水工建筑物地基与基础处理探讨

杨代齐
" 新疆伊犁河流域开发建设管理局# 新疆乌鲁木齐%'$"""$
摘要! 随着经济的发展" 对水电工程建设方面的投资越来越大" 水工建筑的规模也随之扩大% 在水电工程建设中
首先考虑的就是安全问题" 而地基与基础处理是保障水工建筑物安全最基本的条件% 水工建筑物的基础处理就是
采用一定的技术手段减少地基的天然缺陷" 改善! 提高地基性能" 以便提高地基的强度! 整体性! 稳定性以及抗
渗性等% 本文主要从不同角度探讨水工建筑物地基与基础处理的相关问题%
关键词! 水工建筑物( 地基( 基础处理
中图分类号! 34!!'&!5555文献标识码! E5555文章编号! #)/!0!1)("!"#$#"%0""%!0"'
5
5 作者简介! 杨代齐"#(%' 年%$ # 男# 工程师&
55水工建筑物的工程建设是一项复杂' 繁琐的
工作# 它所涉及的面很广# 项目流动性很大& 对
工程类型' 质量' 方案' 设计' 自然条件等方面
的要求都比较高& 在工程施工过程中很容易出现
质量问题# 影响整个工程的进度以及工程安全性&
所以在水利水电工程建设中要重视基础处理技术#
确保地基与基础的承载力# 提高工程建设的安
全性&
$%水工建筑物基础处理的要求和特征
$'$%水工建筑物基础处理的要求
水工建筑物是一项规模巨大的利民建设# 在施
工过程中有很多的注意事项# 必须严格按照相关规
定合理施工# 以保障工程建设的顺利完成& 在施工
过程中首先要分析工程地质勘探报告' 了解相关的
技术文件及施工地区内的地质状况等# 设计出工程
地基与基础的施工图纸- 在开挖前# 需要按照施工
方案的各项内容规定严格执行# 妥善处理施工范围
内的各种管线' 树木等物件- 如果施工地点比较偏
僻' 复杂# 要首先了解施工区地层岩性' 地质构
造' 地形地貌以及水文特征# 做好施工前预防滑坡
以及其他事项的措施- 上述工作完成以后# 将施工
需要的机械设备开往施工地区# 事先做好公路加
宽' 加固的工作- 在现场施工时必须做好测量线的
定位控制线' 水准基准点等的尺寸# 而且要办理预
检手续& 另外# 要保证场地的平整性# 合理设计排
水系统# 最后开挖地下水位基槽' 管沟等# 要根据
具体的地质勘探文件# 采取科学的措施# 开展作业
面的工作&
$'&%水工建筑物基础处理的特征
"#$ 安全性
对于水工建筑物来说# 需要承受一定的荷载#
运行条件比较复杂& 地基基础的处理技术就非常关
键# 它能够提高水工建筑物的承载力与稳定性# 避
免建筑物因地基不稳或者低级险情而引发安全
事件&
"!$ 技术复杂性
一般情况下# 水工建筑物的地质条件比较复
杂# 施工中对各部分的要求也不尽相同# 所以地基
与基础处理工作在很多情况下是非常复杂的& 为了
在复杂' 繁琐的工作下避免大的失误# 最大限度的
减少损失# 要认真做好地质勘查工作# 在施工前进
行必要的补充勘探以及现场施工试验&
"'$ 施工质量的重要性
水工建筑的地基基础工程是一项隐蔽工程# 工
程竣工以后很难直观地进行质量检查与评定# 它的
质量问题一般只有在运行使用过程中才能显露出
来& 如果在使用过程中出现质量问题及事故# 返工
修补不仅耗费财力' 人力# 而且技术难度大# 很难
,%!,
设计施工水利规划与设计!"#$ 年第% 期
达到预期要求& 所以说水工建筑的地基基础工程施
工应特别重视施工质量的检查与控制&
"1$ 工期紧追性
一般情况下# 水工建筑物的施工工期比较短#
这是因为水工建筑物的地基基础工程往往安排在枯
水期进行# 工期比较紧迫' 干扰性比较大# 需要经
过周密的组织与安排# 选择一个功效较高的施工方
案进行施工&
&%地基基础处理技术分析
水工建筑地基基础施工的技术方式有很多# 不
同的地质条件' 自然环境' 人文景象及地层地貌所
使用的技术均有所不同& 在进行水工建设时需要根
据当地的实际情况# 结合施工工程技术以及相关规
定# 选择科学' 合理的基础处理技术# 顺利完成施
工& 比如我国西北' 华北' 关中等地区常常出现的
黄土地基问题# 湿陷性黄土地基对工程建设的危害
性较大& 下面就以西安麦德龙商场工程为例进行具
体分析&
&'$%工程概括
西安麦德龙商场工程位于西安市南郊# 其建筑
面积为#!$$"2
!
