水利工程施工中地基处理技术分析

摘要：水利地基工程施工技术中，注重质量管理及控制，掌握地基施工的条件要求，并通过多方面比对实际地质情况和周边环境，采取相应的技术措施，对水利工程的地基进行适当的处理，使其能够满足水利工程施工的需要。只有这样才能够保证水利工程施工的顺利开展，同时对于提高水利工程的质量具有十分重要的意义。本文对水利地基工程存在的特殊性以及其施工技术进行了探讨和总结。

关键词：水利水电；地基工程；施工技术

前言

地基的处理是水利工程施工管理工作的关键环节，是整个水利工程的基础。地基基础是指建筑物下面用来支撑建筑物的土体或岩体，由于它直接支撑着上面的建筑物，因此地基基础在建筑工程中的作用举足轻重。水利工程设施往往建设在一些地形较为复杂的地方，承担着挡水、蓄水和泄水的作用，本身的特殊性决定了水利工程建筑质量必须要高，作为其基础，对其要求更高。不良的地基基础不但影响水利工程的建设及正常使用，而且还会造成极大的安全隐患

1水利工程地基概况

随着我国经济的不断发展，我国的水利工程建设获得了很大的发展，越来越多的水利工程建设起来。在水利工程建设过程当中，往往面临十分复杂的地质环境，遇到不良地基，造成地基不能承载上部建筑物的重量，造成建筑物不稳定，最终影响整个水利工程的质量。地基对于水利工程建设来说十分的重要，是整个水利工程建设的基础。一旦遇到不良地基，就会对水利工程产生十分严重的影响，具体表现在以下几个方面：（1）由于地质条件比较恶劣造成一些抗滑结构面的强度比较低，无法承受巨大的压力，相关的一些指标，如抗滑能力、地质稳定性等均低于水利工程设计中对地基的基本的要求，无法满足地基上部建筑物对于抗滑性以及稳定性的要求。（2）由于地基土层较软，强度不够，远远无法达到上部建筑物的承载要求，或者是地基土层的强度分布不均匀或者是地基土层中存在着相对比较薄弱的环节，在上部建筑物的压力之下产生比较严重的不均匀沉降，从而导致地基的不均匀沉降、局部破坏甚至是整体受到破坏，最终使地基之上的建筑物受到极大的影响，发生破坏变形。（3）如果水利工程的地基位于结构比较松散的砾石层、构造碎带或者是其它的透水性比较好的地质构造环境，水利工程往往会发生比较严重的透水、渗透，最终导致基础的渗漏量或者是水力坡降远远的超出容许的范围之内。

2水利工程地基基础的处理技术

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粉喷桩

水利工程地基许多为软弱地基，尤其是涵闸工程大部分需要进行基础处理。有的已建涵闸基础未经处理，建筑物直接置于天然地基上，大多数都出现了较大的不均匀沉降，建成时间不长即成为病险建筑物。有的经过处理，多数采用了木桩或混凝土桩基。在涵闸工程中采用刚性桩进行基础处理并不是最佳选择，因为这种桩与桩间土体的结合状态不好。曾有不少涵闸基础在流水的冲刷下将桩间土带走，仅留桩支承建筑物，威胁堤防安全，致使形成病险涵闸，甚至出现溃堤的情况，粉喷桩技术的优点。

2.2.1很好的整体稳定性、防渗性

粉喷桩由于其桩身强度不是很高，仅为C5～C10的混凝土强度，故粉喷桩能与桩间土体共同作用形成复合地基，同时由于粉喷桩的置换率较刚性桩要高，具有较好的防渗效果，故更为适宜在水利工程中应用。

2.2.2施工速度快、造价低

由于粉喷桩的特殊施工工艺，决定了其施工速度很快，每天每台机械可成桩500～800m，比普通混凝土桩机进度快很多，且造价低。

2.2.3应用范围广

除极少数土层不适用粉喷桩外，一般的软弱土层基本上均适用粉喷桩，事实上已成功应用粉喷桩技术的水利工程分布范围极其广泛。

2.3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50mm、600mm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水利施工中软土地基处理技术的注意事项

3.1在对水利施工中软土地基进行处理时，应对软土地基的承载能力进行充分考虑，可借助于计算机软件对影响软土地基水平剪切力、承载力、土壤热化等因素进行科学分析。

3.2深层搅拌桩的处理：在水利施工时要将冬天的影响因素算在施工的时间内，要尽量避免因为天气在水利工程中对软土地基处理工作的影响。

3.3有地址的勘察测量：施工前必须按照有关规定对工程现场进行进行严格的水利勘察、水利工程测量、地形地貌考察、水文地质调查，结合有关资料对其性质、特征进行充分的分析，然后根据测量、勘察及分析结果制定出最有效、最可行、最经济的软土地基处理方案，绝不允许在缺少勘察和测量数据的情况下盲目制定处理方案，以免因决策失误降低软土地基的处理质量，甚至造成巨大经济损失。

3.4在对软土地基进行处理过程中，注重基底土质实验的重要性，以实验数据说话。只有结合基底土质实验数据，才能对其实用性下最终结论。特别是对深层水泥搅拌桩的处理过程中，更需要有实验依据，以免日后水利设施出现质量问题，造成严重影响

4结语

随着我国经济的快速发展，我国的水利工程建设也不断的增多，由于水利工程建设往往面临着十分复杂的地质环境，因此要采取相应的技术措施，对水利工程的地基进行适当的处理，使其能够满足水利工程施工的需要。不同的水利工程地基处理方法都有其自身的优点和局限性，这就要求水利工程施工人员结合工程地基的实际情况，灵活的采用适当的处理方式，为水利工程的建设打下坚实的基础。

参考文献：

[1]柴克庆，戚英.公路软土地基处理技术研究[J].科技致富向导，2010（29）

[2]刘建刚.谈水利工程施工中淤泥软土地基的处理[J].中国水利建筑，2008（23）

[3]郭少博.钢筋混凝土灌注桩基础施工要点[J].科技信息，2009（09）

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