摘要:隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為了滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枨螅覈乃姽こ添?xiàng)目越來越多。但是在施工過程中不得不面臨不良地基問題，對于不良地基如果不采取有效措施進(jìn)行處理，必然會威脅到水利水電工程建筑的穩(wěn)定性和安全性。本文首先簡略分析了水利水電工程建筑中不良地基的影響，然后分別針對不同的不良地基類型總結(jié)了常見的處理方法，最后結(jié)合具體案例說明了采取有效措施來處理不良地基可以取得很好的效果，確保建筑物的穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:水利水電;工程建筑;不良地基;處理
1水利水電工程建筑中不良地基影響
1.1抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不達(dá)標(biāo)
如果建筑地基地質(zhì)條件不好，會導(dǎo)致很多缺陷，使得抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)無法得到保障，不能夠達(dá)到水利水電工程安全穩(wěn)定要求。地基中的破碎帶、斷層帶、溶蝕帶等沒有足夠的抗壓強(qiáng)度，巖石與巖石、混凝土與巖石之間的抗壓強(qiáng)度偏低，沒有足夠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，這些因素都導(dǎo)致地基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)偏低。潛在的后果就是出現(xiàn)地基局部剪切或者整體剪切破壞[1]。
1.2地基滲漏量超過標(biāo)準(zhǔn)
淤泥質(zhì)軟土、可液化層、軟弱夾層、強(qiáng)透水層、卵礫石層、構(gòu)造破碎帶等不良地基，由于其地基孔隙率相對而言比較大，這些問題的存在容易導(dǎo)致場地壓力超過限制、地基滲漏量超過標(biāo)準(zhǔn)以及水庫軟弱水層管涌等諸多問題，嚴(yán)重?fù)p害地基，最終對水利水電建筑的安全構(gòu)成威脅[2]。
1.3沉降量大
一般情況下，不良地基會包含很多的細(xì)砂層，該地質(zhì)在水文以及外部載荷(如機(jī)械振動)的作用下，容易發(fā)生液化現(xiàn)象，嚴(yán)重削弱地基的承載能力，甚至引起地基失穩(wěn)以及不均勻沉降，嚴(yán)重影響水利水電工程建筑的安全性，最終出現(xiàn)各種安全事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡[3]。分析可知，在對水利水電工程建筑進(jìn)行施工的時候，經(jīng)常會遇到不良地基現(xiàn)象，不良地基必然會影響到水利水電工程施工質(zhì)量以及投入使用后的安全性。為了確保水利水電工程建筑的安全性和穩(wěn)定性，在施工的時候必須要采取有效措施來處理不良地基，從而保證地基的承載能力以及安全穩(wěn)定性，最終使其達(dá)到水利水電工程建設(shè)相關(guān)要求。
2水利水電工程建筑中不良地基處理
2.1可液化土層地基處理技術(shù)
所謂可液化土層就是指在振動荷載或者靜力影響引起孔隙水壓力增加，那些黏性較低或者是沒有黏性的土層瞬間失去抗剪強(qiáng)度，土層發(fā)生液化導(dǎo)致地基滑移以及沉陷，最終失穩(wěn)，嚴(yán)重影響著地基上面建筑的穩(wěn)定。針對可液化土層地基，一般采取的措施是:①直接將可液化土層全部挖除，然后利用防滲性能以及強(qiáng)度性能都比較優(yōu)越的材料實(shí)施回填;②通過振動的方式對土層實(shí)施分層壓實(shí)處理;③在可液化土層周圍修筑混凝土圍墻，將其徹底圍住，防止液化土層發(fā)生流動;④在可液化土層中修建灰土樁或者砂樁，通過這種方式來提升地基穩(wěn)定性，避免地基發(fā)生滑移或者沉陷失穩(wěn)。
2.2強(qiáng)透水層地基處理技術(shù)
