地基工程施工技术探讨

摘要：地基工程是水利工程的基础和关键工程，也是水利建筑工程的安全之重。本文主要针对水利工程施工中不良地基的施工处理和施工技术做了进一步的分析和探讨。

关键词：水利；工程；地基；施工技术

中图分类号：TV 文献标识码：A

水利工程是国民经济的重要民生和发展工程，近几年，国民经济发展迅速，水利电力资源紧缺，已很难满足国民经济和民生发展需求，这些因素促使我国水利工程建设得到快速发展。在水利工程建设中施工技术的创新起到非常关键的作用。可以说技术是水利工程建设的根本，水利工程建筑的施工技术将直接关联作用到水利的效益和产生的影响，只有充分的掌握和运用好水利工程施工技术，才能够有效、全面的展开相关的管理、控制工作。对任何建筑工程而言，地基工程都是建筑本身重要的基础和关键工程，也是建筑工程本身的安全之重。本文，我们将主要就水利工程施工中不良地基基础施工技术做一探讨。

一、有关不良地基处理的新技术

不良地基由于天然缺陷，无法满足水利工程建筑稳定性对地基的要求。其影响主要表现在基础的沉陷量过大或不均匀性，基础渗漏量或水力坡降超过容许值。下面我们针对几种不良地基的处理方法，就运用的一些施工技术进行探讨。

1.1强透水层的防渗处理

以大坝工程为例，土坝坝基砂、卵、砾石层透水强烈，既损失水量，又容易产生管涌，增大扬压力，影响水利工程建筑物的稳定，必须进行防渗处理。主要方法是将砂、卵、砾石开挖清除，通过利用冲抓钻或冲击钻机作大口径造孔，回填混凝土或粘土，利用高压喷射灌浆方法修筑水泥防渗墙[1]。水泥或粘土帷幕灌浆。坝前粘土或混凝土铺盖，延长渗径，帷幕后排水减压，设置反滤层。

1.2可液化土层的处理

无粘性土或少粘性土等可液化土层在静力或振动力作下，由于孔隙水压力上升，抗剪强度瞬时消失，很容易造成地基沉陷、滑移失稳、危及上部建筑物的安全。主要处理方法开挖清除可液化土层，置入强度高、防渗性能好的材料。通过振冲挤密或分层振动压实。在四周用混凝土围墙封闭，同时穿过可液化土层设置砂桩或灰土桩，或设置砂井。

1.3软弱夹层基础的处理

由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土结构组成的软土地基承载能力很低，一般≤50kN/m2，无法满足水利工程建筑物地基设计要求，必须进行处理。软土基础具有大孔隙比，高天然含水量，低透水性，低抗剪强度等特性。我国软土的天然孔隙比e则一般介于1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量w一般介于50%～70%之间，这就会远远的大于液限。由于高含水量，在渗透系数k≤1（mm/d）的时候，透水性能就非常的差。受强荷载作用后，孔隙水压力变高，地基的压密固结性能就会受到严重影响。软土会呈现出软塑—流塑的状态，在有外部荷载时，抗剪性能就会变得极差[2]。处理软弱地基的方法主要有。排水固结法、换土法、旋喷法、振动水冲法、灌浆法、硅化加固法、强夯法、加筋法、桩基法等。下面我们主要探讨一下强夯法的施工技术应用。

强夯法是在重锤夯实法的基础上发展起来的，但其加固机理又与重锤夯实法不一样，是一种地基处理的新方法。有效加固深度5~10m。强夯法在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。强夯置换是采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩，也即砂石桩与软土的复合地基。强夯置换法具有加固效果显著、施工工期短和施工费用低等优点。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。而强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯法在某种程度上比机械的、化学的和其它力学的加固方法更为广泛和有效。目前强夯法的应用已经较多，在实践中，我们发现对于非饱和土，压密过程基本上同实验室中的击实法相同。对于饱和无粘性土可能会产生液化，其压密过程同爆破和振动压密的过程相似。对于饱和细颗粒土，成功和失败的例子均有，需要破坏土的结构，产生超孔隙水压力以及通过裂隙形成排水通道，孔隙水压消散，土体才会压密。而对于杂填土：强夯法的密实作用特别有效。

