水利水电工程设计中的地基处理技术实践与研究

刘必旺

(中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 410000)

0 引言

地基处理技术是水利工程施工的基础，决定着工程整体的施工质量，因此探讨、分析地基处理技术极为必要。当前阶段，水利水电施工要积极应用高新技术，在施工时结合施工方案规定的标准与要求，合理开展施工作业。其中，在处理地基时，施工单位要细致分析施工条件，明确施工环境的具体情况，选择最为合理的施工技术处理地基，以此达到最优效果，保障工程整体质量。此外，在处理地基前，施工单位要立足整体，严格开展准备工作，选择高素质、能力强的施工队伍。在施工验收阶段，相关部门需结合国家规范，严格开展质量验收工作，保障工程整体质量。只有这样，才能切实加强水利水电工程的附加值，实现经济效益最大化。

1 地基处理方法概述

处理方法即施工技术、管理流程。在水利水电工程项目中，地基处理方法包括多种项目，如施工技术、工程标准、管理要求等。其中，施工单位要结合项目要求引进施工设备、确定施工技术，在处理不同地基时，要合理有效的结合地基情况做出调整，保证地基结构稳定、坚固。此外，施工人员要保证地基的硬度与承载力，应着重考虑地基防潮性、防腐蚀性、抗冻性、承载力强等要素，以此为前提开展地基处理工作。

2 不良地基施工对水利水电工程的影响分析

与普通基础工程相比，水利水电工程的复杂性更强，对施工技术的要求更为严格。其原因在于，在建设水利水电工程时，其所处的地理位置不同，具有显著的多样化、复杂性特点，在施工中极易受到不良地质的影响，容易阻碍施工作业的推进、影响施工建设质量、不利于水利水电工程发挥其基本功能。其中，不良地基对水利工程施工作业的影响分两个方面：一是多数地基的地质问题较多，导致地基不具备良好的抗滑稳定性，存在一定的安全隐患，这是由于地基岩石结构面导致的，使其不具备良好的抗滑性能，且局部地基存在剪切破坏问题；二是地基在不同程度上存在渗漏量问题，部分地基的空隙过大，导致漏水问题严重，容易出现地基受损情况。

3 水利水电工程中主要的地基处理技术

开展水利工程地基施工时，施工单位要结合实际情况，分析应用哪类施工技术。其中，地基处理技术主要分为两种：一是不良地基施工技术，即浅土层施工技术、换填与强夯技术、淤泥特质软土层施工技术、软弱特质夹层施工技术；二是软土特质施工技术。在实际作业中，施工单位要结合地质情况与施工要求，针对性应用上述的施工技术，通过规范化操作、加强质量控制，在整体上加强水利工程的施工质量。下文分析了两类地基施工技术的主要内容。

3.1 不良地基施工处理技术

3.1.1 液化施工浅土层施工技术分析

在施工作业期间，施工人员会遇到浅土层地基。具体而言，浅土层包含较多的砂土与粉土，经过地下水的长期影响，砂土与粉土会呈现出饱和状态。当施工人员处理浅土层地基时，若未科学处理，就会在不同程度上影响地基的施工质量，如后期的地基沉降问题、地基结构受损、地基结构不平衡等。对此，施工单位在处理浅土层地基时，应针对性选择合理的施工处理方法，即液化施工浅土层处理技术。其中，施工人员需要借助挖土机挖出液化浅土层，随后准备防渗水填充型材料，将其回填到地基中。在填充防渗水材料时，施工人员需要将材料放在干化土层上，以此有效隔离液化层。

在完成填充工作后，施工人员应进行打桩处理，如砂桩施工等。期间，在进行打桩处理时，应利用混凝土加强桩体的稳固性。最后，在填充混凝土时，施工人员要进行振动及压实处理，通过此种方式，进一步加强混凝土施工质量，顺利完成浅土层施工作业。

3.1.2 换填及强夯施工技术分析

换填及强夯施工旨在加强地基的承载力，提高地基施工水平，保障水利工程的整体质量。具体而言，当施工人员挖掘地基土方时，针对其中的浅土淤泥，需要施工人员将其挖出后，及时进行换土回填处理，以此有效加强地基土层的透水性。同时，通过换土回填，能够重新改造地基施工结构，有助于地基施工质量的提升。

