探究水利水电工程施工中不良地基处理技术

程晋民

中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州 450000

1 水利水电工程施工中不良地基的危害

1.1 造成土坡失稳

如果在工程施工过程中出现土坡失稳现象，就会带来极大的安全隐患。不良地基很容易导致土坡失稳问题，当土坡原本的平衡性出现偏差时，外力会冲击土坡的内部结构，从而改变其内部结构，导致土坡某一部位沿着一定的方向向下移动或者向外移动，从而破坏土坡的整体稳定性，造成土坡失稳。

1.2 降低地基承载力

要实现水利水电工程施工工作的顺利开展，地基的承载力是关键。地基承载力就是地基能够接受的上部建筑物对地基施加的压力，而且不破坏其自身内部结构。不良地基会导致地基承载力大大下降，这是由于不良地基土降低了地基承载力数值，导致地基不能承受上部建筑物施加的压力，破坏了地基内部的建立平衡，导致地基坍塌。在这种情况下，继续施工很容易造成上部建筑物倾斜或倒塌，甚至引发严重的意外事故。

1.3 导致地基沉降

不良地基的另一主要危害就是导致地基沉降。地基沉降的影响因素多种多样，其中地基土不符合施工标准是造成地基沉降最主要的原因。在地基土的影响下，地基内部结构缺乏必要的稳定性，从而无法承担上部建筑物施加的荷载力，从而导致地基沉降。在水利水电工程施工过程中，地基沉降会使得施工风险大大增加，甚至对施工人员的生命财产安全造成严重威胁[2]。

2 水利水电工程施工中不良地基处理方法与常见不良地基处理措施

2.1 不良地基处理方法

2.1.1 排水固结法

排水系统和加压系统是排水固结法的主要组成部分。一般来说，在较厚的饱和软粘土地基上使用排水固结法较为合适，但是首先要对其进行预压。堆载预压法、井点降水法、真空预压法、塑料排水板、砂井预压法、袋装砂井法、静动力排水固结法属于比较常见的加固方法。

2.1.2 置换法

置换法就是挖出不良地基表层土，然后使用压实性较强的土进行回填，最后进行压实或夯实，以此实现地基承载力、抗变形性和稳定性的有效提升。在软弱粘土地基上使用置换法效果较好。然而，如果软土地基的排水抗剪强度小于20kPa时，应谨慎使用碎石桩。振冲置换法、碎石桩法、石灰桩法、强夯法和水泥粉煤灰碎石桩法是常见的加固方法。

2.1.3 振密、挤密法

这种方式就是利用振动和挤压的方式，减小不良地基土体内部空隙，以此提升地基强度。一般来说，在处理砂性土、粉土和部分粘性土时，这种方法比较常见。表层压实法、振动挤密法、砂桩法、强夯法、重锤夯实法以及爆破法是主要的加固方法。

2.1.4 化学加固法

将含有特殊物质的化学浆液灌注到不良地基内部，以此实现土粒的胶结。同时，在提升土体承载能力、降低沉降速度方面，还要通过化学反应或者机械搅拌进行。砂性土、粘性土以及湿陷性黄土使用化学加固法较为合适，特别是对深覆盖层地基进行处理。注浆法、深层搅拌法、高压旋喷法等属于主要的加固方式[3]。

2.2 常见不良地基处理分析

2.2.1 淤泥质软土处理

淤泥质土、泥碳和腐泥等都属于淤泥质软土，其主要特征为：承载力低、压缩性强且抗剪强度低。除此之外，淤泥质软土还具有含水量高的特性，因此大多处于软塑、流塑状态，并且因其质软，很容易出现侧向膨胀、滑移、挤出以及高压缩变形等情况，这对于上部建筑物的稳定性有着极为不利的影响。土坝坝基的淤泥质软土长期处于稳定性较差的状况，并且很难排出内部水分。因此，在处理淤泥质软土时，一般采取以下方式：利用砂层进行置换，或使用砂层垫进行排水；对淤泥质软土地基进行开挖，清除淤泥；抛石挤淤；使用砂井排出水分；对建筑物地基进行扩大，或者使用桩基进行处理；对上部建筑物加荷速度进行控制，排出地基水分，使其固结；使用反压护堤平台等镇压层法；在地基底部进行侧向填砂填石，或使用板桩墙进行封闭处理；对于该不良地基沉陷量进行预留。

