本站原创摘 要：水利工程基础质量的好坏直接影响到工程主体的施工安全和后期运行,然而在水利工程施工过程中不可避免的要遇到一些含水量高、密度低、孔隙比大、强度低、压缩性高的软弱地基,因此为了保证水利工程基础质量需要对软弱地基进行处理.通过分析水利工程地基和基础处理技术的发展,以及其中存在的主要问题,阐述了水利工程主要的地基和基础处理技术,并进一步提出了水利工程的地基处理技术的选择建议,对于优化水利工程的地基和基础处理,保证工程整体质量和安全具有十分重要的意义.
关 键 词：水利工程；基础；地基处理
1引言
水利工程对于地表、地下水的合理控制、调节,以及科学的开发利用发挥了重要作用.近些年来随着经济水平的发展和技术水平的提高,我国水利工程的兴建规模和数量呈现出逐年增大的趋势.然而在水利工程施工过程中不可避免的要遇到一些含水量高、密度低、孔隙比大、强度低、压缩性高的软弱地基,但是目前我国很多设计、施工单位对其重视程度不够,导致水利工程施工完成以后出现严重的质量问题,直接影响到工程主体的施工安全和后期运行,因此为了保证水利工程基础质量需要对软弱地基进行处理.
2水利工程地基和基础处理技术的发展历程及存在问题
地基处理技术最早起源于欧洲,后来伴随着理论技术的发展,先后出现了砂石桩、土桩挤密法、振冲法、强夯法、高压喷射技术,随后出现了复合地基、加筋法、真空预压法等地基处理方法.我国水利工程的地基和基础处理技术的发展起步比较晚,但是经过多年来广大岩土工程人员的辛苦努力,取得了十足的进步,但是仍然存在一些问题.
2.1地基、基础处理方案选择不合理
对于水利工程来说地基和基础的处理方法比较多,但是每一种处理方案都有其特用的适用范围.目前我国很多水利工程在施工过程中,经常会遇到淤泥、填土、湿陷性黄土、高压缩性土等软弱或不均匀地基,但是由于先期的工程地质勘察不到位,或是设计方案不合理,导致很多水利工程的地基、基础的处理效果不佳,不仅整个水利工程的施工质量,还可能造成极大的工期和资金浪费.
2.2地基、基础处理的施工不规范
目前我国很多水利工程在进行地基和基础处理时,存在很多施工过程不规范现象,比如施工单位资质条件不符合要求,施工设备落后,在施工过程中施工单位为追求经济利润与工期进度,没有按照相关规范、标准施工,不能针对软土地基的实际情况进行施工,使得一些水利工程的软土地基处理效果差强人意,最终引发整个水利工程发生严重的质量或安全事故.
2.3地基、基础处理的设计、施工监管不到位
目前我国许多管理、监督部门,缺乏责任心,对于水利工程地基和基础的设计、施工过程没有进行有效的监督和管理,对于设计单位的设计方案没有进行严格审查,对施工单位的操作施工过程没有做好监督管理,使得工程中的一些施工质量和安全隐患没有被及时发现.
3水利工程的地基和基础处理技术
当水利工程修建在淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土、软土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、冻土或其他高压缩性土层构成的地基上时,需要做好地基和基础的加固处理,以改善地基土的剪切特性、压缩特性、透水性、湿陷性、膨胀性和动力特性等.目前水利工程中常用的地基和基础处理方法主要包括换填法、强夯法、挤密桩法、振冲法、深层搅拌法、高压旋喷注浆法等.
3.1换填垫层法
当水利工程基础下部持力层为软土或湿陷性土层时,常采用换填法来进行地基处理,即将基础下部的软土、湿陷性黄土、杂填土或膨胀土等的一部分或全部挖掉,然后换填密度或水稳性好的灰土、砂石、矿渣等材料,然后分层夯实或碾压使其密实,以提高地基持力层的承载力,减少地基变形量.
3.2强夯法
强夯法是利用夯锤自由落下的巨大冲击能、冲击波对地基土进行反复夯击,以提高地基的承载力、稳定性,降低压缩性,消除湿陷性和震动液化性.一般来说强夯法的夯击能比较大,因此处理的地基深度也较大,对于湿陷性黄土、粉土、砂土、饱和软黏土等非常有效.
3.3挤密桩法
挤密桩的型式有很多中,对于水利工程来说,目前比较常用的挤密桩法主要包括砂桩挤密加固、土或灰土桩挤密加固、爆破挤密桩等.
（1）砂桩挤密加固
砂桩挤密加固法对于密松散杂填土、砂性较大的黏性土、松散砂土特别适用,该方法能有效提高地基的密实程度和承载能力,加速土体排水,并消除砂土地基的震动液化.但对于黏性大的饱和软土地基、软弱的高湿黄土地基,挤密效果不显著.
（2）土或灰土桩挤密加固
土或灰土桩挤密加固地基属于人工复合地基,其地基处理深度也比较大,该方法在提高地基承载能力的同时,减少地基变形,特别适用于湿陷性黄土.
（3）爆破挤密桩
爆破挤密桩是利用爆破法来挤密土层,该方法简单实用,但是对环境污染比较大.
3.4振冲法
振冲法是利用振动和水冲对土体进行加固,通过石块、砂砾组成的主体,与地基土形成复合地基,来共同承受水利工程上部结构荷载.振冲法特别适用于砂土地基,但是近年来随着技术水平的提高,对于一些粘性土地基中也开始应用.
3.5深层搅拌法
深层搅拌法是通过深层搅拌机,将地基中软粘土和水泥浆等固化剂强制搅拌在一起,从而提高软粘土的整体性、水温性和强度.该处理方法适用于一些含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数低、沉降稳定时间长的沉积土层.
3.6高压喷射注浆法
高压喷射注浆法是在钻机钻孔中,将带有特殊喷嘴的注浆管下放到需要加固的软弱土层深度后,以20MPa以上的高压喷射流,切割、破坏土体,并将土体与浆液均匀搅拌在一起,形成一种强度较高,并具有截水帷幕作用的水泥土体.这种处理方法适用于砂类土、标准贯入度N<10的粘性土、淤泥或不含、稍含砾石的填土地基.
4水利工程地基和基础处理方案的选择
水利工程的工程规模比较大,上部结构荷载也比较大,结合多年工作经验,笔者认为对其进行地基和基础处理时要最大限度地利用地基土的潜在能力,尽量采用天然地基,或简易的处理措施.同时地基处理方法的选择,还应考虑上部结构的特点,对需要进行大面积填方的工程,应在建筑物施工前完成填方工作,使地基得到预压.在建筑物施工后进行填方,会使建筑物产生不均匀和较大的附加沉降.建筑物的上部结构和地基是共同工作而又相互影响的,因此当地基不能满足设计要求时,不要只限于考虑地基加固,有的可以通过加强上部结构的措施而得到解决,或者两者兼施.
5结束语
总体来说在一些比较复杂的地区,水利工程的地基和基础处理至关重要,选择一个有效的处理方式,不仅能够保证水利工程施工的顺利进行,还能保证整个水利工程能够长期安全、可靠的运行.