蔡玉平
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摘要：水利工程的基础工程建设事关整体结构的稳固性与安全性，如果基础工程难以达到施工标准，水利工程在投入使用以后面临地基沉降、失稳等一系列威胁。因此，不良地基是水利基础施工时面临的一大施工难题，各个工程施工企业在水利基础处理时，都需要结合现场不良地基的具体情况，来采取有效的处理方式，消除不良地基对工程总体质量的影响。基于此，本文再分析水利工程建筑物不良地基危害基础上，探讨常见的地基处理技术，然后提出振冲加固技术在水工建筑物地基处理中的应用，以期为相关工程积累经验。
关键词：水工建筑物；不良地基；地基处理；振冲加固
引言
水利工程建设通常都是在野外进行，会遇到各种各样的环境条件，其中，不良地基是水利工程建设中比较常见的地质条件。不良地基能否得到有效加固处理直接决定着整个水利工程的稳定性及安全性。因此，水利工程不良地基施工中要选择合适的加固技术，减小不良地基对水利工程的影响，提高整个水利工程质量及安全性。因此，本文简要介绍了振冲碎石桩的加固原理，概述各施工环节的具体工艺及注意事项，以期对同类施工提供参考。
1水利工程建筑物不良地基的危害
1.1导致土坡失稳
水利工程建设中，若发生土坡失稳，会严重影响水利工程的质量及安全，而不良地基的均匀性及稳定性比较差，极易引起土坡失稳现象，即在土坡平衡性比较差的情况下，会因外力冲击土坡内部结构而发生改变，进而会使土坡某一部分顺着一定方向发生下移或偏移，最终破坏土坡稳定性及整体性而引起土坡失稳。
1.2降低地基承载力
具有良好承载力的地基是保障水利工程高效优质建设的关键。地基承载力是指地基所能承受上部建筑物荷载且内部结构不被破坏的能力。不良地基条件下，地基的承载力会明显降低，这是因为不良地基土层会破坏地基内部的平衡性，削弱地基承载上部建筑物压力的能力，进而易发生地基坍塌。若在上述情况下继续进行水利工程施工，则会引起水利建筑的倾斜及坍塌，甚至发生更大的安全事故。
1.3引起地基沉降
地基沉降是水利不良地基的常见危害之一。现实中引起地基沉降的因素有很多，而地基土不达标是引起地基沉降最主要的因素。地基沉降是指由于受地基土影响而内部结构稳定性不足，进而难以承载上部建筑荷载而发生的沉降。地基沉降会极大地增加水利工程施工风险，甚至会危及水利建筑安全及施工人员生命。
2水利工程建筑物不良地基常见处理方法
2.1排水固结法
排水固结法具体的应用中，工程人员需结合现场不良地基的分布情况、特征，在地基周边进行排水系统、加压系统的布设，利用这些排水设施来及时排出不良地基中多余的水分，当多余的水分排出以后，就可以有效改变原不良地基的性质，提高地基承载力。在饱和软黏土地基中，排水固结法的应用优势非常突出，能够有效改善地基条件。
2.2置换法
置换法多用于地基范围小、不良土质较浅的情况，用优良土质代替原有的不良土质，可以使得水利工程项目的不良地基得以改善。置换法应用时，要首先将不良地基范围内的表土挖除，随后，用压实性相对较好的土质来加以回填处理，最后通过压实、夯实等一系列处理方式，来彻底改变原有地基条件。
2.3化学加固法
在不良地基的处理方面，在原有土壤中添加一定的化学药剂，可以使得该化学物质能够与土壤充分反应，在此条件下，土壤中的部分液态物质会被转化为固体物质，也就可以使得不良地基内的土壤硬度大大提高，地基承载能力增强。但是，化学加固法在不良地基中的应用范围十分有限，在一些土壤黏度和水分含量相对较高的不良地基中的应用可以获得良好的效果。
3工程概况
