摘要：在水利水电工程施工中，如何有效且科学的对不良地基进行处理，加强工程施工质量管理与控制，是水利水电工程建设相关人员所面临的一项重要问题。当前我国水利水电工程中常见的不良地基主要包括淤泥质软土、深覆盖层、强透水层等，大多通过改善地基应力和变形条件、增大接触面积等方式，对不良地基进行处理，并对软弱夹层基础地质进行科学化调整，以加强水利水电工程施工质量管理与控制。
关键词：水利水电；基础工程施工；不良地基；处理技术
1不良地基对水利水电工程造成的危害
1.1抗滑性无法达标
不良地基构成结构差。在不良地基中，常常存在岩体破碎带、软弱土层、节理裂隙带、卵石层、古风化壳。这些构成结构导致地基抗压强度差，无法承载混凝土重力坝的巨大重量（混凝土重力坝的重量，往往超过1500万吨，甚至达到2743万吨）。地基受到混凝土重力坝巨大重量挤压时，土体形状会发生变形，抗滑性也不能达标，这就会降低地基抗压稳定安全系数，可能导致水利水电工程坍塌。
1.2地基基础沉陷量不均衡
不良地基往往结构复杂，每个部位的结构组成各不相同，甚至不同深度的结构组成也不完全一致，这就会造成不良地基不同位置的承载力不相同，有的地方承载力较强，有的地方承载力较弱。当混凝土重力坝落成后，由于地基受力不均衡，便会导致地基基础沉陷量不均衡，最后的结果是地基塌陷、凹凸不均，水利水电工程外观发生变形，甚至出现安全问题。
1.3渗水量超出允许范围
不良地基的另一大特点是它的渗透性过高，渗水量往往超出允许值。在江河巨大流量日夜冲刷下，砂砾石孔隙可能出现渗漏，溶洞溶槽出现渗流通道，水流还可以透过岩石节理的裂隙进行渗流，最后，会造成水利水电工程渗漏，危害水坝安全（据统计，全国超过4万座水坝、水库存在着渗水问题，其中很大一部分是由于不良地基造成的）。
1.4地基存在着液化性的危险
不良地基的土砂层缺乏黏性（有些不良地基的土砂层已经丧失黏性），当地基受到较大的振动力时（如水库地震），地基强度可能瞬间降低，最后地基被液化，出现大面积沉陷。而屹立在地基上的水利水电工程也会发生失稳滑动，或发生重大变形破坏。
2处理不良地基问题的关键施工方法
2.1处理高中倾角软弱带
一般先把软弱带挖开，然后填充混凝土，在软弱土层中形成混凝土塞。若坝基属于高中倾角软弱带，可先挖掘、清除一部分软弱土，再向软弱带中填入混凝土（也可填入黏土），构成阻水隔板。若水利水电工程坝肩正位于高倾角软弱带上方，需设置混凝土传力墙、混凝土传力框架进行预应力锚固。若水利水电工程坝肩属于破碎岩体，需先检查破碎岩体的自身稳定性，检查合格后再于破碎岩体中设置混凝土防渗墙。先在地基中造孔，然后向孔内灌注混凝土，形成地下墙体，起到防渗效果。
2.2处理缓倾角软弱带
挖开软弱带后，对软弱带进行高压喷射，冲走其中所有的软黏土，然后填充混凝土砂浆。若软弱带的上盘岩体完整坚强，而全部开挖的工程量又太大，可在软弱带中开挖平硐或竖井，清除掉软弱带的一部分，再填充混凝土。还可以穿过软弱带设拦剪桩，或沿软弱带边缘设置抗剪键。
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2.3处理淤泥土的施工方法
淤泥土属于黏性土，它们在静水或流速缓慢的流水中经过沉积、生物化学作用形成。淤泥土含水量可能超过80%，孔隙比等于或超过1.5，有机质含量高，强度低、压缩性高、流动性强、渗透性低、灵敏度高。当淤泥土受到混凝土重力坝数千万吨的压力时，会发生变形、沉陷。处理淤泥土，可将淤泥土全部挖掉，换上粗糙碎石，人工形成砾层。但这种施工方法成本高，施工周期长，要消耗大量人力、物力、财力。另一种施工方法是强行换土：在地基底部填充大量片石，再用压路机进行碾压，把淤泥土挤压出去。这种施工方法工序简单，操作方便，成本较低，便于控制质量，可以有效缩短工期，节约人力、物力、财力。
