水利水電工程中不良地基的基礎(chǔ)處理方法

李梁

【摘 要】 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，國(guó)家對(duì)水電工程建設(shè)的投資也越來越大以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求。而在水利水電工程的實(shí)際建設(shè)工作中，不良地基的出現(xiàn)概率較高，無法滿足建筑物的施工要求。為減少不良地基對(duì)水利水電工程建設(shè)的影響，筆者將本文命名為《水利水電工程中不良地基的基礎(chǔ)處理方法》，綜合自身的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，從不良地基對(duì)水利水利工程的影響，不良地基的基礎(chǔ)方法以及不良地基處理時(shí)的注意事項(xiàng)等三個(gè)方面對(duì)水利水電工程中不良地質(zhì)的處理方法進(jìn)行了研究，旨在加強(qiáng)與同行的交流，促進(jìn)我國(guó)水利水電工程建設(shè)事業(yè)的高速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 水利水電工程；不良地基；基礎(chǔ)處理；方法

在我國(guó)水利水電工程建設(shè)中，不良地基的處理方法很多，主要根據(jù)以下兩個(gè)因素來選擇：一是不良地基對(duì)水利水電工程建筑物的影響程度；二是水利水電工程建筑物對(duì)地基基礎(chǔ)強(qiáng)度的需求。下面是水利水電工程中不良地基基礎(chǔ)處理方法的主要分析：

1.不良地基對(duì)我國(guó)水利水電工程建設(shè)的影響

通常情況下，那些具有天然缺陷且無法滿足建筑物穩(wěn)定需求的地基都被統(tǒng)稱為不良地基或軟弱地基，其對(duì)水利水電工程建筑物的建設(shè)有重要影響，主要包括以下四個(gè)表現(xiàn)：

1.1 不良地基的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)比水利水電工程建筑物設(shè)計(jì)的規(guī)定值偏小

出現(xiàn)這種情況的原因大多是由于巖石和巖石，巖石和混凝土或地質(zhì)中比較不穩(wěn)定的節(jié)理裂隙帶、破碎帶、溶蝕帶、斷層帶、古風(fēng)化殼等結(jié)構(gòu)面的抗壓強(qiáng)度低，導(dǎo)致地質(zhì)在一定程度上已經(jīng)發(fā)生破壞，無法滿足上方建筑物的抗滑穩(wěn)定要求。

1.2 不良地基的水力坡降或滲漏量比實(shí)際容許值偏高

出現(xiàn)這種情況的原因主要是該地基的松散砂的孔隙率較大，或存在較強(qiáng)的透水帶比如喀斯特滲漏帶、卵礫石層、強(qiáng)裂隙透水層和構(gòu)造破碎帶等等，使得地基揚(yáng)壓力超限被破壞，出現(xiàn)水庫漏失、軟弱透水層發(fā)生管涌等情況，無法滿足建筑物的對(duì)地基的建設(shè)需求。此外，還有不良地基的沉降量不均勻或者沉降量過大，容易導(dǎo)致上部建筑物變形及被破壞，以及不良地基含有遇震容易液化的無粘性粉細(xì)砂層，無法保證建筑物的穩(wěn)定性，還可能因?yàn)檎鹣菔菇ㄖ锸艿狡茐腫1]。

2.水利水電工程建設(shè)中不良地基的基本處理方法

水利水電工程建設(shè)中不良地基的基本處理方法主要有以下六種，其目的是保證上部建筑物的安全和穩(wěn)定。

2.1 處理壩基涌泉的方法分析

壩基涌泉在喀斯特管道中最為常見，會(huì)在一定程度加大混凝土澆筑工作的困難，對(duì)土壩的管涌流土造成破壞從而導(dǎo)致塔身不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)漏水通道。壩基涌泉處理的一般原則為：根據(jù)實(shí)際情況，能堵先堵，能排就排。

