水利水電工程設(shè)計中的地基處理技術(shù)實踐與研究

劉必旺

(中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

地基處理技術(shù)是水利工程施工的基礎(chǔ)，決定著工程整體的施工質(zhì)量，因此探討、分析地基處理技術(shù)極為必要。當前階段，水利水電施工要積極應(yīng)用高新技術(shù)，在施工時結(jié)合施工方案規(guī)定的標準與要求，合理開展施工作業(yè)。其中，在處理地基時，施工單位要細致分析施工條件，明確施工環(huán)境的具體情況，選擇最為合理的施工技術(shù)處理地基，以此達到最優(yōu)效果，保障工程整體質(zhì)量。此外，在處理地基前，施工單位要立足整體，嚴格開展準備工作，選擇高素質(zhì)、能力強的施工隊伍。在施工驗收階段，相關(guān)部門需結(jié)合國家規(guī)范，嚴格開展質(zhì)量驗收工作，保障工程整體質(zhì)量。只有這樣，才能切實加強水利水電工程的附加值，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

1 地基處理方法概述

處理方法即施工技術(shù)、管理流程。在水利水電工程項目中，地基處理方法包括多種項目，如施工技術(shù)、工程標準、管理要求等。其中，施工單位要結(jié)合項目要求引進施工設(shè)備、確定施工技術(shù)，在處理不同地基時，要合理有效的結(jié)合地基情況做出調(diào)整，保證地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、堅固。此外，施工人員要保證地基的硬度與承載力，應(yīng)著重考慮地基防潮性、防腐蝕性、抗凍性、承載力強等要素，以此為前提開展地基處理工作。

2 不良地基施工對水利水電工程的影響分析

與普通基礎(chǔ)工程相比，水利水電工程的復(fù)雜性更強，對施工技術(shù)的要求更為嚴格。其原因在于，在建設(shè)水利水電工程時，其所處的地理位置不同，具有顯著的多樣化、復(fù)雜性特點，在施工中極易受到不良地質(zhì)的影響，容易阻礙施工作業(yè)的推進、影響施工建設(shè)質(zhì)量、不利于水利水電工程發(fā)揮其基本功能。其中，不良地基對水利工程施工作業(yè)的影響分兩個方面：一是多數(shù)地基的地質(zhì)問題較多，導(dǎo)致地基不具備良好的抗滑穩(wěn)定性，存在一定的安全隱患，這是由于地基巖石結(jié)構(gòu)面導(dǎo)致的，使其不具備良好的抗滑性能，且局部地基存在剪切破壞問題；二是地基在不同程度上存在滲漏量問題，部分地基的空隙過大，導(dǎo)致漏水問題嚴重，容易出現(xiàn)地基受損情況。

3 水利水電工程中主要的地基處理技術(shù)

開展水利工程地基施工時，施工單位要結(jié)合實際情況，分析應(yīng)用哪類施工技術(shù)。其中，地基處理技術(shù)主要分為兩種：一是不良地基施工技術(shù)，即淺土層施工技術(shù)、換填與強夯技術(shù)、淤泥特質(zhì)軟土層施工技術(shù)、軟弱特質(zhì)夾層施工技術(shù)；二是軟土特質(zhì)施工技術(shù)。在實際作業(yè)中，施工單位要結(jié)合地質(zhì)情況與施工要求，針對性應(yīng)用上述的施工技術(shù)，通過規(guī)范化操作、加強質(zhì)量控制，在整體上加強水利工程的施工質(zhì)量。下文分析了兩類地基施工技術(shù)的主要內(nèi)容。

3.1 不良地基施工處理技術(shù)

3.1.1 液化施工淺土層施工技術(shù)分析

在施工作業(yè)期間，施工人員會遇到淺土層地基。具體而言，淺土層包含較多的砂土與粉土，經(jīng)過地下水的長期影響，砂土與粉土?xí)尸F(xiàn)出飽和狀態(tài)。當施工人員處理淺土層地基時，若未科學(xué)處理，就會在不同程度上影響地基的施工質(zhì)量，如后期的地基沉降問題、地基結(jié)構(gòu)受損、地基結(jié)構(gòu)不平衡等。對此，施工單位在處理淺土層地基時，應(yīng)針對性選擇合理的施工處理方法，即液化施工淺土層處理技術(shù)。其中，施工人員需要借助挖土機挖出液化淺土層，隨后準備防滲水填充型材料，將其回填到地基中。在填充防滲水材料時，施工人員需要將材料放在干化土層上，以此有效隔離液化層。