剛性壩基卵石、砂石以及礫石都是強(qiáng)透水層，具有非常大的孔隙率，具有較好的透水性，必然會導(dǎo)致?lián)p失大量水分，最終引起管涌問題，提升揚(yáng)壓力，對建筑穩(wěn)定性造成一定影響。對于這樣的問題，通常采取的措施就是直接開挖清理，然后再利用混凝土或者黏土等對所挖位置進(jìn)行填筑，形成截水墻。另外，對該問題進(jìn)行處理的時候，可以通過沖擊鉆機(jī)鉆孔之后再用混凝土材料進(jìn)行回填，以構(gòu)建防滲墻，也可以通過高壓噴射灌漿法來構(gòu)建防滲墻，這樣不僅解決了原有的問題，同時還顯著提升了壩基防滲能力，從根本上保證了地基穩(wěn)定性。
2.3淤泥質(zhì)軟土地基處理技術(shù)
腐泥以及淤泥質(zhì)土是淤泥質(zhì)軟土地基的主要組成部分，這種土質(zhì)具備有限的特點(diǎn)，如含水量特別高、壓縮性也非常大、具有較低的抗剪強(qiáng)度以及承載能力，一般情況呈現(xiàn)出軟塑狀態(tài)或者流塑狀態(tài)。由于淤泥質(zhì)軟土地基極易發(fā)生塑性變形，嚴(yán)重影響著地基上面建筑的穩(wěn)定。對于這種地基，通常的處理技術(shù)有:①直接將淤泥質(zhì)軟土層全部挖除，然后利用防滲性能以及強(qiáng)度性能都比較優(yōu)越的材料實(shí)施回填;②實(shí)施排水作業(yè)，可以設(shè)置砂墊層或者礦井;③通過拋石的方法進(jìn)行擠淤處理;④將水利水電建筑地基基礎(chǔ)進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)大，或者修建樁基基礎(chǔ);⑤經(jīng)過準(zhǔn)確計(jì)算之后，在施工時直接預(yù)留對應(yīng)的沉降量;⑥通過鎮(zhèn)壓層法可以在一定程度上提升淤泥質(zhì)軟土地基的穩(wěn)定性。
2.4深覆蓋層地基處理技術(shù)
由于深覆蓋層地基的特點(diǎn)就是厚度非常大，如果還是采用換填法來處理這種地基，效果不佳。此外，深覆蓋層地基還具有較大的孔隙率以及很強(qiáng)的滲透性，極易出現(xiàn)壓縮變形問題以及滲漏問題，因此抗滑穩(wěn)定性也不高。對于這種地基的處理措施有:通過強(qiáng)夯法或者振動碾壓法對地基表層進(jìn)行壓實(shí);修建混凝土截水墻;利用高壓噴射法來建造防滲結(jié)構(gòu);建造承重樁或者摩擦樁;對地基實(shí)施帷幕灌漿處理以提升地基的穩(wěn)定性。
2.5軟弱夾層地基處理技術(shù)
軟弱夾層地基的承載力非常低，通常情況下都不會超過50kN/m2，這一數(shù)值根本無法滿足穩(wěn)定性和安全性相關(guān)要求，所以，必須要通過一定的處理手段來提升其承載能力。一般處理技術(shù)有:①換土法，如果淤土層厚度比較小，可以采用這種方法，也就是直接把淤土層全部挖除干凈，再利用粗砂、灰土、沉井以及水泥土等實(shí)施回填;②排水固結(jié)法，這種方法處理效果較為顯著，在實(shí)際中應(yīng)用較多;③強(qiáng)夯法，綜合具體情況選取合適規(guī)格大小的夯錘，夯錘起吊高度也要根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)置，利用這種方法能夠顯著強(qiáng)化地基的承載能力以及強(qiáng)度，在處理雜填土、粉土以及黃土的時候，強(qiáng)夯法具有良好效果;④土工合成材料加筋加固法，通過這種方法處理之后可以使地基中的載荷分布更加均勻，從而避免了塑性剪切破壞問題的發(fā)生，進(jìn)而使得地基承載能力以及穩(wěn)定性得以提升;⑤灌漿法，在處理軟弱夾層地基的時候灌漿法較為重要，這種方法就是把化學(xué)漿材、黏土漿以及水泥砂漿等混合并液化之后直接澆筑至軟弱夾層地基當(dāng)中，灌注的漿液固化之后可以顯著提升地基的穩(wěn)定性。
2.6膨脹土地基處理技術(shù)
通常情況下膨脹土主要由親水礦物組成，膨脹土在吸收水分之后會發(fā)生膨脹現(xiàn)象，而當(dāng)膨脹土失去水之后又會收縮回去。毫無疑問，如果地基中存在這樣的土層必然極易導(dǎo)致水利水電工程建筑發(fā)生變形，最終導(dǎo)致建筑出現(xiàn)裂縫。對于膨脹土可以通過回填的方法來對其處理，即直接將膨脹土全部挖除，然后利用防滲性能以及強(qiáng)度性能都比較優(yōu)越的材料實(shí)施回填，從而提升地基的穩(wěn)定性，避免受到外界的影響。如果采用回填方法達(dá)到的效果不理想，還可以采用樁基施工的方法，但注意所設(shè)置的樁基混凝土必須要貫穿整個膨脹土層。
