水利水電工程建設中不良地基的基礎處理方法探討

丁國斌

(湖南華緯水電工程公司，湖南 常德 415000)

水利水電工程建設中不良地基的基礎處理方法探討

丁國斌

(湖南華緯水電工程公司，湖南 常德 415000)

在水利水電工程的施工中，常常會遇到不良地基的問題，且這一問題對于整個施工過程的順利進行也有著十分不利的影響，因此施工期間必須針對這一問題制定行之有效的應對措施。實際工作的過程中，需要結合地基基礎的強度來確定地基的處理方法，這樣才能夠很好的保證處理的效果，促進后續(xù)施工順利進行的同時更好的保證整體工程的質量。作者認為，進行水利工程的施工時，針對不良地基探究創(chuàng)新性的解決方案也成為了一項極為重要的工作，而且對于我國水利水電行業(yè)的長遠穩(wěn)定發(fā)展有著非常積極的作用。

水利水電工程；不良地基；軟弱帶；深覆蓋層

0 引 言

所謂不良地基是指，由于地基的天然工程地質缺陷而不能滿足上部建筑物穩(wěn)定要求的地基。對于水利水電工程建筑物來說，不良地基對建筑物的影響主要表現在以下3個方面：①地質條件差，抗滑穩(wěn)定安全系數小于設計規(guī)定值。②基礎的沉陷量過大或不均勻。③基礎滲漏量或水力坡降超過容許值。

1 不良地基對于水利工程的惡劣影響

在水利水電工程的施工中，不可避免的會遇到不良地基的處理問題，一旦碰到這一問題，則必須先對水利水電工程的地基強度有一個深入的了解，且各種地質因素的存在也會對建筑工程產生非常不利的影響，所以一定要結合實際情況選擇差異化的處理方案。通常條件下，對不良地基進行處理時，應該先對歷史記錄的資料進行深入的分析，這樣才能夠很好的判斷地質現象的位置、規(guī)模、特征等各個方面。在實際工作的過程中，不良地基所產生的惡劣影響大都集中在以下4點：

1.1 地質條件差，抗滑效果達不到設計規(guī)定值

導致這種現象產生的主要原因是由于巖石和混凝土、巖石和巖石以及其它節(jié)理裂隙帶、古風化殼、軟弱夾層、破碎帶等結構面的抗壓度太低，滿足不了上部結構相關方面的抗滑要求，或者是因為地基基礎對整體和局部形成的剪切破壞。

1.2 未能很好的控制地基基礎的沉降量以及均勻度

出現這一問題的根源是巖層內部的承載力無法很好的支撐整個建筑工程。不僅如此，如果地基基礎的強度不一致、各個部分的均勻度不相同或者地基處于軟弱破碎的土層部分，也極易導致這一問題。不僅如此，在水利水電工程長期的使用過程中，還會受到很大的外負荷承載的影響，而這種影響則會使斷層破碎帶、軟弱巖石以及淤泥質軟土等土質較差的部分產生較大的沉陷，使整體工程質量都受到十分惡劣的影響[1]。

1.3 滲漏量或水利坡降超出容許范圍

之所以超出容許范圍是因為地基的基礎層存在孔隙過多的松散砂、礫石層、喀斯特滲漏帶、構造破碎帶以及其它一些透水層。這些因素致使揚壓力超出規(guī)定限制，水庫過多漏水以及軟弱透水層變形[2]。

1.4 地基中無黏土粉細砂層液化

實際開展地基部分的施工時，其中的無黏土粉細砂層往往會產生液化的問題，這是由于施工過程中地基會受到震動，而且會出現一定程度的震陷，而這些問題的存在最終便會使得建筑工程破碎，甚至威脅建筑工程整體結構的穩(wěn)定性。

