水利工程地基处理关键技术分析

蔡舒平

摘要：近年来，我国的水利工程建设有了很大进展，在水利工程中，地基处理是非常重要的一项内容。水利工程中地基的稳固性，会对水利工程的整体施工质量造成影响，运用科学的方法对地基施工，可以有效加强水利工程的稳定性。本文阐述了水利工程地基施工概述，分析了水利工程施工中地基处理技术的运用。

关键词：水利工程；地基处理；建筑物；土质结构

地基是水利工程的基础性工程施工项目，其重要性需要引起工程项目管理人员和施工团队的高度重视，很多水利工程正是因为没有特别注重地基的科学处理方法，也没有严格按照技术流程以及程序来进行施工，就造成了很多结构性缺陷和质量病害，在处理地基病害问题时也没有合理的应用相应的处理技术。我们在分析和探讨这类问题时，应该着重从技术方法和手段的角度出发，探寻正确的技术应用模式，根据施工需求来规划合理的施工策略。

1水利工程地基施工概述

水利工程的地基承担着整个水利工程的重量，对水利工程地基的施工是整个工程施工的重要部分。需要在水利工程中运用地基处理技术，较有效地解决水利工程建筑缺乏稳固性的难题，还可以有效减小液化问题，避免建筑渗漏，防止水利工程开裂与变形。首先，需要对软土地基的问题进行处理。通常在进行水利工程地基施工时，很容易出现压缩性较强并且强度较低的软土地基层。这样的地基层土质含水量高，而且有很多的孔隙。在排水方面会受到较大的限制，而且地基的孔隙较多，容易使水利工程建筑出现渗漏和开裂的情况。因此施工中尽可能处理好特殊土地基难题，是保障水利工程的地基施工质量的关键环节，是促进整个水利工程的施工效率和质量的前提。

2地基处理对于水利施工的重要性

通过大量水利工程建设的实际经验可以得出，软土地基属于一种较为常见的地质现象。软土地基具有坚固性和稳定性差的特点，很难承受整体建筑的重力，进而引发建筑物出现倾斜、坍塌等现象。这种现象会影响水利工程的整体质量和性能，导致其寿命缩短。尤其对于一些气候较为湿润、雨水较多的地区，软土地基会吸收大量的水分，导致地基的性能降低，致使土地的适应能力降低，无法达到施工条件要求。因此，水利工程要结合实际情况，因地制宜，充分了解施工地区的地质和水文情况，然后根据水利项目要求和工程的特点因地制宜的制定科学、合理的建设方案，有效地提升软土地基结构的强度和承载能力，才能防范由于软土层自身问题和缺陷而造成的施工问题。综上所述，地基处理在水利工程建设中非常重要，它是保证整体工程质量的最基础环节。

3水利工程施工中地基处理技术的运用

所谓的地基处理施工技术方法，就是通过长期的工程建设工作中，工程人员根据施工需求，结合已经出现的一些地基病害问题而逐渐总结出来的，得到了实践工作的检验和印证，确实能够发挥功效的科学施工技术方法。地基的处理方式有多种，在实际施工中到底应该选择何种方法是根据实际问题的表现来进行选取的，笔者在本文段中列举的处理技术方法，是当前施工中经常使用的，也是较为实用的技术方法，希望通过笔者对其技术内容和应用模式的论述，能够为地基处理工作提供一些可行的建议，进而提高施工质量，避免质量病害的发生。

3.1水利工程地基处理施工准备工作

地基进行处理需要两个方面。较浅的基础施工：一般都是采用从线到面的方式，首先做出一条有分割作用的清晰的线路，做到对施工的整体范围有基本的了解、认识；其次施工面积逐渐扩大，水位下降以及适当增加排水系统的问题都是施工时应考虑到的，施工方式要结合施工地点的地质条件进行确认，寻求最合适的保护建筑结构的施工方法，并对其进行合理有效的预防。因为所有的建筑物都需要地基对其进行有效支撑，所以对地基的强度和面积的要求相对比较高，在施工时对地基基础的考察要做到全面详细，考察内容要做到以下几个方面：地基是否能够有效的抵抗化学腐蚀；地基的耐久韧性是否强；地基是否具备良好的抗水侵蚀性；地基是否具备一定的抗低温能力。

3.2强夯法

在水利工程的施工中运用强夯法可以有效提升地基的承载力，尽可能降低地基出现变形的概率。大多数情况下会通过把夯锤吊起到三十米左右的高度后，让其进行自由坠落，在落下时可以有效实施对地基的夯实效果。这个方法针对一些淤泥类型的地基或是厚度不大的淤泥地基比较合适，例如粉土地基、黄土地基、滨海沉积层、河流冲积层等，运用强夯法可以实现水利工程施工中夯实地基，达到稳定地基的目的。

