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水利水电工程建设中不良地基的基础处理方法研究

陈建军 周国斌
【摘要】本文对水利水电工程建设中不良地基的基本情况进行简介，对不良地基给水利水电工程造成的影响进行了说明，对不同地基的处理方法进行了探讨。
【关键字】水利水电工程、不良地基、地基处理
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前言
随着我国水利水电工程平稳快速的发展，工程中对地基的处理也成为了人们关注的重点，只有做好对地基的处理才能保证水利水电建设稳固、可靠、耐久。
水利水电工程建设中不良地基情况简述不良地基是指淤泥及淤泥质土、杂填土、冲填土等压缩性土组成的地基。水利水电工程建筑中，对于不良地基尤其要加以关注并采用良好的处理方法，防止其对工程质量产生不良影响。 我国不良地基土种类多，包括冲填土、杂填土、饱和松散砂土、膨胀土、软粘土、湿陷性黄土等。不良地基土质会对建筑造成负面影响，如浸水后土的结构容易破坏而发生显著附加变形等。在不良地基土上进行建筑设计时，一定要考虑到由于因地基问题而可能对工程可能造成的不良影响，并选择适合的处理方法。 由于构成不良地基的软弱土具有强度低、渗透性差、易被压缩、流变性强、灵敏度高等缺点，导致建筑物的地基沉降稳定所需的时间延长而且沉降量增大。因此在建筑设计过程中，一定要考虑地基的变形及稳定问题。不良地基上的建筑物，由于地基压缩变形造成沉降量过大或沉降不均匀，往往引起建筑物的破坏或影响建筑物的正常使用，因此，必须采用一定的技术方法对不良地基进行处理，处理后的地基应能满足建筑物的变形和承载力的要求。
水利水电工程建设中不良地基的弊端
造成地基基础不均匀或大量地沉陷
由于不良地基所在的岩土层有的本身所能达到的承载力无法满足上部建筑物的需求，也有的岩土层地基基础层岩土的分布不均，强度不一，还有的岩土层地基中存在软弱破碎岩土带的分布。由于这些情况的存在，就会导致外荷载作用的地基层的沉陷值不均匀沉陷值不足，无法满足上层建筑物的需求。比如地基岩土层中含有软质岩石，膨胀土层等等，都会导致建筑物的变形，因为地基基础问题引起的大量地面沉陷，造成建筑物破坏等现象。
造成地质条件恶劣，抗滑稳定安全性过低
不良地基所在的岩土层中由于岩石和岩石之间岩石和混凝土之间等需求抗滑稳定性的结构面，其抗滑稳定性的安全系数相对过低。主要有以下几个因素的影响，比如说古风化壳土层，软弱夹层土层，不同倾角的断层土层，破碎带土层，节理裂隙带土层，溶蚀带土层等这些土层的抗压强性相对较低，无法满足上部建筑物需求的抗滑稳定性能力，地基基础部分，也就会因为地基抗滑性不足导致局部或者整体的剪切性破坏。
造成地基基础的渗漏量或水力坡降值过高
由于不良地基所在的岩土层基础部分大多数都有诸如空隙率较大的松散砂层，高裂隙透水层，卵砾石层，构造性破碎带，喀斯特渗漏带以及其他各种强透水带的存在，因此就会引发水库的大量漏失，压力超限，软弱的透水层出现诸如管涌等渗透变形现象，严重破坏基础部位，导致整个水利工程的破坏。
造成地基出现液化现象
地基内由于存在着大量的无粘性土粉细砂层，这些砂层可能会因为发生振动而出现液化现象，强大的震陷会导致建筑工程的稳定性受到很大破坏，影响整个中小型水利水电建设。
水利水电工程建设中不良地基的处理方法
强透水层的防渗处理 强透水层是指一些刚性坝基，其主要构成为砾石、卵石以及砂石，导致地基土质无粘性，水流容易渗透进入。通常情况下，对于强透水层的处理，是对地基进行开挖清除，对于一些无粘性的坝基，会因为透水强烈，不但造成水利工程的水流损失，而且容易发生较大型的管涌，使得水压力增强，影响建筑物的稳定，需要加强防渗处理。 强透水性不良地基的处理方法：开挖清除砾石、卵石以及砂石，使用粘性优质土或者混凝土，构建一面截水墙。再利用混凝土回填形成一道防渗墙。防渗墙的建筑一般使用高压喷射高强混凝土的方法来施工，这种方法不仅能快速使得混凝土凝结，而且防渗效果优异。