此外，在施工人员清理淤泥后，需要更换填土进行回填。其中，最为常见的填土分为四种：一是砂土；二是水泥；三是粗砂；四是灰土。通过这四类填土的应用，可以显著加强回填质量，能够加固地基。但需注意的是，尽管换土回填可以加强地基承载力与透水性能，但为了强化这一功能，施工人员需在回填后进行夯实处理。其中，施工人员要使用机械锤，对回填土进行夯实处理，以此保障地基的承载力更强。

3.1.3 土层施工技术分析

在施工过程中，针对淤泥特质软土层地基，施工单位需给予高度重视，严格处理此类型地基。其原因在于，淤泥中含有大量水分，长时间堆积会严重影响地基基础的抗压性能，甚至导致地基抗剪性下降，使地基底层内部存在大量孔隙。同时，淤泥堆积会影响施工凝结性，在不同程度上影响施工质量。对此，施工单位要明确淤泥软土层的缺点，在作业期间针对性应用施工技术加以处理，以此提升地基施工工程的稳定性。

在施工期间，施工人员要清理干净地基基础的淤泥，在清理后借助桩基夯实淤泥下层，使下层的稳定性更强。随后，施工人员要通过抛石施工排出其中的淤泥，或借助其他的机械设备完成此工作。最后，施工人员需要对地基底部进行封闭处理，可以采用板桩砌筑的方式，进一步加强地基底层的抗滑性能。

3.1.4 软弱特质夹层施工技术分析

在地基施工过程中，软弱特质夹层地基是常见的地基类型，这也是施工期间重要的地基处理问题，其难度更高。对此，施工人员在作业期间，要结合此特质的地基进行针对性处理，以此加强施工质量。当前阶段，针对软弱特质夹层地基的施工技术可分为四种：一是置换施工技术，即换土处理；二是振冲施工技术，需要借助振冲设备；三是灌浆施工技术，需要施工人员进行灌浆处理；四是硅化加固技术。在施工期间，前三种技术的应用最为常见。

其一，置换施工技术的本质，即更换原有土质，将地基内的软弱土质更换为新的土质。在实际操作中，施工人员需要注意判断软弱土质的深浅程度，若土质层较浅，则可以进行置换施工；若土质层较厚，则避免采用置换施工技术，以免花费过多的施工成本，不符合施工成本控制要求。同时，在置换施工时，施工人员需高度重视夯实处理环节，应明确规定夯实次数，以此加强夯实稳定性。

其二，在应用振冲施工技术时，需要施工单位准备振冲机械。针对振冲机械的构造而言，其包含上下两个水孔，在操作中需要施工人员将振冲设备放置到混凝土中，在设备的冲击力下，混凝土也会产生一定冲击力，随后实现基础成孔的效果。在完成此步骤后，施工人员需要将砂石填充到各个成孔内，最后进行夯实处理，以此巩固施工稳定性。

其三，应用灌浆施工技术，具体而言，需要施工人员处理黏土或水泥砂浆，转变砂浆性质，将其在液化状态下，灌注到软体地基与缝隙中，加强其稳定性。例如，针对软土地基进行灌浆处理时，施工人员需要布置单排孔。通常情况下，施工单位在灌注期间会设置三个孔进行作业，针对第一孔序，需要施工人员灌注处理三次，随后灌注第二孔序，二者之间轮流作业。最后，当灌浆灌注至坝顶周围时，施工人员需要进行第三孔序灌浆。通过此种方式，可以弥补第一、第二孔序作业时的缺陷，在整体上加强灌注质量。但需注意的是，施工人员应加强孔洞距离的控制，以此保证施工流程符合标准要求。

其四，硅化加固处理技术，也称作电动硅化法。通过硅化加固处理技术的应用，可以加强土壤颗粒的黏结性，减少颗粒中的缝隙。但硅化加固处理施工所需成本较高，且能源消耗巨大，因此相较于其他处理技术，硅化加固技术的应用次数较少[1]。

