论文部分内容阅读
【摘 要】在水利工程建设的过程中，地基的施工问题一直是人们关注的热点问题，本文叙述了水利施工工程中关于软土地基的处理技术，介绍许多针对地基处理的有效措施，为以后的水利施工提供一些可行的施工经验。
【关键词】水利工程；地基处理
1. 前言
水利工程是利用水利资源的重要途径和方法，因此国家对于水利工程建设十分的重视。在水利工程建设过程当中，地基是一切施工的基础，因此水利工程地基施工在整个水利工程施工过程当中占有十分重要的地位。
2. 水利水电工程地基概况
随着我国经济的不断发展，我国的水利工程建设获得了很大的发展，越来越多的水利工程建设起来。在水利工程建设过程当中，往往面临十分复杂的地质环境，遇到不良地基，造成地基不能承载上部建筑物的重量，造成建筑物不稳定，最终影响整个水利工程的质量。地基对于水利工程建设来说十分的重要，是整个水利工程建设的基础。一旦遇到不良地基，就会对水利工程产生十分严重的影响，具体表现在以下几个方面：
（1）第一，由于地质条件比较恶劣造成一些抗滑结构面的强度比较低，无法承受巨大的压力，相关的一些指标，如抗滑能力、地质稳定性等均低于水利工程设计中对地基的基本的要求，无法满足地基上部建筑物对于抗滑性以及稳定性的要求。
（2）第二，由于地基土层较软，强度不够，远远无法达到上部建筑物的承载要求，或者是地基土层的强度分布不均匀或者是地基土层中存在着相对比较薄弱的环节，在上部建筑物的压力之下产生比较严重的不均匀沉降，从而导致地基的不均匀沉降、局部破坏甚至是整体受到破坏，最终使地基之上的建筑物受到极大的影响，发生破坏变形。
（3）第三，如果水利工程的地基位于结构比较松散的砾石层、构造碎带或者是其它的透水性比较好的地质构造环境，水利工程往往会发生比较严重的透水、渗透，最终导致基础的渗漏量或者是水力坡降远远的超出容许的范围之内。
3. 水利工程地基基础的处理方法
3.1 水泥粉煤灰碎石桩的应用。 水泥粉煤灰碎石桩在水利工程地基改造中的使用比较广泛，其材料主要是水泥、粉煤灰和碎石，具有较高的粘结强度。利用水泥煤粉灰碎石桩、褥垫层以及桩间土共同组成水利工程的复合地基。在地基上部的建筑物产生的压力会造成褥垫层产生变形，同时将这些压力均匀的分散到水泥粉煤灰碎石桩以及桩间土之上，使地基的受力比较的均匀，同时水泥粉煤灰碎石桩的承载能力随着挤密作用得到进一步的提高，同时桩周围的土层产生的策应力又进一步的强化了其受力的能力。水泥煤粉灰碎石桩由于材料比较容易获得，成本比较低，因此在水利工程地基处理中的使用十分的广泛。下面对水泥煤粉灰碎石桩、桩周土以及褥垫层的作用机理进行详细的分析：
3.1.1 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，由于振动沉管水泥粉煤灰碎石桩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。
3.1.2 桩体的排水作用。 水泥粉煤灰碎石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。
3.1.3 桩的预震效应。 水泥粉煤灰碎石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。
3.1.4 桩的置换作用。 水泥粉煤灰碎石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，水泥粉煤灰碎石桩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。
3.2 预应力管桩。
（1）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。
（2）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，依靠持板的摩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5000千牛到6000千牛，可将直径50毫米、600毫米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。
（3）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。
（4）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，键筑基桩检测规则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。
4. 结论
随着我国经济的快速发展，我国的水利工程建设也不断的增多，由于水利工程建设往往面临着十分复杂的地质环境，因此要采取相应的技术措施，对水利工程的地基进行适当的处理，使其能够满足水利工程施工的需要。只有这样才能够保证水利工程施工的顺利开展，同时对于提高水利工程的质量具有十分重要的意义。不同的水利工程地基处理方法都有其自身的优点和局限性，这就要求水利工程施工人员结合工程地基的实际情况，灵活的采用适当的处理方式，为水利工程的建设打下坚实的基础。