2.4换土
对现场膨胀土进行勘探，计算厚度，然后开挖不良地基，把膨胀土全部挖掉、清除，再换上灰土或其他非膨胀性材料，这种施工方法工期短，可迅速提高地基的承载力，但工程量较大。
2.5桩基
若膨胀土层厚度过大，难以进行换土，可以在膨胀土层上进行桩基施工。向膨胀土层进打入强度高，承载力强，抗弯性高的混凝土管桩，让管桩穿过膨胀土层，深入抗压强度更高的基岩，把混凝土重力坝的载荷穿过膨胀土层传递到基岩上去。这种施工方法吊装方便、接驳迅速，施工速度高，在施工中又不会产生污泥、废水。
2.6地基渗水量过大时施工处理方法
可直接向不良地基的缝隙、裂缝中填充混凝土，封闭缝隙、裂缝，阻止地基继续渗水。有时，现场渗水量太大，用混凝土填充无济于事。那么，就要在地基附近开挖排水坑，将渗水引入坑内，再把大量砾石填入排水坑，最后抽干渗水，向缝隙浇灌混凝土。若现场不良地基属于透水层很深的沙砾石，可采用帷幕灌浆：利用高速射流冲击土层，再将浆液灌入土层的孔隙、裂隙，形成连续、完整的阻水防渗帷幕，从而减小渗流量，降低渗透压力。
3我国水利水电工程中常见的不良地基
3.1淤泥质软土的处理
淤泥质软土包括多个方面，主要有淤泥质土、腐泥、承载力低，还有其他相关天然含水量特备高，多呈现软塑以及流塑形态。土坝坝基的淤泥质软土长期难于稳定，但排水困难。常采取的处理办法是：其一，置换砂层，或砂垫层排水；其二，开挖清除；其三，抛石挤淤；其四，砂并排水；其五，扩大建筑物基础或采用桩基。
3.2深覆盖层处理
地基处于形态不同阶需要的方法不同，如果地基处河流的冲积层、碎石层等相关或其他相关原因导致形成的对基层比较大时，因这样的地基十分松散、孔隙大，不利于全部开挖消除，这时常常采用的处理办法有：其一，对地基进行固结灌浆和帷幕灌浆；其二，用强夯法或振动夯实或压实土体表层；其三，坝前铺盖防渗等等。
3.3坝基涌泉处理方法
坝基涌泉经常会出现土层松散、基岩裂隙等情况，导致坝身不稳固或土坝涌流破坏，一旦出现这些情况则会给混凝土的浇筑带来诸多困难，严重者会出现漏水通道。对涌泉进行处理一般会采用以下办法：首先，对基岩涌泉只有能堵的地方就用混凝土进行封堵，引水入集水坑。对涌水量大的地方，预埋灌浆管，并回填砾石。回填混凝土封堵在抽水以后进行，回填灌浆再后期也需进行。对混凝土盖顶上再铺筑粘土，安装活动制止阀门在涌泉出口，使其可向库内涌水，但不能使库水漏失。
3.4强透水层的防渗处理
以大坝为例，都属于强透水层的刚性坝基砂、卵、砾石，一般都加以开挖清除，土坝坝基砂、卵、砾石层因透水强烈，不仅增大扬压力，影响建筑物的稳定，损失水量，且易产生管涌，一般都加以防渗处理。处理的方法是回填粘土或混凝土，将透水层砂、卵、砾石开挖清除，构筑截水墙。回填混凝土或粘土形成防渗墙，利用冲击钻作大口径造孔，修筑水泥防渗墙利用高压喷射灌浆方法。
4结论
不良地基是水利水电基础工程施工必须面临的一个难题。但当前处理不良地基的各种施工技术已经相当成熟。只要根据不良地基现场的具体实际情况进行具体分析，再有针对性地选择正确施工方法，就必定能克服不良地基问题，保证水利水电工程的安全。
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论文作者:黄河
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签：地基论文; 混凝土论文; 不良论文; 软弱论文; 淤泥论文; 土层论文; 重力坝论文; 《防护工程》2019年9期论文;