水利工程地基處理簡析

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［摘要］文章主要圍繞我國寒土地區水利工程中地基建設的要點展開，提出寒土地區地基處理的技術要點，以供工程人員參考，提高水利工程地基的質量。

［關鍵詞］寒土地區；水利工程；地基處理

1地基處理的必要性

地基處理是水利工程的基礎項目，是水利工程中不可分割的一部分，地基的質量和安全直接影響了水利工程整體的穩定性和耐久性。寒土地區的地質結構具有一定的不穩定性，屬于不良地基，對建設工程的地基安全和質量造成不良影響。一般來說，在寒土地區當氣溫低于零攝氏度時，地基中土壤中的水分在這樣的溫度作用下發生變化，改變土壤的承載力，造成地基的不穩定性。含有水分的寒土承載力弱，形成軟土地基，嚴重影響水利工程的質量安全和使用壽命。寒土地區的地基的天然性能無法滿足水利工程建筑穩定性的要求，所以必須對不良地基進行科學處理。在我國寒土地區進行工程建設之前，必須提前根據施工設計標準和施工設計圖對施工范圍以內的地質進行勘察，調查出寒土的類型，分布的范圍，對工程項目的影響，為采取合理的防治措施提供科學的依據。在水利施工過程中，由于水利建筑本身具有體積大，重量大的特點，必須考慮當地具體的地質環境，因地制宜地采取相應的不良地基處理方式，提高地基的長期的穩定性和承載力，以達到水利工程建設整體的安全與質量標準。

2寒土地區施工難點要點

寒土地區的土質類型多為凍脹土，土的凍脹型明顯。凍深和凍害在施工過程以及工程后期都對整個工程有影響。工程施工過程中，工程人員對寒土地區特殊的環境缺乏足夠的重視，不合理的施工，導致寒土退化。工程破壞了寒土的熱平衡，造成地表下沉形成凹地，形成熱融沉陷和熱融湖。由于地表植被遭到水利工程的破壞，在高含冰的寒土斜坡地區，發生強烈的熱融作用，形成熱融泥流。地表和地下徑流的改變可能產生冰錐和凍脹丘。在寒土地區進行水利工程建設的一大要點是氣溫變化引起土質變化，低溫下的凍脹現象，影響了土地的承載力，而承載力是地基質量，牢固性的關鍵因素，最終會影響建筑的整體穩定性。所以在施工之前必須對當地的氣候土壤進行全面的測量，科學的規劃，采取防凍措施。寒土地區一般冬季氣溫達到零攝氏度以下，不利于開展工程建設，縮短了全年施工時間，嚴寒導致勞動效率低，寒土地區的生態環境脆弱，必須進行科學的規劃施工。

3寒土地區水利工程中地基處理的技術

3.1保溫法。在寒土地區進行水利工程建設時，為了減少寒土溫度的變化，避免破化寒土結構，可以對寒土進行保溫隔熱處理，這種方法是在寒土上層鋪設保溫隔熱層。使用的保溫隔熱材料必須具有一定的剛度和防潮性，避免材料在使用過程中出現破裂和吸濕受潮現象。一般使用的材料為泡沫類材料，也可以是土工織物類材料。保溫隔熱層一般運用在地面，使建筑物和地基不直接與地面接觸，這種方法能避免破壞寒土地基的地質結構，不改變其原始溫度，阻止熱量進出，從而保持寒土地基的穩定性。熱樁是一種廣泛運用在寒冷地區工程建設中的設計，其工作原理：同過熱樁內部進行熱量轉換或者循環制冷。這種方法的要點在于，在施工之前必須對切向凍脹力作用下樁身的受拉承力進行驗算。這種方式可以減少土體中的熱量，因此寒土地區利用熱樁來降低寒土中的溫度，達到保護寒土結構的作用，防止寒土出現融降化沉降和凍脹現象，達到提高寒土地基穩定性的作用。熱樁一般與保溫隔熱層結合使用。3.2換填法。換填處理技術經常運用在水利工程不良地基的處理中，這種處理方法需要利用中大型機器設備將不符合地基建設要求的土壤全部挖出，換填上符合工程要求，科學合理的換填材料，這種材料一般為常見的碎石，粗砂，鵝軟石等。這些粗顆粒土具有強度大，變形小，施工簡單的特點，可以滿足建筑物荷載對地層強度和變形的要求，同時還可以防止熱量從地基中導出。粗顆粒土的上層填入灰土，素土，砂墊層等等，必須根據嚴格計算填入材料，避免因為填充材料導致結構的受力水平下降。依據實際規定分層夯實上述土質，控制好其密度與厚度，形成施工所需要的操作面和平整的場地，保證地基的穩定性。換填后的土質可以提高水利工程地基的穩定性和牢固性，增強地基的透水能力和承載力，確保水利工程施工的下一步工序順利進行。經過對地基科學全面的檢測之后，可以進行下一步工序。換填法通常情況下只能作為水利工程不良地基處理的輔助方法，換而言之，換填法一般使用在一段或一點的軟土地基處理中，不適合運用在大范圍的地基處理中。因為上層土質發生變化后，下層的土質環境會受到多種因素的直接影響，這種方法的應用效果會逐漸出現弱化的特點，不及時處理會引發安全隱患。但相比其他的方法而言，這種處理方法，可操作性比較強，并且經濟適用，在水利工程的地基處理被廣泛運用。3.3水泥粉煤灰碎石樁。目前水利工程地基處理中使用最廣泛的材料就是水泥粉，煤灰和碎石樁。這種材料比起其他材料具有許多優越性，最突出的特點就是得到的建筑工程的結構強度非常高，而且粘性強。這樣才能保證最終的水利工程的總體結構穩定牢靠。這種復合地基結構是使用這些材料和墊褥層和樁間組合而構成。由于巨大的載重，地基上層承受了巨大的壓力，加之寒土地區土質的不穩定性，很容易出現地基變形的問題。這種地基處理方法的優點在于材料的獨特優越性，能將壓力擴散開去，使建筑整體的受力情況更均勻。避免因為壓力過大而出現下沉問題和總體結構不穩的現象。而且，這種方法還可以通過吸收部分壓力轉化為自身受力的方法，有力地提高整體結構的穩定性，提高本身的受力水平。除此之外，這種處理方法中使用的材料成本低。在目前的工程建設中使用越來越廣泛。

4結語

綜上所述，在經濟高速發展的同時，人們生產生活對水資源的需求也與日俱增，水利工程在各地大范圍展開。水利工程地基的安全和質量對水利工程的成敗至關重要，寒土地區土質的獨特性要求工程人員根據當地的具體情況對地基進行科學的處理。通過科學技術對寒土地區地基進行處理能增強地基的穩定性和受力能力，有效提高水利工程的安全與質量。

參考文獻

[1]郭虎.關于水利工程施工中地基處理技術的研究[J].環保建材，2015（8）：44-47.

作者:王新宇 單位:黑龍江省水利水電集團沖填工程有限公司