浅谈水电工程不良地基处理方法

　　1、水电工程中不良地基的影响

 

　　所谓不良地基就是指由于地基的天然缺陷而不能满足上部建筑物的稳定要求的地基。对于水利水电工程建设来说，不良地基的缺陷对建筑物的影响主要表现在以下几个方面。

 

　　1.1地质条件差，抗滑稳定安全系数小于设计规定值。产生原因主要是由于岩石与混凝土、岩石与岩石，或者其它影响抗滑稳定的结构面，如不同倾角的断层带、节理裂隙带、软弱夹层、破碎带、古风化壳、溶蚀带等的抗压强度低，不能满足上部结构抗滑稳定的要求，地基基础可能产生局部或整体剪切破坏。

 

　　1.2基础的深陷量过大或不均匀。地基基础产生这样的原因主要是由于岩（土）层本身的承载能力不足以满足建筑物的要求，或因地基基础岩（土）强度不一，分布不均匀或岩石地基中有软弱破碎带分布，在外荷载作用下，沉陷值或不均匀沉陷值超过容许值。如地基基础中的软弱岩石、淤泥质软土、断层破碎带、膨胀土、湿陷性黄土等，从而造成建筑物破坏、变形。

 

　　1.3基础渗漏量或水力坡降超过容许值。产生的原因主要是由于基础存在孔隙率大的松散砂、卵、砾石层、强裂隙透水层、喀斯特渗漏带、构造破碎带以及其他强透水带，从而导致水库大量漏失、扬压力超限、或软弱透水层出现管涌等渗透变形，使基础遭受破坏。

 

　　1.4地基内无粘性土粉细砂层因振动（机械振动、地震等）可能产生液化，造成建筑物失稳破坏，或因地震塌陷造成建筑物破坏。

 

　　2、水利水电工程建设中不良地基的基本处理方法

 

　　水利水电工程建设中不良地基的基本处理方法主要有以下六种，其目的是保证上部建筑物的安全和稳定。

 

　　2.1处理坝基涌泉的方法分析。坝基涌泉在喀斯特管道中最为常见，会在一定程度加大混凝土浇筑工作的困难，对土坝的管涌流土造成破坏从而导致塔身不稳定，甚至出现漏水通道。坝基涌泉处理的一般原则为：根据实际情况，能堵先堵，能排就排。常用方法如下：（首先利用混凝土对涌水量较小的基岩涌泉进行封堵，如果涌泉水量过大，则必须将水引至集水坑，通过回填砾石、预先填埋灌浆管、抽水、回填混凝土、回填灌浆的方法完成涌泉封堵工作。封堵工作完成后，还应该用混凝土进行盖顶并铺筑粘土，以保证土坝基础的稳固性，符合建筑物建设需求。（在涌泉的出口处设置活动逆止阀门，阻止库水漏失。

 

　　2.2深覆盖层处理。不良地基的深覆盖层大多土质松散、渗透性强、抗滑稳定性差，容易产生渗漏变形情况。由于覆盖堆积层厚度较大，常用全部挖除的方法并不可是，所以应该使用以下方法对其进行处理：（采用强夯法对地基土体表层进行压实（通过固结灌浆、帷幕灌浆的方法加强地基深覆盖层的稳定性（利用高压喷射灌浆为地基构筑防渗墙，或者通过建设混凝土截水墙的减少渗透率①进行坝前铺盖防渗。②使用摩擦桩或沉重桩。③扩大地基的基础[2]。

 

　　2.3强透水层的防渗处理。刚性坝基砂、卵、砾石层是地基强透水层的代表，通常表现为透水强烈、导致损失大量水量，容易发生管涌，对建筑物的稳定性有严重危害。主要处理方法是注意防渗，先将透水层砂、卵、砾石等挖除再回填混凝土建筑截水墙，同时使用冲击钻在截水墙上进行大口径造孔，并用高压喷射灌浆方法回填混凝土形成形成防渗墙，最后进行坝前铺盖防渗工作。注意在帷幕后加强排水减压，安装反滤层。

 

