水利施工中的地基处理技术分析

　　摘要：进入新时代以来，我国城市化进程明显加快，科技水平得到显著提升。经济发展对水利工程的需求也越来越大。地基处理在水利工程的施工中属于基础性建设工程，它的质量直接关系到整个工程的稳定性。对于软土地基区域来说，因为土质较松软，含水量比较大。经常会出现地基难以承受水利工程整体的压力，从而造成倒塌等情况，这对水利工程的安全性带来很大的威胁。在水利工程的施工过程中要充分考虑软土地基的科学化处理。本文针对水利工程中地基的处理技术展开讨论，围绕科学、安全、有效的施工手法进行研究，希望可以为行业内水利工程的建设和施工提供参考依据。
　　关键词：水利工程；水利施工；地基处理；施工技术
　　0.引言
　　我国近年来不断提高的社会水平和经济发展速度对能源的需求提出了更高的要求。为了满足水利资源的合理利用需求，就需要建设大量的规模较大的水利工程项目。这些水利工程项目的建设质量直接影响着其可以使用的年限和正常运行的效率，从而影响着工程整体所带来的社会效益和经济效益。大型水利工程的建设进行之前要对其所在地进行地质考察。我国大部分地区都存在着一种较软的土壤结构。这种不够坚固的土壤结构对水利工程建设所使用的方式和技术带来了非常多的限制，还会对在其上修筑的水利工程结构产生稳定性影响，一旦地基发生塌陷，势必会造成水利工程结构体不同程度的损坏。面对这些分布十分广泛的软土材质地基，就需要施工人员用完善可靠的地基处理技术对其进行加固和地质结构的优化。
　　1.地基处理在水利工程施工中的重要地位
　　在大量水利工程建设的实际经验中可以总结出，软土地基是一种非常常见而普遍的现象。由于其地基的稳定性较差，以软质土壤为主的材质，物理结构松散难以满足建筑物承载的需求。进而会发生承载力不足而导致其上建筑物发生倾斜和坍塌的现象。这种情况严重影响了水利工程的质量和稳定性，使其使用寿命大大缩短。一些气候相对湿润、雨季较长的地区，软土地基在这期间会吸收大量的水分，会使地基的稳定性进一步降低，最终导致土体的剪应力下降，难以满足施工条件。所以在水利工程施工过程中要因地制宜，结合实际情况考虑项目的施工方案，在了解了相应区域地质与水文情况的条件下，结合项目需求与工程特点，科学的制定建设方案。并要着重的对软土地基进行土壤改良，提高软土地基的结构承载力直至满足施工要求，从而确保水利工程建设的安全性和高效率。由此可见，在水利工程施工建设当中，对地基的处理是关乎工程整体质量的非常重要的环节。
　　2.水利工程建设中常见的地基处理技术
　　2.1换填法
　　换填法是针对软土地基进行土壤替换的一种技术。这种方式是处理软土材质地基中最常用也最简单易行的一种方式。进行换填法的施工时，需要选择符合施工要求的土壤，用来替换原有的软土材质。在施工时需要首先借助大型机械设备将地基空间内的软土全部挖出，之后结合实际工程需求和施工标准，选择符合施工要求等级的土质填充入原有的区域内，再利用大型设备对填充好的土质逐层夯实，以确保其稳定性。在整个施工结束后，需要经过检验合格才能进行后续的水利工程地基建设，这为水利工程的整体施工奠定了坚实的基础。水利工程项目的地基必须有足够高的强度和承载力。在建设时应合理选择填充材料。通常来说，使用的填充材料以粗砂、碎石和卵石为主。在填充施工时，要根据不同材质的物理特征，分层分别进行夯填。要确保总体结构强度满足承载力的需求。根据以往经验可以总结出，第一层地基通常选用结构强度最高的碎石和碎矿渣进行层级铺垫，这样铺垫后的垫层缝隙较大，具有较好的透水性可以适应潮湿地区多雨的环境，对地下水流动活跃的地区也能很好地适应。第二层使用灰土或者素土进行层级铺设，主要是考虑到地基的受力均匀，尽量避免后期容易出现的地基沉降变形等现象。第三层可选用粗砂垫层，疏松多孔的结构利于地基内气体的排出，从而加快地基固结的速度。对于具体的填充方案要结合实际情况做适当的调整，力求多样性，以满足不同的施工需求，最大程度的改善软土地基的结构强度。
