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

柴晓娜

身份证：130421198303240968   湖北宜昌  443000

摘要：水利水电工程在我国基础设施中占据着重要地位，在保障人民生产、生活用水、农业灌溉、防洪抗旱等方面起着举足轻重的作用。然而，在水利水电工程施工中，经常遇到不良地基的情况，这对工程的安全和质量都有很大的影响。因此，如何对不良地基进行有效处理，已经成为水利水电工程建设的一项重要任务。本文通过对水利工程建设过程中出现的不良地基处理方法的分析，提出了相应的处理策略，可供同类工程借鉴。

关键词：水利水电工程；不良地基；处理技术

引言

在水利水电工程施工中，普遍存在着基础质量不合格的问题。因此，在水利水电工程建设过程中，要加大地基基础施工管理力度，以保证工程的质量达到设计要求，杜绝不达标的工程发生。所以，在进行水利水电工程建设时，一定要对水利水电设施的基础建设给予足够的关注，在这个过程中，要对地基的性质和特点进行认真的分析，确定合理的施工方案，并采取必要的措施，确保施工的品质和质量。

1.水利水电工程施工中不良地基处理技术重要性

在水利水电工程施工过程中，不良地基处理技术的重要性不容忽视。由于地基是整个建筑物的基础，其稳定性直接关系到整个工程的质量和安全。不良地基，如软土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基等，若不进行适当的处理，可能会导致建筑物的不均匀沉降、倾斜甚至倒塌，从而造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，掌握和应用先进的不良地基处理技术，对于确保水利水电工程的稳定性和耐久性至关重要。在实际施工中，工程师们必须对地基进行详尽的地质勘察，了解土壤的物理和化学性质，评估其承载力和变形特性。通过科学的分析和计算，选择最合适的地基处理方法，如压实、灌浆、预压、化学加固等，以提高地基的承载能力和稳定性。此外，施工过程中还应严格控制施工质量，确保每一步骤都符合设计要求和工程标准。只有这样，才能有效防止因不良地基引起的工程事故，保障人民生命财产安全，同时延长建筑物的使用寿命，为社会创造更大的经济价值。

2.不良地基对水利水电工程的应用隐患

在进行水利水电项目的建设时，我们面临着多种复杂因素，这些因素可能会对土坡的稳定性产生影响。其中，地基质量的不佳是一个关键因素，它对整个工程的安全性有着直接的影响。当土体滑动面所承受的剪应力超过了土体本身的抗剪强度时，就有可能引发土体滑坡等严重的不利现象。此外，气候变化，如温度的剧烈波动，以及孔隙水应力的增加，都可能导致冻融、干裂等不良影响，这些都会进一步影响到土体的稳定性。同时，不良地基中的夹层在受到水的作用下容易软化，这会降低土体的整体强度，从而对工程的安全性构成威胁。

在另一方面，地基承载力对于水利水电项目来说是至关重要的基础。它不仅支撑着整个建筑结构，而且确保了上层建筑的基础安全。如果地基承载力不足，那么整个建筑结构的安全性就会受到严重的威胁。此外，不良地基的存在还可能导致工程项目出现坍塌现象，这将对工程的进度和安全造成极大的风险。在水利水电项目建设中，地基是整个工程的基础，它需要承受整个建筑结构的重量。如果地基质量不佳，可能会导致部分路段产生沉降问题，这不仅影响工程的使用寿命，还可能对周边环境造成破坏。

