水利工程施工中宁夏地区常见地基基础处理技术

田凯华

（宁夏水务投资集团有限公司，银川 750002）

1 引言

随着我国水利工程的不断发展，水利工程的整体质量是目前水利工程建设中的重中之重。而为了保证水利工程的施工质量，就要对地基基础进行处理，保证地基基础的质量及稳固程度，从而增加水利工程施工的安全性，减少安全隐患的发生[1]，促使水利工程在投入使用后，达到设计寿命，增加使用年限，保证水利工程的正常运行，并减少水利工程的维护成本，为我国节省更多的水利工程维护资金，从而保证我国经济的可持续性发展。因此，水利工程建设过程中的地基基础处理，在水利工程的整体建设中就显得尤为重要。

2 水利工程建筑物地基分类

水利工程建筑物地基分为2 大类型：岩基和软基。岩基是由岩石构成的地基，是硬基。软基是由淤泥、壤土、砂、砂砾石等构成的地基，又分为砂砾石地基、软土基地。砂砾石地基是由砂砾石、砂卵石等构成的地基，它的空隙大、孔隙率高，因而渗透强，砂砾石地基在水利工程基础处理中通常采用桩基础进行处理。软土地基是由淤泥、壤土、粉细砂等细微粒子的图纸构成的地基。这种地基具有空隙率大、压缩性大、含水量大、渗透系数小、水分不易排出、承载能力差、沉陷大、触变性强等特点，在外界的影响下很容易变形，是水利工程建设中最常见的一种地基，也是最容易出现质量问题的一种地基。

3 水利工程地基处理施工的准备工作

在水利工程施工前，需要对地基进行处理，主要是针对水利工程地基的强度以及面积进行施工的准备工作。一般情况下，水利工程地基基础施工都是采用从线到面的施工方式，先做出一条具有分割作用分割线路，然后在这条分割线路的基础上，对水利工程地基施工的整体面积范围进行系统的了解。另外，当根据水利工程的需要确定好地基的施工面积后，就要开始考虑水利工程地基的排水系统，要根据地基以及地质的实际情况，对排水系统进行专业合理的设计，以保证水利工程地基基础施工的质量。同时，水利工程的地基施工处理方式，也要根据水利工程的建筑结构，选择合理的地基施工技术，保证水利工程地基基础的稳定性与安全性。在水利工程地基基础施工的过程中，排除所有的安全隐患，确保水利工程地基基础处理技术的专业性、合理性和稳定性。

4 水利工程地基基础处理的主要施工技术应用

在水利工程地基施工过程中，因为土质的特殊性，地基处理基本方法有开挖法、灌浆法、防渗墙法、桩基础、锚固、置换法、排水法、挤密法等。如开挖处理是将不符合设计要求的覆盖层、风化破碎的岩层挖掉，是地基处理最常用的方法。

本文结合西北宁夏地区水利工程施工中经常遇到的软土地基（淤泥、壤土、粉细砂）基础，探讨地基基础处理方法。以期同行在进行水利工程地基基础处理过程中，可以根据不同性质的土层，采用合理的地基基础处理施工技术对地基进行合理的施工[2]。

4.1 淤泥类软土地基

在水利工程建设中，软土地质分布情况较为广泛，在施工前要对地基进行基础处理，保证地基的承载力。并且要结合水利工程施工现场，选择适合的施工技术进行地基施工。从而提升地基承载力，增加地基的稳定性，减少因受到地质的影响而产生结构变形的现象。

4.1.1 静载法

在对水利工程的地基基础进行处理的过程中，往往会出现地基的基础硬度达不到施工的实际需求，所以就会使用静载法增加地基基础的硬度，使水利工程地基土质的硬度达到符合地基施工的要求标准，从而增加水利工程地基的使用寿命。而静载法就是对水利工程地基的土质施加高强度的压力，减少地基土质中的水分，从而使其达到地基施工的硬度标准。但是在应用静载法的同时，也要考虑运行时间，避免因时间过长造成地基土质中不必要的水分流失。

4.1.2 垫层换填法（置换法）

在对水利工程地基进行深层处理的过程中，施工方一般都会使用垫层换填法对水利工程的地基基础进行处理。垫层换填法也是目前水利工程地基基础处理中运用较多的技术处理方法之一。它的主要技术原理就是，将建筑物基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，换填无侵蚀性及低压缩性的散粒材料，如坚硬碎石和硬度较强的泥土等物质（见表1）更换到地基的软弱土层中，对地基的软弱土层进行材料填充，达到加速软土固结、提升地基基础土质强度的作用[3]。在进行地基基础土质的垫层换填过程中，如果对地基土质的填埋深度超过1m，那么就要在填埋土方上部加一层土工织物。这样可以有效地提高水利工程地基基础的承载力，减少热胀冷缩现象对地基基础的影响，从而提高地基整体的承载力以及稳定性，保证水利工程施工的顺利进行，为水利工程的施工安全以及施工质量提供保障。

表1 软土地基处理技术添加物

4.2 湿陷性黄土类软土地基

4.2.1 预浸水法（泡水法）

西北地区，属低山黄土丘陵沟壑区，许多地区冲沟发育、沟壑纵横，地形起伏变化较大，地层岩性较单一，岩性由黄土组成，垂直节理发育，可见大孔隙。第四系覆盖一般较厚，Ⅱ～Ⅳ级自重湿陷场地分布广泛，地震基本烈度一般为Ⅷ度。湿陷土层厚度几米至20 余米分布不等，湿陷性黄土的允许承载力 [R]= 120kPa，建筑基础需采取相应的地基处理措施[4]。

地层构成一般是，第四系上更新统马兰黄土(Q3ml)：呈可塑——软塑状态，分布于场地上部，厚度一般20～30m，土黄色，坚硬状态，垂直节理发育，可见大孔隙，含有白色钙质条纹，含有植物根系，具湿陷性。下部第四系上更新统冲积(Q3al)壤土夹黏土，厚度几米不等，浅褐色、黄褐色、褐土黄色、褐灰色，湿——稍湿，硬塑——坚硬状态，呈水平层理，含有褐黑色斑点，不湿陷。下部分布第三系清水营组(E3q)泥岩，局部夹有黏土薄层。分布于黄土下。厚度几米不等，不湿陷[5]。

4.2.2 挤实法地基基础处理技术——强夯法

在对黄土湿陷性水利工程地基进行处理的过程中，如湿陷性土层较薄，一般约为8m，通常会采用强夯法。

强夯法亦称动力固结法，在实施的过程中应用自由落下的重锤，对黄土湿陷性地基进行强力夯实。将黄土湿陷性地基土质进行强度的提升，并降低压缩性。这种地基基础处理技术设备简单，适用广泛，特别是对非饱和土加固效果显著。同时，这种地基基础处理技术的成本小，地基加固速度快，是目前针对黄土湿陷性地基处理最为简单与经济的处理技术之一。一般在4 000kN·m 的夯击能情况下，最大有效加固深度通常为6～8m。为保证强夯处理效果，在地基强夯前，首先将基面植被层、浅层湿陷性黄土进行清除，清理深度不小于3m[6]。

5 结语

为了使水利工程能更好地发挥出其自身的作用，保证施工进度、施工质量，降低施工人员的安全风险，就要应用合理的技术手段进行水利工程的建设，同时还要对水利工程施工中常见的地基基础处理技术进行重视，为水利工程的建设提供优质的保障基础，从而促进水利工程的发展。