在完成填充工作后，施工人員應(yīng)進行打樁處理，如砂樁施工等。期間，在進行打樁處理時，應(yīng)利用混凝土加強樁體的穩(wěn)固性。最后，在填充混凝土?xí)r，施工人員要進行振動及壓實處理，通過此種方式，進一步加強混凝土施工質(zhì)量，順利完成淺土層施工作業(yè)。

3.1.2 換填及強夯施工技術(shù)分析

換填及強夯施工旨在加強地基的承載力，提高地基施工水平，保障水利工程的整體質(zhì)量。具體而言，當施工人員挖掘地基土方時，針對其中的淺土淤泥，需要施工人員將其挖出后，及時進行換土回填處理，以此有效加強地基土層的透水性。同時，通過換土回填，能夠重新改造地基施工結(jié)構(gòu)，有助于地基施工質(zhì)量的提升。

此外，在施工人員清理淤泥后，需要更換填土進行回填。其中，最為常見的填土分為四種：一是砂土；二是水泥；三是粗砂；四是灰土。通過這四類填土的應(yīng)用，可以顯著加強回填質(zhì)量，能夠加固地基。但需注意的是，盡管換土回填可以加強地基承載力與透水性能，但為了強化這一功能，施工人員需在回填后進行夯實處理。其中，施工人員要使用機械錘，對回填土進行夯實處理，以此保障地基的承載力更強。

3.1.3 土層施工技術(shù)分析

在施工過程中，針對淤泥特質(zhì)軟土層地基，施工單位需給予高度重視，嚴格處理此類型地基。其原因在于，淤泥中含有大量水分，長時間堆積會嚴重影響地基基礎(chǔ)的抗壓性能，甚至導(dǎo)致地基抗剪性下降，使地基底層內(nèi)部存在大量孔隙。同時，淤泥堆積會影響施工凝結(jié)性，在不同程度上影響施工質(zhì)量。對此，施工單位要明確淤泥軟土層的缺點，在作業(yè)期間針對性應(yīng)用施工技術(shù)加以處理，以此提升地基施工工程的穩(wěn)定性。

在施工期間，施工人員要清理干凈地基基礎(chǔ)的淤泥，在清理后借助樁基夯實淤泥下層，使下層的穩(wěn)定性更強。隨后，施工人員要通過拋石施工排出其中的淤泥，或借助其他的機械設(shè)備完成此工作。最后，施工人員需要對地基底部進行封閉處理，可以采用板樁砌筑的方式，進一步加強地基底層的抗滑性能。

3.1.4 軟弱特質(zhì)夾層施工技術(shù)分析

在地基施工過程中，軟弱特質(zhì)夾層地基是常見的地基類型，這也是施工期間重要的地基處理問題，其難度更高。對此，施工人員在作業(yè)期間，要結(jié)合此特質(zhì)的地基進行針對性處理，以此加強施工質(zhì)量。當前階段，針對軟弱特質(zhì)夾層地基的施工技術(shù)可分為四種：一是置換施工技術(shù)，即換土處理；二是振沖施工技術(shù)，需要借助振沖設(shè)備；三是灌漿施工技術(shù)，需要施工人員進行灌漿處理；四是硅化加固技術(shù)。在施工期間，前三種技術(shù)的應(yīng)用最為常見。

其一，置換施工技術(shù)的本質(zhì)，即更換原有土質(zhì)，將地基內(nèi)的軟弱土質(zhì)更換為新的土質(zhì)。在實際操作中，施工人員需要注意判斷軟弱土質(zhì)的深淺程度，若土質(zhì)層較淺，則可以進行置換施工；若土質(zhì)層較厚，則避免采用置換施工技術(shù)，以免花費過多的施工成本，不符合施工成本控制要求。同時，在置換施工時，施工人員需高度重視夯實處理環(huán)節(jié)，應(yīng)明確規(guī)定夯實次數(shù)，以此加強夯實穩(wěn)定性。