2.2.2 深覆盖层处理

当地基由于河流冲积或其他原因形成厚度较大的冲积对基层时，就会出现深覆盖层不良地基。这类地基具备以下特征：土体松散、孔隙率高且渗透性较强，很难对其进行彻底的开挖与清除；容易产生压缩、变形和渗漏问题，有时深覆盖层内部会夹带软弱夹层，导致其抗滑性和稳定性下降。在处理深覆盖层时，一般采取以下方式：利用固结灌浆和帷幕灌浆等方式对其进行灌浆处理；采取强夯法、振动夯实法等对其土体表层进行压实、夯实处理；坝前铺盖防渗；进行混凝土截水墙的设置，或者利用高压喷射灌浆进行防渗墙的构建；对地基进行扩大处理。

2.2.3 坝基涌泉处理

坝基涌泉主要来源于松散土层、基岩裂隙和喀斯特地貌，坝基涌泉会影响坝身的稳定性，或者破坏土坝的涌流，在很大程度上增加了混凝土浇筑难度，甚至形成漏水通道。因此，做好坝基涌泉的处理工作十分重要。一般来说，坝基涌泉的处理方式主要包括：利用混凝土对基岩涌泉进行封堵处理，对于涌泉量较大的区域，可以将水集中引入集水池，进行灌浆管道的预埋工作并将砂石回填其中。在抽水之后开展回填混凝土封堵工作，然后再进行回填灌浆，最后将粘土铺筑在混凝土盖顶上，作为土坝的基础；在涌泉出口位置进行活动制止阀门的安装，使得水流向库内涌入，避免库水流失。

2.2.4 强透水层的防渗处理

刚性坝基砂、砾石和卵石都属于强透水层，通常利用开挖清除的方式对其进行处理。土坝基砂、砾石和卵石具有较强的透水性，其扬压力较大，不仅对于建筑物的稳定性有着十分不利的影响，而且会造成水量的损失、形成管涌，必须对其进行防渗处理。强透水层的防渗处理措施为：首先开挖清除强透水层的基砂、砾石和卵石，然后使用混凝土或粘土进行回填，构筑截水墙；利用混凝土或粘土进行回填，可以形成防渗墙；采取高压喷射灌浆法进行水泥防渗墙的构筑；对渗径进行延长处理并做好反滤层的设置工作。

2.2.5 对可液化土层的处理

可液化土层就是少粘性土层或者是无粘性土层在振动力或静力的作用下，土体孔隙内部水压升高，导致其抗剪强度立刻消失。可液化土层会造成地基沉陷、滑移失稳，威胁上部建筑物的安全性与稳定性。对可液化土层的处理措施为：开挖清除可液化土层，使用强度高、防渗性能良好的材料进行回填；对可液化土层进行压实，包括振密法和挤密法；利用混凝土围墙将可液化土层周围进行封闭处理，防止土层流动；使用灰土桩或者砂桩对可液化土层进行贯穿处理，或者进行砂井的设置。

2.2.6 对软弱夹层基础地质的处理

（1）对缓倾角软弱带的处理。开挖清除软弱带，将混凝土回填其中。当上盘岩体较为坚硬、完整度较高时，全部开挖会导致工程量大大增加，在这种情况下，可以使用竖井或平硐清除回填混凝土或软弱带钢筋混凝土，并做好固结灌浆回填工作；将防滑齿墙在软弱带内部进行贯穿处理，利用高压喷射清除软弱物质，将砂浆、混凝土回填其中或者使用灌浆法。在进行软弱带的穿越时，首先要进行预应力锚固，将钢筋混凝土抗剪键沿软弱带设置。

（2）对高倾角软弱带的处理。挖出软弱带的回填混凝土并将其做成混凝土塞。通常来说，软弱带的开挖深度是其宽度的1～1.5倍，开挖两侧的坡比为1∶1～1∶0.5。当软弱带较宽且土质疏松时，可以通过混凝土拱或混凝土梁向两侧完整岩体传递上部荷载。在处理土坝坝基的软弱带时，为了防止渗流冲刷坝身填土，可以清除其部分软弱带，然后使用粘土或混凝土进行回填，以此形成阻水盖板。

3 结语

综上所述，地基处理是水利水电工程施工的基础工作，特别是不良地基处理，如果没有做好不良地基的处理工作，工程的整体质量都得不到有效保障。不良地基的处理方式多种多样，施工人员应当结合施工区域的实际情况和工程特点，选择最为合适的处理方式。最大化地避免其对工程建设的危害，以此实现水利水电工程施工质量的整体提升，确保工程安全、稳定、高效运行。

[1] 张晓明，邱文钰，宋林中. 水利水电工程施工中有关不良地基处理技术[J]. 黑龙江科技信息，2014（20）：239.

[2] 曹昕歌. 水利水电基础工程施工中不良地基的处理新技术[J].科技创新与应用，2014（36）：202.

[3] 张彬，万小莉. 水利水电工程施工中有关不良地基处理技术[J]. 科技创新与应用，2014（12）：140.