水利水電工程設(shè)計中的地基處理技術(shù)

陳榮勝

摘 要：隨著社會經(jīng)濟科技的進一步發(fā)展，人們對于地基的處理越來越重視。地基對于建筑基礎(chǔ)有著很重要的支撐作用，水利水電工程地基建設(shè)對于建筑的結(jié)構(gòu)、造價以及安全方面都有著直接的影響。由于高原地區(qū)地質(zhì)條件比較特殊，在水利水電工程設(shè)計過程中，需要做好地基處理工作。本篇文章將對高原地區(qū)水利水電工程中的地基處理、地基類型、技術(shù)等方面進行思考討論，這可以進一步保障工程設(shè)計的可靠性，同時提高工程的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高原地區(qū)；水利水電；地基處理技術(shù)；地基類型；工程設(shè)計

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展推動了水利水電工程建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，其中，地基作為水利工程中的重要建設(shè)之一，對于建筑的質(zhì)量等有著直接的影響。地基處理技術(shù)的不斷發(fā)展可以進一步提高建設(shè)施工的效率和質(zhì)量。然而高原地區(qū)面臨著嚴寒、凍融循環(huán)、高海拔、雪災(zāi)等的惡劣環(huán)境，對地基處理工作的開展帶來了較大的難度。本篇文章將對高原地區(qū)水利水電工程中的地基處理、地基類型、技術(shù)等方面進行思考討論。

1 水利水電工程地基處理的概述

1.1 水利水電工程地基處理的內(nèi)容

地基是指承擔建筑物基礎(chǔ)的場地，基礎(chǔ)是指建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)。水利水電工程地基處理中主要存在四個問題，它們分別是強度和穩(wěn)定性、變形問題、滲漏問題和液化問題，其中主要處理的是軟弱地基和特殊土地基。軟土地基是指強度低，壓縮性高的軟弱土層，根據(jù)特征可以將其分為淤泥、軟粘性土、淤泥質(zhì)土、泥炭土質(zhì)和泥炭這五類，表1是青海地區(qū)地基土的分級。它的特征主要有四個，第一是孔隙比和天然的含水量比較大；第二是壓縮性較高；第三是透水性較差，第四是抗剪強度低。特殊的土地基是包含了濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土，這幾類在土結(jié)構(gòu)的承載能力上比較低，一般不能夠達到地基施工的要求。如果要在此類土質(zhì)上進行施工的話需要對其進行處理。工作人員為了更好地保障地基施工的質(zhì)量需要對天然地基的基礎(chǔ)進行勘察、分析，然后在選擇合適的地基處理技術(shù)，只有在充分確定地基的質(zhì)量以后再開始施工。

1.2 地基的類型

在水利水電工程設(shè)計之中需要對高原地區(qū)地基進行處理來提高地基的承載力和穩(wěn)定性，高原地區(qū)的地基類型一般有可液化土層、淤泥質(zhì)土層和多年凍土這幾類。第一類是可液化土層，沙土和粉土在飽和狀態(tài)下受到外力干擾的時候，它的孔隙水壓力將會上升，土層的抗剪強度會下降甚至是消失。在該土層上進行施工存在一定的安全隱患，可能會導(dǎo)致工程坍塌的現(xiàn)象出現(xiàn)。故只有采用地基處理技術(shù)才可以將可液化的土層改造成為符合標準的土層。第二類是淤泥質(zhì)土層，它是因為土層在靜水和流水下沉積后經(jīng)過多種作用下形成未固結(jié)的軟弱細粒，它主要包括了兩種，一種是淤泥，一種是淤泥質(zhì)土。淤泥質(zhì)土是一種含水量比較高的，抗剪力強度比較弱的土層，當它受到較大的壓力的時候會導(dǎo)致土層變形，這對于地基有很大的影響。一般淤泥質(zhì)土是存在于土壩壩基這種與水接觸的地方，它的穩(wěn)定性比較差。第三類是多年凍土，多年凍土主要是分布在我國的北部地區(qū)，像新疆、青海等地區(qū)，因為他們長期處于低溫的狀態(tài)之中，故形成多年凍土是比較常見的。該類土質(zhì)有著較強的承載力，它符合水利水電設(shè)計中地基的要求，但是它具有流動性。在該類土質(zhì)上建設(shè)水利水電工程，如果氣溫發(fā)生變化，水流沖擊會使得凍土解凍，有可能會導(dǎo)致凍土地基崩潰。

1.3 地基選擇中的注意事項

地基在整個施工中是十分重要的，如果對地基沒有進行科學(xué)的處理，這對于最終的工程質(zhì)量有著很大的影響。在地基選擇的過程中需要注意以下幾點，第一點是如果該地區(qū)的地質(zhì)比較惡劣，土石的防滑結(jié)構(gòu)并不牢固，那么該地是不適宜建設(shè)水利水電工程；第二點是對于土質(zhì)松軟的地區(qū)，如果在夯實后是無法保障強度的，那么在施工的過程中很容易出現(xiàn)坍塌、沉積、變形等問題的，它同樣是不適合建設(shè)水利水電工程的；第三是在設(shè)計水利水電工程的過程中，工作人員要選擇透氣性好的地基，地基的透氣性不好會導(dǎo)致地基出現(xiàn)較多的積水，這可能會導(dǎo)致水利水電工程出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。

2 水利水電工程設(shè)計中的地基處理技術(shù)

