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　　建筑物的地基是支撑建筑整体重量的重要基础部分，是直接关系到建筑物使用过程中的稳定性和安全性。而水工建筑物的地基还涉及到防渗的问题，对于工程的效益影响十分严重，经常出现因为地基缘故导致的水工建筑失事的问题。因此，做好水工建筑物的地基加固防渗技术措施，是确保水工建筑物安全的基本**。自然形态下的地基无论其地质组成是土基还是岩基都存在着不同程度的缺陷，必须经过人工技术处理后才能满足建筑施工要求。针对不同地质情况采用不同的人工技术处理措施是本文研究的重点。

　　2、水工建筑物的地基加固防渗透技术

　　结合实践经验和一些文献资料可知：水工建筑物的地基加固防渗技术根据地基地质情况的不同，所采用的技术也是不同的。软土类地基通常采用的方法有：换土夯实法、沙井预压法和脉冲加密法以及打桩法等技术手段；而岩基类的地基处理则以开挖、回填和灌浆等技术手段为主，具体的技术应用方式方法，见以下详细内容。

　　2.1水工建筑地基为土基类型的加固防渗技术应用

　　2.1.1换土夯实技术应用

　　通常来讲，当地基的地质组成以土基为主，且厚度不大时，可以将上层软土质全部挖除，然后用砂土、粘土或者沙壤土等强度相对比较高且含水量比较适中的土质进行填充。此类的换土厚度宜控制在1~2米范围内，在开挖过程中，需要根据基坑的开挖深度情况和土质的自然倾角信息确定开挖的范围。回填过程中严格按着分层填筑，层层夯实的质量原则进行，并且要确保施工过程的预留排水设计，常用的水闸、涵洞地基设计，将原土质置换成压缩性较低的砂垫层，既可以增加地基的稳固性，同时还可以提高地基的防渗透能力。

　　2.1.2沙井预压技术应用

　　该技术应用主要针对地基软土层较厚的情况，具体的操作方法是在软土层中设计砂井，砂井通过水射法进行造孔后，清除孔内的一些堆积物，然后在其中灌注洁净度较高的良性中砂、粗砂等材质。一般情况下砂井的设计**部都是高出地面的，通过在砂井间铺设厚的砂垫层，从而形成**层排水层设计。当砂井施工完成后，需要在垫层上加注荷载，荷载力的控制较好在可取荷载的1.2~1.5倍。加注速度和加注荷载力必须在地基的承载力范围之内，避免过压造成地质结构的破坏。

　　2.1.3振冲技术应用

　　振冲技术是一种比较好的水工建筑物的地基加固防渗措施，其操作首先用起重机将振冲吊装到*位置上，打开下喷水口，然后启动电机和水泵，振冲器就会震动着在喷水作用下深入地层。当振冲到一定深度后，关闭喷水口，并且一边震动一边对振孔进行填料，从而形成具有排水和加固作用的振冲桩。此方法施工简单， *开挖土方，加固防渗效果较好。

　　2.1.4打桩技术和钻孔灌注桩技术的应用

　　打桩技术通常是采用大型机械设备将桩沉入到地基中，从而进行荷载力的传递，增加地基土质的密实程度，降低地基的沉降量，提高地基的稳固能力和承载能力，确保建筑物的稳定性和安全性。该方法主要应用在水工建筑闸口、涵桥等建筑物的地基加固防渗工作中。当地基的土层较软时，就要采用钻孔加注混凝土灌注桩的方法作为打桩技术的优化措施加固建筑物地基，我国的珠三角地区的水工建筑地基的处理经常采用此种方法。

　　2.2水工建筑地基为岩基类型的加固防渗技术应用

　　2.2.1岩基灌浆技术应用

　　岩基灌浆技术实际上有多种形式，其包括帷幕灌浆技术、固结灌浆技术、接触灌浆技术、粘土灌浆技术和化学灌浆技术。主要是将一些具有流动性和胶凝性的浆态物质按一定的比例通过机械设备靠压力加入岩层之内，随着时间的推移浆液就会凝结硬化成如同石头一般的物质，起到地基的加固防渗作用。现代的灌浆主要以水泥灌浆为主，水工建筑物的重力坝设计就是采用的灌浆技术将岩层凝结起来形成具有较高强度和弹性模量的填充物，起到良好的地基加固和防渗作用。

