水利水电工程施工中不良地基处理技术分析

水利水电工程施工中不良地基处理技术分析

王金龙 姜玉倩

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摘要：水利水电工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，在促进经济发展、改善生态环境等方面发挥着重要作用。然而，在工程建设过程中，不同地区和地质条件下存在着各种各样的不良地基问题，如软弱地基、坚硬地基、膨胀性地基等。这些问题如果得不到有效的处理，将对工程的安全性和稳定性造成威胁。因此，如何科学合理地处理不良地基，成为水利水电工程施工中亟待解决的难题。

关键词：水利水电；不良地基；处理技术；有效应用

水利水电工程在建设中，经常遇到软土地基，若不对其进行技术处理，将导致工程项目存在较大的安全隐患。为更好的提升水利水电工程项目施工质量，降低不良地基对工程的安全影响。

1 水利水电工程施工的概述及特点

水是人类赖以生存的一种基本物质，但是它以一定的形态存在于自然界中，与人类的生存环境不相符，因此，需要对其进行相应的控制，修建水利水电工程就能将水进行控制，控制水流，防止洪涝灾害。水利水电工程的建设主要是为了控制、消除、利用和保护地表以及地下的水资源和环境而进行修建的一种工程的总称。水利水电工程一般主要分为防洪工程、农田工程、水力发电工程、环境水利工程等。水利水电工程具有很强的系统性和综合性，单项和多项的水利工程之间有着相辅相成的关系，水利水电工程的建设对周围的环境有着不同程度的影响，既有优点也有一定的缺点，因此，在设计之初应当充分考虑周围环境的影响因素，将其设计在内，较少工程给环境带来的影响。水利工程在实施的过程中，对于气象、水文和地质等自然条件都很难掌握，在建设中都承载着不同程度的水推力、浮力、渗透力、冲刷力等作用，因此，在作业的过程中应当充分考虑水的影响，制定周全的计划，严格按计划实施工程建设。水利水电工程一般都具有较大的规模，施工技术复杂、建设工期较长、投入资金较大等，因此，为了后期的工程质量，需要按照严格的建设程序和有关质量控制的标准进行施工。

2 不良地基对水利水电工程的应用隐患

一方面，水利水电项目施工期间，改变土坡稳定的要素较多，使该类稳定度发生极大变化的原因为该区域的地基质量较差，土体滑动面中的剪应力超出其抗剪强度值。比如，气候变化与孔隙水应力增加都会生成冻融、干裂现象，当不良地基中的黏土层内进入雨水时，该类夹层将产生不同程度的软化现象使土体整体强度缩减。同时，不良地基的出现还会使基础基地下的承载力降低。水利水电项目内的地基承载力属于基础性内容，该类承载力多作用在上层建筑的基础上，若该类承载力下降，则上层建筑的基础也将产生严重的安全问题。地基基础与地基土壤密度紧密相关，在压力持续增加的基础上，地基基础的内部平衡将遭到削弱，使工程项目产生坍塌现象。另一方面，由于地基为水利水电项目施工应用的基础，可支撑起工程项目的整体承载结构，若地基质量不佳，会使部分路基路段产生沉降问题。部分施工企业在水利水电项目建设时，为缩减成本，未能科学挑选路基填料，无形中降低了工程建设的压实度，该类地基在正式应用时极易形成质量问题。不同类型的土石材料都会改变工程项目中的地基建设状态，若在实际施工时未进行合理维护，都会对水利水电的应用产生较大影响，继而增加维护成本，降低项目设备的使用安全，因而不良地基在实际应用中会给水利水电项目建设带来较大的安全隐患。

