淺談水利工程中地基處理技術(shù)

趙文豪

（石家莊中流工程設(shè)計有限公司）

1 水利工程地基概況及特點

近段時間伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的水利工程事業(yè)獲得了空前絕后的發(fā)展空間，越來越多的水利項目如雨后春竹一樣發(fā)展起來。而在水利工程建設(shè)選址過程當(dāng)中，往往面臨著各種各樣的、復(fù)雜的地質(zhì)情況，如基礎(chǔ)含水量大、地基強度低等問題，直接造成地基承載力不足，發(fā)生不均勻沉降，最終影響水利工程建筑物的工程質(zhì)量。因此，水利工程建筑物質(zhì)量的好壞取決于地基是否穩(wěn)定，而地基的穩(wěn)定取決于地基處理，一旦地基處理未達到設(shè)計指標(biāo)，就導(dǎo)致水利工程產(chǎn)生十分嚴重的影響，必須在工程的開始階段就處理好這部分，避免影響水利工程整體質(zhì)量。

水利工程地基特點表現(xiàn)以下幾個方面：

（1）我國地勢西高東低，大多數(shù)河流由西向東流，如：長江、黃河、黑龍江，珠江，淮河，海河等，并且蘊含著豐富的水資源，我國的建設(shè)發(fā)展是離不開這些豐富的水資源，而充分利用資源的重要途徑之一就是水利工程建設(shè)。所以，水利工程建設(shè)的選址大多數(shù)居在河流、湖泊附近，而這些地方地質(zhì)一般都有土層較軟、壓縮性高、強度不低等諸多問題，遠遠無法達到建筑物地基承載力要求，如果不進行地基處理，隨著建筑物完工后對地基產(chǎn)生壓力增大，從而致使地基產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物局部發(fā)生破壞、裂縫、傾斜等問題，最終影響建筑物正常使用及使用年限。

（2）由于部分水利工程處于地質(zhì)條件比較惡劣的條件下，而水利工程地基壓縮性能非常強，因此地基需要承受較大壓力時工程周邊地基環(huán)境發(fā)生變化，在無法承受較大壓力情況，相關(guān)的一些指標(biāo)無法達到設(shè)計要求，如建筑的抗滑、穩(wěn)定等。

（3）由于部分水利工程建設(shè)位于河流、湖泊附件，當(dāng)?shù)鼗挥诒容^松散的礫石層、構(gòu)造碎帶或者是其它的適水性比較好的地質(zhì)構(gòu)造等情況下，通常會發(fā)生比較嚴重的滲透現(xiàn)象，嚴重超出設(shè)計允許范圍。

2 水利工程地基處理的幾種措施

地基處理是水利主體工程施工前的重要環(huán)節(jié)，也是最有價值的核心步驟，在整個水利工程施工過程中起著重要的作用。因此，在進行地基處理前必須做好充分的準(zhǔn)備工作，充分進行實地考察，掌握地質(zhì)特性，采用有效的、科學(xué)的措施進行地基處理。

2.1 松木樁地基處理

松木樁是指用松木制作的木樁，主要適用于軟地基、河堤等地基處理。其原理：

1）支撐作用，將松木樁打入地基之后，松木樁取代同體積的低強度、低模量的土體，在受到外力荷載作用時，地基應(yīng)力進行重新分配，大部分荷載由松木樁承擔(dān)，減低對周圍土體的應(yīng)力，由于松木樁的強度和抗變形能力大于土體，故而形成復(fù)合地基承載力、強度等指標(biāo)強于原土體，地基承載力的提高直接導(dǎo)致減少不均勻沉降，保證建筑物的穩(wěn)定和安全。

2）擠密作用：松木樁是捶打進入土體的，在捶打時，樁進入土體并占用一部分土體的體積，致使樁周圍的土體被強制側(cè)向擠壓，起到擠密的效果，造成樁與樁之間范圍內(nèi)的土層密實度提高，從而提高樁與樁之間土層的承載力，降低土層壓縮。