2 不良地基的基礎處理方法

2.1 處理地基基礎軟弱帶

1)處理高傾角軟弱帶：要對其進行處理，就要開挖軟弱帶并以混凝土回填，開挖時深度應保持在軟弱帶寬度的1倍-1.5倍之間，兩翼開挖的邊坡應保持在1∶1至1∶0.5之間。如果軟弱帶寬度較大或質地比較疏松，就要用混凝土拱或混凝土梁來將上部的負荷承載分散至兩翼完整的巖體。針對軟弱的土壩壩基，要通過開挖部分軟弱帶再以混凝土回填的方式來阻止?jié)B入流水沖刷壩身。通常條件下，在河流的上游位置，是水庫和軟弱帶相連接的部分，所以需要在這一部分進行防滲流井的開挖工作，然后再用混凝土進行回填，也可以使用筑防滲齒墻的方法來處理這一問題。若高傾角軟弱帶位于堤壩的肩部地帶，則可以安裝相應的傳力框架、混凝土傳力墻和預應力錨固來處理這一問題。一旦出現了重力壩部分破碎巖體壩肩的問題，則要視破碎巖體自身的穩(wěn)定性來采取相應的處理措施，一般會使用在巖體內部建造混凝土防滲墻的方法來處理這一問題。若在壩基裂隙的部位產生了密集發(fā)育的問題，則需要將該部分的松散體完全清除，然后再回填混凝土，也可以采用建造防滲齒墻的方式，這樣都能夠使這一部分的穩(wěn)固性有很大的提高[3]。

2)處理緩傾角軟弱帶：一定要做好緩傾角軟弱帶的處理工作。應把握好以下3個重點：①完成軟弱帶開挖以及回填混凝土的清理。若上盤巖體比較堅硬，則意味著開挖量較大，所以可以使用豎井、平峒開挖的方式清理軟弱帶，而后才能夠使用混凝土、鋼筋混凝土完成回彈。②建造一個穿越軟弱帶的防滑齒墻，并且施工期間應控制好預應力錨固。③順著軟弱帶加固鋼筋混凝土或者增加抗剪樁的數量。

2.2 處理可液化土層

在水利水電工程中，一旦出現液化土層，則極易導致地基滑移沉陷的問題，而這對于整體建筑工程的安全性都有著十分惡劣的影響。我們一般會使用如下的方式來解決這樣問題：將液化的土層使用機械和人力相結合的方式徹底清除，然后在其內部添加防滲性能比較好的材料，要想避免液化土層出現流動的問題，最好在施工過程中對其四邊的液化土層進行圍堵，這項工作也可以借助土層筑造灰土樁、砂樁以及砂井來進行處理[4]。除此之外，分層震動以及震沖擠壓的方法也能夠有效的解決這一問題。振沖法見圖1。

圖1 振沖法處理地基

2.3 處理淤質泥軟土

淤泥質軟土容易導致側向膨脹、壓縮變形以及擠出滑移，影響上部建筑穩(wěn)定性。針對壩基淤泥質軟土導致的排水困難，處理方式有：對淤質泥軟土進行開挖并清除；實行砂層置換或砂墊層排水；通過拋擲石塊來擠壓；利用砂井進行排水；預先留足沉陷量；擴大地基，加筑樁基；控制好加荷的速率，緩慢進行排水固結；用板樁墻進行封閉并通過對底部側向填砂石來阻止滑移。例如：漢壽縣趙家河泵站工程出口閘室部分，原設計沒有基礎處理，僅為伐板基礎，設計原地基承載力160kPa，開挖后該處正好位于古河道河床處，為黑色淤泥質黏土承載力差，經地勘和設計驗證達不到設計標準，應進行基礎處理，項目部通過該處地質情況與泵房處地質相對比發(fā)現基本一質，因此上報施工方案為：采用粉噴樁設計樁徑0.5m，樁底深至黏土層1m，行距與間距均為1m，呈梅花型布置，施工簡便，經濟。經過處理后地基承載力達到180kPa以上，滿足了設計要求。砂墊層都面圖見圖2。

