大型水利工程中地基处理技术及质量控制研究 ——以皮山县皮山河流域供水工程为例

摘要：为研究大型水利工程中地基处理技术及质量控制，以皮山县皮山河流域供水工程为例，立足地基处理的目的和重要性，分析了地基处理技术的要点以及质量控制措施。分析结果表明，皮山县皮山河流域供水工程所在区域场地低液限粉土湿陷等级为中等－强，湿陷土层深度6.0～7.0m，且该层在饱和状态下，为液化土，液化深度12m，现场地质条件复杂，地基处理难度大。科学合理的地基处理技术选择与严格的质量控制对于确保水利工程的安全和稳定具有重要意义。

关键词：大型水利工程；地基处理；强夯法；质量控制

一、工程概述

皮山县皮山河流域供水工程，起始点位于阿克肖水库，终点位于兵团皮山农场八连水厂。本次二期工程位于皮山县垴阿巴提镇、克里阳乡境内。该供水工程水源为阿克肖水库，在阿克肖水库坝后取水，修建首部稳流池，通过引水管线经两级沉沙池进行泥沙预处理后送至拟建总水厂处，经总水厂对水质进行集中处 理后，通过输水管线自压输水至4个供水区的已建首部水厂，经二次调蓄、消毒后进入配水管网入户。

二、地基处理的目的和重要性

就案例水利工程而言，由于地基土层的不均匀分布、水文地质条件的错综复杂以及工程荷载的独特性，使得地基处理在确保整个工程结构稳定性和安全性方面具有至关重要的作用。通过采取合理的地基处理措施，可以有效地预防或减少工程结构在施工和运营过程中可能出现的沉降、倾斜和滑动等病害问题^【1】。不仅能够保障工程结构的安全性，还能确保工程在长期运营过程中的经济效益，避免因地基问题导致的额外维修和加固费用。

三、大型水利工程中地基处理技术应用要点

（一）选择合适的地基处理技术

在大型水利工程地基处理中可用的处理技术比较多，包括强夯法、换填法、钻孔灌注桩法等，每种地基处理技术都有其独特的优缺点和应用范围，在实际应用时需结合现场条件进行合理选择，三种地基处理技术对比情况如表1所示：

表1 强夯法、换填法、钻孔灌注桩法地基处理技术对比表

对比分析三种地基处理的特点、适用条件以及优缺点，再结合皮山县皮山河流域供水工程的地质条件、施工要求，强夯法是最佳的地基处理技术。

（二）强夯前的准备

根据案例工程所在区域的地质情况及工程地质问题，坝基低液限粉土存在湿陷性，湿陷等级为中等－强，坝基粉土采取浸水达到最优含水率后强夯处理，湿陷土层深度7.0m。在正式进行强夯地基处理前，需对坝基湿陷夯实厚度7.0m的低液限粉土进行浸水增湿至最优含水率，并进行湿陷土层浸水增湿前含水率检测，测算浸水水量；浸水完成后再次进行含水率检测达到最优含水率要求后进行强夯施工^【2】。

（三）试夯

为获得准确的强夯参数和技术指标，在正式采用强夯法加固和处理地基前，需先进行试夯，按照地质钻探情况，选择面积不小于23.5m×23.5m的区域作为试夯区域。夯锤可选择圆形夯锤（重35t），以便实现夯锤锤印的良好重合，通过70t液压履带式起重机将夯锤提升指定的高度后，松开夯锤进行夯实。第一遍夯击能选择4000KN·m，第二遍夯击能选择6000KN·m，第三遍夯击能选择1200KN·m。在试夯时为避免对夯点周围的土体造成剪切破坏，致使夯坑周围出现较大隆起情况，第一遍夯击时，夯点宜采用正方形布置，相邻夯点之间的距离应控制在7m左右，第二遍夯击点应在第一遍夯击点之间。

在进行本水利工程地基夯实处理时，为提升地基处理处理，在进行夯击击数和遍数确定时，按照该区域土体竖向压缩达到最大值，而两侧向移动保持最小值的情况下进行选择。为了确保夯实效果，本工程地基强夯加固时采取了单点试夯的方法，通过仔细观察夯击坑周围的土体变化来决定合适的夯击击数和夯击遍数。经过多次试验和观测，确定夯击击数的最佳范围为12击至14击，而夯击遍数则定为3遍。

（四）强夯施工技术要求

 在进行水利工程地基强夯施工的过程中，在完成第一遍夯击后使用推土机将夯坑推平，并对场地进行整平处理。再测量夯后地面的标高，并根据测量结果布置第二遍主夯点，第二遍夯击施工方法与第一遍相同，但夯点组选择在第一遍已夯点的间隙进行补夯。在进行最后一遍低锤满拍夯实的过程中，不再进行夯点的布置和测量夯沉量。仅需控制夯击数、夯锤的落距以及夯印的搭接情况，在拍夯施工时，需要注意施工的顺序，确保不会出现漏夯的情况。在夯击过程中，相邻的点之间应保持1/4锤径的搭接距离。满夯完成后，为了满足地基土的压实度要求，还需要对地面进行一遍机械碾压处理。

四、大型水利工程中地基处理质量控制措施

在进行大型水利工程地基处理的过程中，强夯法是一种常见的技术手段。然而，这种方法的效果受到多种因素的影响，因此为了确保地基处理的质量和效果，必须在施工过程中严格控制以下几个关键环节：

在每一轮夯击作业开始之前，必须对夯锤的重量、提升高度（即落距）、夯点的具体位置以及夯点的数量进行仔细的检查，确保这些参数完全符合施工方案、设计要求以及相关规范的规定。此外，还需要检查夯锤的起吊点是否位于重心位置，以避免偏心现象的发生。如果发现夯锤起吊点偏离重心，应采取相应的措施，比如：可以在夯锤的边缘焊接钢板，以确保起吊点与重心重合，从而保证夯锤在起吊或下落过程中保持平衡状态。

在进行夯击作业时，必须确保落锤的平稳性以及夯位的准确性。如果在夯击过程中发现夯坑塌陷或坑底倾斜情况严重，应立即采取措施，使用夯坑周围的土壤将坑底整平，并重新进行夯击作业，以确保夯击效果达到预期标准。

为了确保每个夯点都能达到规定的夯击次数，必须安排专门的人员负责测量夯沉量。为了保证测量数据的准确性，测量夯沉量的仪器必须架设在强夯作业区50m以外的安全位置。在测量过程中，应使用二级水准仪，并由专业的测量人员负责操作，以确保测量结果的精确性。测量人员需要对夯沉量及隆起量进行准确记录，以便于后续的数据分析和施工质量控制。

五、结语

综上所述，通过对大型水利工程中地基处理技术及质量控制的研究，以皮山县皮山河流域供水工程为例，分析了地基处理的目的、技术特点及其在水利工程中的应用。研究表明，合理的地基处理技术选择和严格的质量控制对于确保水利工程的安全性和稳定性至关重要。强夯法地基处理技术在皮山县皮山河流域供水工程地基处理中的成功应用，为类似工程的地基处理积累了经验，丰富了地基处理技术应用路径，具有良好的推广和应用价值。

文章来源：《产品可靠性报告》 https://www.zzqklm.com/w/kj/32519.html