上面的文章對高原地區(qū)水利水電工程地基處理進行介紹，主要有水利水電工程地基處理的內(nèi)容、地基的類型以及地基選擇中的注意事項這幾個方面。根據(jù)這些信息并結(jié)合實際施工中的情況可以對水利水電工程設(shè)計中的地基處理技術(shù)進行思考分析，主要有以下幾個方面：

2.1地基施工準備工作

水利水電工程設(shè)計中的地基施工主要是從兩個方面開展的。第一個方面是淺基礎(chǔ)的施工，工作人員先對施工的大致范圍進行了解，確定具有分割作用的線條后進一步將施工的面積擴大，同時可以根據(jù)施工的具體情況來增加排水系統(tǒng)。工作人員需要嚴格按照施工地區(qū)的具體情況來選擇確定最佳的施工方式。在這個過程中也可以做好相關(guān)的預(yù)防工作，這可以保障工程的質(zhì)量。第二個方面是對建筑的上層進行支撐，這對于地基的強度和面積有著較高的要求，工作人員需要對地基進行嚴格的考察。對地基的考察主要有四個內(nèi)容，一是對地基的耐久韌性進行考察，二是確定它是否具有較好的抗水侵蝕性，三是確定它是否具備足夠的抗化學(xué)腐蝕性，四是確定它是否有較強的抗低溫能力。

2.2地基處理技術(shù)分析

對于高原地區(qū)而言，水利水電工程設(shè)計中的地基處理技術(shù)主要有八個。第一個是排水固結(jié)法，它可以解決淤泥軟粘土的地基沉降問題。這種方式主要是由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)共同組成的，它主要是對平衡區(qū)的發(fā)展范圍進行控制，在路堤的兩側(cè)進行填筑。第二個是煥土墊層法，如果淤泥的土層厚度比較小的話，需要將不符合要求的淤土質(zhì)置換掉，一般會使用砂墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層和土墊層來進行回填。在這個過程中一般都會利用到機械設(shè)備對其進行碾壓，其處理深度為2—3厘米。這種方法比較適用于基坑面積寬、開挖土方量大的回填土方工程之中，工作人員需要合理選擇。第三個是強夯法，當淤土層厚度比較小的時候，將不符合要求的淤土質(zhì)進行置換。一般會利用80kN的夯錘，將其吊到6—30m的高度上讓其自由落下，這個過程中可以對土質(zhì)進行夯實。它一般適用于厚度小的淤泥和淤泥質(zhì)土地基，像河流沖積層，濱海沉積層等。第四個是旋噴法，它主要是用來開展地基防滲的施工的。工作人員在土層的預(yù)定濃度中安裝好旋噴機，它是自帶特殊噴嘴的注漿管，然后對其進行提神，這可以進一步保障噴嘴可以按照一定的速度進行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的時候會產(chǎn)生壓力，它會使得水泥的固化漿液跟土地發(fā)生混合最后凝固硬化成樁，將合成的樁和被加固的土體對比可以發(fā)現(xiàn)它的強度更大，壓縮性更小，防滲的效果會更好一些。第五個是振動水沖洗，它是利用振動器，地基受到振動和沖擊荷載的雙重作用下會成孔，在孔內(nèi)填入一定量的砂、碎石這些材料，并且對其分層進行夯實，這在一定程度上使得地基加固。第六個是土工合成材料加筋加固法，它是在提防的地基表面上先平鋪一部分材料，這可以將地基的表面加大。當?shù)鼗霈F(xiàn)塑性剪切被破壞的時候，地基表面的土工合成材料可以降低受破壞的程度從而提高地基的承載力。第七個是預(yù)壓砂井法，在排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的共同作用下排除基土中的孔隙水，這可以進一步加強其硬度。將加固范圍內(nèi)的植被清除掉，然后將砂墊層鋪在地基上，再將塑料排水板插入砂墊層之中，將水管橫向布置，這在一定程度上可以改善地基的排水條件。將密封的膜鋪設(shè)在砂墊層的上面，利用真空泵可以將地基的氣壓抽出，但是它消耗的時間比較長，抽真空的范圍也有限制。這種方式更加適用于要求高的淤泥的地基處理。第八個是堤身自重擠淤法，它是將在流塑裝藥的淤泥或者是淤泥質(zhì)土向外擠出去，它可以將其中的空隙水壓力去掉從而提高地基的抗剪強度。在這個過程中為了避免出現(xiàn)沉陷不均勻的問題，需要減緩堤坡、降低填筑堤身的速度，將堤身加高。這種方式需要的資金相對比較少，但是需要的時間比較多，所以它適合在地基是流塑狀態(tài)的淤泥或者是淤泥質(zhì)土中。

3 地基設(shè)計的注意事項

上文對高原地區(qū)水利水電工程設(shè)計中的地基處理技術(shù)進行思考分析，主要有水利水電工程設(shè)計中的地基施工準備工作和水利水電工程設(shè)計中的地基處理技術(shù)分析這兩個部分。在地基設(shè)計的過程中需要注意相關(guān)的事項，這可以進一步保障工程的質(zhì)量。首先，地基的設(shè)計需要具有可行性，選擇合適的地基處理技術(shù)；其次是注重對于特殊地基的勘察；最后是在地質(zhì)勘測的過程中要注重準確性。

4 總結(jié)

總的來說，水利水電工程設(shè)計中地基處理技術(shù)需要根據(jù)高原地區(qū)的實際情況來選擇合適的方式，這可以更好地保障地基的各項參數(shù)是符合設(shè)計要求的，這進一步保障工程的安全性和穩(wěn)定性。

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（作者單位：青海省水利水電勘測設(shè)計研究院）