水利水電工程不良地基基礎(chǔ)處理方法探討

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摘要：水利水電工程因?yàn)槭┙ǖ攸c(diǎn)復(fù)雜、特殊，在建設(shè)過(guò)程中，不可避免地會(huì)遇到不良地基。不良地基不僅會(huì)影響水利水電工程的正常進(jìn)行和后續(xù)使用，還會(huì)威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，在水利水電工程建設(shè)的過(guò)程中，有效解決不良地基引發(fā)的問(wèn)題尤為重要。針對(duì)這一問(wèn)題，重點(diǎn)分析了水利水電建設(shè)中不良地基的基礎(chǔ)處理方法，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；不良地基；基礎(chǔ)處理方法；工程建設(shè)

在水利水電工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到不良地基。因?yàn)椴涣嫉鼗写嬖诠?jié)理裂隙帶、溶巖、軟弱帶和含水量大土層等，有天然地質(zhì)缺陷，所以，不能滿足上體建筑對(duì)穩(wěn)定性和牢固度的要求。因此，在施工過(guò)程中，要仔細(xì)分析施工地的地形、地勢(shì)，認(rèn)真研究建設(shè)前期所得的數(shù)據(jù)、信息，反復(fù)確定施工方案，以確保水利水電工程能夠正常進(jìn)行。

1不良地基造成的不利影響

1.1抗滑性不達(dá)標(biāo)，地基基礎(chǔ)不穩(wěn)定

這類地基主要是由軟弱夾土層、巖體破碎帶、古風(fēng)化殼、節(jié)理裂隙帶和巖石混凝土等物質(zhì)組成的。其特點(diǎn)是承載能力弱，在高壓壓縮下容易變形，無(wú)法達(dá)到抗滑設(shè)計(jì)的規(guī)定值，而且不穩(wěn)定。這種不良地基不穩(wěn)定、抗滑性低，不僅無(wú)法滿足水利水電工程上部結(jié)構(gòu)方面的要求，還有可能造成上部建筑結(jié)構(gòu)整體的剪切被破壞，從而影響主體建筑的安全。

1.2地基基礎(chǔ)沉陷量超出允許范圍

這類地基主要是由軟弱土層、淤泥質(zhì)土和膨脹土等物質(zhì)組成的。其特點(diǎn)是承載能力不足，無(wú)法滿足建筑的需求。由于土層物質(zhì)的組成不同，受力強(qiáng)度不同，使其出現(xiàn)了受力不均勻的情況。這種不良地基的強(qiáng)度不一，地基受外力負(fù)荷的影響導(dǎo)致沉陷量過(guò)大或是發(fā)生不均勻沉陷，進(jìn)而使得建筑物變形，損傷建筑主體。

1.3地基的水力坡降或滲水量超過(guò)容許值

這類地基主要是由喀斯特滲水地質(zhì)、礫石層和卵石層等組成的。其特點(diǎn)是土層松散、孔隙大，具有極強(qiáng)的滲透性。這種不良地基極易導(dǎo)致水庫(kù)揚(yáng)壓力超出限值，出現(xiàn)管涌和潛滲的情況，使得水利建筑遭到破壞而變形。

1.4地基的可液化性

這類地基主要是由少黏性或是無(wú)黏性的土砂層組成的。當(dāng)這種地基受到振動(dòng)力的作用時(shí)，會(huì)瞬間喪失強(qiáng)度，從固態(tài)變成液化狀態(tài)，導(dǎo)致地基陷沉、滑移等，進(jìn)而影響水利建筑的安全性和穩(wěn)定性。

2不良地基的基礎(chǔ)處理方法

2.1軟弱層的一般處理方法

由于軟弱層的傾斜角度不同，可將其分為高中傾角軟弱帶和緩傾角軟弱帶。對(duì)于高中傾角軟弱帶，先要挖開軟弱土層，在其中填入混凝土，形成混凝土塞。挖掘深度是軟弱土層1～1.5倍的寬度，兩側(cè)邊坡度為1∶1～1∶0.5.當(dāng)軟弱土層比較寬且較為松散時(shí)，可以使用混凝土柱或混凝土拱讓上部負(fù)荷傳導(dǎo)、分散到兩側(cè)巖體。對(duì)于壩基軟弱帶，可先清除一部分軟弱帶，再填入黏土或混凝土，形成阻水隔板。當(dāng)高傾角軟弱帶位于壩肩，特別是拱壩壩肩時(shí)，可設(shè)置混凝土傳力墻、傳力框架來(lái)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨固。對(duì)于重力壩破碎巖體壩肩，當(dāng)破碎巖體的自身穩(wěn)定性沒(méi)有問(wèn)題時(shí)，可以在破碎巖體中設(shè)置混凝土防滲墻。對(duì)于緩傾角軟弱帶，可將軟弱帶挖開后用高壓噴射裝備清除軟弱物質(zhì)，然后回填混凝土砂漿。如果上盤巖體堅(jiān)硬、完整，全部開挖工作量過(guò)大時(shí)，可以利用平硐或豎井開挖清除軟弱帶，再回填混凝土或鋼筋混凝土，并做好回填灌漿固結(jié)的工作。另外，也可以沿著軟弱帶設(shè)置鋼筋混凝土抗剪鍵，或穿過(guò)軟弱帶設(shè)抗剪樁。

