水利水电工程设计中的地基处理技术分析

文艳萍

（新疆昌吉方汇水电设计有限公司，新疆 昌吉 831100）

现阶段，我国正处于高速发展时期，经济的快速发展，水利水电工程建设相关技术、工艺等随着新科技、新技术的不断出现，不断更新和完善。其中，作为水利工程重要部分，地基处理技术也在不断更新，提高建设施工效率与质量。

1 水利水电工程设计地基

1.1 常见地基类型

在水利水电工程施工中，常遇地形复杂、种类繁多的状况。在多数水利水电工程设计施工中，需要对地基进行处理，提高地基的承载力与稳定性[1]。目前，我国常见的地基类型主要有：可液化层、淤泥质土层、多年冻土等。

（1）可液化土层

当饱和状态下的沙土与粉土受到外力干扰，孔隙水压力将会上升，土层抗剪强度下降，甚至消失，即为可液化土层。若水利水电工程建在该种土层上，极易为工程建筑埋下质量隐患，工程质量难以保障，严重时，工程坍塌带来严重问题[2]。对此，必须采用地基处理技术，将可液化土层改造为适合工程建设的土层。

（2）淤泥质土层

淤泥质土层是因土层在静水与流水下沉积，经过物理、化学等的作用，最土层形成未固结的软弱细粒，是一种分布范围较广的特殊岩层，主要包含有两种：淤泥和淤泥质土。淤泥质土层是一种含水量较高，抗剪力强度较弱的一种土层，一旦土层受压较大，会导致水带动土层流动，使土层变形，最终影响地基上建筑工程的安全性[3]。目前，该种淤泥质土层多存在于土坝坝基等长期与水接触之地，稳定性较差。

（3）多年冻土

多年冻土土层多分布于我国北部地区，如：新疆、黑龙江、吉林等地，因长期处于低温地区，形成多年冻土。多年冻土承载力较大，符合水利水电设计对地基的需求，但是，多年冻土具有流变性。若在冻土上建设水利水电工程，在使用过程中，气温变化，水流冲击，极易导致冻土解冻，严重时，整个冻土地基崩溃，故在建设工程时，应首先确定其是否具有足够承载力。

1.2 选择地基的注意事项

在水利水电工程建设中，地基施工时重中之重。若地基处理不足，将直接影响工程质量。而在水利水电工程设计中，对于地基选择需要注意：①若地区地质恶劣，土石防滑结构不牢固，且承压较小，则不宜建设水利水电工程；②对于区域土质较软，且很难夯实，若建设工程，极易出现坍塌、沉积、变形等隐患，不适宜兴修水利水电工程；③在水利水电设计时，应选择透水性较好的地基，若透水性不强，极易影响导致地基积水过多，严重时，导致水利水电工程坍塌[4]。

2 水利水电工程设计中地基处理技术

在水利水电工程的地基处理中，不同地基类型应采用不同的处理技术，以此保障水利水电工程建设的顺利进行。目前，我国地基处理技术已经趋向成熟，并被广泛应用于工程建设中，常用的地基处理技术有四种。

2.1 换填与强夯技术

在水利水电工程工程建设中，换填与强夯技术是最常用最简便的地基处理技术，常被用于淤泥质土层等软土层，通过换填土层与外力作用打牢地基，提高地基承载力。若地质含有较薄的淤泥质层，为提高地基承载力，可直接采用换填技术，将淤泥、泥炭等软土挖掘运出场外，填入灰土、砂土、水泥等，提高土层透水性，重新组合软土地基，提高地基强度与承载力。为进一步提高地基质量，采用强夯技术，以外力极大的形式加固地基，提高地基稳定性，为水利水电工程质量奠定基础。