3.2 水利水电工程软土层地基工程处理技术

在处理软土层地基时，排水砂垫层法与土工结合施工技术较为常见。上文已分析了换土技术与强夯施工技术，而针对排水砂垫层法，需要施工人员应用到淤泥黏性土或泥炭土处理环节中。在实际操作中，施工人员应准备砂垫层材料，将其填充到软土地基中。在选择材料时，应结合实际预算，选择防渗水性能较好的砂垫层，将多余的水排出后，加强软土地基的强度。同时，为了避免回渗地下水的问题发生，施工人员需要在砂垫层上放置黏土层，以此强化施工效果。一般情况下，粗砂与卵石是主要应用的砂垫层材料，可以保证留有较大缝隙。在实际施工中，施工人员要结合相关要求，充分搅拌材料，在夯实底部分层后，做好排水槽预留，以此保证多余水分尽快排出。此外，土工合成技术也就是钢筋加固技术。通过钢筋加固，可以加强地基基础的稳定性，避免外力扩张，在整体上加强地基的承载性能。不仅如此，加筋技术的应用也比较常见。

其中，施工人员需要结合实际情况，在重点施工位置上增加钢筋，不断加强施工流程的规范性，确保地基更为稳固，加强其抗拉性能。并且同土层钢筋之间具有特殊摩擦力，通过加筋，可以进一步提升基础稳固力度，使地基的承载强度更大[2]。

4 水利水电工程地基施工要点分析

4.1 严格落实施工前期准备工作

在开展地基施工前，施工单位应做好征地工作，需结合实际情况，合理布置水电、通信及其他设施，保证后续作业稳定开展。同时，施工单位要结合施工标准、工作内容，合理组建施工队伍，明确划分施工职责、施工时间，包括施工物资采购、施工设备租赁等问题，应细致开展每一项工作，保证地基施工质量。

最后，施工单位应联合监理单位，严格管控、监督施工过程、作业环节，使监理单位指导施工队伍，高效应用地基处理技术，保证水利水电工程的地基施工质量[3]。

4.2 严格落实工程地质勘探工作

在前期准备工作中，地质勘探是其重要内容，勘探质量直接影响后续施工。具体而言，地质勘查即调查施工区域内的地质情况，结合遥感照片、水文地质检测报告等资料，测验岩石情况与周围土质。同时，地质勘探需要观测施工现场原型、进行岩体学试验，通过多项测试工作的开展，编制详细的勘查报告。

随后，施工单位需要结合此报告内容，分析实际的地质条件，在详细判断后，确定是否进行水利水电工程建设。此外，施工单位在施工期间，要结合建筑物的相关结构、实际要求、设计等，选择最为合理科学的地基处理技术，以此加强地基施工质量[4]。

4.3 结合实际情况选择施工技术

在建设水利水电工程前，施工单位要结合实际的水文地质条件，针对性选择合理的地基处理技术。只有结合工程区域内的地基情况，选择相应的地基处理技术制定施工方案，才能保障施工质量，对延长地基寿命、及时解决施工故障具有一定帮助。并且，施工单位要总结以往经验，确定需要注意的施工重点，在细致考察后，明确施工适用条件，加强工程项目质量。同时，施工单位要结合各个方案进行预算规划，应综合考虑施工所需机械、施工材料的成本，在综合分析各方因素后，制定出高效可行的施工方案，严格维护地基处理效果[5]。

4.4 加强工程后期技术维护工作

一般情况下，水利水电工程的施工周期较长、规模较大，涉及的施工人员较多，其施工整体需保持良好的连续性与专业性。其中，施工单位不仅要严格落实开凿、运行、检测工作，还需保证施工材料符合标准要求，在施工预算范围内。此外，施工单位要做好验收工作，结合施工要求评估地基处理流程，加强后期的技术维护工作，以此延长地基使用期限，保证水利水电工程顺利运行[6]。

最后，施工单位要全过程贯彻“可持续发展”理念，在施工时加强对生态环境的保护，避免地基处理技术在应用期间，对地下水造成严重污染。

5 结语

综上所述，施工单位要严格把控水利水电工程的施工质量。其中，施工单位要着重关注地基处理技术，加强地基处理技术的应用和探究，明确不良地基施工对水利工程整体的不利影响。同时，施工单位要结合施工情况，针对性应用各项地基处理技术，通过明确地基处理注意事项，加强施工质量把控，提升施工队伍素质水平，使施工作业流程更为科学、标准，符合施工基础要求，在根本上保障基础工程的施工质量，使水利工程更好地服务于国计民生。