水利工程地基處理新技術(shù)的研究探討

李云翔

摘要：近年來，水利工程基礎(chǔ)處理施工水平在理論與實(shí)踐中不斷完善和提高，整體質(zhì)量較原來有很大改善，但是在水利工程事業(yè)取得輝煌發(fā)展的同時(shí)，也存在著很多不足之處，使得整個(gè)水利工程存在著嚴(yán)重的安全隱患。本文針對水利工程地基處理新技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究，以供大家交流探討。

關(guān)鍵詞：水利工程;地基處理;新技術(shù)

地基質(zhì)量對水利工程產(chǎn)生直接影響，在實(shí)際施工過程中，必須結(jié)合工程的實(shí)際情況，采用新技術(shù)、新工藝、新材料，提高水利工程的施工效率，確保水利工程的安全運(yùn)行。

一、水利工程施工的特點(diǎn)

（一）水利工程周邊的地基環(huán)境在承受巨大的壓力之后，容易破壞地基環(huán)境的基本組成結(jié)構(gòu)，從原先的固體土體狀態(tài)轉(zhuǎn)變成為稀釋流動(dòng)狀態(tài)，相應(yīng)的土體承載能力也大大降低;

（二）水利工程周邊的地基環(huán)境的水滲透性能很差，甚至可以認(rèn)為軟土地基并不能夠滲水，針對這樣的情況，就導(dǎo)致在水利工程設(shè)施周邊的土體環(huán)境的排水過程往往會(huì)持續(xù)很長時(shí)間，在這一過程之中，水利工程設(shè)施會(huì)有很大的沉降距離;

（三）水利工程周邊的地基環(huán)境具有很強(qiáng)的壓縮性能，這就導(dǎo)致水利工程周邊的地基環(huán)境在承受較大壓力的時(shí)候（一般是在指的垂直壓力0.1兆帕以上時(shí)），會(huì)發(fā)生形變，導(dǎo)致水利工程設(shè)施產(chǎn)生沉降問題。

二、水利工程施工中常見的地基處理技術(shù)

（一）樁基技術(shù)

（1）水泥粉煤灰碎石樁。它具有廉價(jià)易得的特點(diǎn)，在地基處理技術(shù)中可以解決地基松散、排水不暢、預(yù)震不佳及樁體抗剪強(qiáng)度不夠等復(fù)雜問題;

（2）預(yù)應(yīng)力管樁。它包括后張法預(yù)應(yīng)力管樁和先張法預(yù)應(yīng)力管樁。如今的水利工程施工建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力管樁是一種的基礎(chǔ)的處理方法，建筑基樁檢測規(guī)則保證了水利工程管樁基礎(chǔ)處理的質(zhì)量，從而保障了今后水利工程主體工程建設(shè)的安全。

（二）灌漿技術(shù)

利用氣壓、液壓或電動(dòng)化學(xué)原理，把具有充填、膠結(jié)性能的材料注入各種介質(zhì)的縫隙和孔隙中以增加其強(qiáng)度和密實(shí)度。通過鉆孔，將壓漿管放入到預(yù)定深度的土層，在較高的灌漿壓力作用下使?jié)鉂{克服土體的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，在土體內(nèi)產(chǎn)生水力劈裂和置換作用，形成交叉的結(jié)石網(wǎng)格和較高強(qiáng)度的空間性剛性骨架。在水力劈裂過程中土體中自由水和毛細(xì)水被排走，表面水被吸收，土體發(fā)生固化和化學(xué)硬化作用使土體再次得以加固。

（三）振沖技術(shù)

當(dāng)對水利工程的不良地基進(jìn)行加固或防土體發(fā)生震動(dòng)液化施工時(shí)，可采用振沖技術(shù)，其振沖作用長度可達(dá)30m以上。由于常規(guī)的適合砂土的連續(xù)填料法及黏土的間斷填料法都存在著處理深度較小的缺點(diǎn)，當(dāng)振沖深度很大，易出現(xiàn)砂土塌孔及軟黏土鎖孔等質(zhì)量問題，已不能滿足水利工程對軟土地基處理深度的需求。

隨著振沖施工中所使用的振沖器振動(dòng)能力的不斷提高（振沖器的功率已從30kW發(fā)展為150kW），以及對土體加密標(biāo)準(zhǔn)的提升，強(qiáng)迫填料法成為主要的施工方法，該工藝可針對不同的土體進(jìn)行調(diào)速及調(diào)頻，能夠順利穿透粗顆粒地層，制樁能力較強(qiáng)，可對留振時(shí)間、加密電流及加密段長等三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行同步控制。

（四）防滲墻技術(shù)

該技術(shù)主要解決挖除處理堆積層難度較大的施工環(huán)境。將防滲墻設(shè)置于水利工程施工現(xiàn)場，不僅可以減小土體間的孔隙率，還可以降低土地滲透性，從而提高土體的抗滑穩(wěn)定性。

（五）高噴灌漿技術(shù)

作為一種加固地基的方法，如今高噴灌漿技術(shù)還經(jīng)常應(yīng)用于作圍堰的防滲工程及壩基覆蓋層的施工過程中。該技術(shù)的使用目的是為了使土體分離，進(jìn)行防滲墻的施工，而通過壓縮空氣或使用高壓水及高壓漿等方式很容易完成對土體的切割，進(jìn)而達(dá)到施工要求。

