水利工程地基处理技术浅析徐长海

水利工程地基处理技术浅析徐长海

徐长海

黑龙江省绥化市兰西县水务局黑龙江绥化151500

摘要：随着各种新技术的层出不穷，水利工程对其质量要求也越来越多，针对现阶段水利工程事故的频频出现，相关部分必须引起足够的重视，加强质量管理，并不断提升水利工程建设的施工工艺水平。从某种意义上而言，水利工程作为国民经济的基础行业，对整个国民经济的建设发展有着不可忽视的重要影响。所以在水利工程建设施工中，必须在保证质量的前提下进行规模扩大。下面文章主要针对现阶段我国水利工程建设地基处理技术进行简要的分析与总结，并提出合理化的解决对策，以便为相关人员提供参考意见。

关键词：水利工程；地基处理；技术

1.水利工程地基概况

水利工程建设所涉及的地质条件通常来说比较复杂，地基作为整个水利工程建设的基础，其对水利工程建设有着极其重要的意义。水是地基中不可避免的影响因素之一，其容易降低地基的稳定系数和承载能力，严重影响上层建筑物的稳定性，最终整个水利工程的质量就会受到威胁。不良地基给水利工程建设带来的影响，主要体现在以下三个方面。

1.1有些地基条件土层较软，地质中的某些指标未能达到水利工程设计的基本标准，如地质承载能力、抗压稳定性等，承载表面的强度不够，承受不了上部建筑物的巨大压力，即达不到地基应有的承载能力及稳定性。

1.2有些地基的土层软硬分布不均一，土层平面有些地方较为薄弱，随着上部建筑物压力的增大，该薄弱之地将会发生不均匀沉降，土层局部遭到不同程度的损坏，严重时整个地基都会遭到严重的破坏，上部建筑物最终会被影响，甚至破坏变形。

1.3倘若水利工程的地基置于结构松散的碎带或砾石层，或某些透水性颇好的土质环境，水利工程地基将会受到严重的渗水，其水力坡降及渗漏量将会超出容许的范围。

2.水利工程地基基础的处理方法

2.1水泥粉煤灰碎石桩的应用

水泥粉煤灰碎石桩在水利工程地基改造中的使用比较广泛，其材料主要是水泥、粉煤灰和碎石，具有较高的粘结强度。利用水泥煤粉灰碎石桩、褥垫层以及桩间土共同组成水利工程的复合地基。在地基上部的建筑物产生的压力会造成褥垫层产生变形，同时将这些压力均匀的分散到水泥粉煤灰碎石桩以及桩间土之上，使地基的受力比较的均匀，同时水泥粉煤灰碎石桩的承载能力随着挤密作用得到进一步的提高，同时桩周围的土层产生的策应力又进一步的强化了其受力的能力。水泥煤粉灰碎石桩由于材料比较容易获得，成本比较低，因此在水利工程地基处理中的使用十分的广泛。下面对水泥煤粉灰碎石桩、桩周土以及褥垫层的作用机理进行详细的分析：

2.1.1对地基土具有一定的挤密作用

对于散填土、松散粉细砂、粉土，由于振动沉管水泥粉煤灰碎石桩桩的振动和侧向挤压作用使桩间土孔隙比减小，含水量降低，土的干密度和内摩擦角有所增加，土的物理力学性能得到改善从而提高桩间土的承载力。

2.1.2桩体的排水作用

水泥粉煤灰碎石桩复合地基在成桩初期，因桩孔内和周边充填过滤性较好的粗颗粒填料，在地基中就形成了渗透性能良好的人工竖向排水、减压的通道，使孔隙水沿桩体向上排出，可以有效地消散和防止振冲产生的超孔隙水压力的增高，加速水利工程地基的排水，这种排水作用不但不会降低桩体强度，反而可以使土体强度恢复并超出原土体天然承载力。