3.不良地基的分类与特点

在水利水电工程施工中，不良地基是指那些不能满足工程需要的地基，其分类与特点如下。一是软弱地基：软弱地基是指地基的承载力较低、压缩性较大的土层，主要包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥质粉砂等。这种地基的强度和稳定性较差，容易产生不均匀沉降和滑坡等现象，对水利水电工程的安全和稳定性造成威胁。二是湿陷性黄土地基，指的是在一定的压力下，黄土受到水分的浸湿后，其结构迅速被破坏，并产生显著的额外下沉现象。湿陷性黄土地基的特点在于其耐水性较差，当遇到水分时，土体的压实度和强度会迅速减弱，并且产生较大的沉陷变形。这种地基的特点是土质疏松、空隙多、透水性好，但垂直节理发育、强度和稳定性较差。三是砂土液化地基：砂土液化地基是指砂土在一定条件下失去抗剪强度和承载能力，导致建筑物沉陷、倒塌的地基。这种地基的特点是砂粒大小不一，空隙大，透水性好，容易受到地震、车辆振动等外部因素的影响而产生液化现象。四是淤泥质土和泥石流地基：淤泥质土和泥石流地基是指含有大量泥沙和石块的流动体，对水利水电工程造成严重危害的地基。这种地基的特点是含水量高、流速快、变化大，容易对建筑物造成冲刷和侵蚀。五是岩溶地基：岩溶地基是指在地下的石灰岩地区形成的各种类型的岩溶洞窟和地下暗河的地基。这种地基的特点是洞穴和裂隙发育、岩层不稳定、结构复杂，对水利水电工程的建设和维护造成很大的困难。

4.不良地基处理技术在水利水电工程中的实际应用

4.1.强透水层施工方法与处理策略

具体策略包括：一是通过钻孔灌注桩的方式来加固强透水层。该方法利用拔取护壁钻进压土筛的钻孔灌注桩加固强透水地基。在钻孔灌注桩的基础上，采用填筑人工改良土、再生沥青路基等方式来实现加固；二是可以采用混凝土加筋的方法来解决强透水层处理问题。通过混凝土加筋，将原有强透水层处理成为稳定的支撑体系，提高地基的承载能力，从而提升工程建设的质量和安全性；三是采用防渗处理和覆盖层等方式来处理强透水层。例如在路基工程建设中，覆盖层是一种常见的处理方式。覆盖层通过削平强透水层，然后使用填方或者铺设混凝土、沥青等材料来进行有效的覆盖。这种方式在实际工程中应用较为广泛。

4.2.膨胀土施工方法与处理策略

膨胀土的亲水矿物质和高粘成分使得其在施工过程中具有明显的膨胀收缩特性，严重影响地基的稳定性，导致沉降、开裂和地基移动等一系列问题。因此，要采取以下施工方法和处理策略：首先，在完成地基开挖后，施工人员应及时妥善保护地基，避免冰冻和暴晒等不利影响，及时清除内部积水。为了减少膨胀土土壤与水接触，也可以在地基中预设保护层。保护层采用不吸水的材料制成，如塑料薄膜或其他防水材料。这样可以避免膨胀土与水接触，起到防水和隔绝作用。然而，预设保护层应立即填筑，以确保该区域的土层含水量处于适宜范围。其次，为了防止膨胀土受到水流的作用而受损，可以设置截水墙来阻断水流。截水墙可以有效减少水分进入膨胀土地基，从而减轻土体的膨胀和收缩影响。此外，为确保膨胀土得到有效处理，应在非膨胀土层的桩基设施桩端。这样可以更好地限制膨胀土的膨胀和收缩，并保证工程的稳定性。

4.3.淤泥质软土施工方法与处理策略

首先，常用的淤泥质软土施工方法包括挖掘、回填法、加固法和改良法等。挖掘回填法是将淤泥质软土挖掘后，通过回填和加固的方式来增加土体的稳定性。通过此方法可以有效改善土壤的强度和稳定性，使其具有较好的承载能力。加固法则是通过安装加固设施，如钢筋、桩基和地下墙等，来增加土体的强度和稳定性。适用于需要对土体进行的加固。改良法是通过添加掺合料，如水泥、石灰和粉煤灰等，来改变土壤的物理性质和工程性能。通过有效的改良，可以提高土体的承载能力和稳定性。其次，在淤泥质软土的处理方面，应根据实际情况制定合理的处理方案。首先，需要对土壤进行详细的勘测和分析，以了解其物理性质、力学性质和工程性质等。根据土壤的特点，结合工程需求，选择合适的处理方法和技术，制定具体的处理方案。其次，需要合理控制施工过程中的工艺参数，确保施工质量和效果。例如，在挖掘与回填法中，需要控制挖掘的深度和回填材料的质量，保证土体的稳定性和均匀性。同时，在加固法和改良法中，也需控制施工参数，如加固设施的布置和施工工艺，以及掺合料的配比和混合工艺。最后，施工完成后需要进行监测和评估，检验处理策略是否有效，施工质量是否合格。通过实时监测和评估，及时发现问题并采取措施进行调整和改进。

