水利施工中的地基處理技術(shù)分析
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摘要：進(jìn)入新時代以來，我國城市化進(jìn)程明顯加快，科技水平得到顯著提升。經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水利工程的需求也越來越大。地基處理在水利工程的施工中屬于基礎(chǔ)性建設(shè)工程，它的質(zhì)量直接關(guān)系到整個工程的穩(wěn)定性。對于軟土地基區(qū)域來說，因為土質(zhì)較松軟，含水量比較大。經(jīng)常會出現(xiàn)地基難以承受水利工程整體的壓力，從而造成倒塌等情況，這對水利工程的安全性帶來很大的威脅。在水利工程的施工過程中要充分考慮軟土地基的科學(xué)化處理。本文針對水利工程中地基的處理技術(shù)展開討論，圍繞科學(xué)、安全、有效的施工手法進(jìn)行研究，希望可以為行業(yè)內(nèi)水利工程的建設(shè)和施工提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：水利工程；水利施工；地基處理；施工技術(shù)
0.引言
我國近年來不斷提高的社會水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度對能源的需求提出了更高的要求。為了滿足水利資源的合理利用需求，就需要建設(shè)大量的規(guī)模較大的水利工程項目。這些水利工程項目的建設(shè)質(zhì)量直接影響著其可以使用的年限和正常運(yùn)行的效率，從而影響著工程整體所帶來的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。大型水利工程的建設(shè)進(jìn)行之前要對其所在地進(jìn)行地質(zhì)考察。我國大部分地區(qū)都存在著一種較軟的土壤結(jié)構(gòu)。這種不夠堅固的土壤結(jié)構(gòu)對水利工程建設(shè)所使用的方式和技術(shù)帶來了非常多的限制，還會對在其上修筑的水利工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生穩(wěn)定性影響，一旦地基發(fā)生塌陷，勢必會造成水利工程結(jié)構(gòu)體不同程度的損壞。面對這些分布十分廣泛的軟土材質(zhì)地基，就需要施工人員用完善可靠的地基處理技術(shù)對其進(jìn)行加固和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
1.地基處理在水利工程施工中的重要地位
在大量水利工程建設(shè)的實際經(jīng)驗中可以總結(jié)出，軟土地基是一種非常常見而普遍的現(xiàn)象。由于其地基的穩(wěn)定性較差，以軟質(zhì)土壤為主的材質(zhì)，物理結(jié)構(gòu)松散難以滿足建筑物承載的需求。進(jìn)而會發(fā)生承載力不足而導(dǎo)致其上建筑物發(fā)生傾斜和坍塌的現(xiàn)象。這種情況嚴(yán)重影響了水利工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性，使其使用壽命大大縮短。一些氣候相對濕潤、雨季較長的地區(qū)，軟土地基在這期間會吸收大量的水分，會使地基的穩(wěn)定性進(jìn)一步降低，最終導(dǎo)致土體的剪應(yīng)力下降，難以滿足施工條件。所以在水利工程施工過程中要因地制宜，結(jié)合實際情況考慮項目的施工方案，在了解了相應(yīng)區(qū)域地質(zhì)與水文情況的條件下，結(jié)合項目需求與工程特點(diǎn)，科學(xué)的制定建設(shè)方案。并要著重的對軟土地基進(jìn)行土壤改良，提高軟土地基的結(jié)構(gòu)承載力直至滿足施工要求，從而確保水利工程建設(shè)的安全性和高效率。由此可見，在水利工程施工建設(shè)當(dāng)中，對地基的處理是關(guān)乎工程整體質(zhì)量的非常重要的環(huán)節(jié)。
2.水利工程建設(shè)中常見的地基處理技術(shù)
2.1換填法
換填法是針對軟土地基進(jìn)行土壤替換的一種技術(shù)。這種方式是處理軟土材質(zhì)地基中最常用也最簡單易行的一種方式。進(jìn)行換填法的施工時，需要選擇符合施工要求的土壤，用來替換原有的軟土材質(zhì)。在施工時需要首先借助大型機(jī)械設(shè)備將地基空間內(nèi)的軟土全部挖出，之后結(jié)合實際工程需求和施工標(biāo)準(zhǔn)，選擇符合施工要求等級的土質(zhì)填充入原有的區(qū)域內(nèi)，再利用大型設(shè)備對填充好的土質(zhì)逐層夯實，以確保其穩(wěn)定性。在整個施工結(jié)束后，需要經(jīng)過檢驗合格才能進(jìn)行后續(xù)的水利工程地基建設(shè)，這為水利工程的整體施工奠定了堅實的基礎(chǔ)。水利工程項目的地基必須有足夠高的強(qiáng)度和承載力。在建設(shè)時應(yīng)合理選擇填充材料。通常來說，使用的填充材料以粗砂、碎石和卵石為主。在填充施工時，要根據(jù)不同材質(zhì)的物理特征，分層分別進(jìn)行夯填。要確?？傮w結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足承載力的需求。