水利水電工程建筑中不良地基的影響與處理措施

冉杰

水利水電工程建筑中不良地基的影響與處理措施

冉杰

（南充市政府投資非經(jīng)營性項(xiàng)目代建中心 四川南充 637000）

本文主要闡述了水利水電工程建設(shè)中不良地基的影響，并研究了水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)的處理技術(shù)。

水利水電；不良地基；強(qiáng)夯；混凝土

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水利水電工程項(xiàng)目的數(shù)量得到了不斷的增加，然而施工中最主要的問題之一就是不良地基的處理。不良地基的形式多種多樣，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，選擇出有效的地基處理方法，以確保水利水電工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

1 水利水電工程建設(shè)中不良地基的影響

不良地基主要指的是由于地基地質(zhì)的天然缺陷，其穩(wěn)定性較差，不能滿足水利水電水電工程對于地基的要求，不良地基對于水利水電工程施工主要有以下影響：

1.1 地質(zhì)缺陷導(dǎo)致抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定值要求

由于在不良地質(zhì)中，具備較大的地質(zhì)缺陷，導(dǎo)致其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)非常的低，滿足不了水利水電工程對地基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的設(shè)計(jì)要求，地基斷層帶以及軟弱夾層等抗壓強(qiáng)度較低，巖石與混凝土以及巖石與巖石的抗壓強(qiáng)度不高，結(jié)構(gòu)比較松散，引起地基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不高，該不良地基容易引起整體剪切或局部剪切的破壞。

1.2 不良地基容許值小于水利坡降或地基滲漏量標(biāo)準(zhǔn)

不良地基一般具有孔隙率大等特點(diǎn)，容易引起水庫軟弱水層管涌等問題，導(dǎo)致地基受損，使水利水電建筑的安全得不到保障。

1.3 沉降量大

由于不良地基中砂石含量較大，在機(jī)械振動等外部載荷以及雨水的作用下，不良地基很容易被液化，從而降低了地基的承載力，地基出現(xiàn)不均勻沉降，地基失去穩(wěn)定性，并影響了工程建筑的穩(wěn)定性。失穩(wěn)嚴(yán)重時(shí)會造成不堪設(shè)想的嚴(yán)重后果。

由此可見，在水利水電工程中，其重大的問題就包含了不良的地基問題。不良地基對水利水電工程的質(zhì)量以及其安全性能起到了重要的影響，為提高地基的穩(wěn)定性并提高其承載力，必須對不良地基采取有效的處理措施，以滿足水利水電工程建設(shè)對地基穩(wěn)定與安全性的要求。

2 水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)的處理技術(shù)研究

水利水電在修建的過程中，面臨著較大的不良地基問題，由于不良地基的種類非多，因此，針對不同的地基問題，需要運(yùn)用不同的方法來處理，應(yīng)對軟土夾層以及卡斯特等多種地形進(jìn)行分別研究。

2.1 強(qiáng)透水層地基處理技術(shù)

在水利水電工程中，強(qiáng)透水層包括了砂石、卵石等，它的主要特點(diǎn)是孔隙率較大，透水性強(qiáng)，在處理強(qiáng)透水層時(shí)，一般采取的措施是開挖清除。如水利工程土壩修建中，若以砂石以及卵石層等作為壩基，那么，其透水性較強(qiáng)，會引起水量流失，管涌問題也非常容易出現(xiàn)，導(dǎo)致?lián)P壓力增加，使建筑的穩(wěn)定性降低。該問題的處理措施為防滲處理措施，具體來說，實(shí)際上就是挖除壩基透水層的全部內(nèi)容，然后對其進(jìn)行填充，填充材料為粘土或者混凝土，構(gòu)建截水墻，在處理過程中，可以利用沖擊鉆對其鉆孔，然后回填混凝土材料，形成防滲墻，防滲墻也可以利用高壓噴射灌漿的方式來設(shè)置，進(jìn)而通過對壩基滲透能力的提升來達(dá)到提高地基穩(wěn)定性的目的。

2.2 可液化土層地基處理技術(shù)

