桩基础在水利工程地基处理中的应用研究

水利工程作为国民经济发展的重要基础设施，其地基处理质量直接关系到工程的安全性与耐久性。在水利工程建设中，地基条件复杂多样，常面临软土、砂土、岩溶等不良地质问题，对地基处理技术提出了更高要求。桩基础作为一种成熟且高效的地基处理方式，通过将上部结构荷载传递至深层稳定土层或岩层，能有效提高地基承载力、控制沉降，在水利工程中得到广泛应用。从水坝、水闸到泵站、渡槽等各类水工建筑物，桩基础在保障工程结构稳定方面发挥着关键作用。然而，随着水利工程建设规模不断扩大、建设标准日益提高，以及对生态环保要求的重视，桩基础技术在应用中也面临着新的挑战与机遇。深入研究桩基础在水利工程地基处理中的应用，探索更科学、高效、环保的技术方法，对推动水利工程高质量发展具有重要的现实意义。

1.桩基础在水利工程地基处理中的应用现状

1.1 桩基础的基本原理

桩基础作为水利工程地基处理的核心技术，其原理基于土体与桩体的相互作用，通过桩身将上部结构荷载传递至深层稳定土层或岩层（见图一）[1]。按传力方式可分为端承桩和摩擦桩：端承桩依靠桩端直接支承在坚硬持力层上，荷载主要由桩端阻力承担；摩擦桩则通过桩侧表面与周围土体的摩擦力传递荷载，适用于软弱地基。在水利工程中，地基受力复杂，常伴随渗透、冲刷、水位变化等问题，桩基础利用其竖向承载、水平抗滑及抗拔特性，有效保障水工建筑物稳定性。例如，在水闸、泵站等工程中，桩基础通过分散荷载，避免地基沉降或不均匀变形对建筑物结构造成破坏，确保水利设施长期安全运行。

1.2 常用的桩基础类型

水利工程中常用的桩基础类型丰富多样，以适应不同地质条件与工程需求。预制桩具有施工速度快、质量易控制的优势，常见的钢筋混凝土预制桩和钢桩，可在工厂标准化生产后运输至现场打入或静压入土；灌注桩则通过现场成孔后灌注混凝土成桩，包括钻孔灌注桩、沉管灌注桩等，其优点是能根据实际地质情况调整桩径和桩长，适用于复杂地质环境。此外，近年来发展的预应力管桩凭借高强度、低沉降特性，在大型水利枢纽工程中广泛应用；复合地基桩如水泥土搅拌桩、碎石桩等，通过与土体共同作用形成复合地基，有效提高地基承载力，常用于软土地基处理。不同类型的桩基础在材料、施工工艺和适用场景上各有特点，需结合工程实际科学选择[2]。

1.3 桩基础的应用优势

桩基础在水利工程地基处理中展现出显著的应用优势。首先，其承载能力强，可有效应对水利工程大荷载、高稳定性要求，确保水坝、渡槽等建筑物的安全运行。其次，桩基础施工受季节和环境影响小，在雨季、冬季或水位变化频繁的区域，仍能保持稳定的施工质量[3]。再者，通过调整桩型、桩长和桩间距，桩基础能灵活适应不同地质条件，尤其在软土、砂土等不良地基中，可有效控制沉降和不均匀变形。此外，部分桩基础类型如灌注桩施工噪音低、振动小，对周边环境影响小，符合水利工程生态环保要求。同时，桩基础的施工效率高，能缩短工期，降低工程成本，为水利工程建设的经济性和可靠性提供双重保障。

2.桩基础施工技术要点

2.1 施工前的准备工作

施工前的充分准备是保障桩基础施工质量的前提。首先，需对施工现场进行详细的地质勘察，通过钻探、物探等手段获取土层分布、地下水位、岩土力学参数等数据，为桩型选择、桩长设计和施工工艺制定提供依据。其次，根据设计要求和现场条件，合理规划施工场地，确保场地平整、排水畅通，搭建临时施工设施，如泥浆池、钢筋笼加工区等。同时，对施工设备进行全面检查和调试，确保桩机、混凝土搅拌机等设备性能良好；严格把控原材料质量，对钢筋、水泥、砂石等进行进场检验，保证其符合设计及规范标准。此外，还需组织施工人员进行技术交底，明确施工工艺、质量标准和安全注意事项，确保施工过程规范有序。

2.2 施工过程中的关键技术

施工过程中的关键技术直接影响桩基础的施工质量与效率。在成孔环节，钻孔灌注桩需控制钻孔垂直度、孔径和孔深，防止塌孔、缩径等问题；沉管灌注桩要注意沉管深度和速度，避免出现断桩、缩颈现象[4]。钢筋笼制作与安装时，需保证钢筋规格、间距符合设计要求，焊接或连接牢固，防止钢筋笼变形或上浮。混凝土灌注是关键工序，需严格控制混凝土配合比、坍落度和灌注速度，避免出现夹泥、空洞等缺陷；对于水下混凝土灌注，要确保导管埋深合适，防止断桩。此外，在预制桩施工中，打桩顺序、锤击能量控制和静压桩的压力监测等技术要点，也对桩基础的施工质量和承载力形成至关重要。

2.3 施工质量控制措施

施工质量控制是桩基础工程的核心环节。在施工过程中，需建立完善的质量检测体系，采用多种检测手段确保桩基础质量。成桩前，对原材料、钢筋笼等进行抽样检测；成桩过程中，通过现场旁站、施工记录等方式监控施工工艺执行情况。成桩后，采用低应变法检测桩身完整性，判断是否存在断桩、缩颈等缺陷；采用静载试验或高应变法检测单桩承载力，验证是否满足设计要求。此外，还需加强施工过程中的沉降观测，及时发现地基变形情况并采取相应措施。同时，建立质量追溯制度，对施工各环节进行详细记录，明确质量责任，确保桩基础工程质量可控、可追溯，为水利工程安全运行奠定坚实基础[5]。

3.桩基础在软土地基处理中的应用

3.1 软土地基的特点及处理难点

软土地基具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低、渗透性差等特点，在水利工程建设中面临诸多处理难点[6]。由于软土抗剪强度低，地基承载力难以满足水工建筑物要求，易导致建筑物沉降量大、不均匀沉降甚至倾斜；其高压缩性使地基变形持续时间长，影响建筑物的正常使用功能。此外，软土地基的渗透性差，排水固结缓慢，进一步加剧了沉降问题；同时，软土的流变性和触变性使其在施工过程中易受扰动，引发土体滑动、隆起等现象，增加了施工难度和安全风险。因此，针对软土地基的特性，选择合适的桩基础处理技术至关重要。

5.结语

桩基础作为水利工程地基处理的核心技术，在保障水工建筑物安全稳定运行中发挥着关键作用。从基础原理到施工技术，从软土地基处理到技术创新，桩基础技术在水利工程领域不断发展与完善。通过对桩基础应用现状的分析可知，其凭借独特的承载优势和适应性，有效解决了水利工程中复杂地质条件下的地基处理难题。然而，随着水利工程建设规模的扩大和对工程质量、环保要求的提高，桩基础技术仍面临诸多挑战。

参考文献

[1]李志刚.水利工程施工中地基处理技术案例研究[J].数字农业与智能农机，2025，（03）：70-72+126.

[2]郝忠，夏泽富.水利工程中组合多桩型复合地基的应用[J].工程技术研究，2025，10（06）：217-219.

[3]张腾，王大伟.浅谈水利工程施工中软土地基处理技术[J].治淮，2025，（03）：49-50+67 .