# 结构形式为单层轻型刚架结构#
建筑物高(&"2# 基础形式为条形基础# 基础埋深
!&%2& 拟建场地地形不平# 呈北高南低之势# 南
北最大高差达$&)12# 属自重湿陷性场地& 设计地
基处理方案为在基础下做'&"2厚的整片垫层# 以
消除地基的部分湿陷量& 此工程基础'2厚垫层于
!""! 年/ 月!" 日开始施工# 基础及室内回填在%
月'# 日完成& 在基础分部工程完成后进行沉降观
测时# 发现整个基础出现不均匀沉降# 其中西南部
沉降量为) ;#1f2# 而东北部沉降量为"&$ ;!f2&
造成不均匀沉降的主要原因在于地基处理存在着问
题& 下面就以此工程地基处理的全过程# 分析其基
础产生不均匀沉降的原因&
&'&%工程施工中基础处理技术
&'&'$%垫层法分析
垫层法主要考虑地基在水的浸泡下受压缩变
形的情况# 此技术在实施的过程中# 首先将湿陷
性黄土挖掘出来# 然后用素土做垫层# 以便消除
地基的湿陷量# 从而达到减少地基压缩变形的效
果# 提高地基的承载能力& 垫层法可以有局部垫
层与整体垫层之分# 二者的使用需要考虑多方面
的因素# 比如当工程要求湿陷性黄土的湿陷量在
# ;'2时# 局部或整体垫层都可以使用- 但是如
果施工要求增强建筑物的水稳性或提高垫层土的
承载力# 这时就需要采用局部垫层技术完成工程
要求&
垫层法中还需要对施工技术进行设计# 设计
时要注意考虑垫层的宽度' 厚度' 压实系数以及
承载力大小等问题# 垫层设计技术的实施还需要
考虑建筑物对地基变形及稳定要求# 在此基础之
上# 不违背当地经济发展的要求& 同时还须满足
以下条件!
"#$ 不能使用局部垫层技术处理地基的情况
在黄土类型的地基基础处理中# 要求局部土垫
层的处理宽度要与基础底边的处理宽度大致相同#
这样未经处理的湿陷性土层可能还会由于管道泄漏
或垫层侧向渗入等问题而发生湿陷情况& 所以在设
置局部垫层时要注重考虑垫层的防水' 隔水作用#
如果地基比较容易受水浸湿或者是有防渗要求的建
筑物# 采用此种基础处理是不合理的# 需要采用另
外的防渗' 加固措施&
"!$ 基础处理中垫层处理范围分析
在水工建筑基础处理过程中# 若要采用整片
垫层技术来处理地基问题# 首先必须考虑垫层的
平面处理范围# 合理的垫层处理范围能保证基础
外墙大于垫层的厚度# 以便增加工程的稳定性与
承载力&
"'$ 地下水位变化时需要考虑的问题
对于自重湿陷性黄土地基来说# 地下水位上升
的情况不太常见# 当地基的湿陷量没有完全消除
时# 对于有严格防水要求的建筑物以及受水侵蚀比
较大的建筑物# 需要采用整片土垫层进行处理& 但
是如果地基的地下水位上升的自重湿陷性黄土场
地# 就需要考虑地下水位变化时# 地基基础的处理
技术问题# 特别是对于下部未处理的湿陷性土层引
起湿陷的情况&
&'&'&%挤密桩法
本工程建筑的基坑处理采取用'_/ 的灰土进
行人工分层回填# 并用强制式打夯机和蛙式打夯
机夯打密实# 密实度均大于"&('& 这种技术首先
,%',
!"#$ 年第% 期水利规划与设计设计施工