【关键词】水利工程；地基处理
1. 前言
水利工程是利用水利资源的重要途径和方法，因此国家对于水利工程建设十分的重视。在水利工程建设过程当中，地基是一切施工的基础，因此水利工程地基施工在整个水利工程施工过程当中占有十分重要的地位。
2. 水利水电工程地基概况
随着我国经济的不断发展，我国的水利工程建设获得了很大的发展，越来越多的水利工程建设起来。在水利工程建设过程当中，往往面临十分复杂的地质环境，遇到不良地基，造成地基不能承载上部建筑物的重量，造成建筑物不稳定，最终影响整个水利工程的质量。地基对于水利工程建设来说十分的重要，是整个水利工程建设的基础。一旦遇到不良地基，就会对水利工程产生十分严重的影响，具体表现在以下几个方面：
（1）第一，由于地质条件比较恶劣造成一些抗滑结构面的强度比较低，无法承受巨大的压力，相关的一些指标，如抗滑能力、地质稳定性等均低于水利工程设计中对地基的基本的要求，无法满足地基上部建筑物对于抗滑性以及稳定性的要求。
（2）第二，由于地基土层较软，强度不够，远远无法达到上部建筑物的承载要求，或者是地基土层的强度分布不均匀或者是地基土层中存在着相对比较薄弱的环节，在上部建筑物的压力之下产生比较严重的不均匀沉降，从而导致地基的不均匀沉降、局部破坏甚至是整体受到破坏，最终使地基之上的建筑物受到极大的影响，发生破坏变形。
（3）第三，如果水利工程的地基位于结构比较松散的砾石层、构造碎带或者是其它的透水性比较好的地质构造环境，水利工程往往会发生比较严重的透水、渗透，最终导致基础的渗漏量或者是水力坡降远远的超出容许的范围之内。
3. 水利工程地基基础的处理方法
3.1 水泥粉煤灰碎石桩的应用。 水泥粉煤灰碎石桩在水利工程地基改造中的使用比较广泛，其材料主要是水泥、粉煤灰和碎石，具有较高的粘结强度。利用水泥煤粉灰碎石桩、褥垫层以及桩间土共同组成水利工程的复合地基。在地基上部的建筑物产生的压力会造成褥垫层产生变形，同时将这些压力均匀的分散到水泥粉煤灰碎石桩以及桩间土之上，使地基的受力比较的均匀，同时水泥粉煤灰碎石桩的承载能力随着挤密作用得到进一步的提高，同时桩周围的土层产生的策应力又进一步的强化了其受力的能力。水泥煤粉灰碎石桩由于材料比较容易获得，成本比较低，因此在水利工程地基处理中的使用十分的广泛。下面对水泥煤粉灰碎石桩、桩周土以及褥垫层的作用机理进行详细的分析：
3.1.1 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，由于振动沉管水泥粉煤灰碎石桩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。
3.1.2 桩体的排水作用。 水泥粉煤灰碎石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。
3.1.3 桩的预震效应。 水泥粉煤灰碎石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。
3.1.4 桩的置换作用。 水泥粉煤灰碎石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，水泥粉煤灰碎石桩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。
3.2 预应力管桩。
（1）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。
（2）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，依靠持板的摩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5000千牛到6000千牛，可将直径50毫米、600毫米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。
（3）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。
（4）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，键筑基桩检测规则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。
4. 结论
随着我国经济的快速发展，我国的水利工程建设也不断的增多，由于水利工程建设往往面临着十分复杂的地质环境，因此要采取相应的技术措施，对水利工程的地基进行适当的处理，使其能够满足水利工程施工的需要。只有这样才能够保证水利工程施工的顺利开展，同时对于提高水利工程的质量具有十分重要的意义。不同的水利工程地基处理方法都有其自身的优点和局限性，这就要求水利工程施工人员结合工程地基的实际情况，灵活的采用适当的处理方式，为水利工程的建设打下坚实的基础。