水利工程地基處理問題
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摘要：本文就水利工程地基處理的相關問題進行分析，以珠海市的地質為例，針對地基處理中的軟土地基的危害和處理技術進行探討。
關鍵詞：水利工程；地基處理；新技術；軟土地基
1水利工程建設中的地基概況
地基對水利工程的影響主要有三個方面：地質的條件惡劣，本身的防滑能力差，難以承受壓力，不能保障地基上的建筑物的穩定；地基出現滲水或礫石的情況，這會使整個水利工程在建設中的水的滲透量超出了基礎的標準和承受范圍；地基的土質比較軟，也就是所說的軟土地基，這種土質強度很低，根本不足以維持地基上的建筑物的穩固。地基對水利工程的影響主要表現在這三方面，下面針對軟土地基進行詳細的分析。軟土地基對水利工程帶來的危害可以分為三個方面：因為軟土的強度較低的土質特征，會使水利工程的地基強度比較低，在施工過程中容易出現地陷、崩裂等突發狀況；因為軟土地基中有淤泥質粘性土的存在，使地基的滲水性比較低，造成大量的水沒法排出，嚴重影響施工質量；軟土土質的強度較低也就會使其具有很強的壓縮性，水利工程在這種地基下的施工會增加地基塌陷的可能性，造成安全事故。可以看出軟土地基對水利工程造成的危害是極大的，所以在水利工程的建設施工之前可以采用先進的地基處理技術來處理軟土地基的問題，增加地基的穩固性和安全性，促使水利工程順利完成。
2水利工程地基處理的技術及措施
2.1水泥粉煤灰碎石樁的應用效果
水泥粉煤灰碎石樁在水利工程中的應用是非常廣泛的，這種施工方法就是把水泥、碎石、粉煤這些主要材料進行科學的配比，使材料具有很高的粘結度。在水利工程建設過程中，地基受力不均會影響到工程的施工質量，因為地基上面的建筑物壓力很大，會造成地基變形，水泥粉煤灰碎石樁的應用就是把壓力均勻分布，使地基受力均勻，提高其承載能力。另外水泥粉煤灰碎石樁對地基還有一定的擠土作用，這一作用是相對松散的砂質土而言的，這種作用可以使土的孔隙變小，增大了土的摩擦力，提高地基的防滑能力和承受壓力的能力。水泥粉煤灰碎石樁是一種復合型地基，即水泥粉煤灰碎石樁、樁間和褥墊層組合而成的，這種地基在樁孔的內部和周邊都填有粗顆粒，這種材料的過濾性很好，這樣可以提高排水速度，增強土質強度。
2.2預應力管樁的應用效果
水利工程中的基礎地基處理方法是預應力管樁，預應力管樁可以分為后張法預應力管樁和先張法預應力管樁，其中先張法預應力管樁是先張法預應力工藝和離心成型法制成的一種預制構件。在我國國內施工過的管樁沉樁方法主要有：錘擊法、靜壓法、射水法、震動法及中掘法等，其中靜壓法用得是最多的。因為柴油錘打樁時的噪音很大，為了避免對市民的生活造成影響，近幾年我國開發了大噸位的靜力壓樁機，靜力壓樁機可以分為頂壓式和抱壓式，抱壓式是根據持板的摩擦力大于入土時的阻力的原理工作的，靜力壓樁機的最大壓樁力可以達到5000~6000kN，可以把直徑為50~600mm的預應力管樁壓到設計所要求的持力層。靜壓法是利用壓裝機和配重的綜合重量，在管樁兩邊的夾子夾住管樁后，把它壓在土中。錘擊法在管樁沉樁中的應用也是比較普遍的，錘擊法最大的特點就是速度和質量都比較高，預應力管樁法的使用保障了水利工程的施工質量和安全性。
2.3軟土地基處理技術