某水利枢纽项目附属建筑为5级，护岸挡墙选用的是扶壁式钢筋混凝土结构，墙平均高度为11.6m。经对该项目护岸挡墙地基土进行勘测得知，自下往上的地质特征如下：①淤泥及淤质土；②粉细砂层；③黏土、沙壤土；④人工填土。
4振冲法施工技术概述
振冲法主要通过振冲器产生水平向振冲力，对孔壁产生扰动和水平向的振冲作用，待此作用力与地基土约束力达平衡状态，便在软弱土层中形成桩孔。振冲器头部高压注水头同时向孔内注水，逼迫孔内泥浆不断排出，之后再分段向桩孔内投入级配碎石、砂卵砾石等硬质填料，借助振冲器所施加的激振力将填料挤入土层并达到设计振密效果，桩体形成后天然地基便成为复合地基。待桩体到达软基下部硬塑黏土层时，桩体压缩模量远远大于软土地基，上部传递至复合地基的荷载将不断集中至桩体，原软基所承担的荷载逐渐减小，复合地基承载力不断提升。振冲法施工过程中因发生振动加密、振冲挤密、砂石桩抗剪、置换及排水固结等作用，加固特殊地基效果显著。
5水利工程建筑物地基振冲加固处理施工工艺
5.1施工准备
平整并清理施工场地，对于湿软性地面必须采用砂石铺筑临时垫层，进行桩孔位置测放标定，并确定出桩顶高程，按照设计技术要求先外圈后里排确定成孔次序后依次编号，确保同排跳孔施工次序。
5.2造孔和清孔
按照设计控制点位坐标控制轴线及桩位测量放样，并将测放点与设计值之间的误差控制在5cm以内，还应结合设计要求和工程实际，开挖纵横向排污沟与泵坑，加强排污。将振冲器与中心点对齐即可开启振冲器，待电压、水压及电流等参数符合施工要求后，通过塔架吊具将振冲器缓慢匀速放下，并使其按照2m/min的速度贯入土体。在冲孔施工过程中，如果实际电流超出额定电流，则应减速并暂停下沉振冲器，等电流值降至额定水平后再恢复造孔。
待造孔至设计深度，缓慢匀速上提振冲器，使振冲器升至孔口后再次沉放，以清理出孔内的泥土，确保填料过程顺利进行。如遇孔口返水且返水内含泥量远超设计值，则泥浆必定会造成孔口淤塞，应进行二次清孔，直至桩径符合设计孔径要求，且孔口返浆含泥量明显降低，孔口无泥浆淤塞为止。
5.3填料和振密成桩
本工程以含泥量在10%以内的硬质难风化的天然级配石料为主要填料，粒径在50～80mm范围内，在连续填料的过程中，将振冲器停置于距离孔底30～50cm及以上位置，并向冲孔内持续回填填料，回填一段时间后，提升振冲器，并保证碎石填料在制桩过程中均处于满孔状态。在填料过程中，若密实电流无法达到振密电流设计值，则应在继续填料时，通过提拉振冲器加快填料速度，避免出现填料不足及串桩等施工质量问题。借助振冲器水平振动力将孔内填料持续挤向侧壁土层，直至填料达到设计密实度，同时，电流值、留振时间和填料量也必须满足设计要求。振冲碎石桩振密成桩属于地下隐蔽工程，人为因素、环境因素等均会影响施工质量，在振密成桩过程中，必须加强各个环节的监督与控制。
5.4泥浆排放
在振冲碎石桩施工场地内，增设临时性集浆坑用于泥浆收集，本工程振冲碎石桩施工现场的泥浆收集系统主要由集浆坑、排浆池、排浆沟、排污泵等构成，其中，集浆坑的布设主要考虑了施工区域及泥浆处理工效等因素，待集浆坑确定后，再从集浆池开挖数条主排浆沟，共同构成排浆系统。
6结束语
综上所述，水利工程基础施工时，不良地基条件的存在加剧了施工处理的难度，而振冲碎石桩施工技术具有施工周期短、工艺简单、施工质量易控制等优势，适用于软土地基的加固，且施工完成后，软土地基的承载力能够大幅提升，沉降也可得到有效控制，在水利工程建筑地基施工中，具有重要施工价值。
参考文献
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