鄂北地区水资源配置工程建设与管理局（筹）湖北省武汉市430062
摘要：我国幅员辽阔、自然资源众多，其中蕴藏着丰富的水力资源，且我国地势西高东低，水资源分布具有南多北少、东多西少导致水资源配置不均衡的特点。如何将水资源进行合理分配，解决我国水资源管理难题显得尤为重要。水利工程的建设能够充分利用现有水力资源，调整水资源分布格局，同时为国民经济的生产与生活提供支持。近年来，我国大力发展水利工程建设，主张以基础建设行业带动国民经济发展。而水利工程在施工的过程中，地基施工起着基础性和决定性的作用，其施工质量是否合格直接关系水利工程的稳定，决定水利工程的总体质量。针对水利工程的特殊性采用科学的地基处理技术是当前众多专家学者研究的热门课题。
关键词：水利工程；地基处理；技术
一、水利工程地基处理的研究意义
水是生命之源、生产之要、生态之基。兴水利、除水害，事关人类生存、经济发展、社会进步。水利水电工程是国民经济的基础设施，是水资源合理开发、有效利用和水旱灾害防治的主要工程措施。水利工程地基是水利建设的基础也是重中之重，地基处理措施的科学与否直接关系水利工程的质量和安全结果。近年来，在国家大力支持下，水利工程迎来投资建设高峰期，水利建设过程中日益增多的地基处理问题引起众多关注。水利工程由于其建设技术的唯一性和建设环境的特殊性成为国内外专家学者的研究对象，如何运用科学地基处理措施，构建合理稳定的地基基础，对工程的整体建设起着至关重要的作用。
二、水利工程地基处理技术研究的必要性
从水利建设的总体来看，软土地基是一个普遍的问题，由于软土地基土壤结构松散，土体稳定性相对较差，导致软土地基的承载能力不足而导致倾斜的现象，不能满足建筑物承载要求，坍塌的现象时有发生，工程质量无法保证。特别是当长时间降雨时，软土地基吸收过多的水分，会导致土体的剪应力迅速下降，大大降低地基的稳定性，不能保证施工的顺利进行。因此，在水利工程建设中，应在充分了解工程地质和水文的情况下，根据项目的实际情况，结合工程项目特点和工程项目建设目的，选择科学有效的软土地基处理方法对土壤进行改良，这对于提高软土地基承载力，保证水利工程建设的顺利进行，全面提高水利工程施工质量具有重要的意义。
三、水利工程地基特点
通常情况下，由于水利工程周边的地基土体环境接近河流湖泊，在水的渗透作用下，水利工程周边地基土体环境与普通地基相比，具有压缩性能高、土体强度低、土壤环境含水量大等特点，周边地基环境呈现出软塑到流塑状态，土体性质多为饱和粘土，分析其结构特征，水利工程地基主要存在着以下几个方面的特点：
1.压缩性高。水利工程周边土体在水的作用下具有较强的压缩性能，当水利工程地基环境在承受较大压力的时候（一般是在指的垂直压力0.1兆帕以上时），可能发生形变，导致水利工程设施产生沉降问题。同时，在周围水环境及建成蓄水水体的作用下，软土地基的高压缩性会进一步加大，在后期建设中形成巨大的安全隐患。
2.承载能力低。由于所处环境含水率高，水利工程地基环境在承受巨大的压力之后，容易破坏地基基本组成结构，从原有的固体土体状态转变成为稀释流动状态，相应的土体承载能力也大大降低；
3.渗透性差。水利工地基多为软土地基，渗透性能差，甚至可以认为不具有渗透性，导致土体环境排水通常持续较长时间，可能导致水利工程产生较大沉降，同时还可能引起渗透破坏。
四、水利工程地基处理技术
1.水泥粉煤灰碎石桩
水利工程施工过程中多采用水泥粉煤灰碎石桩，其主要成分为水泥、粉煤灰及碎石，该方法的最大的优点为粘度好。在实际工程中，一般利用水泥粉煤灰碎石桩、褥垫层及桩组合成复合地基，复合地基会将承载压力分散到桩间土和碎石桩上，保证地基受力的均匀性，同时，由于在挤压的作用下，水泥粉煤灰碎石桩的承受能力会明显提升，从而加强其受力的能力，避免地基承受较大的建筑物压力而发生较大变形。此外，水泥粉煤灰碎石桩经济及技术成本较低，因此目前在工程建设中得到了广泛应用。
1.1对地基有一定的挤密作用
由于受到振动沉管水泥粉煤灰碎石桩、侧向压力的影响，桩间空隙会变得越来越小，水量加速减少，增加土壤干度与内摩擦角，同时，可使土壤的物理性能得到明显改善，大大提高桩间承受压力，同时提高地基整体承载能力。
1.2桩体的排水作用
成桩前期需要利用水泥粉煤灰碎石桩复合形成地基，由于桩空和粗颗粒的过滤性都较好，在粉煤灰碎石桩、桩及粗颗粒之间形成了良好的通道，避免由于振动而出现超孔隙水压力上升问题，同时基础排水速度也明显提升，增加土体的渗透性。同时桩体强度提高后，地基整体强度明显增加。
1.3桩的预震效应
在复合地基成桩过程中，利用振冲器可以达到加速激振土体的作用，在预震作用下，不仅可以提升相对密实度，同时可提高桩体抗震强度，显著增强砂土的抗液化能力。
1.4桩的置换作用
在水解与水化反应的作用下，水泥和粉煤灰发生凝硬反应，生成一种与水不相融的结晶化合物，这种化合物就是水泥粉煤灰碎石桩，它的应用不仅有利于抗剪强度的增强，还能显著提高桩体变形模量。在相同荷载作用影响下，碎石桩压缩性要远远小于桩间土。随着地层变形的增大，将地基附加应力集中到桩体上，应力多由桩端和桩周承载，桩间压力减少，地基承载力明显增加。
2、预应力管桩
水利工程地基施工中预应力混凝土管桩是一种常用的处理方法，当前我国水利工程地基施工中最常用的主要有先张法和后张法两种预应力管桩，其中先张法预应力管桩在水利工程地基施工中应用的范围比较广，其主要由圆筒形桩神、端头板和钢套箍三部分组成；后张法预应力管庄在进行沉降时，主要利用静压法、锤击法及预钻孔法集中方式，其中静压法是最常用的一种方法。
水利工程地基施工过程中打桩是非常重要的施工环节，由于打桩施工存在噪音大、振动大的特殊性，对工程周围居民的正常生活造成了严重影响，所以静压法预应力管桩在实际应用中受到建设各方的普遍欢迎。近年来我国沿海地区水利工程建设中应用预应力混凝土管桩比较多，从根本上提升了工程质量，减少对环境的破坏，为整个工程的安全性提供了保证。施工中应注意的是，在完成预应力管桩施工后，还要仔细检查桩体，保证施工质量，避免产生质量隐患。
除了水泥粉煤灰碎石桩和预应力管桩之外，水利地基处理还有很多种，如灌浆、防渗墙、置换法、挤实法、桩基础等，由于篇幅有限，本文仅对水泥粉煤灰碎石桩和预应力管两种方法进行分析。
结束语
为了提升水利工程施工的周边的地基土体环境的承载能力，保证水利工程设施的正常使用，科学合理的地基处理在工程建设中承担着必不可少的重任。与此同时，粉喷桩在地基中的应用可以有效地提升地基的承载能力，防止沉降问题的产生，在未来的水利工程行业之中有着很广阔的发展空间。
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