2.2淤泥土、膨脹土的處理方法

淤泥土的流變性和觸變性比較大，容易被壓縮，滲透性小，承載性能低。因此，可以主動(dòng)挖出淤泥土，然后填入承載性能高的置換礫層，設(shè)置礫墊層排水。這種方法的施工過(guò)程比較麻煩，而且周期長(zhǎng)、成本高。另外，也可以采取強(qiáng)迫換土的方式，比如拋石擠淤法。它主要是針對(duì)海、湖、沼、三角洲等河流沖積物形成的軟地基所采取的處理方法，特別適用于軟弱的地面不能承受機(jī)械工程裝備進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)且施工現(xiàn)場(chǎng)石料充足的情況。將一定量的片石投拋入基底，將淤泥擠壓出基底范圍，可以在一定程度上增加基底的強(qiáng)度。這種方法操作方便，施工簡(jiǎn)單、迅速。膨脹土的工程性質(zhì)特殊，遇水會(huì)膨脹，失水會(huì)收縮開裂，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。鑒于此，具體的處理方法是：①現(xiàn)場(chǎng)勘探、計(jì)算換土厚度，開挖清除膨脹土，使用非膨脹性材料或者灰土來(lái)?yè)Q土。換土方法從根本上改變了土基的工程性能，工期短，且能使地基獲得更大的承載力。②樁基方法。當(dāng)膨脹土層的厚度比較大時(shí)，可以采用樁基來(lái)處理。樁基支承在非膨脹土層上，由樁基將載荷傳導(dǎo)到非膨脹土層上。③改良土質(zhì)性能的方法。研究膨脹土的成分和性質(zhì)，向其中添加一些非膨脹性材料或者添加化學(xué)制劑，以減少或去除膨脹土的膨脹特性，比如加入水泥、石灰等非膨脹材料，可以降低膨脹土的膨脹性。④膨脹土遇水、失水都會(huì)膨脹收縮，而土內(nèi)含水量的變化是影響膨脹土性能的根本原因。因此，可采用隔水法，采取綜合措施切斷膨脹土基底與外界的滲水條件，保證基底的含水量，進(jìn)而保證地基的穩(wěn)定。⑤預(yù)濕膨脹。施工前，使土加水變濕而膨脹，并在土中維持高含水率，則土將基本保持體積不變，不會(huì)破壞結(jié)構(gòu)。以上多種處理措施有時(shí)可以單獨(dú)使用，有時(shí)可以根據(jù)需要組合使用。

2.3滲水性強(qiáng)地基的處理方法

滲透性強(qiáng)的地基極易因?yàn)閾P(yáng)壓力超限、滲水導(dǎo)致水利建筑變形。針對(duì)這種情況，在處理時(shí)，要先將滲水的空隙、裂縫填上混凝土——當(dāng)滲水量太大，填堵無(wú)效時(shí)，可將水引入排水坑，填入礫石，之后抽水并澆筑混凝土封堵。另外，還要預(yù)留管道，方便后期回填灌漿。

2.4可液化地基的處理方法

液化地基會(huì)導(dǎo)致地面下陷、滑移，影響水利建筑的穩(wěn)定性。因此，在處理這種情況時(shí)，要清除可液化層，注入高強(qiáng)度、防水性能好的材料，用分層振動(dòng)的方式壓實(shí)或用沖振方式來(lái)緊密地基。同時(shí)，還可用混凝土加固、密封四周圍墻，在液化層內(nèi)設(shè)置灰土樁、礫石樁和砂井。

3結(jié)束語(yǔ)

總而言之，不同的水利水電工程建設(shè)對(duì)地基的要求不同。因此，在工程建設(shè)過(guò)程中，要仔細(xì)勘探地形地質(zhì)，對(duì)不良地基的處理也要因地制宜，制訂科學(xué)、合理的處理方案，確保地基的穩(wěn)固，保證水利水電工程建設(shè)能夠順利進(jìn)行。

作者:謝韜 單位:廣東水電二局股份有限公司

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