三、水利工程施工中對地基問題進(jìn)行處理的新技術(shù)

（一）對強(qiáng)透水層的防滲處理

舉例說明，大壩，剛性壩礫石、卵、基砂都是強(qiáng)透水層，基本都會(huì)開挖清除，土壩礫石、卵、基砂的強(qiáng)烈透水性，不但浪費(fèi)水量，還會(huì)造成管涌，加大揚(yáng)壓力，從而對建筑物的穩(wěn)定性造成影響，對于這些情況向來都是進(jìn)行防滲處理。方法如下：開挖清除透水層的礫石、卵、砂，填充混凝土、粘土，建造截水墻。采用沖擊鉆與沖抓鉆造出大口徑的孔，填充粘土或混凝土建成防滲墻。使用高壓噴射灌漿的手段建造水泥防滲墻。帷幕灌漿需要粘土或者水泥。壩前覆蓋混凝土或粘土，增加滲徑，對排水進(jìn)行減壓，設(shè)立反濾層。

（二）處理可液化土層

所謂可液化土層是指在振動(dòng)或靜力的影響作用下少粘性土層或無粘性土層的孔隙水壓力增加，抗剪強(qiáng)度突然消失的土層，液化使得讓滑移失穩(wěn)、地基下沉、對上部建筑物的安全性也造成影響。一般用如下幾種方法進(jìn)行處理：（1）分層振動(dòng)壓實(shí)或者振沖擠密。（2）透過可液化土層設(shè)立砂井、灰土樁或者砂樁（3）開挖清除掉可液化土層。放入放射性能給更好、強(qiáng)度更高的材料。（4）周圍用混凝土封閉，使其無法向外部流動(dòng)。

（三）處理軟弱夾層基礎(chǔ)

（1）軟土基礎(chǔ)的特點(diǎn)：①低透水性，含水量高，透水性自然就很差。②大孔隙比。純天然高含水量，淤泥質(zhì)土與淤泥的純含水量大概是百分之五十到七十。③低抗剪強(qiáng)度。

（2）對軟地基的處理方法：①換土法。淤土層厚度略薄時(shí)，將無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的淤土層換成灰土、水泥土、粗砂、砂壤土并使用沉井基礎(chǔ)對地基進(jìn)行處理。②排水固結(jié)法。這種方法對保持淤泥軟粘土地基的穩(wěn)定性和解決淤泥軟粘土地基測沉降有著良好的作用，包含兩個(gè)系統(tǒng)，排水與加壓。③旋噴法。在地基防滲工作中使用較為廣泛，利用旋噴機(jī)帶有特殊的噴嘴這一特點(diǎn)，將注漿管放入土層預(yù)定濃度，然后進(jìn)行提升，此時(shí)，噴嘴會(huì)進(jìn)行一定速度的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，由此產(chǎn)生了高壓，在高壓作用下，土體與固話的水泥融合到一起，歷經(jīng)凝固變成柱子，從而真正做到高強(qiáng)度的防滲。④強(qiáng)夯法。倘若地基是濱海沉積層、河流沖積層，或由粉土、雜填土、黃土、泥炭組成，那么這個(gè)方法是最好不過的選擇了。⑤加筋法。土木合成材料，由于其具有非常強(qiáng)的抗拉能力，一般放入土層中，如此一來拉筋與土顆粒產(chǎn)生摩擦，土與加筋材料構(gòu)成完好的整體，那么地基的強(qiáng)度也大大增強(qiáng)。⑥硅化加固法。借鑒電滲原理，使用帶孔眼的網(wǎng)狀注漿管，采取電動(dòng)硅化法，輪流操作交換，將氯化鈉和硅酸鈉溶液與泥土混合，然后發(fā)生一連串的化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生膠凝物質(zhì)，也可以對土顆粒表明進(jìn)行活化，如此一來，能夠大大的提高土體力學(xué)的強(qiáng)度與土顆粒的連接性。也可以擴(kuò)大加固部位的半徑長度。⑦振動(dòng)水沖法。在沖擊荷載與振動(dòng)的作用下，地基會(huì)產(chǎn)生孔，然后對孔進(jìn)行碎石、砂的填充，再分層夯實(shí)或振實(shí)，達(dá)到加固地基的目的。⑧土工合成材料加筋加固法。這方法是將荷載分給地基，一旦塑形剪切將要發(fā)生損壞，在地基表面的地土工合成材料就會(huì)發(fā)揮組織作用來修復(fù)面形破壞，在某種程度上也能降低破壞擴(kuò)張，使得地基的承載能力得到提高。

（3）根據(jù)傾角的大小可以講地基基礎(chǔ)軟弱分成緩傾角軟弱帶與高中傾角軟弱帶，其對建筑物有著不同的影響，也有著不一樣的處理手段。

四、結(jié)語：

總之，對于水利施工中地基的處理方式有很多，只要針對不同地質(zhì)、不同工程要求，結(jié)合實(shí)際采取合理的處理方法，全面考慮各環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，為未來的地基處理提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐艷云.淺談水利施工中軟土地基處理的方法[J].中國水運(yùn)，2016（10）.

[2]胡書新.水利工程地基處理技術(shù)的應(yīng)用分析[J].建筑與裝飾，2016（02）.

[3]許建輝.淺談水利工程地基處理技術(shù)[J].民營科技，2015（08）.