2.7壩基涌泉處理技術(shù)
在地基修建的時候，壩基涌泉是一個非常常見的問題，該問題的存在嚴(yán)重影響著壩身的安全和穩(wěn)定。對于壩基涌泉問題，在處理的時候應(yīng)采用排除和封堵并重的方法，比如可以通過混凝土來直接封堵涌泉，但是如果涌泉量非常大，可以引水入集水坑，通過利用礫石實(shí)施回填，將水抽干之后利用混凝土回填實(shí)施封堵，同時回填灌漿。另外，還可將逆止閥門裝設(shè)在涌泉位置，迫使涌泉轉(zhuǎn)向庫內(nèi)涌水。
2.8喀斯特地基處理技術(shù)
在我國的南方經(jīng)常見到喀斯特地形，如果水利水電工程施工的時候遇到這種情況，必須要予以處理。如果喀斯特地貌具有較強(qiáng)的透水性并且強(qiáng)度非常不均勻，則可以采取換填法或者是修建截水墻的方法實(shí)施，以此來使喀斯特地基的整體剛度得以提升;如果喀斯特地基中有溶蝕管道或者洞穴，那么極易發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，常見處理措施就是回填混凝土，徹底封堵溶洞。
3案實(shí)例分析
某總裝機(jī)容量為128×10kW的水電站，該水電站中的攔河大壩為重力拱壩，壩頂所處位置的海拔高度是2610m，設(shè)計(jì)壩高度178m，水庫容量247×108m3，修建該水電站的主要目的就是發(fā)電，兼有旅游、防洪、養(yǎng)殖、灌溉等。但是在修建水電站的時候面臨著很多的問題，地質(zhì)條件非常復(fù)雜，特別是不良地基問題最為嚴(yán)重。為保證該工程的安全，在充分考察和分析地基類型的基礎(chǔ)上，對不良地基進(jìn)行了處理，處理方案經(jīng)濟(jì)性以及可行性均較好，比如，處理水電站高邊坡基礎(chǔ)的時候采取了預(yù)應(yīng)巖錨固施工技術(shù)，另外，對于地基中的淤泥質(zhì)軟土層進(jìn)行全部挖除干凈，同時還修建了樁基礎(chǔ)，通過上述方式從根本上保證了水電站地基的建設(shè)質(zhì)量。最終的實(shí)踐表明，在處理該水電站地基時所采取的方法行之有效，效果顯著，在很大程度上提升了地基的承載能力以及穩(wěn)定性，使其能夠達(dá)到各方面的要求，水電站在完成施工并投入正常使用之后運(yùn)行非常穩(wěn)定，對地基監(jiān)測之后發(fā)現(xiàn)其沉降量均比較低，都在允許范圍內(nèi)，發(fā)揮著很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
4結(jié)束語
在進(jìn)行水利水電工程建筑施工的時候，經(jīng)常會遇有不良地基問題，由于不良地基的承載能力以及穩(wěn)定性有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到水利水電工程建筑相關(guān)要求，因此必須要采取有效措施來處理地基。在實(shí)際中，對于不同類型的不良地基應(yīng)該采取不同的處理方法，對癥下藥，才可以達(dá)到事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn):
[1]陶忠平.水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)處理方法研究[J].水利水電技術(shù)，2007，38(12):137.
[2]田獻(xiàn)文，孟磊，施觀宇.淺談水利水電基礎(chǔ)工程施工中有關(guān)不良地基處理的新技術(shù)[J].中國水運(yùn)月刊，2012，12(7):176-177.
[3]呂燕枚.中小型水利水電工程不良地基常用處理方法[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2000，16(6):33-34
作者：李涵 單位：中國水利水電第七工程局有限公司一分局