可液化土層是指受靜力影響或受震動載荷影響，造成空隙水壓上升，造成了粘性不高或者沒有粘性的土層失去抗剪性，土層液化導(dǎo)致地基沉陷以及滑動，使地基的穩(wěn)定性不高，影響了地基上層的建筑的安全性?？梢夯翆拥鼗幚碇饕幸韵聨追N技術(shù)：①對可液化土層進(jìn)行開挖，然后將其清除，并選擇防滲性能效果好，強(qiáng)度高的材料作為填充材料；②對可液化土層進(jìn)行分層震動與壓實(shí)；③對可液化土層運(yùn)用混凝土進(jìn)行封閉處理，限制液化土層流動性；④對液化土層設(shè)置砂樁以及灰土樁，樁基的設(shè)置可以提高地基的穩(wěn)定性，還可以防止地基沉陷以及滑動導(dǎo)致的地基穩(wěn)定性的喪失。

2.3 淤泥質(zhì)軟土地基處理技術(shù)

淤泥質(zhì)軟土地基主要為淤泥質(zhì)土以及腐泥等，該地基的主要特征為含水量高，其承載力和抗剪強(qiáng)度都較低，并且具有較大的壓縮性，其狀態(tài)形式為流塑或軟塑狀態(tài)。由于其具有較強(qiáng)的塑性，因此，很容易產(chǎn)生壓縮變形的問題，嚴(yán)重影響地基上部建筑物的穩(wěn)定性。在水利水電工程中，淤泥質(zhì)軟土的排水是個(gè)難題，排除固結(jié)穩(wěn)定性較差，處理該土層地基的方式主要有：①開挖清除淤泥質(zhì)軟土；②設(shè)置砂墊層實(shí)現(xiàn)排水作業(yè)；③通過礦井的設(shè)置來完成排水的工藝；④通過設(shè)置樁基礎(chǔ)來擴(kuò)大地基；⑤在淤泥中投入石塊以擠出淤泥，加強(qiáng)地基的穩(wěn)固程度；⑥在施工過程中，將部分的沉降量預(yù)留出來；⑦通過板樁墻的應(yīng)用，以達(dá)到封閉淤泥質(zhì)軟土的目的；⑧采取鎮(zhèn)壓層法。

2.4 軟土夾層地基處理技術(shù)

軟土夾層地基在水利水電工程施工中較為常見，它的最大特點(diǎn)就是承載力非常低，不能直接應(yīng)用于水利水電工程建設(shè)中，因此，需要采取相應(yīng)的措施，使軟土夾層地基的承載力得到提升。處理軟土夾層地基的技術(shù)一般有：①換土。如果淤泥土層的厚度較低，可將其進(jìn)行更換。更換材料一般為水泥土以及粗砂等。②排水固結(jié)法。排水固結(jié)法在解決軟弱夾層的地基沉降中應(yīng)用較多，因?yàn)樵摲椒軐?shí)現(xiàn)較好的處理效果。③強(qiáng)夯法。根據(jù)地基處理要求，選擇合適的夯錘，并對夯錘起吊高度進(jìn)行設(shè)置，強(qiáng)夯法能夠提高地基的承載能力。一般在對粉土以及黃土進(jìn)行處理時(shí)，采用強(qiáng)夯法能取得理想的效果。④土工合成材料加筋加固法。應(yīng)用該方法能夠達(dá)到將荷載均勻分布在地基上的目的，使地基的整體承載力較好，避免剪力的破壞。⑤灌漿法。在處理軟弱夾層不良地基的過程中，灌漿法是最為重要的方法之一。它是通過將水泥砂漿以及化學(xué)材料等進(jìn)行混合，然后灌注到軟弱夾層地基中，待其固化之后，能起到加固地基的作用。