在防渗墙铺设完毕之后，为了减少防渗墙的水压力作用，需设置一个反滤层，防止部分水流的渗入。 2. 可液化土层的处理 可液化土层是指无粘性不良土质所构成的土层，这种土层在一些恒荷载或者是活荷载作用下，会导致空隙水压力变大，而土质又无粘性，使得土层的抗剪性能差，导致土层液化，造成地基出现滑移，严重威胁上部建筑物的安全与稳定。 对于可液化土层的处理方法，有以下几种方法：（1）挖除可液化土层，换入粘性好的优质土，或者可换成防渗性能好的材料；（2）将可液化土土进行压实，通常情况是使用分层压实的方法以增强其强度；（3）在可液化土的周围设置混凝土围墙，进行封闭处理，防止土层在水压力作用下，产生流动；（4）将持力层设置在可液化土的下方。
软弱夹层基础处理 软弱夹层基础又称软土地基，通常由淤泥、淤泥质土、高压缩性土结构构成，承载力低，每平米的承能力一般小于50KN。软土基层的抗剪强度低，当受到外部压力时，软土会呈现软塑或流塑的状态，抗剪强度降低，若软土层内部排水出路差，在外力增大的情况下，土层抗剪强度更加低下；若软土层内部有较好的排水出路，在外力增大的情况下，软土层的水会排出，软土层凝固，抗剪强度能有效增大。软土层的透水性差，其本身含水量高，渗透性低，若承受荷载过大，孔隙水的压力会增大，影响地基的压密固结性能。软土层的空隙大，淤泥、淤泥质土含水量高，远远超出了液限范围。软土层的这些性能都导致软土地基不稳定，承载能力低，对地面建筑物威胁大。 对软土地基的处理我们主要采用排水固结法，从而促使淤泥软土层稳固，增强承载能力，具体措施主要有：第一，换土，即当软土地基厚度不够时，换填渗透性强、含水量低的材料，如砂壤土、粗砂、水泥土等，使用沉井基础稳固地基。第二，强夯，对河流冲积层、滨海沉积层等软土地基，或者由黄土粉土等组成的空隙大的软土地基进行夯实，以排出软土层的水分，达到要求的液限，促使软土层凝固。第三，旋喷，将旋喷机的喷嘴放置在软土层结构中，缓慢提升喷嘴，产生高压，促使水泥、固化浆液、土体在高压下紧密结合，从而增加软土层的密度，提高地基的强度，防止地基渗水。
淤泥质软土地基的处理 淤泥质软土地基的主要特点就是土质含水量很高，导致承载能力低，受荷载作用时，容易产生较大变形，其上部建筑会因为沉降量过大或者不均匀沉降而导致失稳。对于淤泥软土地基的处理，有以下几种方法。 （1）置换法 置换法软土地基施工技术只要是使用优质土置换软弱土的办法来加强地基承载力。施工方法有很多种，人工挖掘置换、机器挖掘置换或者是通过爆破将软土进行置换。置换法的施工原理简单，施工过程较为容易，可能在段时间内达到所需的要求，且人工挖掘置换效果可靠，有效的改善基层承载力，然而这种施工方法施工量大，优质土在长期浸泡作用下也会导致承载力降低。 （2）表层排水法 表层排水法是指通过表层的排水使得软土基层的含水量降低，可塑性增强，表层排水主要有以下几种施工方式： 第一、添加剂法。通过在软土基层内深入添加剂，进而改善地基土质特性。通常情况下，添加剂的作用是用来固结土壤，使其稳定，然而软土分布不一，添加剂的添加很难保证软土的固结程度完全相同，这样就会导致软土基层的承载能力不同，建筑物的沉降量就会不同。 第二、敷垫材料法。通过敷垫的材料来增强地基的抗拉与抗剪能力以及地基的支撑能力。施工时应要注意地基表层强度，填土载荷大小与宽度，施工机械重量等，据以选用合适的敷垫材料。
结束语
不良地基会对水利水电工程造成很多不良影响，因此要深刻认识不良地基造成的不良影响，根据实际情况对不同的地基进行不同的处理，在实践中不断研究探讨，达到提高水利水电工程质量的目的。
参考文献：
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[2] 朱祥瑞,李金花.浅析水工建筑结构中缺陷混凝土的处理方法[J]. 价值工程. 2010(27)[3] 马文存.浅析水利水电工程建设对环境的影响[J]. 青海科技. 2010(03)

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