)層，為提高地基承載力，可直接采用換填技術(shù)，將淤泥、泥炭等軟土挖掘運(yùn)出場(chǎng)外，填入灰土、砂土、水泥等，提高土層透水性，重新組合軟土地基，提高地基強(qiáng)度與承載力。為進(jìn)一步提高地基質(zhì)量，采用強(qiáng)夯技術(shù)，以外力極大的形式加固地基，提高地基穩(wěn)定性，為水利水電工程質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

2.2 水泥粉煤灰碎石樁

水泥粉煤灰碎石樁是水利工程地基處理中使用廣泛的一種技術(shù)。水泥粉煤灰碎石樁主要由水泥、粉煤灰、碎石組成，粘性較強(qiáng)。利用水泥粉煤灰碎石樁、褥墊層等組成復(fù)合地基后，工程對(duì)地基的壓力將會(huì)均勻分布給水泥粉煤灰碎石樁、樁間土等，提高了地基承載力。水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)具有成本低，滲水性強(qiáng)等特點(diǎn)，經(jīng)水解、水化反應(yīng)后，有效提高水泥粉煤灰碎石樁的抗剪力能力，適用于各種土層，在承壓之后，其密度會(huì)有所上升，提高其受力能力。

2.3 預(yù)壓技術(shù)

預(yù)壓技術(shù)主要包含有以下三種：真空預(yù)壓技術(shù)、堆載預(yù)壓技術(shù)、降水技術(shù)。其中，真空預(yù)壓技術(shù)是在即將處理的地基表面鋪設(shè)塑料薄膜，隔絕地基與外界空氣的接觸，利用真空泵針抽取地基內(nèi)的空氣與水分，提高土層的密實(shí)度，提高地基承載力。在地基處理中，為達(dá)到更高效果，可利用塑料排水板代替塑料薄膜，當(dāng)?shù)鼗A(yù)處理面積較大時(shí)，可將地基劃分為幾塊進(jìn)行處理；堆載預(yù)壓技術(shù)是通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算，在預(yù)處理的地基上堆載相應(yīng)的預(yù)壓物，提高地基承載力，若預(yù)見超軟土基，利用輕型機(jī)械處理地基，提高地基承載力，避免使用重型機(jī)械，直接破壞地基；降水技術(shù)是采用先進(jìn)技術(shù)，降低地下水位，提高地基承載力與穩(wěn)定性。

2.4 強(qiáng)透水層防滲處理技術(shù)

強(qiáng)透水層防滲處理技術(shù)主要是在強(qiáng)透水層清除完畢之后，采用混凝土、粘土等進(jìn)行回填，利用混凝土、水泥等在地基四周建設(shè)防滲墻，以此達(dá)到防滲，節(jié)約水資源的目的。以某座水庫(kù)為例，當(dāng)水庫(kù)出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，經(jīng)相關(guān)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)，將滲透通道挖斷截滲，并將上游壩坡防滲斜墻延伸至砂層下1 m，延伸至不透水層下1 m，與壩體防滲土工膜緊密相連，經(jīng)過(guò)強(qiáng)透水層防滲處理之后，有效提高了其的防滲能力，至今，該水庫(kù)未出現(xiàn)過(guò)滲水現(xiàn)象，水庫(kù)運(yùn)行良好，節(jié)水能力強(qiáng)。

3 地基設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

3.1 加強(qiáng)地質(zhì)勘測(cè)

地質(zhì)勘測(cè)的準(zhǔn)確性與詳細(xì)是保障地基處理技術(shù)設(shè)計(jì)可行性的關(guān)鍵。若地質(zhì)勘測(cè)不嚴(yán)謹(jǐn)，勘測(cè)數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤，當(dāng)設(shè)計(jì)依照此數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)水利水電工程時(shí)，直接導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)與實(shí)際工程不符。因此，選擇專業(yè)性較強(qiáng)的勘測(cè)人員對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行勘測(cè)，并上傳遙感圖片、水文條件、地質(zhì)條件等詳細(xì)數(shù)據(jù)，以此完善地基處理的每一步驟，提高地基處理技術(shù)的合理性，提高地基承載力，保障水利水電工程的設(shè)計(jì)可行性[5]。

3.2 注意特殊地基的勘察

在勘察黃土濕陷性地基時(shí)，勘查人員應(yīng)結(jié)合水利水電工程特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要求，向設(shè)計(jì)人員提供地層時(shí)代與成因，黃土層厚度，濕陷系數(shù)、濕陷壓力變化系數(shù)、變形參數(shù)、承載力，有效提高水利水電工程設(shè)計(jì)的可行性。在勘察砂土等液化地基時(shí)，為減少液化，應(yīng)采用換土、砂樁擠壓等，通過(guò)原位測(cè)試判斷砂土液化，掌握土層層位與厚度，合理選擇地基處理技術(shù)。

3.3 地基設(shè)計(jì)的要求

在水利水電工程設(shè)計(jì)中，地基設(shè)計(jì)的可行性不僅關(guān)系著工程的順利進(jìn)行，更關(guān)系著其他分工程設(shè)計(jì)的有效性。在地基設(shè)計(jì)中，為選擇合理的地基處理技術(shù)，應(yīng)注重?cái)U(kuò)展基礎(chǔ)計(jì)算，通過(guò)前期勘查的地基承載力與變形計(jì)算，計(jì)算基礎(chǔ)底面積，再利用剪切與沖壓等計(jì)算并確定變階高度與基礎(chǔ)高度；最后確定底板抗彎能力。有效提高地基設(shè)計(jì)科學(xué)性，以此選擇更適當(dāng)?shù)牡鼗幚砑夹g(shù)。

4 總結(jié)

在水利水電工程設(shè)計(jì)中，地基類型較多，如：可液化層、淤泥質(zhì)土層、多年凍土等，地基的選擇直接影響了我國(guó)水利水電工程建設(shè)質(zhì)量。地基處理技術(shù)，根據(jù)地基類型的不同，合理選擇換填與強(qiáng)夯技術(shù)、水泥粉煤灰碎石樁、預(yù)壓技術(shù)、強(qiáng)透水層防滲處理技術(shù)等，提高地基承載力與穩(wěn)定性，保障工程質(zhì)量。另外，在工程設(shè)計(jì)中，還應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘測(cè)，注意特殊地基的勘察和地基設(shè)計(jì)要求等，提高水利水電工程設(shè)計(jì)的可行性。地基處理技術(shù)直接影響水利水電工程質(zhì)量，對(duì)提高我國(guó)水利水電建設(shè)發(fā)展意義重大。