3 水利水电工程施工中不良地基处理技术的有效应用

3.1 换土技术

换土技术指直接挖掘软土地基附着的软土层，并选择其他更稳固的轻质材料进行替换。由于软土基层具有透水性差、沉降速度快和承载能力过小的特性，在具体施工过程中，要考虑填充物的性质，以现场施工环境为基础，按照水利大坝工程施工标准合理选择。为提高施工效率，一般选择易压缩和碾压、透水性良好且强度较高的材料，目前常用的填充材料有卵石、碎石、砂砾和砂石等。换土技术的使用范围相对有限，一般只适用于0.5~2.0m的软土层，如果软土层覆盖较深，填充材料使用量较大，会增加施工成本，一般会采取其他技术。换土技术能有效解决软土地基常出现的土层沉降现象，减少软土层出现的胀缩现象。为保证换地后的土地基础结构具有良好的承载能力，并切实增加支持力层的承载力，必须夯实地面，增强其抗压性与稳定性。另外，在填充软土地基缝隙的过程中，还要注意防止出现冻胀的现象。

3.2 排水固结法

当前水利水电项目中较常应用的地基处理手段为排水固结法。应用排水固结法可在施工基地内直接设计竖向排水体，借助建筑物整体重量的增加来加固地基。当水利水电工程遭遇地基不稳定或者沉降的问题时，借助排水固结法可较为顺畅地改善地基沉降现象。增加地基压力的过程中，随着地基内部承载力的改变，其抗剪强度也发生了较大改变，无形中增加了地基应用的稳定性。处理不良地基的过程中，利用排水固结法可恰当缩减土层沉降量，快速提升施工后水利水电项目的施工质量。当前的排水固结法包括静动力排水法、塑料排水法与真空预压法等，要利用对各项排水固结形式的合理融合，及时解决水利水电工程中不良地基的内部问题，增进地基应用的稳定性与安全性。

3.3 深层搅拌法

深层搅拌利用深层搅拌机将水泥、石化等化学材料固化剂加入到地基中，与软黏土强制搅拌形成足够稳定的地基土，提高地基承载力，减小沉降。深层搅拌法工期短，但施工成本高，主要用于抗剪强度低、压缩性、含水量高的淤泥质土地基，主要由水泥搅拌桩法，注浆法。水泥搅拌桩法的关键在于固化剂，工程中通常选用石灰和水泥，利用搅拌机将水泥或生石灰混合搅拌形成固化剂直接导入软土层，在进行二次搅拌，将固化剂和土层融合，发挥固化剂加固和稳定作用，水泥搅拌桩法应用于黄土、粉土等含水量较高土层。注浆法是用注浆管钻入软土土层中，以水泥或水泥混合物预制高压混合物，将调制好的高压制备材料导入土体中。在注浆过程中，要保证注浆管能够在土层自由提升和旋转，且提升过程中不停旋转，保证植被材料充分融合。

3.4 化学加固法应用

化学加固法期间，要合理利用不同类型的化学添加剂，将固结剂、水泥浆液、水玻璃与化学溶液进行高效融合，再将该类化学物品投放到土层内，高效黏结土层土粒。在实际应用中，要将不同类型的化学剂放置到搅拌机中，待搅拌均匀后，再投入到正式的使用中，不仅能有效增强土层稳定性、承载能力，还能逐步减少沉降速度，将化学加固法中的凝结作用凸显出来。正式使用化学加固法前，要恰当明确适合该类方式的土层土壤类型，只有湿陷性黄土、黏性土与砂性土，受其内部性质影响，可将该方式运用到对应的土层中。较为常见的化学加固法有高压旋喷法、注浆法与深层搅拌法等。

4 结束语

综上所述，水利工程建设会遇到各种复杂的地质条件和恶劣的环境因素，不良地基是水利水电工程中常见的基础类型，地基处理要满足项目工程具有可靠的承载力和稳定性。通过对不同软土地基的分类研究，结合工程实际情况和方案设计，探索地基处理的新理念和新技术，正确评价地基处理适用性，共同提升水利水电施工质量，并通过研制新的施工工艺促进水利水电不断创新发展。

参考文献：

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[2]郭海龙. 浅析水利水电工程施工中有关不良地基处理技术 [J]. 中华建设, 2023, (09): 178-180.

[3]刘安富. 水利水电工程施工中有关不良地基处理技术 [J]. 水利水电技术(中英文), 2022, 53 (S2): 225-229.