常用方法如下：（首先利用混凝土對(duì)涌水量較小的基巖涌泉進(jìn)行封堵，如果涌泉水量過大，則必須將水引至集水坑，通過回填礫石、預(yù)先填埋灌漿管、抽水、回填混凝土、回填灌漿的方法完成涌泉封堵工作。封堵工作完成后，還應(yīng)該用混凝土進(jìn)行蓋頂并鋪筑粘土，以保證土壩基礎(chǔ)的穩(wěn)固性，符合建筑物建設(shè)需求。（在涌泉的出口處設(shè)置活動(dòng)逆止閥門，阻止庫水漏失。

2.2 深覆蓋層處理

不良地基的深覆蓋層大多土質(zhì)松散、滲透性強(qiáng)、抗滑穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生滲漏變形情況。由于覆蓋堆積層厚度較大，常用全部挖除的方法并不可是，所以應(yīng)該使用以下方法對(duì)其進(jìn)行處理：（采用強(qiáng)夯法對(duì)地基土體表層進(jìn)行壓實(shí)（通過固結(jié)灌漿、帷幕灌漿的方法加強(qiáng)地基深覆蓋層的穩(wěn)定性（利用高壓噴射灌漿為地基構(gòu)筑防滲墻，或者通過建設(shè)混凝土截水墻的減少滲透率①進(jìn)行壩前鋪蓋防滲。②使用摩擦樁或沉重樁。③擴(kuò)大地基的基礎(chǔ)[2]。

2.3 強(qiáng)透水層的防滲處理

剛性壩基砂、卵、礫石層是地基強(qiáng)透水層的代表，通常表現(xiàn)為透水強(qiáng)烈、導(dǎo)致?lián)p失大量水量，容易發(fā)生管涌，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性有嚴(yán)重危害。主要處理方法是注意防滲，先將透水層砂、卵、礫石等挖除再回填混凝土建筑截水墻，同時(shí)使用沖擊鉆在截水墻上進(jìn)行大口徑造孔，并用高壓噴射灌漿方法回填混凝土形成形成防滲墻，最后進(jìn)行壩前鋪蓋防滲工作。注意在帷幕后加強(qiáng)排水減壓，安裝反濾層。

2.4 可液化土層的處理

地基土的承載能力主要來自土的抗剪強(qiáng)度。而可液化土層中的砂土或粉土在受到振動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)孔隙水壓力上升，土中的有效應(yīng)力減小，土的抗剪強(qiáng)度降低的情況，等振動(dòng)到一定程度時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，土中有效應(yīng)力完全消失，土的抗剪強(qiáng)度為零。土變成了可流動(dòng)的水土混合物，此即為液化。土層的液化會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)冒水噴砂，地基下陷，建筑物產(chǎn)生巨大沉降和嚴(yán)重傾斜，甚至失穩(wěn)等危害。常用的處理方法是：（把原有的可液化土層挖除，為地基填充高強(qiáng)度和高防滲性的材料。（通過振沖擠密、分層振動(dòng)的方式對(duì)地基進(jìn)行壓實(shí)。（在液化土層周圍建筑混凝土圍墻進(jìn)行封閉。穿過可液化土層設(shè)置砂樁、灰土樁、砂井。

2.5 淤泥質(zhì)軟土的處理

淤泥質(zhì)軟土的含水量極高且承受力和抗剪強(qiáng)度都很低，還具有很強(qiáng)的壓縮性，對(duì)上部建筑物的穩(wěn)定有很大的影響，主要包括淤泥質(zhì)土、腐泥、泥炭等等。同時(shí)，土壩壩基的淤泥質(zhì)軟土排水十分困難，穩(wěn)定性差。一般的處理辦法方法有：（挖除淤泥質(zhì)軟土（為砂墊層進(jìn)行排水工作，或者置換置換砂層（設(shè)置砂井加強(qiáng)排水①加入石材，提高地基穩(wěn)固性②控制加荷速率③使用樁基④預(yù)留足夠的沉陷量⑤采用鎮(zhèn)壓層法[2]。

