水利水電工程建筑地基施工技術(shù)研究

宋 宇

（山西省水利水電勘測設計研究院有限公司，山西 太原 030024）

在水利水電建筑工程中，地基的設計施工質(zhì)量，影響著水利工程的整體安全，水利水電建筑通常都是巨型建筑群，如果地基設計施工存在失誤，將導致嚴重的經(jīng)濟損失，甚至人員傷亡。因此，只有充分做好地基的設計施工，才能為工程建筑提供安全保障，促進國民經(jīng)濟的健康發(fā)展。

1 地基穩(wěn)定性分析

1.1 地基建設隱患

地基塌方是任何施工單位都不能忽視的工程安全問題，施工中一旦出現(xiàn)塌方，將會對地基周圍土體產(chǎn)生影響，進而對地基的承載能力產(chǎn)生巨大的負面作用，不僅對自身工程建設產(chǎn)生安全隱患，甚至還會對周圍建筑產(chǎn)生巨大的安全威脅，嚴重的會引發(fā)安全事故，造成人員傷亡。當?shù)鼗脑O計施工穿過不同土層時，由于各土層之間存在著特性差異，若采取的支護方法不得當，也會引發(fā)土體塌方。

1.2 地基保護措施不足

地基設計施工中另一個重要問題，是施工單位對地基提供的安全保護措施不夠，這在南方地區(qū)尤為突出。受氣候因素影響，我國長江以南地區(qū)的年降水量要比北方大很多，有引發(fā)工程地基周圍土體松弛的隱患，施工單位若不能為地基提供及時、足夠的保護措施，極易誘發(fā)塌方等系列施工問題，由此導致工期延誤，造成巨大的經(jīng)濟損失。

2 水利水電工程地基施工要求

2.1 施工前技術(shù)要求

水利工程地基設計施工前，必須對施工區(qū)域進行詳細地勘，充分掌握工作現(xiàn)場的地質(zhì)狀況，根據(jù)勘探數(shù)據(jù)，制定科學合理的施工方案。施工方案設計階段，要充分考慮一切不穩(wěn)定因素，如山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地形、地貌等。施工過程中要妥善處理阻礙施工的道路、管道等，原則上要盡量避開，無法避開時要給予合適的補償。

2.2 施工過程要求

施工過程中，很可能出現(xiàn)滑坡、塌方等突發(fā)狀況，因此要提前制定應急方案。在施工過程中如果遇見道路阻礙施工，要根據(jù)實際狀況對道路進行加固或者加寬，盡量將因施工對道路交通的影響降到最低。另外，在施工過程中要頻繁的對各種數(shù)據(jù)進行測量收集，并對數(shù)據(jù)進行檢測，查看是否符合預定標準，一旦出現(xiàn)誤差，要在最短的時間內(nèi)解決。

3 地基加固處理技術(shù)

3.1 地質(zhì)條件較差地基的處理

3.1.1 透水層防滲技術(shù)

透水層是指土體疏松、基巖破碎的地質(zhì)結(jié)構(gòu)層，滲透性較強。水利水電建筑工程中，透水層的質(zhì)量控制，對整體工程質(zhì)量影響較大。黃土層，受其自身較強的親水性和較大的重應力影響，會大量吸收水分，嚴重降低土體承載力，極易誘發(fā)安全事故。

最常用的透水層處理手段，是將水玻璃加載高壓后，對混凝土進行高壓滲透噴射，利用水泥中的硅酸二鈣和硅酸三鈣水化反應生成的氫氧化鈣，與水玻璃發(fā)生化學反應，形成大量的水化硅酸鈣膠體，并混同水泥漿填充地基孔隙，形成相互咬合的穩(wěn)定凝固體，水工建筑就是利用這種混凝土水泥墻進行防滲工作的。

3.1.2 土層板塊移動的預防

雜填土的土層，土質(zhì)粘性較弱，大陸板塊運動會對此類土層產(chǎn)生影響，導致地基失穩(wěn)或者下沉。由于土質(zhì)壓縮層的縫隙變大，將會導致建筑抗彎強度減弱，進而影響工程整體安全。根據(jù)土層板塊移動的特點，為防止地基繼續(xù)向周圍移動，對更廣范圍產(chǎn)生影響，可用混凝土對四周墻體進行密封，在此基礎(chǔ)上用灰土擠密法密實地基，增強承載能力。

3.2 軟地基的處理方法

3.2.1 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法的工作原理，是利用地基的荷載作用，通過預先埋設在地基中的豎向排水裝置，將土體當中擠壓出的水分慢慢排出去，使地基發(fā)生形變，強度逐漸增加。根據(jù)具體施工方式的不同，分為堆載預壓法、真空預壓法、降水預壓法和電滲排水法等四種。在具體的建筑施工過程中，要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況采用合適的排水方法。排水固結(jié)法通常應用在解決地基沉降和穩(wěn)定方面，非常適用于滲透性較強的軟弱土層的地基固結(jié)工程，要慎重區(qū)分滲透性非常差的泥炭土。

3.2.2 換土法

換土法是將天然地基中的一部分土體挖掘去，將挖掘后留下的基坑換以砂石、爐渣等其它建材進行回填，并且分層進行夯實。這是一種非常傳統(tǒng)的淺層地基處理的方法，通常將置換后的土層稱之為墊層。墊層按照不同的作用可采用砂、碎石、石屑、爐渣等不同材料，其中采用砂、粗砂或者碎石當作填充材料的墊層，泥土含量通常低于3%，施工過程中能夠采用振動或者碾壓等方法使之密實，而且工程質(zhì)量也通常采用干容重測定法進行審查。

3.2.3 振沖法

振沖法原理，是利用振沖器產(chǎn)生的左右振動力，使周邊飽和砂土液化，降低土體孔隙比，振擠填料與土體擠壓密實形成復合地基，增加土體的密實度，經(jīng)過人工振動液化的砂土，形成良好排水通道，促使振動產(chǎn)生的孔隙水壓力消散。

施工方法，振沖器在吊裝就位后，啟動電機帶動偏心塊產(chǎn)生高頻振動，同時啟動高壓射水泵，在高頻振動和高壓水流的聯(lián)合作用下，下沉到預定樁基底部；然后利用高壓水流進行清孔，用樁孔中循環(huán)水帶出孔中較稠泥漿；清孔后，一邊向孔中逐段填入碎石，一邊噴水振動，使填料振搗密實；填料振密后，逐段提升振沖器，直至地面；最終，在地基中形成一根較大直徑的密實的碎石樁體。從而提高地基承載能力、減少沉降、增加地基穩(wěn)定性、提高地基抗地震液化能力。

3.2.4 硅化加固法分析

硅化加固法是將硅酸鈉溶液和氯化鈣溶液混合攪拌在土層中，兩種溶液發(fā)生化學反應后，在土層內(nèi)部產(chǎn)生膠凝物質(zhì)，從而使得土質(zhì)變得更加牢固，以增強地基承載能力，提升水利水電建筑物的安全性和穩(wěn)定性。

上所述各種地基處理方法，要充分結(jié)合工作區(qū)域的地質(zhì)條件，選擇適當?shù)奶幚砑夹g(shù)，才能取得最好效果。

4 結(jié)語

水利水電建筑施工技術(shù)、地基加固技術(shù)的研究，水利水電工程項目全過程的控制和管理，直接關(guān)系到水利水電工程建設的順利開展，影響工程施工單位的可持續(xù)發(fā)展，對社會經(jīng)濟的發(fā)展有著至關(guān)重要的現(xiàn)實意義。