4.4.深覆盖层施工方法与处理策略

针对深覆盖层的施工方法，可采用多种方法。首先，采用振碾夯实的方法对深覆盖层进行处理。这种方法通过振动和压实作用，能够提高土体的密实度和稳定性，增加其抗应力能力，通过振碾等机械设备对土层进行强力压实，增加土体的密实度和抗压能力，提高土层的稳定性和承载能力。此外，还可使用夯实土体表层的方法，即通过顶夯或者碾压等方式对表层土体进行夯实，增加土体的密实度和稳定性。其次，帷幕灌浆是将注浆料通过孔隙和裂缝注入到土体中，以增加土体的黏结力和抗渗性能。而固结灌浆则是将固化剂注入到土体中，使土体固化并增加抗压能力。通过这些处理方法，可以改善深覆盖层土体的物理性质和力学性能，提高土体的稳定性和抗渗能力。此外，沉桩是将桩体安装到土层中，通过桩基与土层的紧密连接，增加土体的支撑能力，提高土层的稳定性。而增加基础区域的总面积，则有助于分散荷载，减轻对深覆盖层的压力和影响。

4.5.喀斯特地基施工方法与处理策略

4.5.1.强喀斯特溶蚀破碎带施工方法与处理策略

在水利水电工程中，强喀斯特溶蚀破碎带是指地基中由于溶蚀作用形成的岩体结构，其特点是质地松散、微裂缝较多，力学性能较差，对工程的稳定性造成严重影响。为了解决强喀斯特溶蚀破碎带所带来的不利影响，需要实施一系列的施工方法和处理策略。首先，在地基表层存在强烈溶蚀岩体结构的区域，要先进行清除操作，并进行固结灌浆施工操作，以确保该区域的土体紧密结合和稳定性。通过手工清除溶蚀岩体结构，可以减少地基的不稳定因素，提高地基的稳定性。随后，需进行固结灌浆施工，将固化剂注入到土体中，提高土体的抗压能力和稳定性。其次，合理设置灌浆帷幕，并在其中铺设具有防渗功能的黏土或混凝土材料。为了增强防渗层的效果，应该确保防渗层的厚度不少于1m，并保证其长度达到水头的5倍以上。灌浆帷幕是将注浆料注入到土体中，以增加土体的黏结力和抗渗性能。而防渗层的设置可以有效阻止地下水的渗透，保护工程的稳定性。随后，要在适宜的位置设置齿墙或截水墙，并确保这些墙体能够完全穿透表层区域的发育带。通过合理地设置齿墙或截水墙，可以有效阻止强喀斯特发育带对工程的不利影响，齿墙和截水墙可以有效分隔和限制溶蚀破碎带，在一定程度上减缓溶蚀破碎带对工程的不稳定影响。墙体的设置应考虑到地质条件及工程需求，确保其稳定性和有效性。最后，整体刚性基础结构可以通过合理的设计和施工，提高工程的整体稳定性。而扩大基础的方案则是通过增加基础的面积，分散荷载，减轻对强喀斯特溶蚀破碎带的影响，增加工程的稳定性。