2.1.3桩的预震效应

水泥粉煤灰碎石桩复合地基成桩过程中，振冲器以一定的振动频率或冲击水平向加速激振土体，使填料和地基土在提高相对密实度的同时获得强烈的预震，提高了砂土抗液化能力。

2.1.4桩的置换作用

水泥粉煤灰碎石桩中的水泥经水解和水化反应以及与粉煤灰的凝硬反应，生成不溶于水的稳定结晶化合物，它能使桩体的抗剪强度和变形模量大大提高，所以在荷载作用下，水泥粉煤灰碎石桩桩的压缩性明显比桩间土小。因此基础传给复合地基的附加应力，随地层的变形逐渐集中到桩体上，出现了应力集中现象，大部分荷载将由桩周和桩端承受，桩间土应力相应减小，于是复合地基的承载力比原有地基承载力有所提高。

2.2预应力管桩

预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混泥土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以静压法用得最多。由于躬由锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压桩机又可分为顶压式和抱压式，抱压式是桩机的夹板夹紧桩身，依靠持板的摩擦力大于入土阻力的原理工作，静力压桩机最大压桩力可达5000千牛到6000千牛，可将直径50毫米、600毫米的预应力管桩压到设计要求的持力层，从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。预应力混凝土管桩施工方法有锤击法和静压法两种。锤击法沉桩具有施工速度快，工程质量较好等优点，静压管桩施工法主要是借助压桩机的自重和配重的重量，通过科学的压梁或压柱，向管桩顶部或通过侧面夹子夹住管桩本身，以便向管桩本身施加重压力，将管桩压入土（岩）层中。预应力管桩施工完成后，要及时进行管桩检测，普遍采用桩基高应变法和低应变法对单桩承载力和桩身完整性进行检测，预应力管桩的单桩承载力由桩端极限阻力和极限侧摩擦力组成。预应力管桩在水利工程中作为一种基础处理方法，在东部沿海地区逐步得到应用，键筑基桩检测规则保证了水利工程管桩基础处理的质量，为以后水利工程主体工程建设安全提供保障。

3地基处理的注意事项

地基处理工程与其它建筑工程不同。一方面，大部分地基处理方法的加固效果并非施工结束后就能全部发挥，一般说来，还需要在施工完成后经过一段时间才能逐步体现加固地基的要求；另一方面，每一项地基处理工程有它的特殊性，同一种方法在不同地区施工工艺也尽不相同，对每一个具体的工程往往有些特殊的要求。而且地基处理大多是隐蔽工程，很难直接检验其加固效果。这些就要求在地基处理该施工过程中和施工完成后注意以下几点。

在地基处理施工过程中，只让现场人员了解如何施工是不够的，还必须使他们很好地了解所采用的地基处理方法的原理、技术标准和质量要求，所进行的施工是否合乎工程上的要求，要经常进行施工质量和处理效果的检验，以保证施工质量。

在地基处理施工过程中和施工完成后需要做好监测和检测工作。各种地基处理方法对监测工程都提出具体要求，必须重视此项工作。处理工作结束后，应尽量采用可能的手段来检验处理的效果，这是施工工作的重要环节。

此外，对重要工程的地基处理工作，或开发、引用新的地基处理方法，或者在进行地基处理方法的比较时，最好在大规模施工以前进行小型现场试验，以检验地基处理方案的可靠性，并可获得设计计算的参数值和施工的控制指标，以及施工经验。必要时也可以小型的现场试验比较各种方法的优缺点，为合理确定地基处理方法提供依据。

4结语

地基的处理方式是否正确，直接决定了后续的工程施工质量。以上几个环节在施工过程中的各个阶段，监测和反分析辗转进行。是解决土工问题最合理的方法。此为近年来在国际岩土工程界提出的观察方法，或成为“边观察边分析”方法。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准：《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）,中国建筑工业出版社.

[2]杜广印,《地基处理》，东南大学.

[3]叶书麟，《地基处理与托换技术》，中国建筑工业出版社.