水利水電工程設(shè)計中常見問題及策略探析

宋茜

河南川江水利工程管理有限公司 河南洛陽 471000

水利水電工程是國家生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施工程，它能起到防洪、灌溉、發(fā)電、供水等等作用。但由于工程項目巨大，所以針對它的設(shè)計技術(shù)內(nèi)容也相對復(fù)雜繁瑣。地基處理技術(shù)作為水利水電工程的關(guān)鍵部分，針對它的設(shè)計理念與技術(shù)應(yīng)用需要做到常更常新，全面提高工程設(shè)計及后續(xù)施工質(zhì)量。

1 一般水利水電工程設(shè)計中的常見地基類型

水利水電工程項目在設(shè)計與施工技術(shù)方面涉及諸多問題，這是因為它的常遇地形復(fù)雜，導(dǎo)致地基類型種類繁多，所以在實際的項目設(shè)計過程中需要結(jié)合施工現(xiàn)場情況對地基進行處理，給出準(zhǔn)確到位的地基承載力與穩(wěn)定性針對性分析，再進行最終的地基處理技術(shù)設(shè)計方案編纂。一般來說，目前比較常見的水利水電工程設(shè)計地基類型包括以下兩種。

第一種是可液化性土層，這種土層本質(zhì)比較脆弱，在飽和狀態(tài)下如果沙土層受到外力干擾其孔隙水壓力就會明顯上升，同時土層抗剪強度逐漸下降，甚至出現(xiàn)可消失的液化土層。在這種土層中建設(shè)地基是很容易為水利水電工程帶來安全質(zhì)量隱患的，整體工程質(zhì)量難以保障。所以在針對這種地基類型時的地基處理技術(shù)設(shè)計必須要做到謹(jǐn)慎到位，爭取實現(xiàn)對液化土層的有效改性，保證水利水電工程建筑建設(shè)穩(wěn)定性。

第二種是淤泥質(zhì)土層，淤泥質(zhì)土層中存在靜水及流水下沉積，在經(jīng)過物理及化學(xué)長期聯(lián)合作用下其最土層會形成大量未固結(jié)的軟弱細(xì)粒和分布廣泛的特殊巖層。從建筑學(xué)角度來講，這種淤泥質(zhì)土層具有較高的含水量和較弱的抗剪力強度，如果土層受壓過大就會導(dǎo)致土層隨水流動，最終嚴(yán)重變形，影響地基穩(wěn)定性。作為水利水電工程這種大型建筑工程是不適合于在淤泥質(zhì)土層上開挖地基的。

另外還有多年凍土土層，這種土層多存在于我國北部地區(qū)，雖然多年凍土符合水利水電工程對地基的高強度要求，但在溫度變化下凍土本身具有明顯的流變性，容易在解凍后失去強度導(dǎo)致地基崩潰，對水利水電工程建筑地基處理不利。

2 水利水電工程地基處理技術(shù)設(shè)計中的常見問題簡析

在水利水電工程地基處理技術(shù)設(shè)計中常常出現(xiàn)各種問題，例如地基處理技術(shù)考慮不足，由此所引發(fā)的問題主要包括以下三點。

首先，如果水利水電工程施工所在區(qū)域的地質(zhì)惡劣，就極容易為地基處理技術(shù)設(shè)計帶來諸多危機，比如地基土石防滑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不牢固問題、地基承壓能力減小等等，這些對建設(shè)水利水電工程都極為不利，需要思考克服辦法。

其次，如果區(qū)域土質(zhì)相對偏軟難以夯實，則容易造成地基處理技術(shù)不到位，嚴(yán)重時造成水利水電工程建筑地基沉降、變形甚至坍塌。

第三，水利水電工程在地基處理技術(shù)設(shè)計中應(yīng)該選擇透水性較好的地基，但實際上許多地區(qū)的地基在積水方面表現(xiàn)比較嚴(yán)重，這種嚴(yán)重的積水情況會為工程設(shè)計方案帶來難題，不利于地基處理技術(shù)設(shè)計的發(fā)揮[1]。

3 水利水電工程地基處理技術(shù)設(shè)計的優(yōu)化實施策略

結(jié)合上述幾點問題可以看出，水利水電工程地基處理技術(shù)多局限于地質(zhì)條件，而為了克服這些問題，下文就提出了3點比較成熟的地基處理技術(shù)設(shè)計優(yōu)化實施策略。

3.1 水泥粉煤灰碎石樁地基處理技術(shù)設(shè)計

水泥粉煤灰碎石樁在水利水電工程地基處理方面應(yīng)用廣泛，其設(shè)計理念實用性較高，它主要由碎石、粉煤灰以及水泥3種原材料共同組成，具有較高的粘性。在水利水電工程地基處理技術(shù)設(shè)計方面，可采用該水泥粉煤灰碎石樁配合褥墊層進行復(fù)合性地基施工，提高地基的承載力水平，可應(yīng)用于液化性土層。這種技術(shù)目前比較深受國內(nèi)各個水利水電工程項目青睞，因為它的滲水性能表現(xiàn)較強且能夠在水解和水化反應(yīng)后提高水泥粉煤灰碎石樁的整體抗剪能力，這恰好克服了液化性土層抗剪能力較差的缺陷問題。不僅僅是液化性土層，該技術(shù)也可被應(yīng)用于各種土層中，在保證承壓指標(biāo)后，它可提高地基整體密度，保證水利水電工程地基處理技術(shù)設(shè)計的絕對安全可靠。

3.2 預(yù)壓地基處理技術(shù)設(shè)計

預(yù)壓技術(shù)本身包含了降水技術(shù)、堆載預(yù)壓技術(shù)以及真空預(yù)壓技術(shù)3種。在水利水電工程施工中會運用到真空泵將地基與外界空氣完全隔絕，此時地基中完全沒有空氣與水分，如此可提高土層地基本身的密實度，間接提升其地基承載能力。這種地基處理技術(shù)在設(shè)計方面可有效降低淤泥質(zhì)土層的流變性，因為外界的水絕對不會進入到地基之中。在設(shè)計預(yù)處理地基過程中可考慮在地基上堆載一定量的預(yù)壓物，保證提高地基承載力。在針對某些超軟土地基時同樣可以選擇降水技術(shù)降低其地下水位，同樣能夠有效提高地基承載力與設(shè)計穩(wěn)定性。

3.3 強透水層防滲地基處理技術(shù)設(shè)計

強透水層防滲地基處理技術(shù)在設(shè)計過程中首先要求對水庫的滲漏問題進行解決，挖掘?qū)ｉT的滲漏通道以達(dá)到挖斷截滲的效果。該強透水層在設(shè)計時需要設(shè)計上游壩坡防滲斜墻，并將斜墻延伸到沙壤土層以下1m深度左右，同時延伸設(shè)計1m的不透水層，保證這兩層都能與水利水電工程壩體的防滲土工膜相互緊密銜接，可100%實現(xiàn)地基不滲水。這種地基處理技術(shù)設(shè)計比較適用于以多年凍土為地基基礎(chǔ)的水利水電工程，因為不滲水意味著多年凍土地基不會出現(xiàn)流變性變化，可確保水利水電工程建筑安全穩(wěn)定[2]。

4 結(jié)語

綜上所述，水利水電工程的地基處理技術(shù)設(shè)計涉及多種地基類型，所以要針對不同的地基情況提出不同的設(shè)計技術(shù)方案，合理處理各種地基情況，保證水利水電工程建設(shè)項目的長期安全穩(wěn)定。