刍议水利工程中地基勘察处理技术

于红霞

【摘要】水利工程形式多样、地质条件复杂，地基处理一直是行业内的重要技术课题，不仅因为技术难度大，而且对于工程整体造价控制至关重要。本文将结合笔者亲身经验，浅谈水利工程中地基勘察方法，并分析探讨对于特殊地基的技术处理措施。

【关键词】水利工程；地基处理；技术措施

水利工程是国家重要的基础设施工程，其功能范围广泛，包括农田、环境、发电、防洪水利等民生项目，因此，科学安全的建设各项水利工程对于社会经济意义十分重大。俗话说：“万丈高楼平地起”，做好地基勘察和技術处理则是实现工程目标的基础和关键。地基是指位于建筑物基础下方，起支承作用的土体或岩体，分为天然地基和人工地基两类。天然地基是指无须人工处理即可满足设计承载力要求；所以，本文主要分析探讨人工地基处理对象—软弱地基和特殊土地基的勘察处理技术。

1、地基勘察

为准确掌握水利工程地质情况，为设计、施工提供详实的基础资料，确保技术经济的合理性，必须按照规范要求实施勘察作业。

1.1 勘察分类

根据所处阶段不同，分为：可行性研究勘察（选址勘察）、初步勘查、详细勘察和施工勘察。不同类型对应不同的阶段，不同阶段具有不同的目的和任务。地基的稳定性和适宜性一般在可行性和初步勘察阶段完成，详细勘察阶段应对场地条件和地基岩土条件进行分析和评价，总述主要工程地质特征，结合建筑物（构筑物）的类型、荷载及对变形的要求，对比各岩土层作为基础持力层的经济技术合理性，选择持力层，提出一种或几种基础处理方案，并对各方案在技术上的可行性和经济上的合理性进行比较和论证。

1.2 勘察方法和适用范围

根据勘察地基的地质条件和探测的深度要求不同，国内勘察工作普遍采用掘探法、钻探法和触探法。

掘探法是一种常用勘探方法，勘察效果直观，现场选取有代表性的范围进行挖槽或深井，使特殊地层直接显露，从而利于技术人员观察和试验；优点是不必使用特定机械，但该方法一般只能了解3米内的土层情况，并须采用必要的开挖支护措施。

钻探法采用地质钻机在地基内钻进形成小直径深孔，并在钻孔内进行原位测试，取出岩芯进行分析，直达预计设计深度为止，是目前得到广泛运用的地基勘察手段。

触探法是在静压力作用下普遍采用的一种原位测试手段，通过使用静力触探器作为操作工具，过程中将一定规格的圆锥形探头匀速的压入试验土层，同时利用阻力传感器测量对应的贯入阻力。该方法是适用于软土、粘性土、粉土，不适用于杂填土、密实的砂土、碎石土和基岩。

2、地基处理措施

2.1 换填法处理措施

处于持力层的地基范围内存在影响稳定性的软土时，可采用挖出软弱土层，换填稳定性好的土、石并压实到规定密实度，这种方法即为换填法。深度在2米以内的换填施工，必须分层填筑、压实，各填筑层均应检测压实度；如遇特殊地基，如淤泥质粘土时，在机械最大开挖范围以内，仍然采用挖出换填的方法，在不具备开挖条件的深度范围，可采用抛石挤淤，即先用大块石填充基底层，再用天然砂砾石填筑其上。在换填同时，应把控好填料粒径、级配，并做好检测实验，减少后期沉降。

2.2 碎石桩处理措施

特殊情况下并不能实施换填法，比如在处理大范围不良地质、且埋深较大的地基时，则采用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再填碎石骨料并振密实而形成的碎石桩体。碎石桩体与原地基形成了复合地基，可提高承载力，增强稳定性，减小沉降量，达到改善地基的工程力学性能。处理后的地基，须经复合地基荷载试验达标后才能施作下步工序。

2.3 旋喷注浆处理措施

旋喷注浆可用于任何软弱土层，其原理为通过高压泵将水泥浆由钻杆喷头高速喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，为使灌入浆液与土体能充分混合搅拌并凝，这时缓慢提升以一定速度旋转的钻杆（钻杆提升速度控制在15～30cm/min，旋转速度控制在20r/min），最终形成圆柱固结体（旋喷桩：强度0.5～8.0MPa），使地基得到加固。该措施特点为：设备简单，操作便捷，钻头直径小易于成孔，固结体可以达到钻头直径的8～10倍，能有效提高地基的抗剪强度；并且噪声低，振动小，对附近建筑物和土层的影响很小；机械化程度高，可控制加固范围。

2.4 深层水泥搅拌桩处理措施

在实践中，多种软土地基常常采用深层水泥搅拌桩进行处理，比如：加固范围超过5米深度的自然固结淤泥质土、粉土、粘性土等土层。根据加固材料的状态，一般分为粉体搅拌法（干法）和浆液搅拌法（湿法）两种施工类型。深层搅拌桩施成桩速度快、效率高，因此主要作为深基坑开挖的围护档墙、防渗帷幕；该措施在控制成本、减小噪音及污染等方面具有较大优势，因此较为常见。

2.5 真空预压排水加固处理措施

真空预压排水法目的在于排除地下渗水，使土体快速固结、提高软土地基承载能力。其原理是通过地表面铺设密封薄膜，使地基土体形成一个封闭的空间，采用专制真空设备通过砂垫层内和土体中形成的垂直排水通道进行负压排空，从而是地层土颗粒间空间得到调整，密实度增加。该措施适用于地下含水量丰富，具备排水条件，能形成超负压静力边界的软土地基；且施工机械简单，易于操作，适于大规模地基加固。

2.6 强力夯实处理措施

强夯法是通过重击设备冲击地基，从而改变土体颗粒结构发生调整，土体在吸收大量冲技能后变得更加密实。一般操作方法为：悬吊设备将重锤从高处自由放落，反复多次夯击地基，从而大幅提升地基自身强度，并且降低压缩性、减少后期沉降。通常在大型强夯作业之前，应进行场地典型施工试验，以便获取数据，指导设计与施工。

总结：

总之，水利工程应对的自然条件、施工环境等都较复杂，相同建筑物处于不同的地质条件中，其地基处理措施也会发生变化，这要求工程设计、勘察及施工人员要站在工程全局的更高层去思考，才能充分理解各种不良地基条件下承载建筑物基础的稳定性和适性。从而选择科学合理的地基处理方案，努力保证施工质量。

参考文献：

[1]宋立志.浅谈建筑工程对软土地基的勘察及处理技术[J].城市建筑，2013.

[2]张彬、万小莉.水利水电施工中有关不良地基处理技术.水利技术.2014.