　　2.2.2破碎带技术应用

　　破碎带技术实际上对于建筑物的稳定性和受力情况的影响很大，应用比较局限。通常是需要在一定深度的范围下，将破碎岩层清理到相对完全的基岩地基上，再用水泥砂浆进行找平。在实际的应用中通常在截水槽的施工和截水墙的施工中会有所应用，最后宜采用灌浆技术进行辅助。

　　2.2.3断层裂隙的技术处理措施对于水工建筑物地基施工中出现断层裂隙的情况，如果采用的填充物可以较好的凝结断层，则不需要过多处理。当填充物出现破碎、密实度不够、孔隙率较大的情况，此时就需要进行断层的处理工作。如果断层较浅，可以先将断层清除干净后，采取回填混凝土技术进行处理；如果是水位差较大的堤坝建筑，其断层的透水性较高，宽度较大时，就要相应的采用混凝土塞或者混凝土截水墙的技术设计，截水墙和混凝土塞的施工开挖土方深度至少要在断层宽度的3~5倍；如果填充物的渗水能力较强，此时就要适当增加技术处理深度，再采用砂浆或者混凝土进行封闭处理。当断层或者裂缝贯穿区域较广时，通常要采用预埋灌浆管的技术，对断层进行封闭加固处理。

　　2.2.4水工建筑物的地基含水量较为丰富的技术处理措施

　　一般情况下，深基坑施工经常会遇到含水量过于丰富的情况，地层深处的地下水就会通过岩层裂缝和孔隙涌出地面，形成泉眼，对地基造成很大的破坏。对于这种情况有以下几种技术处理措施：

　　（1）直接堵塞技术，对于岩层表面局部出现小孔的无压力裂隙水的处理，可以直接用水泥或者水泥加速凝结剂堵塞泉眼出口，同时对周边的要进行内部围堵，最后封死漏水点。

　　（2）排水技术处理，在泉眼区域进行挖坑处理，然后，再进行反滤层铺填，泉水经过过滤后就会通过排水沟汇集到集水井中抽出，或者引导到田间用作灌溉使用。

　　（3）埋管引出技术，当地层水量较大，压力较大时，就需要采用埋设管道的方式，将水引导到不影响建筑物地基的区域。

随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，高层建筑项目的建设数量越来越多，尤其是CFG桩的出现，为高层建筑工程建设事业的发展带来了新的活力。CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩，是在素混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，它与桩间土体及褥垫层共同作用，组成CFG桩复合地基，在地基加固中效果十分明显。

　　1 工程概况

　　某高层建筑工程，根据勘察资料，该工程场地地层自上而下依次为：

　　①粉质粘土(Q3al＋pl)：灰黄、褐黄色，稍湿，可塑，Es＝6.0MPa，fk＝17

　　②粉质粘土(Q3al＋pl)：褐黄色，湿，可塑，Es＝5.2MPa，fk＝100kPa，层厚2.20～0.80m。

　　③粉质粘土(Q3al＋pl)：灰黄色，湿，可塑，Es＝6.1MPa，fk＝130kPa，层厚6.20～5.68m。

　　④粉质粘土(Q3al＋pl)：灰黄、褐黄色，湿，硬可塑，Es＝8.7MPa，fk＝210kPa，层厚5.20～4.20m。

　　⑤粉质粘土(Q2al＋pl)：黄褐色，湿，可塑，Es＝8.1MPa，fk＝190kPa，层厚4.30～1.50m。

　　⑥粉质粘土(Q2al＋pl)：棕黄色，湿，硬塑，Es＝12.7MPa，fk＝240kPa，层厚12.50～8.10m。

　　⑦粉质粘土(Q2al＋pl)：棕色，湿，硬塑，Es＝13.9MPa，fk＝250kPa，层厚25.70～25.70m。

　　⑧粘土(Q2al＋pl)：黄褐色，湿，硬塑，Es＝14.1MPa，fk＝280kPa，层厚11.70～11.70m。

　　⑨粘土(Q2al＋pl)：黄色，湿，硬塑，Es＝14.8MPa，fk＝300kPa，该层未揭穿。

　　2 地基处理设计方案论证及选择

　　根据场地的工程地质条件及水文地质条件，对该场地地基土多种地基处理方案从技术可行性、经济合理性、工程可靠性、当地的工程常用方法及经验和材料的来源、工期长短等影响效益的各种因素进行分析、比较和选择。

