水利水电工程建筑中不良地基的影响与处理技术

贾安成

摘 要：随着水利水电工程项目不断增加，其施工所面临的地基问题越发突出。不良地基基础处理质量直接影响着水利水电工程施工安全性与运行效益。为实现水利水电工程建筑质量，确保水利水电运行安全性与可靠性，要求对不良地基进行有效处理。对水利水电工程不良地基的影响及处理技术进行研究，结合某水电站实例，对其不良地基处理技术应用及效果进行分析。实践证明，采取有效的地基处理技术，可以提高地基稳定性，保障水利水电工程整体质量，实现其运行效益。

关键词：水电工程 不良地基 影响 处理技术

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0041-02

1 水利水电工程建设中不良地基的影响分析

不良地基主要指的是因地基地质天然性缺陷，无法满足水利水电工程建筑物施工对地基的稳定性要求，不良地基对水利水电工程施工影响很大，主要表现在以下几个方面。

1.1 地质缺陷导致抗滑稳定安全系数无法满足设计规定值

因不良地质其地质缺陷较大，导致其抗滑稳定安全系数较低，无法满足水利水电工程对地基抗滑稳定安全系数的设计要求。地基断层带、软弱夹层、破碎带、溶蚀带抗压强度不足，岩石与混凝土、岩石与岩石之间的抗压强度较低，其结构稳定性较差，引起地基抗滑稳定安全系数较低。这种不良地基容易引起整体剪切或局部剪切破坏。

1.2 不良地基容许值小于水力坡降或地基渗漏量超标

不良地基包括软弱夹层、可液化层、淤泥质软土、强透水层、构造破碎带、卵砾石层等，其地基孔隙率较大，容易引起水库软弱水层管涌、地基渗漏量超标、扬压力超限等问题，导致地基损害，严重影响水利水电建筑安全性。

1.3 沉降量大

因不良地基多含有大量细砂层，在机械振动等外部荷载与水分影响下，不良地基容易出现液化现象，造成地基承载力较低，地基出现不均匀沉降，地基失稳并对水利水电工程建筑稳定性造成影响，严重会引起建筑稳定性丧失，带来严重的人员伤亡及经济损失。

由此可以看出，在水利水电工程施工中，不良地基问题较为突出，其对水利水电工程施工质量及运行安全性存在着重要影响，为此，应对不良地基采取处理技术，以提高地基稳定性与承载力，满足水利水电工程建设对地基稳定性与安全性的要求。

2 水利水电工程建设中不良地基基础的处理技术研究

水利水电工程在建设过程中，其面临的不良地基类型较多，其地基处理方法不同，重点对强透水层、可液化层、淤泥质软土、软弱夹层、深覆盖层、膨胀土、喀斯特、坝基涌泉等不良地基的处理技术进行研究。

2.1 强透水层地基处理技术

在水利水电工程中，刚性坝基砾石、砂石、卵石均属于强透水层，其孔隙率较大，透水性突出，在处理强透水层时多采取开挖清除的措施。如水利工程土坝坝基为砾石、砂石、卵石层，其透水性较强，则会引起水量损失，且容易出现管涌问题，致使扬压力增加，影响建筑稳定性。针对这种问题可以采取防渗处理措施，具体而言，将坝基透水层全部挖除，并选择粘土或混凝土作为填料进行填筑，构建截水墙。在处理过程中，可以应用冲击钻机进行钻孔，回填混凝土材料形成防渗墙，或应用高压喷射灌浆法，设置防渗墙，提高坝基防渗能力，提高地基稳定性。

2.2 可液化土层地基处理技术

可液化土层，指的是在静力影响下或振动荷载影响下，孔隙水压力上升，无粘性土层或粘性低的土层其抗剪强度瞬间消失，土层液化引起地基沉陷、地基滑移，导致地基失稳，对地基上层建筑安全性影响较大。可液化土层地基处理技术主要为：开挖并清除可液化土层，选择防渗性能突出，强度较高的材料作为填料进行回填；对可液化土层进行分层振动压实；应用混凝土围墙对可液化土层进行封闭处理，限制液化土层流动性；对可液化土层设置砂桩或设置灰土桩，提高地基稳定性，防止其地基沉陷及滑移失稳。地基液化等级表如表1所示。

2.3 淤泥质软土地基处理技术

淤泥质软土地基主要为淤泥质土、腐泥、天然含水量高、抗剪强度低、承载力低、压缩性较大的土地基，多表现为流塑状态及软塑状态。淤泥质软土地基塑性较强，很容易产生压缩变形问题、膨胀问题，对地基上部建筑物稳定性构成较大影响。在水利水电工程施工中，其淤泥质软土排水较为困难，排除固结稳定性较差，一般其地基处理技术主要为：开挖清除淤泥质软土；设置砂垫层进行排水作业；设置矿井进行排水；采取抛石挤淤；设置桩基基础，或扩大建筑物地基基础；在施工过程中预留部分沉降量；应用板桩墙进行淤泥质软土封闭；采取镇压层法提高淤泥质软土地基稳定性。