要考虑桩孔的布置# 一般情况下是按照施工设计
要求# 来确定桩孔的的平面位置# 再将预先准备
好的土在最优含水量的下层填入桩孔内# 然后做
捣实工序& 通过成孔的横向挤压作用# 把桩间的
土压实挤密# 最终形成复合地基& 但是在这个过
程中# 需要注意的是谨防粗颗粒沙' 石等材料填
入孔内# 否则会破坏桩孔良好的通透性&
灰土挤密桩和土桩地基的使用一般有条件限
制# 它只适用于地下水位以上含水量为#1: ;
!!:的湿陷性黄土以及人工填土地基& 这种技术
的处理深度比较深# 另外它主要利用锤击打入以
及振动沉管的作用来实现桩孔的设置# 然后在孔
中填入填充材料# 再经过一系列的压实' 挤密作
用# 彻底改变土层的湿陷性# 提高建筑物的承
载力&
填土土料采用外购深层粘土# 灰土搅拌使用灰
土搅拌机# 对素土回填采用#%J振动碾进行碾压#
对灰土回填采用#1J光碾进行碾压& 每层施工完毕
按规范要求进行环刀法取土实验# 压实度均在
($:以上& 整个垫层施工完毕后# 检测单位对垫层
进行了静载实验和钻孔取芯实验# 各项检测指标均
满足设计和规范要求& 按照总进度计划要求# 垫层
施工完毕后# 施工单位立即进行基础分部工程的
施工&
&'&'(%桩基础
本工程设计采取'2整片垫层消除地基部分
湿陷量的地基处理措施& 但是由于原地貌不平整#
有高差# 基础下卧层土质不均匀# 本工程的地基
处理措施宜采用桩基础# 穿透全部湿陷土层# 消
除地基湿陷# 减小建筑物的不均匀沉降& 它主要
是将成孔中原来的土排到孔的外面# 而不改善桩
孔周围的土的性质& 一般桩周围的土都是受到水
的浸湿# 影响侧桩的阻力作用& 当桩基周围的土
发生自重湿陷时# 侧桩的阻力形式会发生改变#
所以在湿陷性黄土桩基上一般不采用摩擦型桩&
这类型的桩基础的设计# 除了需要满足桩自身的
强度以外# 还需要考虑工程地质条件# 如果是在
非自重性黄土地基上# 必须选用压缩性较低的非
湿陷性土层& 这样的话# 在当桩周围的土受到水
的浸湿后# 侧桩的摩擦力的转换也不会太过影响
摩擦阻力的作用&
&'&')%填土工程
工程的填方工程应在基础施工前' 个月内完
成# 以便使填方工程在基础施工前有一个自然沉
降的时间# 使沉降趋于稳定& 然而从此工程施工
过程来看# 其基础垫层% 月#) 日完成# 垫层完成
后就立即进行基础的施工# 而且短短半个月又在
垫层上增加了!&%2厚的基础荷载# 因此其基础
垫层必然会产生沉降& 又由于)区垫层下卧土层
压缩性较#区高# 且垫层下面又有大面积的'2
左右深的基坑回填# 因此建筑物基础)区的沉降
量远大于#区# 必然产生不均匀沉降&
)区'
#
区位置见图#&
图$%建筑物基础部分示意图
(%结语
在水工建筑物施工中# 地基基础处理技术是关
乎整个工程安全性的重要因素# 可以说# 地基和基
础是水工建筑的生命线# 在施工过程中一定要把握
主要技术要点# 确保工程建筑的质量&
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