水利工程施工中地基處理技術探討

郭虎

（安徽瑞豐水利建筑有限公司 安徽蚌埠 233000）

水利工程施工中地基處理技術探討

郭虎

（安徽瑞豐水利建筑有限公司 安徽蚌埠 233000）

為了提升對水資源的利用效率，我國越來越重視水利工程的建設，而地基是整個工程的基礎，會對工程整體質量產生重要影響。由于地質環(huán)境比較特殊，軟土地基是施工中經常會遇到的問題，如何提升軟土地基的強度是水利工程施工技術人員需要長期思考的問題。本文對水利工程地基進行概述，并分析了水利工程施工中地基處理關鍵技術。

水利工程；施工；地基處理技術

前言

與普通工程不同的是，水利工程的建設環(huán)境相對復雜，尤其是地質環(huán)境會對工程進度和質量產生重要影響。如果遇到不良地基，其可能無法承載上部建筑重量，留下嚴重的安全隱患，因此研究地基處理技術對于提升水利工程質量，促進我國水利事業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

1 水利工程地基概述

水利工程施工具有以下特點：①地基環(huán)境相對復雜，由于地基在施工過程中會承受巨大壓力，因此原有結構可能會被破壞，最初看似堅固的固體土體有可能在壓力作用下變成流動土地，承載能力明顯下降，上方建筑物的穩(wěn)定性得不到保證；②水利工程中的地基滲水能力差，很多軟土地基甚至基本不具備滲水能力，因此排水往往需要很長時間，建筑設施很有可能在排水期間發(fā)生沉降；③水利工程地基具有壓縮性，遇到較大壓力以后就會產生嚴重變形，導致沉降問題的發(fā)生。

不良地基是水利工程經常會遇到的問題，也是影響工程質量的主要問題，總結來說不良地基會對水利工程產生以下影響：①如果地質條件不好，結構面的強度不高，地基的很多重要指標很可能都無法滿足水利工程需要，包括抗滑能力、抗剪能力等，工程的穩(wěn)定性得不到保證；②軟土地基是水利工程中經常會遇到的問題，由于地基中的含水量過高，地基密度不夠，強度不能滿足實際需要，在壓力作用下建筑物發(fā)生沉降，產生嚴重變形，嚴重者整個工程都無法繼續(xù)運行使用；③即使地基強度較好，底部是砂礫層或者是構造碎帶等，也有可能會由于水力坡降過大，導致建筑發(fā)生沉降[1]。

2 水利工程中地基處理關鍵技術

2.1 平面地基及斜面地基的處理

2.1.1 地基處理技術

對于平面地基來說，主要采用水漫灌的方法進行處理，其原理是使土體顆粒間飽和充水，在飽和水的作用下，顆粒間的毛細

力就會大大降低甚至消失，地基因此發(fā)生自由沉降，實現(xiàn)顆粒配級重組目標，自由沉降后地基的強度和抗滑能力就可以滿足實際需要。水漫灌所持續(xù)的時間應該根據(jù)實際情況來確定，主要是看地基土體屬于哪種類別，如果地基土體為粘粉粒，則需要持續(xù)2～3d，如果地基土體為砂礫卵石，則需要持續(xù)1d左右，同時砂粒和礫石下沉流失以后，需要在地基表層及時作出補充，這樣能夠有效防止上層地基粗化[2]。

對如果為斜面地基，則不適宜使用水漫灌方法，特殊的地質條件使水分分布不均勻，水體顆粒間的水很難飽和，為了解決這一問題，可以在斜面等高程開挖滲水溝，將水灌在水溝中，這樣地基中土體顆粒間的水分就會最大限度的接近飽和。值得注意的是，如果滲水斷面過大，就會對斜面地基產生較大擾動，破壞其穩(wěn)定性，因此在建設滲水溝時，要盡量減小斷面尺寸，深度和寬度最好控制在10～15cm之間。為了達到預期水利夯實效果，可以適當調整滲水溝間距，調整幅度可以根據(jù)土體類別以及坡比系數(shù)來確定，滲水時間同樣需要考慮土體屬于哪種類別，另外還要考慮到處理厚度。

2.1.2 工程實例分析

某水利改造工程中，需要將溢流壩改建為梯級潰壩，為了實現(xiàn)改建目標，施工人員在原有的溢流面上建設厚漿砌石，厚度為50cm，同時在下游建設了重力式漿砌石深齒墻，深度為6.3m左右，將潰壩段設置在交通墻上，潰壩段間距離兩孔，使用導流墻將潰壩段隔開。以上工作做好以后，準備在漿砌石深齒墻與下游新建設的深齒墻之間回填砂礫料，即將施工的過程中發(fā)現(xiàn)砂礫料根本無法運到現(xiàn)場，回填工作無法進行，夯實工作就更無從談起，回填作業(yè)區(qū)的局部剖面如圖1所示。

