陈锋 周焕明
湖北沐楚水利水电规划勘测设计有限公司 湖北黄冈 4380000
摘要：改革开放以来，我国经济建设取得了重大成就，人们对基础设施建设的要求也在不断提高。水利工程是关系国民经济建设与农业生产等方面非常重要的基础设施，因此现阶段水利工程建设取得了较快发展，但同时也面临着一些新的挑战。基础处理是水利水电工程建设中的关键部分，对水利工程的质量与各项性能有着至关重要的影响。如何让基础处理措施在满足工程设计技术要求的同时，既符合国家的政策法规，又能做到安全适用、经济合理、科学规范，成为摆在我们每个设计人员面前的重要课题，值得我们认真的对这些技术进行深入的探讨。
关键词：水利水电工程；基础处理；技术探讨
引言
近年来，我国的水利水电工程事业取得了长足发展，水利工程建设技术也在不断提高，但在水利建设过程也会遇到一些难题，这其中对不利工程基础的处理成为了我们在工程建设中经常会遇到的问题，基础是一个工程最基本也是最重要的部分，大多建筑工程的重点和难点都在基础处理上。如果基础的处理比较完善、经济牢固、施工简易，那么其他的工程问题也将会迎刃而解。因此，如何合理的选取基础处理措施，做到安全适用、经济合理、科学规范、高效节约的处理好工程基础，给水利基础设施 一个安全可靠、经济合理的基础条件。
1、水利水电工程基础处理应考虑因素
基础的稳定性与牢固性是保证整个水利水电工程建设质量的基础与前提，当地基土的抗剪强度不足以承受地基所受的压力设计值时，地基就会产生局部或整体剪切破坏，即地基丧失了稳定性（失稳破坏）、地基失稳破坏往往引起建（构）筑物的破坏甚至倒塌，这可是灾难性的，后果非常严重，因此在工程设计阶段就应该高度重视基础处理措施，充分考虑各种影响地基稳定的因素，从而选择合理的基础处理方案，达到安全、经济的处理好工程基础，为工程建设质量提供有力保障。
软土地基处理的制约因素很多，一般有稳定、沉降、工期、环境等因素，且这些因素是相互依赖相互制约的。为了综合考虑这些因素，有必要探讨影响地基强度和变形的主要因素。
地基土体自身的特性：地基土体自身的特性是指土体的物理力学性质，主要包括土体的颗粒组成、饱和度、含水量、孔隙率、有机质含量、渗透性、压缩性和承载力等因素。
建筑物附加荷载：地基土在建筑物及其他外荷载作用下，孔隙水被排除，导致地基土固结沉降，同时，地基承载力提高。
加荷速度：加荷的快慢，直接影响孔隙水的排出。如果加荷过快，孔隙水不能迅速排出，孔隙水压力迅速增大，有效应力减小，施工阶段易发生失稳现象。
应力历史：在应力历史作用下，地基可能形成欠固结、正常固结或超固结几种状态。不同固结状态的地基在附加荷载作用下，其固结及力学特性有着显著的不同。
排水边界条件：根据沙基固结理论可知，固结时间与排水距离平方成正比，排水距离愈短，所需固结时间就愈短。充分利用地基中的良好的排水层，可减少加固措施，降低工程造价。所有这些因素中，土体本身的性状是影响地基强度和稳定性的主要因素，是内因。所以，根据土的特性，采取适当的措施改良土性，加固地基是必要的。
渗漏问题也是影响水利水电工程基础处理的关键因素，设计人员应在保证基础稳定性的基础上尽量解决渗漏现象。渗水、漏水等问题不仅影响工程的整体质量与各项功能，还妨碍了施工技术的应用效果，增大了施工难度，降低了水利水电工程建设的经济效益、社会效益与生态效益，对基础部分造成了严重破坏，带来了不必要的经济损失与人员伤亡。施工人员应定期检查基础的完好性与稳定性，做到及时发现问题及时解决，将渗漏风险控制在最低水平。
2、基础处理技术作用及方法
基础处理就是按照上部结构荷载、水文条件和不利工况对基础的要求，对原始基础进行必要的加固或改良，提高基础土的承载力和抗渗能力，防止过量或不均匀沉陷，保证基础稳定，避免渗水对基础的掏蚀影响，减少上部结构的沉降或不均匀沉降，消除缺陷性基础条件对上部工程的结构破坏而采取的加固、改进措施，具体基础处理的方法可以从以下几个方面来进行。
（1）提高地基土的承载力
地基剪切破坏的具体表现形式有建筑物的地基承载力不够，由于偏心荷载或侧向土压力的作用使结构失稳；由于填土或建筑物荷载，使邻近地基产生隆起；土方开挖时边坡失稳基坑开挖时坑底隆起。地基土的剪切破坏主要因为地基土的抗剪强度不足，因此，为防止剪切破坏，就需要采取一定的措施提高地基土的抗剪强度。
(2)降低地基土的压缩性
地基的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大，而土的压缩性和土的压缩模量有关。因此，必须采取措施提高地基土的压缩模量，以减少地基的沉降和不均匀沉降。
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(3)改善地基的透水特性
基坑开挖施工中，因土层内夹有薄层粉砂或粉土而产生管涌或流砂，这些都是因地下水在土中的运动而产生的问题，故必须采取措施使地基土降低透水性或减少其动水压力。
(4)改善地基土的动力特性
饱和松散粉细砂(包括部分粉土)在地震的作用下会发生液化在承受交通荷载和打桩时，会使附近地基产生振动下降，这些是土的动力特性的表现。地基处理的目的就是要改善土的动力特性以提高土的抗振动性能。
(5)改善特殊土不良地基特性
对于湿陷性黄土和膨胀土，就是消除或减少黄土的湿陷性或膨胀土的胀缩性。
3、水利水电工程中几种基础处理技术及其适用条件的探究
1、换填垫层法:适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2、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、杂填土和素填土等地基。强夯置换法:适用于高饱和度的粉土，软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程，在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
3、砂石桩法:适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，主要可提高地基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软粘土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。
4振冲法:分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
5、水泥土搅拌法:分为浆液深层搅拌法（简称湿法）和粉体喷搅法（简称干法）。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕，受其搅拌能力的限制，该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。
6、高压喷射注浆法:适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕，目前最大处理深度已超过30m。
7、预压法:适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。
8、夯实水泥土桩法:适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制，目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。
结束语
基础处理技术能增强基础的稳定性，提高工程的质量，稳固水利水电工程的建设，能更好的发挥水利工程设施的作用，确保发电站、水库等水利工程能够稳定持续的运行。防止因水利工程基础处理不到位造成的水利工程垮塌、溃口及破坏造成人员伤亡和重大经济损失。因此研究基础处理技术的重要性也就不言而喻。工程对基础质量的要求也在不断提高，许多原有的基础处理技术已经不适用现在建筑工程的发展。因此，大量新的基础处理技术被研发，技术水平也在不断提高，这对于水利水电建筑工程的开展有着重要意义。
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论文作者:陈锋, 周焕明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/3
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