3.3排水砂垫层法

除了软土这种土层带来的问题，其他类型的土层性质也会对地基处理造成很大的影响。淤泥或者黏土层的存在也需要引起施工人员的密切关注，由于这种土壤颇为粘稠，极易流动，一遇到压力就会发生移动。而在实际施工中遇到这类土层的时候，施工人员一般会将其内部多余的水分排出，然后加入适量的砂土等材料进行填充，以此来改变土层的性能指标状态，以满足地基施工对于强度和承载能力等性能指标的具体要求。此种技术方法具有很强的针对性，而且效果较为显著，其应用方法的概念也较为简单，在当前水利地基施工处理工作中应用较为广泛和普遍。其关键就在于将粘土中多余的水分有效地排出，并且要合理的选用砂石以及砂土材料，要对材料本身的性能和质量状况进行严格的检测和检验，合格后方能进入施工现场进行填埋，其中还要重点关注砂土材料掺入的比例，不可过量填充，以免引发新的质量问题，对正常的施工进度造成不良影响。可见，这种地基处理方法能够起到关键性的作用，施工人员应学会并掌握其应用程序和技术流程，全力确保工程地基施工顺利开展。

3.4换填法

所谓的换填法是根据软土地基進行土壤替换的一种先进的技术，这种方法是处理软土地质中较为简单和常用的一种。在进行换填法过程中，根据施工需求来选择适合的土壤，来替换原来的的软土地质。施工过程中要借用大型机械设备把地基空间内的所有软土都挖出来，然后根据实际工程要求和标准，选用适合施工需求的土质来填充原来的区域，使用大型设备逐层夯实填充好的土质，来保证地基的稳定性。等施工结束以后，进行检测验收，达到合格标准才能进行水利工程建设，地基处理是整体工程的基础。水利工程的地基强度和承受能力要求较高，因此，在建设的时候要选择适合的填充材料。一般来说，都使用的是粗砂、碎石以及卵石。填充施工环节要根据不同的材料的特征来进行分层夯填。保证总体结构的强度符合承载力的要求。

3.5旋喷法

处理软土地基我们不仅可以加固土层，还可以使用旋喷法，来处理软粘土和细砂石。它的主要原理是通过使用旋喷机，会产生旋喷柱，从而对软土地基进行加固和防渗透处理。其中旋喷柱是由高压喷发的水泥浆液和土体组成，通过这样的处理，软土地基的强度和防渗透性都会得到增强。但是这种方法并不适用于所有的水利工程软土地基的处理中，处理有机成分含量高的软土地基就不能用这种方法。水利工程施工中软土地基有很多种处理方法，像桩基法，加载预压法，换填法，旋喷法等，每一种方法都是为了更好的保证工程的质量，保护人民的生命财产安全。在施工过程中，工作人员应该根据当地的实际情况，选择使用那种方法来处理软土地基。

3.6预压砂井法

在水利工程施工中运用预压砂井法，可以在加压系统和排水系统结合工作下，有效地将地基孔隙中的存水排出，加强地基的有效应力，让地基可以真正变为硬化固结的效果。大多数情况下，都是事先将加固区域中的植物和地表土层给清除掉，接着在地基上面铺设砂垫层。把塑料材质的排水板插进砂垫层里后，将水管横向的设置，这样可以方便随时改进地基的排水环境。在砂垫层上面铺上密封膜，接着运用真空泵将地基气压从密封膜中抽出来，需要地基的气压大于八十千帕。运用这样的方法加固施工地基时，抽取的真空范围非常有限，并且需要耗费较长的时间，所以这个方法比较适合在施工周期短的水利工程中运用，用于标准较高的淤泥层地基处理工作。

3.7加载法

加载法就是对地基进行过量的荷载压力，从而加快地基的下沉，然后再进行填压，避免后期填压不实还有下沉的可能，该处理技术主要是通过增加压力降低土壤中的水分来减少土壤的间隙，提高土壤的整体抗压能力。其主要原理包括以下两个方面：大气加压法：在水利工程建设的过程中设置竖井来降低土壤中的水分，再利用空气压力的方法对土壤进行加压；预压加载法：对稳定的软土层进行增加荷压来对土壤层所能承受压力进行检测和加固。

3.8化学固结法

化学固结法是指利用化学材料填充地基，使其强度增加，保证软土地基的整体处理效果，其具体内容如下：灌浆：利用化学原理在土地中添加石灰石使其与软土地中其他物質进行反应增加软土的强度；高分子合成材料填充：高分子合成材料是一种人工合成的化学材料，利用高分子材料对软土地基进行填充，增加软土地基的韧性；硅化加固：硅化加固的主要原理使硅酸钠和氯化钙反应后的效果将其软土黏合在一起，生成新的化学物质，使其土层硬度增加，承载力也同时增加，提高水利工程的质量。

4结语

综上所述，水利工程大多以长周期和规模庞大为主要特点，虽然有的水利工程规模上比较小，但是其复杂程度也是非常高的，其中非常关键的一个施工项目就是地基施工和相应的处理作业。地基是工程的基础保障，一旦地基内部结构体系中出现了质量病害，就会波及水利大坝等主体结构工程，造成更为严重的安全风险和隐患，不仅会威胁到施工人员的安全，也会在投入使用后发生诸多不安全的因素，引发安全事故。为此，施工人员要总结经验，掌握多种地基的处理方式和技术手段，面对问题要具体问题具体分析，不能脱离施工环境要素和实际需求，仅凭经验来处理地基施工项目中遇到的质量问题，从而明确各种处理技术的科学应用方法，将其功能作用在实际施工工作中完全发挥出来，也是为了有效减少返工的次数，确保施工的顺利开展和推进，也能够相应降低施工的成本和整个工程的造价。

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（作者单位：河南省南水北调中线工程建设管理局）