河南省水利第二工程局河南郑州450016
摘要：地基处理作为水利工程施工中比较重要的环节，地基处理的质量直接关系着整个水利工程的质量。本文分析了地基处理技术对水利工程造成的影响，探讨了水利工程地基处理技术的施工要求，分析了水利工程常见的地基处理技术，以期为提高水利工程施工质量作出贡献。
关键词：水利工程施工；地基处理技术；探讨
引言
地基处理是水利工程的基础性工程施工项目，其重要性需要引起工程项目管理人员和施工团队的高度重视，很多水利工程正是因为没有特别注重地基的科学处理方法，也没有严格按照技术流程以及程序来进行施工，就造成了很多结构性缺陷和质量病害，而在处理地基病害问题时也没有合理的应用相应的处理技术。
1概述
我国水利项目的发展可谓日新月异，工程技术手段多样，具备很强的竞争力，管理体系也日渐完善。但是我们在实际的水利地基施工中，不能仅仅依靠以往的经验，要依靠技术的积累，结合每个水利地基项目的不同情况，采取有针对性和适应性的施工举措来处理地基施工中出现的问题。项目管理人员要组织开展质量检测和监管工作，严防质量隐患频发，集中优势资源和人力提高地基处理水平，有效解决各类安全隐患和质量问题。
2地基对水利工程的影响分析
在水利工程施工中，如果遇到不良地基，则会对水利工程带来巨大的影响，主要表现在以下3个方面：①当地质条件比较恶劣时，会导致一些抗滑结构面的强度下降，不能承受较大的压力，导致水利工程的地质稳定性、抗滑能力等重要指标均低于水利工程设计中对地基的基本要求，无法满足地基上部建筑物对稳定性和抗滑性的要求。②水利工程地基土层土质松软、强度低，无法满足地基上方建筑物的承载要求，或因地基土层中某些环节非常薄弱、地基土层的强度分布不均匀等，当地基遭受建筑物压力时，便会发生不均匀沉降现象，进而被局部破坏，最终导致地基上的建筑物发生破坏变形等。③如果水利工程的地基位于构造带、砾石层等比较松散的土质结构或其他透水性较好的地质构造环境时，水利工程容易出现比较严重的渗透、渗水现象，导致基础的渗漏量或水力坡度超出允许范围。
3加固水利地基的主要技术措施
3.1强力夯实法
加固地基的目的就是让其具备较强的密实度和强度，能够承载上层建筑和其他工程结构主体，所以在地基加固的施工作业过程中，通常用于地基的加固以及平整作业的方法就是强夯法，使得地基的整体结构得到夯实，提升其夯实度和严密程度，这也是改变软土地基性能指标的有效方式。尤其对于软土、湿陷性黄土利用强夯方法，可以在反复的夯实作业中不断的加强地基的各项性能指标，主要表现在强度和承载性能会得到大幅度提升，其实质是使用物理锤击和碾压的作业方式，使得软土层的密度和紧实程度得到提升，这样就能够很好的防范以往水利地基工程中经常出现的地基崩塌和下陷的危险情况。在一些必要情况下，地基结构的稳定性，需要将加固技术应用到极致程度，因此水利地基所处的施工环境较为复杂，有很多不确定性因素将直接危及施工人员的安全以及地基的稳固性，虽然夯实法的施工程序较为简单，但是其效果不容小觑。通过夯实作业，提高土层强度，此时土层表面整体会下降，低于原来的高度，那么就在夯实作业告一段落后回填加入一些强度较高的施工材料，然后再反复进行夯实作业，如此反复直到满足地基稳固性和安全性方面的施工需求，强夯法可以适应多种作业环境，在水利地基大面积处理中应用极为广泛。
3.2灌注桩、CFG桩及土（碎石、砂）挤密桩法
灌注桩指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土（或先在孔中吊放钢筋笼）而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔及套管护壁三种方法。采用灌注桩处理地基主要使用在建筑物部位，用以提高建筑物地基的承载力。依据其工作原理分为端承桩和摩擦桩，在实际工程中均有应用。人工挖孔桩指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生，制定合理的护壁措施。人工挖孔桩处理深度不大，对地质条件要求高，在刘家道口大闸闸墩下部中普遍采用这种工艺。
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即cementfIying-ashgravelpile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。