　　2.2排水砂垫层法
　　对于一些含水量较大的淤泥性黏土和泥炭性黏土适用这种排水砂垫层法。具体操作过程是在地基土质松软的土层底部填充一种渗水性能较好的砂石垫层，借助其疏松的特性和较大的孔隙让地基中原有的水分随着施工的进行不断向外排出。从而使软土地基的强度逐渐加大，满足工程需求。除此之外，为了使抗地下水反渗的效果更好，可以在砂垫层下再加设黏土层，增强地基坚实度。在砂垫层的材料选择方面，可以适当混合使用卵石和粗砂等颗粒较大的石材。具体操作中，要严格按照工程施工标准规范科学配比建筑材料，将沙石均匀搅拌后从底部开始逐渐向上层分层夯实，压平。尤其要提高关注的是此种方法要在土层中留出排水槽，有利于地基渗水及时排出。还要设置专用的防水倒流的结构物，加快地基固结速度，确保工程施工进度。
　　2.3化学固结法
　　以上的两种方法只适用于普通的软土地基，对于一些结构特殊和组成元素相对复杂的地基，传统方式难以取得理想效果，这时就可以应用一种化学固结法来对地基进行填充。这种方法以减小地基压缩性为目标，通过对地基填充材料的改造使其强度得以提高，从而满足工程施工的需求。总体来说，化学固结法可分为3种操作类型。首先是灌浆，结合气压和电化学等物理知识，向地基中加入石灰石等材料使其内部发生化学反应，从而加固地基结构强度，使软土地基耐久度加强。其次是利用高分子合成材料进行地基填充，在原本的软土地基中加入人工合成的新型材料，使二者紧密地集合在一起，避免水分渗入地基内，从提高韧性的角度加强软土地基的强度。最后是利用氯化钙和硅酸钠等成分，借助它们之间的化学反应产生的能量将软土紧密黏合在一起，最终生成类似于凝胶状的聚合物，从根本上改变地基的物理性质，这种方法可以大大增加软土地层的硬度和承载力。
　　2.4夯实法
　　这种方法是一种单纯的物理性方法，相对来说很好理解。通过借助大型机械对软土地基施加足够大的压力，使其土层不断被夯实从而加大地基结构强度。通常软土地基中都存在着较大的含水量，土壤间的空隙间隔也较大。通过这种物理夯实技术可以在外力作用下，排出土壤中残留的水分，并在一定程度上减小地基中土壤颗粒的间隙，以此将软土充分实体化，固结土壤，从而有效加大软土地基的承载力。用这种夯实法对软质地基进行处理是水利工程中最为常见也最简单易行的一种方式。它具有成本低、效果好、施工难度小、操作简单的特点。并且它可以广泛地适用于大部分黄河以北的软土地区，对软土夯实效果明显。但此方法也存在着施工效率低，进度较慢，施工周期长等缺点。因此在确定水利工程地基处理方案之前要结合工程的实际情况和工期预算来确定是否使用夯实法来处理这种软土地基。
　　结语
　　水利工程的建设中经常会遇到所在区域存在软土地基的情况，对这种软土地基的科学有效地处理，对后期水利工程的施工顺利进行起着决定性的作用。水利工程下的地基是否坚固，结构强度是否足够高，都决定着工程整体的质量和运行的安全性与稳定性。在确定对软土地基进行处理的施工方案和所使用的技术时要结合实际情况进行综合考量，在保证施工效率和投入成本的前提下，重点关注地基处理的效果，确保其具有较高的韧性、防水性和抗压能力。
　　参考文献
　　[1]李军.水利工程施工中软土地基处理方法研究[J].中国高新技术企业,2015(19):136-137.
　　[2]郭虎.水利工程施工中地基处理技术探讨[J].建材与装饰,2015(46):271-272.
　　[3]张家兴.水利工程施工中软地基处理技术措施[J].吉林农业,2015(24):64.
　　作者:岳明明单位:齐齐哈尔市水利勘测设计研究院