4.5.2.喀斯特洞穴管道施工方法与处理策略

在喀斯特洞穴管道施工中，为了解决漏水和稳定洞穴结构的问题，可以采取以下施工方法和处理策略：首先，优先进行开挖施工，清除洞穴内部填充物后，回填适量混凝土来封闭洞穴。另一种是采用混凝土盖板结构来完成洞穴的封闭。这些措施可以有效防止水和土体的渗透，保证洞穴的结构稳定。其次，要妥善封堵漏水的洞口，并对漏水通道断面狭窄区域进行封堵。在实施这些封堵操作时，要同时控制地下水汽所产生的反压力作用，并预留排气通路。如果选择使用石块进行施工，要采用砂石粘土进行封堵，并在黏土下层区域设置反滤层。此外，在封堵连通暗河漏水口时，要特别关注雨季暗河水位上升的情况，并在盖板上方区域设置逆止阀门。对于地下喀斯特管道存在集中渗漏区域且埋藏深度较浅的情况，可以在相应区域修建截水墙，以增强防渗效果。在下部隔水层区域可见的情况下，可以将隔水层与截水墙连接，以进一步提高防渗效果。此外，在库周的浅水区发现漏水洞口时，要设置混凝土围墙或土堤来隔离漏水区域，以防止水的进一步渗透。最后，为了解决漏水问题，可以对漏水通道实施钻孔注浆、水泥灌浆或灌注混凝土等多种措施，以形成帷幕结构，从而有效地阻止水的渗透，并保证库区的安全稳定。

4.6.坝基涌泉施工方法与处理策略

首先，采取隔离措施是处理坝基涌泉的重要步骤之一。在面对这一挑战时，工程师们会仔细评估涌泉的规模和特性，然后选择最合适的深层低渗透性材料，如混凝土、土工膜等，这些材料能够对涌泉区域进行有效的隔离封闭。通过这种方式，可以有效地阻止水流的涌入，从而减少涌泉对坝基造成的影响，确保整个大坝结构的安全。其次，采用加固灌浆的方法，通过注入适当的浆液或结构胶凝材料，可以有效地填充空隙并强化地基，进而增加地基的承载能力和稳定性。这一过程需要精确的计算和专业的施工技术，以确保灌浆效果达到最佳。同时，在对涌泉区域进行处理时，必须考虑排水和渗流的问题。可以采用抽排水的方式，将涌泉区域的水排出，从而减少对坝基的影响。此外，通过进行渗流控制工程，例如建设地下隧道或渗透防水帷幕等，可以降低地下水位和渗透压力，进一步减缓涌泉问题。这些工程措施不仅需要考虑技术的可行性，还要评估其对环境的影响，确保在保护大坝安全的同时，也维护了周边生态的平衡。

4.7.可液化土层的施工方法与处理策略

可液化土层是一种具有独特特性的土层，其显著的特征在于当它遭受到外部力量的施加时，土层的抗剪强度会完全丧失，进而导致孔隙水压力显著上升。这种土层按照其液化程度的不同，可以被细分为三个不同的等级：轻微、中等以及严重。如果不对这种土层采取恰当的处理措施，它可能会引起地基出现滑动位移或沉陷等严重问题。为了应对这些潜在的工程问题，通常需要穿透可液化土层，并采取一系列的工程措施，比如设置灰土桩或砂桩，或者构建砂井。这些工程措施的目的是为了改善土层的力学性能，从而提高其承载力和稳定性。具体而言，灰土桩技术是通过在土层中注入特定的灰土材料，待其凝固后，利用灰土材料的强度来加固土层；而砂桩和砂井技术则是通过在土层中置入砂质材料，利用砂的优良透水性能来降低孔隙水压力，进而增强土层的稳定性。因此，处理可液化土层并不是单一方法可以解决的，而是需要根据具体情况，采取多种方法相结合的综合策略来确保工程的安全性和稳定性。

5.结束语

综上所述，在水利水电施工中，对不良地基进行处理，是保证工程质量与安全的重要保证。在实际施工中，应根据具体情况选择合适的处理方法，并注意环境保护和水资源的合理利用。在此基础上，为满足更加复杂的地质条件与工程要求，需要进行不断的探索与研究。

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