2.2 水泥攪拌樁地基處理

水泥攪拌樁也是軟土地基處理的一種有效形式之一。從20 世紀(jì)70 年代開始，采用水泥攪拌樁加固軟土地基逐漸進入水利工程施工的面前，至今已有40 多年的歷史。它是將水泥作為一種固化劑，用特制的、能鉆入土層深處的深層攪拌機，利用攪拌機攪拌頭將水泥漿或者水泥粉注入土體，攪拌均勻，使噴出的水泥等固化劑與土體進行充分混合發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，使土體固結(jié)，形成具有整體性、穩(wěn)定性和一定強度的水泥土樁，使軟土硬結(jié)從而提高地基強度。

2.3 水泥粉煤灰碎石樁地基處理

水泥粉煤灰碎石樁是近年來新開發(fā)的一種地基處理技術(shù)，樁體主要由水泥、粉煤灰和碎石組成，在地基處理時，通過振動打樁機成孔，將配好的混合料（碎石、砂、粉煤灰及水泥）加水拌和制成可變強度的樁，并且可以通過調(diào)整水泥占混合料的配比增加樁的強度等級，以滿足建筑物承載力要求，由于這種地基處理措施吸取了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優(yōu)點，適用范圍十分廣泛，一般砂土、粉土及淤泥質(zhì)土等地質(zhì)情況土層均能使用該措施。

2.4 混凝土灌注樁地基處理

混凝土灌注樁在各類深厚軟土地基處理中應(yīng)用很多，技術(shù)上比較成熟，施工質(zhì)量可靠。它是一種通過鉆孔機械或者人工挖掘等手段在地基中形成樁孔，然后在樁孔內(nèi)放置預(yù)制好的鋼筋籠子、澆筑混凝土而做成的混凝土樁?；炷凉嘧冻惺苌喜拷Y(jié)構(gòu)的豎向和水平荷載，能有效解決原地基承載力不足和抗滑穩(wěn)定不足問題，同時還能有效地控制建筑物的沉降和側(cè)向位移。但是工藝復(fù)雜，工期慢，成樁質(zhì)量嚴重影響施工工程質(zhì)量。

2.5 預(yù)應(yīng)力管樁地基處理

預(yù)應(yīng)力管樁地基處理是近幾年經(jīng)常適用的一種地基處理措施，一般在沿海地區(qū)使用居多，一般是通過壓樁機使用錘擊法或靜壓法等措施將預(yù)制混凝土管樁打入土層，將上部建筑物荷載分散至樁端并通過樁基傳導(dǎo)至持力層或者通過樁體與土層之間的摩擦力支承上部荷載。預(yù)應(yīng)力管樁作為一種預(yù)制樁，一般有廠家提供，質(zhì)量有保證，其特點：樁身質(zhì)量穩(wěn)定、強度高、穿透力強，施工快等優(yōu)點，不足之處就是費用高，需要一定的場地空間等問題。近幾年來隨著我國快速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)廣泛應(yīng)用及大型靜力壓樁機械的研發(fā)，致使將直徑500、600 的預(yù)應(yīng)力管樁壓到滿足設(shè)計要求較深的持力層，以滿足建筑物承載力，從而大大推廣了預(yù)應(yīng)力管樁的使用空間。

3 結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，水利工程建設(shè)是社會發(fā)展必不可少的一部分，它直接關(guān)系到人們的日常生活水平。由于水利工程的特殊性，它的建設(shè)往往處在比較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境及地理構(gòu)造區(qū)域。因此，工程建設(shè)前需要采取相應(yīng)的、比較合適的工藝對地基進行處理，以滿足建筑物承載力的需要，才能夠保證水利工程的順利實施，同時也是提高水利工程的質(zhì)量一種措施。由于工程地質(zhì)的復(fù)雜性，因此需要根據(jù)各地基處理的優(yōu)點和局限性選擇切合實際的處理方法，這樣才能有效的達到地基處理的預(yù)期效果，保證項目的順利完成，為水利工程的建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。