圖2 砂墊層剖面圖

2.4 處理膨脹土土層

地基的膨脹土土層內含有大量的黏粒性較強的親水礦物，這些礦物遇水就會膨脹，建筑便可能因此產生變形、歪斜、開裂、沉陷等一系列問題。因此，進行膨脹土層的處理工作時，一定要先保證該部分不會受到地下水的影響。一般要使用如下的工作方法：開始進行開挖工作時，便應該徹底清除積水，在工作期間不應使現場受到冰凍或者是暴曬，還要留有保護層，并在開挖結束后第一時間開展填筑工作，還要借助樁端來穿過膨脹土層，更好的避免外來水流的影響。

2.5 對強透水層的砂、礫石層進行防滲處理

強透水層的砂、礫石層如果不采取防滲措施，不但會致使水量流失，而且還容易導致機械管涌，使揚壓力增大，危機建筑的穩(wěn)定。對其處理一般采取如下方法：開挖清除強透水層的砂、礫石層后用混凝土或黏土進行回填；采用高壓的噴射灌漿筑造防滲的水泥墻；運用沖擊鉆機和沖抓鉆開鑿大口徑的孔，再以黏土或混凝土進行回填；壩前用混凝土或黏土鋪蓋，延長水流的滲徑；要在防滲墻或帷幕后進行排水減壓。

2.6 處理深覆蓋層

在施工過程中，可能會因為河流的沖擊以及泥石流等的影響，產生一個較大區(qū)域的沖積堆積層，這對于開挖清除工作的進行有著極為不利的影響。其解決方法為：使用固結和帷幕灌漿的方法對地基進行加固，然后借助振動碾夯實、強夯法增加土體的密實度，再使用高壓噴射灌漿以及混凝土鑄造防滲墻的方式設置好摩擦樁和沉重樁，這樣才能夠保證加荷速率符合要求。

2.7 處理喀斯特地基

喀斯特地基有兩種表現形態(tài)。其一，因建筑區(qū)喀斯特溶隙和洞穴溶蝕產生的“泥夾石”或泥包石”。其二，因個別較大洞穴和溶蝕管道形成的洞穴管道。對于第一種喀斯特地基，主要采取的處理辦法有清除置換、降低揚壓力、截斷滲水或擴大基礎等；對于第二種喀斯特地基，主要采取的處理辦法則是防滲堵漏，清理填充物。

2.8 處理壩基涌泉現象

壩基涌泉極易導致管涌流土的問題，還會增加混凝土灌注工作的難度，所以必須要解決好這一問題。一般可采用以下兩種方式解決這一問題：首先，如果工作條件許可，可使用混凝土來封堵。若涌水量很大，還應將其引至集水坑內部，并回填礫石，抽水后再灌注混凝土。其次，在涌泉出口處安裝一個活動逆止閥，確保庫水不會流失后，再將其引向上游水庫內。

3 結 語

綜合文章論述，地質方面的問題極易導致水利水電工程地基的穩(wěn)定性受到影響，因此，對于工程質量以及施工順利進行有影響的不良地基都必須進行相應的處理。在確定好地基的性質和規(guī)模之后，再確定不良問題的成因，據此制定高效的解決方案，這樣才能夠很好的保證后續(xù)施工的順利進行，促進我國水利水電行業(yè)的更好發(fā)展。

[1]朱松華.水利水電工程建設中不良地基的基礎處理方法研究[J].城市建設理論研究：電子版，2016，(22)：12-14.

[2]敬云江.水利水電工程建設中不良地基基礎處理方法研究[J].中國科技博覽，2016(05):137.

[3]曹永和.淺析水利水電工程中不良地基的分類[J].云南環(huán)境科學，2016(09)：68-70.

[4]趙曉英.水利水電工程中不良地基勘察工作.科技導報[J].2016(08)：35-36.

1007-7596(2017)10-0100-03

TV223

B

2017-09-22

丁國斌(1980-)，男，湖南常德人，工程師，從事水利水電工程項目管理工作。