其二，在應(yīng)用振沖施工技術(shù)時，需要施工單位準備振沖機械。針對振沖機械的構(gòu)造而言，其包含上下兩個水孔，在操作中需要施工人員將振沖設(shè)備放置到混凝土中，在設(shè)備的沖擊力下，混凝土也會產(chǎn)生一定沖擊力，隨后實現(xiàn)基礎(chǔ)成孔的效果。在完成此步驟后，施工人員需要將砂石填充到各個成孔內(nèi)，最后進行夯實處理，以此鞏固施工穩(wěn)定性。

其三，應(yīng)用灌漿施工技術(shù)，具體而言，需要施工人員處理黏土或水泥砂漿，轉(zhuǎn)變砂漿性質(zhì)，將其在液化狀態(tài)下，灌注到軟體地基與縫隙中，加強其穩(wěn)定性。例如，針對軟土地基進行灌漿處理時，施工人員需要布置單排孔。通常情況下，施工單位在灌注期間會設(shè)置三個孔進行作業(yè)，針對第一孔序，需要施工人員灌注處理三次，隨后灌注第二孔序，二者之間輪流作業(yè)。最后，當灌漿灌注至壩頂周圍時，施工人員需要進行第三孔序灌漿。通過此種方式，可以彌補第一、第二孔序作業(yè)時的缺陷，在整體上加強灌注質(zhì)量。但需注意的是，施工人員應(yīng)加強孔洞距離的控制，以此保證施工流程符合標準要求。

其四，硅化加固處理技術(shù)，也稱作電動硅化法。通過硅化加固處理技術(shù)的應(yīng)用，可以加強土壤顆粒的黏結(jié)性，減少顆粒中的縫隙。但硅化加固處理施工所需成本較高，且能源消耗巨大，因此相較于其他處理技術(shù)，硅化加固技術(shù)的應(yīng)用次數(shù)較少[1]。

3.2 水利水電工程軟土層地基工程處理技術(shù)

在處理軟土層地基時，排水砂墊層法與土工結(jié)合施工技術(shù)較為常見。上文已分析了換土技術(shù)與強夯施工技術(shù)，而針對排水砂墊層法，需要施工人員應(yīng)用到淤泥黏性土或泥炭土處理環(huán)節(jié)中。在實際操作中，施工人員應(yīng)準備砂墊層材料，將其填充到軟土地基中。在選擇材料時，應(yīng)結(jié)合實際預(yù)算，選擇防滲水性能較好的砂墊層，將多余的水排出后，加強軟土地基的強度。同時，為了避免回滲地下水的問題發(fā)生，施工人員需要在砂墊層上放置黏土層，以此強化施工效果。一般情況下，粗砂與卵石是主要應(yīng)用的砂墊層材料，可以保證留有較大縫隙。在實際施工中，施工人員要結(jié)合相關(guān)要求，充分攪拌材料，在夯實底部分層后，做好排水槽預(yù)留，以此保證多余水分盡快排出。此外，土工合成技術(shù)也就是鋼筋加固技術(shù)。通過鋼筋加固，可以加強地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，避免外力擴張，在整體上加強地基的承載性能。不僅如此，加筋技術(shù)的應(yīng)用也比較常見。

其中，施工人員需要結(jié)合實際情況，在重點施工位置上增加鋼筋，不斷加強施工流程的規(guī)范性，確保地基更為穩(wěn)固，加強其抗拉性能。并且同土層鋼筋之間具有特殊摩擦力，通過加筋，可以進一步提升基礎(chǔ)穩(wěn)固力度，使地基的承載強度更大[2]。

