水利水电工程地基基础处理方法
摘要：要想保证地形复杂地区的水利水电工程施工安全，地基处理就显得格外重要。由于各种基础处理方法都具有一定的局限性，这就要求施工人员要综合考虑各种方法，并根据具体情况，制定出一套经济、合理地基处理的方案。本文就水利水电地基基础问题谈谈我的看法与认识。
关键词：水利水电工程地基基础措施
Abstract: To ensure the complex terrain of area of water conservancy and electricity construction safety, foundation treatment is especially important. Because all sorts of foundation treatment is has certain limitations, this requires construction personnel to comprehensive consideration of the various methods, and according to the specific circumstances, develop a set of economic and reasonable scheme of ground treatment.
Keywords: water resources and hydropower engineering, foundation, measures
1、当前水利水电工程地基状况
随着国民经济建设发展的需求，还需不断地开发建设新的水利水电项目，今后将会遇到更多的不能满足建筑物要求的不良地基。不良地基是指由于地基的天然地质存在不足，如地
质的硬度和承载力不足，不能满足上部构筑物的稳定性要求的地基。针于水利工程构筑物，不良的地基对水利工程构筑物的影响主要表现为以下方面：地形地质条件不良，抗滑能力、
地质稳定性、地质安全系数均小于水利工程地基设计的设计值，产生原因主要是由于岩石与混凝土、岩石与岩石，或其他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，不能满足上部构筑物抗滑、稳定的要求，地基基础可能产生局部或整体剪切破坏，基础的沉陷量过大或不均匀性，地基基础产生这样的原因主要是岩(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、淤泥质软士、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；基础渗漏量或水力坡降超过容许值，产生的主要原因是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，使基础遭到破坏。
2、地基基础的处理方法
2.1 CFG 桩的应用
水泥粉煤灰碎石桩是由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌和形成的高粘结强度桩，CFG 桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG 复合地基。褥垫层将上部基础传来的基底压力或水平力通过适当的变形以一定的比例分配给桩及桩周土使二者共同受力，同时土由于桩的挤密作用提高了承载力，而桩又由于周围土体的侧应力的增加而改善了受力性能。CFG 桩复合地基中的桩、桩周土和褥垫层的作用机理进行分析，桩的加固作用：
（1）对地基土具有一定的挤密作用。对于散填土、松散粉细砂、粉土，由于振动沉管CFG 桩的振动和侧向挤压作用使桩间土孔隙比减小，含水量降低，土的干密度和内摩擦角有所增加，土的物理力学性能得到改善从而提高桩间土的承载力。
（2）桩体的排水作用。CFG 桩复合地基在成桩初期，因桩孔内和周边充填过滤性较好的粗颗粒填料，在地基中就形成了渗透性能良好的人工竖向排水、减压的通道，使孔隙水沿桩体向上排出，可以有效地消散和防止振冲产生的超孔隙水压力的增高，加速水利工程地基的排水，这种排水作用不但不会降低桩体强度，反而可以使土体强度恢复并超出原土体天然承载力。
（3）桩的预震效应。CFG 桩复合地基成桩过程中，振冲器以一定的振动频率或冲击水平向加速激振土体，使填料和地基土在提高相对密实度的同时获得强烈的预震。提高了砂土抗液化能力。
（4）桩的置换作用。CFG 桩中的水泥经水解和水化反应以及与粉煤灰的凝硬反应，生成不溶于水的稳定结晶化合物，它能使桩体的抗剪强度和变形模量大大提高，所以在荷载作用下，CFG 桩的压缩性明显比桩间土小。因此基础传给复合地基的附加应力，随地层的变形逐渐集中到桩体上，出现了应力集中现象，大部分荷载将由桩周和桩端承受，桩间土应力相应减小，于是复合地基的承载力比原有地基承载力有所提高。
2.2 预应力管桩
预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混泥土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以静压法用得最多。由于躬由锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压桩机又可分为顶压式和抱压式，抱压式是桩机的夹板夹紧桩身，依靠持板的磨擦力大于入土阻力的原理工作，静力压桩机最大压桩力可达5000-6000kN，可将直径500mm、600mm 的预应力管桩压到设计要求的持力层，从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。预应力混凝土管桩施工方法有锤击法和静压法两种，锤击法沉桩具有施工速度快，工程质量较好等优点，静压管桩施工法主要是借助压桩机的自重和配重的重量，通过科学的压梁或压柱，向管桩顶
部或通过侧面夹子夹住管桩本身，以便向管桩本身施加重压力，将管桩压入土(岩)层中。预应力管桩施工完成后，要及时进行管桩检测，普遍采用桩基高应变法和低应变法对单桩承载力和桩身完整性进行检测，预应力管桩的单桩承载力由桩端极限阻力和极限侧摩擦力组成。预应力管桩在水利工程中作为一种基础处理方法，在东部沿海地区逐步得到应用，建筑基桩检测规则(JGJl06_2003) 保证了水利工程管桩基础处理的质量，为以后水利工程主体工程建设安全提供保障。
3、不良地质条件下地基基础的处理方法
3.1 可液化土层的处理
可液化土层系指无粘性土(砂)层或少粘性土层在静力或振动力作用下，孔隙水压力上升,抗剪强度瞬时消失的土层，土层的液化可使地基沉陷、滑移失稳、危及上部建筑物的安全。常用处理的方法是:(1)将可液化土层开挖清除，置入其他强度较高、防渗性能良好的材料。(2)振冲挤密或分层振动压实。(3)四周用混凝土围墙封闭,防止其向四周流动。(4)穿过可液化土层设置砂桩或灰土桩，或设置砂井。
3.2 淤泥质软土的处理
淤泥质软土包括淤泥质土、泥碳、腐泥、以及其他天然含水量特高，抗剪强度低、承载力低、压缩性大的土，多呈软塑及流塑状态。由于其质软，易产生高压缩变形、侧向膨胀、滑移或挤出，影响上部建筑物的稳定。土坝坝基的淤泥质软土排水困难，长期难于稳定。常采取的处理办法是:(1)开挖清除。(2)置换砂层，或砂垫层排水。(3)砂井排水。(4)抛石挤淤。(5)控制加荷速率，使其缓慢排水固结。(6)扩大建筑物基础或采用桩基。(7)预留沉陷量。(8)用板桩墙封闭和在底部侧向填砂、砾石阻滑。(9)用镇压层法，如反压护堤平台。