在軟弱夾層基礎(chǔ)處理的過程中，以其軟弱帶傾角大小，可將其分為緩傾角軟弱帶和高中傾角軟弱帶兩種，在處理緩傾角的時(shí)候，可以全部挖出其內(nèi)容物，然后以混凝土回填，設(shè)置穿越軟弱帶防滑齒墻，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)設(shè)置抗剪樁。在處理中高傾角軟弱帶時(shí)，為了將載荷傳遞到兩側(cè)巖體上，可設(shè)置混凝土梁。如果軟弱帶出現(xiàn)在坎肩部位，那么就需要設(shè)置傳力框架或者預(yù)應(yīng)力錨固。

2.5 深覆蓋層地基處理技術(shù)

由于深覆蓋層具有較厚的地基，在地基處理的過程中，采取全部開挖處理措施會提不起施工的效率，深覆蓋層的地基孔隙率偏大，具有很強(qiáng)的滲透效果，壓縮變形與滲漏問題是常見的問題，因此，抗滑效果較差。

就深覆蓋層而言，主要處理方式如下：①對地基的表層利用強(qiáng)夯法或碾壓法來壓實(shí)；②在地基中設(shè)置樁基礎(chǔ)，比如摩擦樁與沉重樁；③構(gòu)筑防滲結(jié)構(gòu)，在此可運(yùn)用高壓噴射法；④對地基進(jìn)行帷幕灌漿；⑤設(shè)置混凝土截水墻。

2.6 膨脹土地基處理技術(shù)

親水礦物組成了膨脹土，該土壤的特征是吸收水分之后會發(fā)生膨脹，并且，在水分流失以后，該土壤會出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象。這種地基非常容易造成水利水電工程建筑的形變，使建筑中出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，對工程質(zhì)量的控制非常不利，也不利于工程效益的提升。對膨脹土而言，處理的方法有挖除回填法，使積水、冰凍對地基產(chǎn)生的影響降低到最小程度。使土層的含水量得以穩(wěn)定。如果回填的效果不理想，那么可以采取樁基施工的方式來彌補(bǔ)，其樁基混凝土應(yīng)該穿過膨脹土層。

2.7 喀斯特地基處理技術(shù)

喀斯特地形屬于我國南方地區(qū)非常常見的一種巖溶地貌，在水利水電工程的建設(shè)中需要對喀斯特地基進(jìn)行處理，針對喀斯特地基強(qiáng)度不均勻以及透水性過強(qiáng)的特點(diǎn)，一般會采取截水墻以及應(yīng)用置換的方法來處理，此類技術(shù)的運(yùn)用能夠使喀斯特地基整體的剛度得到提升；倘若喀斯特地基中存在洞穴或者溶蝕管道，那么就會造成地基的不均勻沉降，而不均勻沉降會給地面建筑物的安全造成隱患，那么就需要采取回填的技術(shù)來解決該問題，回填的填充物一般為混凝土，利用混凝土來封堵溶洞。

2.8 壩基涌泉處理技術(shù)

壩基涌泉問題的存在嚴(yán)重影響了壩基的穩(wěn)定性，在對壩基涌泉進(jìn)行處理時(shí)，一般會將封堵與排除兩種方法結(jié)合起來運(yùn)用，如果運(yùn)用混凝土來封堵涌泉，當(dāng)涌泉量較大的時(shí)候，可以通過飲水入集水坑，然后利用礫石來完成回填步驟，在抽水后回填混凝土，完成封堵工作，并進(jìn)行回填灌漿。設(shè)置逆止閥門于涌泉的位置，讓涌泉向庫內(nèi)涌水。

3 結(jié)束語

不良地基主要指的是由于地基地質(zhì)的天然缺陷，其穩(wěn)定性較差，不能滿足水利水電水電工程對于地基的要求，不良地基對于水利水電工程施工帶來了較大的影響，首先，地質(zhì)缺陷導(dǎo)致抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定值要求，其次，不良地基容許值小于水利坡降或地基滲漏量標(biāo)準(zhǔn)，再者，不良地基造成施工中沉降量非常大。水利水電在修建的過程中，面臨著較大的不良地基問題，由于不良地基的種類非多，因此，針對不同的地基問題，需要運(yùn)用不同的方法來處理，應(yīng)對軟土夾層以及卡斯特等多種地形進(jìn)行分別研究。

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2016-10-13