珠海市的地理位置決定了它的土質特征：高含水性、高壓縮性、承受能力低，而且珠海市臨近河海的水利工程大都是軟土土質，這里的軟土土質一般是淺海堆積物，厚度比較大，以至于這里的軟土含水量比一般軟土的含水量高出很多，據調查，軟土的含水量為50%~75%，珠海市的軟土含水量是50%~150%，而且珠海市的軟土天然孔隙的平均值為2.4左右，比一般軟土要高很多；珠海市軟土的承受力也很低，其地基承受力僅為30.0~60.0kPa。這些數據表明，珠海市的軟土指標很差，珠海市的水利工程建設中，必須采取一定的技術和措施對軟土地基進行處理。軟土地基處理技術是一種高水平、高技術、實用性強的現代化地基改造方法，對解決軟土土質有很明顯的效果。目前，出現的軟土地基的處理技術主要有三種：換填處理技術、旋噴法、化學加固法。（1）換填處理技術。所謂換填處理技術就是通過換用更符合施工的要求的土質代替軟土土質，這種方法是處理軟土地基最基本也是最常用的方法，一般來說，所替換的土質主要包括粗砂、碎石等土質。具體的實施過程是首先使用大型的機械設備把原來的軟土土質全部挖走，然后把符合施工要求的那些土質分層填入，可以把粗砂和碎石放到最下邊做墊層，再填入灰土或素土，最后夯實填好的土質，加強其穩定性，進而提高地基的承受能力和滲水能力。珠海市的軟土面積較大，采用這種方法可能會耗費很長的時間，在一些軟土面積比較小的淤泥質粘土質中可以利用這個方法。（2）旋噴法。旋噴法就是利用旋噴機工作產生的旋噴柱，把漿料和土壤進行混合，增強地基的強度和承受能力，避免軟土土質出現的施工問題。旋噴法具有很強的加固功能，這種方法下形成的土質具有很高的強度和比較低的壓縮性，與普通的土質加固法相比，旋噴法的可以使土質的穩定性更好。旋噴法在軟粘土和細砂土質的土壤加固中的應用比較普遍。旋噴樁的長度應當比防滲鋼板樁底部長3m。鉆孔樁樁位的偏差不能超過10cm，垂直度不能超過1%。樁孔之間的距離在0.8m左右。成孔后配置不同規格的噴頭，與注漿管、導流管和高壓膠管相連接，將Φ42mm的注漿管放到注漿孔中，檢查有無泄漏的情況，之后實施噴漿。時間2分鐘，壓力緩慢調節直到符合技術要求。設置正常的試噴壓力和流量，然后旋轉注漿管，從下往上連續噴射，與河床地面的距離為0.5m。高壓旋噴樁注漿參數：高壓水的壓力為25~26MPa，流量控制在70L/min，壓縮空氣的壓力控制在0.5~0.6MPa，風量控制在每小時50~55m2，漿液的壓力為1.5MPa，流量控制在每分鐘30~50L。旋噴機的轉速調節為10r/min，提升速度為8cm/min，水灰配置比為0.5:1。水泥的類型采用硅酸鹽水泥，在攪拌漿液時，攪拌的時間為1.5~2.0min，保障漿液的質量和配比。旋噴樁在初期強度較低，因此在施工上采取跳打的方式，防止對臨近樁體的破壞，后期施工中在條件速凝劑。（3）化學加固技術。在水利工程中針對軟土地基所用到的化學加固技術主要有人工復合材料加固法、灌漿法、深層攪拌法等。其中人工復合材料加固法是把高強度的人工復合材料填充到軟土地基中，以防止軟土地基變形；灌漿法是利用氣壓或電化學原理，把泥漿填充到地基的裂縫或者是孔隙中，對地基進行加固，提高地基的承受能力；深層攪拌法就是向地基中注入各種固化劑，利用深層攪拌機進行攪拌知道凝固位置，以此來加固軟土地基。這幾種方法的本質就是對軟土土質進行加固，以此提高軟土地基的承受能力，保障水利工程的施工質量和施工安全。在珠海市的軟土土質處理的技術中，化學加固法是比較有效的，比起換填處理技術和旋噴法，這種方法有一定的優勢。在水利工程建設中，遇到地質問題是很正常的現象，珠海市的軟土土質是比較典型的一個例子，通過珠海市的地基處理技術可以看出，地基問題是保障水利工程安全的首要解決的問題，也是水利工程中影響比較大的重要因素。
結語
在水利工程的建設中，往往會面臨一系列的地質問題，而對于水利工程而言，地基是水利工程建設中最重要的階段，只有把地基打好，也就是為以后建設過程中的安全和質量做好了準備工作。為了保障水利工程建筑的穩定性和施工安全，必須利用一定的技術和措施解決施工過程中出現的問題，做好地基的處理工作，促進水利工程的順利進行。
參考文獻
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作者：周宏萍 單位：江蘇省水利建設工程有限公司