　　2.1 方案一：钻孔灌注桩加固方案

　　(1)选择桩型、桩材及桩长：根据试桩初步选择φ500mm钻孔灌注桩，混凝土水下灌注用C20，钢筋采用Ⅰ级。经查表得fc＝10N／mm2，fcm＝11N／mm2，ft＝1.1N／mm2，钢筋fy＝f′y＝210N／mm2。初步选择*⑦层粉质粘土为持力层不得小于1m。初步选择基础底面埋深4.5m，则该工程的较小桩长为20.5m。

　　(2)确定单桩竖向承载力设计值：

　　①根据桩身材料强度确定单桩竖向承载力设计值，按式Rc＝φ(fcA＋f′yAs)取φ＝1，fc按0.8折减。配筋率初步按0.5％计算，则：

　　Rｃ＝φ(fcA＋f′yAs)＝0.8×20.5×0.52×π／4＋210×0.005×0.52×π／4＝3.21＋0.206＝3.424(MN)＝3424(kN)

　　②根据土的物理指标与承载力间的的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值，查《基础工程设计与施工》表4－31，4－32得qsk3＝45kPa，qsk4＝65kPa，qsk5＝55kPa，qsk6＝80kPa，qsk7＝85kPa，qpk＝1200kPa。按式：Quk＝Qsk＋Qpk＝π×0.5(45×3.3＋65×3.7＋55×3.4＋80×8.9＋85×1.2)＋1200×0.52×π／4＝2182.3＋235＝2417(kN)

　　由此求Ｒ，即Rk＝Quk／2＝1208kN，Ｒ＝966kN。

　　(3)确定桩的数量和平面布置：初步确定该基础的底面积为74×2.83×2＋22×2.83×5＝730.14(m2)，基础和土自重G＝730.14×4.5×20＝65712(kN)，则桩数按式：

　　n＝μ(F＋G)／R

　　式中：N—桩数；

　　μ—系数，当桩基为轴心受压时μ＝1；当偏心受压时μ＝1.1～1.2；

　　F—作用于桩基上的竖向荷载设计值，kN；

　　G—桩基承台或条基和其上的土受到的重力，kN；

　　R—单桩竖向承载力设计值，kN。

　　n＝μ(F＋G)／R＝1.1(430×730.14＋65712)／966＝432.3

　　取ｎ＝433根。

　　基础布桩采用三角形或矩形布桩。

　　2.2 方案二：CFG桩复合地基加固方案

　　CFG桩具有较高的桩身强度，能承受较大份额的上部荷载，以往的加固经验表明，CFG桩加固后的复合地基承载力较加固前可提高2～3倍甚至更高，该场地附近以前工程现场的CFG桩静载试验结果也表明，复合地基承载力可达250～300kPa，单桩承载力亦可达180～200kN，可以满足设计要求。由于CFG桩本身具有良好的排水作用，可使施工产生的**孔隙水压力沿桩体排出。既该方案从技术的可行性、当地工程常用的方法及经验和工程的可靠性都是满足设计要求的。CFG桩复合地基的初步设计：

　　(1)设计该桩的桩径为：ｄ＝400mm；地基承载力特征值fsp，k≥373kPa。

　　(2)面积置换率m：依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79－2002)中：

　　fspk＝m(Ra/Ap)＋β(1－m) fsk

　　式中：fspk—复合地基承载力特征值，取值373kPa；

　　fsk—桩间土承载力特征值，取值130kPa；

　　m—面积置换率；

　　β—桩间土承载力折减系数，取0.75；

　　Ra—单桩承载力特征值，kN；