复合地基设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料组成的褥垫层，是复合地基的一个核心技术。基础下是否设置褥垫层，对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。基础下设置褥垫层，桩间土载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载。这种工艺在南水北调中线工程交叉建筑物的地基处理中大量应用，效果良好，提高了地基承载力的同时，降低了建筑物沉降和不均匀沉降的危害。
一般用于地下水位较深的地区，土质情况较好，一般桩位成孔时无需护壁。成孔后将灰土（28或37灰土）逐批倒入桩孔中然后夯实，使灰土密实并和桩孔周边土质在夯实过程中形成结合较为致密的整体，从而达到共同受力的效果（据有关资料，桩径周边1-2倍D的范围均可视为共同受力区）。碎石挤密桩的工作原理与灰土、砂土挤密桩类似，只是挤密孔所填筑的材料不同，就地取材、灵活多变，施工成本较低，适用于大面积处理湿陷性黄土和有地震液化潜在危害的砂土地层。
3.3预应力管桩法
预应力管桩技术可以分为先张法预应力管桩和后张法预应力管桩两种，预应力混凝土管桩主要有降压法和锤击法两种。降压法主要是通过压装机自身的质量和配重的质量，经科学压樑后，借助管桩侧面夹子将管桩夹住，然后再将其压入土中。锤击法沉桩具有质量高、速度快等优点。在应用预应力管桩技术处理水利工程地基后，需要认真检查管桩，常常运用桩基低应变法和桩基高应变法监测单桩的承载力，影响预热力管桩承载力的因素主要有极限侧摩擦力和桩极端极限阻力。目前，预应力管桩技术主要应用于沿海地区水利工程的地基处理中，不仅有效地保障了水利工程管桩基础处理的质量，而且还提高了整个水利工程的安全性。
3.4化学固结法
以上采取的方法都是利用物理的原理对软土地基进行加固防护，在传统物理方式无法解决问题时可采用化学的方法进行处理。化学固结法是指利用化学材料填充地基，使其强度增加，减少工程的压缩性，其具体内容如下：灌浆：利用化学原理在土地中添加石灰石使其与软土地中其他物质进行反应增加软土的强度；高分子合成材料填充：高分子合成材料是一种人工合成的化学材料，利用高分子材料对软土地基进行填充，增加软土地基的韧性；硅化加固：硅化加固的主要原理使硅酸钠和氯化钙反应后的效果将其软土黏合在一起，生成新的化学物质，使其土层硬度增加，承载力也同时增加，提高水利工程的质量。
3.5换填法
目前使用几率最高的地基处理措施即换填法，当然这种方法也是难度最低的方法。它的原理非常简单，具体来讲即用合乎施工要求的土替换原来的软土，此时就能够从根源处将软土不符合要求的问题处理好。利用该措施来开展地基施工工作的时候，先要使用挖掘机把其中的软土挖出来，然后结合施工所需换填其他土。在换填的过程中还需要依据实际规定分层压实土体。当检测达标以后就可以进行后续的工作了，而且为了确保地基受力不受影响，必须严格计算填充材料，保证不会因为材料之类的原因影响到结构的受力水平。通常来讲，填入的材料均是碎石之类的，而且必须结合设计规定分层处理，保证结构受力能力强大。在目前所设计的水利工程地基的建造结构中，采用最多的是首层采用强度较大的碎石或矿渣来做垫层，这样垫层的缝隙会足够大，满足日后由于特殊条件下会出现主体结构对地基的巨大作用力，这些缝隙的存在能够起到很好的承载作用，而且逐渐压实的缝隙，会使地基的结构更加坚固，有利于地基的长时间承载。
采用水泥改性土换填弱膨胀土，减少弱膨胀土的含水量变化影响，保证渠道边坡稳定性，在南水北调中线一期工程的膨胀土地区地基处理方面得到了广泛应用，确保渠坡防护工程施工的下一道工序顺利进行。
结语
水利工程建设施工工作进行过程中，全面保证和提升施工质量和建设水平是十分重要的工作，需要对其进行全面有效的控制，采用科学合理的策略，提升总体的施工水平。地基是水利工程施工中的重要内容，强化地基施工处理效果，根据实际施工环境，选择先进性、合理性的地基处理技术，通过不良基础地基处理技术、软弱夹层基础地质处理技术，将能够起到良好的效果，更好满足水利工程、经济发展的实际需求。
参考文献：
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