　　2.4可液化土层的处理。地基土的承载能力主要来自土的抗剪强度。而可液化土层中的砂土或粉土在受到振动时，会出现孔隙水压力上升，土中的有效应力减小，土的抗剪强度降低的情况，等振动到一定程度时，土颗粒处于悬浮状态，土中有效应力完全消失，土的抗剪强度为零。土变成了可流动的水土混合物，此即为液化。土层的液化会导致出现冒水喷砂，地基下陷，建筑物产生巨大沉降和严重倾斜，甚至失稳等危害。常用的处理方法是：（把原有的可液化土层挖除，为地基填充高强度和高防渗性的材料。（通过振冲挤密、分层振动的方式对地基进行压实。（在液化土层周围建筑混凝土围墙进行封闭。穿过可液化土层设置砂桩、灰土桩、砂井。

 

　　2.5淤泥质软土的处理。淤泥质软土的含水量极高且承受力和抗剪强度都很低，还具有很强的压缩性，对上部建筑物的稳定有很大的影响，主要包括淤泥质土、腐泥、泥炭等等。同时，土坝坝基的淤泥质软土排水十分困难，稳定性差。一般的处理办法方法有：（挖除淤泥质软土（为砂垫层进行排水工作，或者置换置换砂层（设置砂井加强排水①加入石材，提高地基稳固性②控制加荷速率③使用桩基④预留足够的沉陷量⑤采用镇压层法[2]。

 

　　2.6软弱夹层基础的出力。地基基础软弱带按其倾角大小可分为高中倾角软弱带和缓倾角软弱带，其对建筑物的影响是不同的，处理的方法也不一样。

 

　　2.6.1高倾角软弱带处理。挖出软弱带回填混凝土，做成混凝土塞，开挖深度一般为软弱带宽度的1～1.5倍，两侧开挖边坡1：1～1：0.5。当软弱带较为疏松，且宽度较大时，可采用混凝土梁或混凝土拱，以使上部荷载传至两侧完整岩体。对土坝坝基软弱带，为防止渗流淘刷坝身填土，可清除部分软弱带后回填混凝土或粘土，形成阻水盖板。软弱带与库水相同的上游端，开挖防渗井回填混凝土或设置防渗齿墙。当高倾角软弱带位于坝肩，特别是拱坝坝肩时，可设置混凝土传力墙、传力框架或进行预应力锚固；对重力坝破碎岩体坝肩，当破碎岩体自身稳定没有问题，可在破碎岩体中设置混凝土防渗墙。当坝基裂隙带密集发育时，可清楚松散体回填混凝土或设置防渗齿墙。

 

　　2.6.2缓倾角软弱带处理。将软弱带开挖清除回填混凝土，若上盘岩体尚坚硬完整，且全部开挖工作量过大时，可利用平硐或竖井开挖清除软弱带回填混凝土或刚劲混凝土，并做好回填固结灌浆。设置穿过软弱带的防滑齿墙。高压喷射清楚软弱无知回填或关注水泥浆及砂浆。穿过软弱带时进行预应力锚固。沿软弱带设钢筋混凝土抗剪键，或穿过软弱带设抗剪桩。

 

　　3、不良地基处理注意事项

 

　　由于不同建筑物对地基的要求不同，因此各种不良地质因素对建筑物的影响程度也有很大的区别，处理的方法也不一样。一般来说，应该注意下列事项：（1）在选用处理方法前，必须仔细阅读有关勘察资料，进行全面分析，确定不良地质现象的部位、规模、特性。（2）调查研究拟采用方法的基本作用、适用条件、优缺点、材料和机具，并注意总结已往的经验教训。（3）应当注意到各种处理方法都有其局限性和一定的使用范围。（4）注意环境保护，避免因地基处理对地面水或地下水造成污染。（5）不良地基处理结束后，应检查处理效果，并建立工程技术档案。

 

　　4、结论

 

　　不良地基基础在水利水电工程建设中是经常遇到的难题，也是人们采取各种方法希望解决的问题。不良地基基础处理的方法很多，由于不同建筑物对地基基础强度的要求不同，各种不良地质因素对建筑物的影响程度也有区别，因此处理不良地基的的方法也自然不尽相同。一般来说，在确定不良地质体的处理方法时，必须认真分析研究资料，同时结合工程的具体情况进行应用，可以多设计几种治理方案并进行比较，并从中选择技术可行、施工简单、经济的方案进行实施。

 

　　参考文献：

 

　　[1]郑俊杰.地基处理技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2004（9）.