2.4 软弱夹层地基处理技术

软弱夹层地基属于水利水电工程施工中常见的不良地基，其承载力较低，一般不大于50 KN/㎡，无法满足水利水电工程对地基安全性与稳定性的设计要求，为此，应采取处理措施提高其承载力及稳定性。软弱夹层地基处理技术主要为：其一，换土法。当地基淤土层厚度较低时，可以采取换土法将不能满足建筑设计施工要求的淤土层挖除，并选择水泥土、灰土、粗砂、沉井基础等进行地基处理；其二，排水固结法。排水固结法在解决软弱夹层地基沉降中应用较为广泛，其处理效果较好；其三，强夯法。根据地基处理要求，合理选择夯锤规格，设置夯锤起吊高度，通过强夯提高地基强度及承载力，强夯法在处理黄土、粉土、杂填土等地基时效果较好；其四，土工合成材料加筋加固法。土工合成材料加筋加固法的应用可以将荷载均匀分布于地基上，能够在一定程度上降低塑性剪切破坏，提高地基承载力及稳定性；其五，灌浆法。灌浆法属于处理软弱夹层不良地基的重要方法，是将水泥砂浆、粘土浆、化学浆材等混合并液化后注入到软弱夹层地基中，这些浆液其固化能力突出，可以有效加固地基。

在软弱夹层基础处理时，可以依据其软弱带倾角大小分为缓倾角软弱带与高中倾角软弱带，对缓倾角软弱带处理时，可以将其全部挖除并回填混凝土，设置穿越软弱带防滑齿墙，应用预应力锚固技术设置抗剪桩。在中高倾角软弱带处理时，可以设置混凝土梁，将其荷载传递给两侧岩体；如在坝肩出现软弱带，则需要进行预应力锚固或设置传力框架。endprint

2.5 深覆盖层地基处理技术

深覆盖层地基其厚度较大，在进行地基处理时采取全部开挖处理措施效益较低，深覆盖层其地基孔隙率较大，渗透性较强，容易产生渗漏问题与压缩变形问题，其抗滑稳定性较差。针对深覆盖层，其处理方法主要为：采取振动碾压法或强夯法压实地基表层；设置摩擦桩或设置沉重桩；应用高压喷射法构筑防渗结构；设置混凝土截水墙；对地基进行帷幕灌浆，提高地基稳定性。

2.6 膨胀土地基处理技术

膨胀土多是由亲水矿物所构成，在吸水后，膨胀土会出现膨胀，在失水后膨胀土会收缩。这种地基基础很容易引起水利水电工程建筑变形，引起建筑裂缝，不利于工程运行质量及效益。针对膨胀土，多采取挖除回填法进行处理，从而降低积水、冰冻对地基稳定性所产生的影响，确保土层含水量稳定性，如回填处理效果不佳，则应采取桩基施工，其桩基混凝土应穿越膨胀土层。

2.7 喀斯特地基处理技术

喀斯特地形属于我国南方较为常见的一种岩溶地貌，在水利水电工程施工中需要处理喀斯特地基。针对喀斯特地貌强度不均匀，透水性较强的地基时，可以采取设置截水墙或应用置换法进行处理，以提高喀斯特地基整体刚度；如在喀斯特地基中存在着洞穴或溶蚀管道，则容易在地基处理时出现不均匀沉降问题，可以通过回填混凝土，将溶洞封堵的措施进行处理。

2.8 坝基涌泉处理技术

坝基涌泉问题的存在对坝身稳定性产生着较大影响。在处理坝基涌泉时，多坚持封堵与排除并重的方法，如应用混凝土对涌泉进行封堵，当涌泉量较大时，可以通过引水入集水坑，并选择砾石进行回填，抽水后回填混凝土进行封堵作业，并进行回填灌浆；在涌泉位置设置逆止阀门，让涌泉向库内涌水。

3 水电站建筑不良地基处理技术的应用及效果分析

某水电站总装机容量为128×10 KW，其拦河大坝筑坝采取重力拱坝形式，坝高设计为178 m，坝顶海拔高度为2610 m，水库库容为247×108 ㎡，该水电站以发电为主，还发挥着防洪、灌溉、养殖、旅游等效益。该水电站施工所面临的地质条件十分复杂，不良地基问题较为突出。为切实保障该水利水电工程施工质量，综合分析地基类型，合理选择经济可行的地基处理方案，如在该水电站高边坡地基处理时应用预应岩锚固施工技术，在地基处理中针对淤泥质软土地基采取挖除措施，并设置桩基础，充分保障水电站地基施工质量。

实践证明，该水电站合理应用不良地基处理技术，提高了不良地基承载力与稳定性，满足了水利水电建筑施工对地基稳定性及抗滑安全系数等的要求，切实保障了水利水电工程建设稳步推进，结合实际就地取材，其经济效益较好。水电站建成投产后运行稳定性良好，通过地基监测发现地基沉降量均在可控范围内，保障了水利水电工程运行可靠性，其社会效益良好。

4 结语

在水利水电工程施工中，其面临着不良地基处理问题。不良地基其承载力及稳定性不足，无法满足水利水电工程建筑对地基稳定性及安全性要求。不同类型的不良地基，其对水利水电工程建筑影响不同，本文重点从强透水层、可液化层、淤泥质软土、软弱夹层、深覆盖层、膨胀土、喀斯特、坝基涌泉等方面对水利水电工程建设中不良地基基础的处理技术进行研究。结合某大型水电站，对水电站建筑不良地基处理技术的应用及效果分析。实践证明，结合水利水电工程实际情况，合理采取经济可行的不良地基处理技术，可以有效提高地基稳定性及承载力，满足建筑设计对地基的要求，实现其施工质量及运行效益。

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