4 水利水電工程地基施工要點分析

4.1 嚴格落實施工前期準備工作

在開展地基施工前，施工單位應(yīng)做好征地工作，需結(jié)合實際情況，合理布置水電、通信及其他設(shè)施，保證后續(xù)作業(yè)穩(wěn)定開展。同時，施工單位要結(jié)合施工標準、工作內(nèi)容，合理組建施工隊伍，明確劃分施工職責(zé)、施工時間，包括施工物資采購、施工設(shè)備租賃等問題，應(yīng)細致開展每一項工作，保證地基施工質(zhì)量。

最后，施工單位應(yīng)聯(lián)合監(jiān)理單位，嚴格管控、監(jiān)督施工過程、作業(yè)環(huán)節(jié)，使監(jiān)理單位指導(dǎo)施工隊伍，高效應(yīng)用地基處理技術(shù)，保證水利水電工程的地基施工質(zhì)量[3]。

4.2 嚴格落實工程地質(zhì)勘探工作

在前期準備工作中，地質(zhì)勘探是其重要內(nèi)容，勘探質(zhì)量直接影響后續(xù)施工。具體而言，地質(zhì)勘查即調(diào)查施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況，結(jié)合遙感照片、水文地質(zhì)檢測報告等資料，測驗巖石情況與周圍土質(zhì)。同時，地質(zhì)勘探需要觀測施工現(xiàn)場原型、進行巖體學(xué)試驗，通過多項測試工作的開展，編制詳細的勘查報告。

隨后，施工單位需要結(jié)合此報告內(nèi)容，分析實際的地質(zhì)條件，在詳細判斷后，確定是否進行水利水電工程建設(shè)。此外，施工單位在施工期間，要結(jié)合建筑物的相關(guān)結(jié)構(gòu)、實際要求、設(shè)計等，選擇最為合理科學(xué)的地基處理技術(shù)，以此加強地基施工質(zhì)量[4]。

4.3 結(jié)合實際情況選擇施工技術(shù)

在建設(shè)水利水電工程前，施工單位要結(jié)合實際的水文地質(zhì)條件，針對性選擇合理的地基處理技術(shù)。只有結(jié)合工程區(qū)域內(nèi)的地基情況，選擇相應(yīng)的地基處理技術(shù)制定施工方案，才能保障施工質(zhì)量，對延長地基壽命、及時解決施工故障具有一定幫助。并且，施工單位要總結(jié)以往經(jīng)驗，確定需要注意的施工重點，在細致考察后，明確施工適用條件，加強工程項目質(zhì)量。同時，施工單位要結(jié)合各個方案進行預(yù)算規(guī)劃，應(yīng)綜合考慮施工所需機械、施工材料的成本，在綜合分析各方因素后，制定出高效可行的施工方案，嚴格維護地基處理效果[5]。

4.4 加強工程后期技術(shù)維護工作

一般情況下，水利水電工程的施工周期較長、規(guī)模較大，涉及的施工人員較多，其施工整體需保持良好的連續(xù)性與專業(yè)性。其中，施工單位不僅要嚴格落實開鑿、運行、檢測工作，還需保證施工材料符合標準要求，在施工預(yù)算范圍內(nèi)。此外，施工單位要做好驗收工作，結(jié)合施工要求評估地基處理流程，加強后期的技術(shù)維護工作，以此延長地基使用期限，保證水利水電工程順利運行[6]。

最后，施工單位要全過程貫徹“可持續(xù)發(fā)展”理念，在施工時加強對生態(tài)環(huán)境的保護，避免地基處理技術(shù)在應(yīng)用期間，對地下水造成嚴重污染。

5 結(jié)語

綜上所述，施工單位要嚴格把控水利水電工程的施工質(zhì)量。其中，施工單位要著重關(guān)注地基處理技術(shù)，加強地基處理技術(shù)的應(yīng)用和探究，明確不良地基施工對水利工程整體的不利影響。同時，施工單位要結(jié)合施工情況，針對性應(yīng)用各項地基處理技術(shù)，通過明確地基處理注意事項，加強施工質(zhì)量把控，提升施工隊伍素質(zhì)水平，使施工作業(yè)流程更為科學(xué)、標準，符合施工基礎(chǔ)要求，在根本上保障基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量，使水利工程更好地服務(wù)于國計民生。