根據(jù)以往經(jīng)驗可以總結(jié)出，第一層地基通常選用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最高的碎石和碎礦渣進(jìn)行層級鋪墊，這樣鋪墊后的墊層縫隙較大，具有較好的透水性可以適應(yīng)潮濕地區(qū)多雨的環(huán)境，對地下水流動活躍的地區(qū)也能很好地適應(yīng)。第二層使用灰土或者素土進(jìn)行層級鋪設(shè)，主要是考慮到地基的受力均勻，盡量避免后期容易出現(xiàn)的地基沉降變形等現(xiàn)象。第三層可選用粗砂墊層，疏松多孔的結(jié)構(gòu)利于地基內(nèi)氣體的排出，從而加快地基固結(jié)的速度。對于具體的填充方案要結(jié)合實際情況做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，力求多樣性，以滿足不同的施工需求，最大程度的改善軟土地基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
2.2排水砂墊層法
對于一些含水量較大的淤泥性黏土和泥炭性黏土適用這種排水砂墊層法。具體操作過程是在地基土質(zhì)松軟的土層底部填充一種滲水性能較好的砂石墊層，借助其疏松的特性和較大的孔隙讓地基中原有的水分隨著施工的進(jìn)行不斷向外排出。從而使軟土地基的強(qiáng)度逐漸加大，滿足工程需求。除此之外，為了使抗地下水反滲的效果更好，可以在砂墊層下再加設(shè)黏土層，增強(qiáng)地基堅實度。在砂墊層的材料選擇方面，可以適當(dāng)混合使用卵石和粗砂等顆粒較大的石材。具體操作中，要嚴(yán)格按照工程施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范科學(xué)配比建筑材料，將沙石均勻攪拌后從底部開始逐漸向上層分層夯實，壓平。尤其要提高關(guān)注的是此種方法要在土層中留出排水槽，有利于地基滲水及時排出。還要設(shè)置專用的防水倒流的結(jié)構(gòu)物，加快地基固結(jié)速度，確保工程施工進(jìn)度。
2.3化學(xué)固結(jié)法
以上的兩種方法只適用于普通的軟土地基，對于一些結(jié)構(gòu)特殊和組成元素相對復(fù)雜的地基，傳統(tǒng)方式難以取得理想效果，這時就可以應(yīng)用一種化學(xué)固結(jié)法來對地基進(jìn)行填充。這種方法以減小地基壓縮性為目標(biāo)，通過對地基填充材料的改造使其強(qiáng)度得以提高，從而滿足工程施工的需求?？傮w來說，化學(xué)固結(jié)法可分為3種操作類型。首先是灌漿，結(jié)合氣壓和電化學(xué)等物理知識，向地基中加入石灰石等材料使其內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而加固地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使軟土地基耐久度加強(qiáng)。其次是利用高分子合成材料進(jìn)行地基填充，在原本的軟土地基中加入人工合成的新型材料，使二者緊密地集合在一起，避免水分滲入地基內(nèi)，從提高韌性的角度加強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)度。最后是利用氯化鈣和硅酸鈉等成分，借助它們之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量將軟土緊密黏合在一起，最終生成類似于凝膠狀的聚合物，從根本上改變地基的物理性質(zhì)，這種方法可以大大增加軟土地層的硬度和承載力。
2.4夯實法
這種方法是一種單純的物理性方法，相對來說很好理解。通過借助大型機(jī)械對軟土地基施加足夠大的壓力，使其土層不斷被夯實從而加大地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通常軟土地基中都存在著較大的含水量，土壤間的空隙間隔也較大。通過這種物理夯實技術(shù)可以在外力作用下，排出土壤中殘留的水分，并在一定程度上減小地基中土壤顆粒的間隙，以此將軟土充分實體化，固結(jié)土壤，從而有效加大軟土地基的承載力。用這種夯實法對軟質(zhì)地基進(jìn)行處理是水利工程中最為常見也最簡單易行的一種方式。它具有成本低、效果好、施工難度小、操作簡單的特點(diǎn)。并且它可以廣泛地適用于大部分黃河以北的軟土地區(qū)，對軟土夯實效果明顯。但此方法也存在著施工效率低，進(jìn)度較慢，施工周期長等缺點(diǎn)。因此在確定水利工程地基處理方案之前要結(jié)合工程的實際情況和工期預(yù)算來確定是否使用夯實法來處理這種軟土地基。
結(jié)語
水利工程的建設(shè)中經(jīng)常會遇到所在區(qū)域存在軟土地基的情況，對這種軟土地基的科學(xué)有效地處理，對后期水利工程的施工順利進(jìn)行起著決定性的作用。水利工程下的地基是否堅固，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否足夠高，都決定著工程整體的質(zhì)量和運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。在確定對軟土地基進(jìn)行處理的施工方案和所使用的技術(shù)時要結(jié)合實際情況進(jìn)行綜合考量，在保證施工效率和投入成本的前提下，重點(diǎn)關(guān)注地基處理的效果，確保其具有較高的韌性、防水性和抗壓能力。
參考文獻(xiàn)
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作者:岳明明 單位:齊齊哈爾市水利勘測設(shè)計研究院