2.2 水泥粉煤灰碎石桩

水泥粉煤灰碎石桩是水利工程地基处理中使用广泛的一种技术。水泥粉煤灰碎石桩主要由水泥、粉煤灰、碎石组成，粘性较强。利用水泥粉煤灰碎石桩、褥垫层等组成复合地基后，工程对地基的压力将会均匀分布给水泥粉煤灰碎石桩、桩间土等，提高了地基承载力。水泥粉煤灰碎石桩技术具有成本低，渗水性强等特点，经水解、水化反应后，有效提高水泥粉煤灰碎石桩的抗剪力能力，适用于各种土层，在承压之后，其密度会有所上升，提高其受力能力。

2.3 预压技术

预压技术主要包含有以下三种：真空预压技术、堆载预压技术、降水技术。其中，真空预压技术是在即将处理的地基表面铺设塑料薄膜，隔绝地基与外界空气的接触，利用真空泵针抽取地基内的空气与水分，提高土层的密实度，提高地基承载力。在地基处理中，为达到更高效果，可利用塑料排水板代替塑料薄膜，当地基预处理面积较大时，可将地基划分为几块进行处理；堆载预压技术是通过准确计算，在预处理的地基上堆载相应的预压物，提高地基承载力，若预见超软土基，利用轻型机械处理地基，提高地基承载力，避免使用重型机械，直接破坏地基；降水技术是采用先进技术，降低地下水位，提高地基承载力与稳定性。

2.4 强透水层防渗处理技术

强透水层防渗处理技术主要是在强透水层清除完毕之后，采用混凝土、粘土等进行回填，利用混凝土、水泥等在地基四周建设防渗墙，以此达到防渗，节约水资源的目的。以某座水库为例，当水库出现渗漏问题，经相关设计人员设计，将渗透通道挖断截渗，并将上游坝坡防渗斜墙延伸至砂层下1 m，延伸至不透水层下1 m，与坝体防渗土工膜紧密相连，经过强透水层防渗处理之后，有效提高了其的防渗能力，至今，该水库未出现过渗水现象，水库运行良好，节水能力强。

3 地基设计的注意事项

3.1 加强地质勘测

地质勘测的准确性与详细是保障地基处理技术设计可行性的关键。若地质勘测不严谨，勘测数据存在错误，当设计依照此数据设计水利水电工程时，直接导致工程设计与实际工程不符。因此，选择专业性较强的勘测人员对施工区域进行勘测，并上传遥感图片、水文条件、地质条件等详细数据，以此完善地基处理的每一步骤，提高地基处理技术的合理性，提高地基承载力，保障水利水电工程的设计可行性[5]。

3.2 注意特殊地基的勘察

在勘察黄土湿陷性地基时，勘查人员应结合水利水电工程特点与设计要求，向设计人员提供地层时代与成因，黄土层厚度，湿陷系数、湿陷压力变化系数、变形参数、承载力，有效提高水利水电工程设计的可行性。在勘察砂土等液化地基时，为减少液化，应采用换土、砂桩挤压等，通过原位测试判断砂土液化，掌握土层层位与厚度，合理选择地基处理技术。

3.3 地基设计的要求

在水利水电工程设计中，地基设计的可行性不仅关系着工程的顺利进行，更关系着其他分工程设计的有效性。在地基设计中，为选择合理的地基处理技术，应注重扩展基础计算，通过前期勘查的地基承载力与变形计算，计算基础底面积，再利用剪切与冲压等计算并确定变阶高度与基础高度；最后确定底板抗弯能力。有效提高地基设计科学性，以此选择更适当的地基处理技术。

4 总结

在水利水电工程设计中，地基类型较多，如：可液化层、淤泥质土层、多年冻土等，地基的选择直接影响了我国水利水电工程建设质量。地基处理技术，根据地基类型的不同，合理选择换填与强夯技术、水泥粉煤灰碎石桩、预压技术、强透水层防渗处理技术等，提高地基承载力与稳定性，保障工程质量。另外，在工程设计中，还应加强地质勘测，注意特殊地基的勘察和地基设计要求等，提高水利水电工程设计的可行性。地基处理技术直接影响水利水电工程质量，对提高我国水利水电建设发展意义重大。