二、水利地基施工技术实例应用

2.1清江高坝洲水利枢纽帷幕灌浆施工

坝址处地层主要为古生界寒武系中、上统海相，滨海相沉积层，为岩溶角粒岩为性状的独特的块状岩体，在此岩体中建造防渗帷幕，有与众不同的特点。灌浆工程是在灌浆廊道中进行的，采取“小口径钻孔，孔口封闭，孔内循环，高压灌浆”工艺。

钻孔用岩芯钻机，钻杆长度1.5m、钻孔口径Φ63、Φ73、Φ89mm，两台钻机用一台灌浆泵，灌浆压力4MPa。

钻孔分布：根据地层不同分一排至三排，间距1.5-2m，呈梅花状分布，孔深最深110-120m，坝基处50-70m。

施工工序如下：钻孔(每次钻深5m)孔口封闭循环灌浆（压力4MPa，时间持续90分钟）灌浆结束(结束标准吸浆率Q

2.2黄河小浪底水利枢纽工程主坝防渗墙工程

小浪底水利枢纽大坝为粘土斜心墙堆石坝,截流后要在围堰中间主轴线位置做一道主防渗墙。地层为黄河的沉积层厚度达70m。在河床上建造地下防渗墙是整个工程中最关键的一步。

工程面临的主要技术难点一是接缝开挖和接缝宽度的控制和接缝误差的控制。工程采用的接缝施工的新技术包括横向槽段的施工、稳定的塑性混凝土的使用。接缝槽段与主槽段垂直呈横向布置，接缝槽段是切割部分主槽段开挖的。接缝施工时把原先建造的地下混凝土防渗墙主槽段重叠切掉一部分，用挖槽机形成的接缝轮廓与铣齿形状相同。在每一个接缝槽段施工完后槽内的临时性的塑性混凝土被主槽段的混凝土置换[3]。但仍有一部分塑性混凝土作为一个永久性混凝土垫保留在主槽段有限的接缝间隙内，这种塑性混凝土保持着一定的柔性，客观上它在最薄弱的接缝处已成为一个附加的、永久性的防水密封。接缝施工新方法技术特点。

（1）水的深度在垂直方向对接缝造成偏移的影响失效。

（2）减少接缝的数量，防渗墙的薄弱点(接缝)减少了50%。

（3）做为附加的防护措施它在防渗墙所有接缝前面形成一道永久性的可靠的防水密封。

（4）它为由于地壳运动的影响、大坝的建设质量的影响、季节性库容水位的上升和下降水压力的影响而造成的墙体移动而导致的漏失现象提供了一种永久性的防护措施。

小浪底高压旋喷防渗墙成功应用，给类似工程提供了宝贵的经验。当前国内高压旋喷防渗墙施工中出现的质量问题，不能归咎于该技术本身，而有时是缺乏经验、技术水平不高所致。

结论与总结：

在水利工程建设中不良地基基础经常遇到，其处理的方法也要根据不同的地基形态以及设计要求采用不同的处理方法。需要注意的是，各种处理方法和施工技术都有其局限性，要根据具体工程综合考虑，优先选用适合于本工程具体条件、便于就地取材、技术上可靠、经济上合理、又能满足施工进度要求的基础处理方法。

参考文献：

[1]卢家海.综述水利工程应对不良地基的措施[J].科学与财富,2012,(5):463-463.

[2]葛长久.如何在不良的地基上做好水利工程建设工作[J].中国科技博览,2011,(6):149-149.

[3]罗文东.水利地基施工管理与技术的探讨[J].城市建设,2010,(27):242-244.