圖1 回填作業(yè)區(qū)局部剖面圖

施工技術人員研究以后發(fā)現(xiàn)，即使用人工將砂礫料運到現(xiàn)場，由于夯實機械無法使用，如果不進行夯實操作，砂礫料一定會隨著時間的推移發(fā)生沉降，頂部漿砌石也會被破壞，一段時間后改建后的工程將無法繼續(xù)使用。經過商議以后放棄這種砂礫回填施工操作，改為使用進棧法回填，即將所有砂礫料一次性回填，然后不使用專用機械進行專門回填，而是采用水力夯實方法。具體做法如下：回填工作完成以后，將回填區(qū)域進行分區(qū)段，然后按照區(qū)段進行漫灌。由于在灌水過程中表層細砂礫會移動到深層縫隙中，表層砂礫會因此出現(xiàn)粗化現(xiàn)象，為了解決這一問題，施工人員需要在漫灌過程中向表層拋投砂粒，及時補充流失的砂子和礫石，避免基層表面的粗化。等到表面積水不再發(fā)生沉降，且表層砂子不再發(fā)生移動時，就可以停止操作。該改建工程投入使用以后，沒有發(fā)生地基沉降現(xiàn)象，工程運行狀況良好，證明漫灌法，即水力夯實辦法值得推廣應用。

2.2 水泥攪拌樁技術

2.2.1 技術簡介

前面分析過軟土地基是導致水利工程質量問題的重要原因，因此如何采用科學的方法處理軟土地基是施工人員必須要思考的問題，實踐證明水泥攪拌樁技術就是一種比較奏效的技術。就是指用水泥當做固化劑的樁體，然后將其與軟土地基進行強制拌合，這一過程需要使用專用的攪拌機械。經過攪拌以后，軟質土層發(fā)生硬化，整體復合強度明顯提升，滿足水利工程的需要。該項技術由于對設備的要求不高，施工時間不受限制，施工成本低，因此被廣泛應用于水利工程中軟土地基的處理。工藝流程如下：第一步要做好場地準備工作，樁機就位以后開始制備水泥漿；第二步是首次預攪下沉；第三步是提升噴漿攪拌；第四步是二次攪拌噴漿下沉；第五步是二次提升噴漿攪拌，第六步是成樁，具體工藝流程如圖2所示[3]。

圖2 攪拌樁施工工藝流程圖

2.2.2 攪拌樁施工流程及注意事項

①試樁試驗，通過該項工作獲得關鍵施工數(shù)據(jù)，一方面是要明確攪拌速度，另一方面是要明確鉆孔的相關參數(shù)；②要對樁長進行控制，需要使用電子設備對樁長進行記錄，樁基與電子自動記錄儀要一一對應，鉆樁過程需要對樁長進行跟蹤記錄，保證其與設計方案相符；③要對制漿質量進行控制，需要施工人員按照要求嚴格控制水灰比，且攪拌過程中不能間斷，防止出現(xiàn)水灰離析問題。經過嚴格刷選以后才能將漿液倒進集料中，避免漿液凝結；④對泵送漿液質量進行控制，管道要保證通暢濕潤，防止管道阻塞影響施工，同時要求輸送泵有較強穩(wěn)壓能力，因為一旦輸送間斷，施工就會受到影響；⑤單樁水泥用量的控制，按照規(guī)定水灰比制作漿液以后，正式使用之前需要對漿液粘稠度進行反復檢查，同時要根據(jù)成樁試驗結果嚴控控制攪拌速度和鉆孔速度。這樣不僅可以保證達到施工質量要求，同時能有效控制單樁的水泥用量，避免浪費。為了有效控制單樁水泥用量，還需要合理控制樁基，要對樁身的豎直度進行調整，攪拌軸要做到垂直。攪拌鉆機啟動后鉆頭向下鉆進，此時開啟壓力泵，在鉆進的同時噴漿，之后重復此動作，直到成樁。

3 總結

隨著社會經濟的發(fā)展，我國水利工程的建設規(guī)模不斷擴大，對社會生產生活產生了積極影響。水利工程中有一個關鍵環(huán)節(jié)就是地基施工，施工水平會對整個工程質量產生直接影響。本文簡要分析了漫灌技術及工程實例，并簡述了水泥攪拌樁技術及其應用，旨在提升地基施工質量，促進我國水利事業(yè)的健康發(fā)展。

[1]李大爭.水利工程軟土地基處理中水泥攪拌樁技術的應用探析[J].科技展望，2015，10（12）11：31.

[2]陳化軍.芻議如何做好水利工程施工中的地基處理[J].科技創(chuàng)新與應用，2015，11（13）20：214.

[3]張連忠.西北地區(qū)房屋建筑施工中的地基處理技術探討[J].山東社會科學，2014，14（16）S1：132～134.

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2015-11-2