2.6 軟弱夾層基礎(chǔ)的處理

地基基礎(chǔ)軟弱帶主要有高中傾角軟弱帶和緩傾角軟弱帶兩種。根據(jù)其傾角大小的不同，它們對(duì)上部建筑物所造成的影響也不同，相應(yīng)的處理的方法同樣有所差別。

2.6.1 關(guān)于高傾角軟弱帶的處理方法

首先挖除高傾角軟弱帶，再利用混凝土或粘土回填，做成混凝土塞，形成阻水蓋板。注意（當(dāng)高傾角軟弱帶位于拱壩壩肩的時(shí)候，必須設(shè)置混凝土傳力墻或者傳力框架，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨固；（當(dāng)高傾角軟弱帶位于重力壩破碎巖體壩肩的時(shí)候，如果破碎巖體自身的穩(wěn)定性足夠，也可以考慮在破碎巖體中設(shè)置混凝土防滲墻。

2.6.2 關(guān)于緩傾角軟弱帶的處理方法

先把軟弱帶挖除干凈再進(jìn)行混凝土回填工作。如果上盤巖體比較完整而且堅(jiān)硬性度較高，加上全部的軟弱帶挖除工作量過大，可以通過平硐或豎井來挖除軟弱帶，并回填剛勁混凝土和回填固結(jié)灌漿。設(shè)置防滑齒墻穿過軟弱帶時(shí)，必須保證預(yù)應(yīng)力錨固[3]。

3.不良地基處理注意事項(xiàng)

在水利水電建筑工程中，每種建筑物對(duì)所需的地基標(biāo)準(zhǔn)基本不同，所以必須根據(jù)不良地質(zhì)因素對(duì)建筑物的影響程度的差別來選擇正確的處理方法，通常情況下，在不良基地的處理上必須注意下面幾點(diǎn)：

一是在對(duì)不良地基處理方法的選擇前，要求認(rèn)真、仔細(xì)、全面了解相關(guān)的地基勘察資料，從總體上對(duì)施工地基進(jìn)行整體分析，精準(zhǔn)確定不良地質(zhì)現(xiàn)象的規(guī)模、發(fā)生部位和主要特性。

二是參考總結(jié)過去的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)所采用的材料等要注意準(zhǔn)確性，并對(duì)擬采用方法的適用條件、基本作用和具體的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查研究。

三是掌握所有的不良地基處理方法都有其適用的使用范圍和局限性，應(yīng)該綜合考慮不同方法的配合使用。

四是堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，阻止對(duì)地基的不恰當(dāng)處理導(dǎo)致污染對(duì)地面水或地下水。

五是完成不良地基的處理工作后，必須馬上建立相關(guān)的工程技術(shù)檔案，并對(duì)處理的效果進(jìn)行及時(shí)檢驗(yàn)[4]。

4.總結(jié)

總之，對(duì)水利水電工程中不良地基的處理方法的探析有重要意義。在水利水電工程建設(shè)中，各種地基的不確定因素多，處理復(fù)雜，通過本文對(duì)不良地基問題的處理方法的介紹，旨在促進(jìn)同行對(duì)不良地基的處理方法的思考，促進(jìn)水利水電工程建設(shè)中不良地基處理水平的提高，加快我國(guó)的水利水電工程建設(shè)速度。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉書江.水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)處理方法研究[J].價(jià)值工程，2010，（04）：222

[2] 陶忠平.水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)處理方法研究[J].水利水電技術(shù)，2007，（12）：27-29

[3] 謝永強(qiáng).不良基礎(chǔ)在水利水電工程中的影響及處理方法[J].今日科苑，2008，（22）：75

[4] 呂燕枚.中小型水利水電工程不良地基常用處理方法[J].赤峰教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，（06）：33-34