2015-07-21 134 0
一、水利水电工程施工中不良地基处理的常用方法
1、置换法
顾名思义就是将表层不良地基土挖除,然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实,形成良好的持力层,从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。这种方法适用于软弱粘土地基,但对排水抗剪强度小于20KPa的软土地基采用碎石桩时需慎重。常见加固方法有:振冲置换法、碎石桩法、石灰桩法、强夯置换法、水泥粉煤灰碎石桩法等。
2、振密、挤密法
即认为采取一定手段通过振动、挤压使其地基土体孔隙比减小,强度提高,使其达到地基处理的目的。这种方法一般适用于砂性土、粉土和部分粘性土。主要振密的方法有表层压实法、振动挤密法、砂桩法、强夯法、重锤夯实法以及爆破法。
3、改善地基应力和变形条件
通过在外力荷载作用下,使其被加固地基受力均匀,变形较小且均匀,从而达到改善地基的目的。主要的施工方法有砂垫层法、拌合土垫层法、反压护坡法等。这种处理方法也是受到一定局限性,一般适应于浅层软土、湿陷性黄土等。
4、化学加固法
通过注入化学浆液(浆液里还有特殊的化学物质,一般可在短时间内凝固),将土颗粒胶结在一起,同时在化学反应或机械搅拌的作用下,使其土体承载能力增强,减小沉降速率。该方法一般适用于砂性土、粘性土、湿陷性黄土等,加固处理的方法包括注浆法、深层搅拌法、高压旋喷法等,尤其对深覆盖层地基处理效果较为理想。
5、增大接触面法
通过在软土地基上钻孔然后浇筑混凝土桩,这样大大提高地基的加载能力,同时也可以用于边坡维护抵抗土方侧压力,防止土方位移。在水利工程桥梁建设中比较常见,灌注桩将作为桥身的承载基础。
二、不良地基对水利水电工程建筑的主要影响
不良地基主要表现在地基地质缺陷上,因地基地质存在的缺陷问题,导致地基上建筑与实际地基情况出现差异,从而引起建筑质量问题。不良地质对水利水电工程建筑的影响主要是:因地质缺陷导致地基抗滑稳定安全系数与工程设计规定值存在较大差异。地质缺陷的存在,很容易导致地基抗滑能力较低,其安全系数与工程施工设计要求的系数出现较大偏差,相关结构面抗滑稳定因素、岩石与砼应用等,都属于影响抗滑稳定安全系数的重要因素。
三、水利水电工程建筑中不良地基的处理技术
1、坝基涌泉处理技术
在一些不良地基基础中,如松散土层、卡斯特管道与裂隙的存在,很容易形成坝基涌泉现象,为混凝土浇筑带来困难,降低塔身稳定性,为此,需要采取措施,进行坝基涌泉处理。在坝基涌泉处理时需要遵循“能排水则排水,能堵住则堵住”的工作原则,其处理技术主要分为两类:第一,针对基层涌泉现象,如可以采取封堵措施,通过应用混凝土进行封堵;如涌水量较大,则需要将水引入到集水坑之后,选择砾石作为材料进行回填,埋设灌浆管,将积水抽出,进行回填并浇筑混凝土,在处理后期进行回填灌浆。可以使用混凝土进行土坝基础盖顶。第二,在涌泉出口位置布设活动逆止阀门,改变涌泉涌向,这种处理需要在保证水库不漏水的基础上进行。
2、可液化土层的处理技术
可液化土层是指无粘性土层或少粘性土层在静力或振动力作用下,孔隙水压力上升,抗剪强度瞬时消失的土层,土层的液化可使地基沉陷、滑移失稳、危及上部建筑物的安全。常用的处理方法是:①将可液化土层开挖清除,置入其他强度较高、防渗性能良好的材料;②振冲挤密或分层振动压实;③周围用混凝土围墙封闭,防止其向四周流动;④穿过可液化土层设置砂桩或灰土桩,或设置砂井。
3、强透水层防渗处理技术
针对水利水电工程建筑而言,强透水层主要包括砾石层、卵石层与砂石层等,这些均属于强透水层,强透水层的存在,除了会增加水量损失以外,还容易出现管涌现象,进一步扩大扬压力,对水利水电工程的稳定性造成很大危害。进行强透水层防渗处理,其方法为:将强透水层进行清除,然后选择混凝土或粘土进行回填,构建建筑截水墙;应用冲击钻机,打造出大口径孔,并回填混凝土,构建建筑防渗墙;使用高压喷射灌浆技术,构建水泥防渗墙;设置反滤层等,通过多种措施的结合,保证地基防渗处理效果。防渗处理可以采取下图方式进行操作(如图1)。
3、淤泥质软土的处理
淤泥质软土包括淤泥质土、泥碳、腐泥、以及其他天然含水量特高,抗剪强度低、承载力低、压缩性大的土,多呈软塑及流塑状态。由于其质软,易产生高压缩变形、影响上部建筑物的稳定。土坝坝基的淤泥质软土排水困难,长期难于稳定。常采取的处理办法是:①开挖清除;②置换砂层,或砂垫层排水;③砂井排水;④抛石挤淤;⑤控制加荷速率,使其缓慢排水固结;⑥扩大建筑物基础或采用桩基;⑦预留沉陷量;⑧用板桩墙封闭和在底部侧向填砂、砾石阻滑;⑨用镇压层法,如反压护堤平台。
4、深覆盖层处理
当地基处河流冲积层砂、卵、砾石层、碎石层、坡残积层洪积或泥石堆积层或其他原因形成的冲积堆积层厚度较大时,不便于全部开挖清除时,因其松散,孔隙率大,渗透性强,易产生压缩变形和渗漏,有时因其中夹有软弱夹层,不利于抗滑稳定。一般常用的处理方法是:①用强夯法或振动碾夯实或压实土体表层;②置对地基进行固结灌浆和帷幕灌浆;③设置混凝土截水墙或用高压喷射灌浆构筑防渗墙;④坝前铺盖防渗;⑤采用沉重桩或摩擦桩;⑥扩大基础。
四、水利水电工程建筑中不良地基处理时需要注意的问题
不同建筑对地基性能的要求不尽相同,因此,建筑受不良地质影响的程度存在着一定差异,其不良地质处理技术也有所区别。在进行水利水电工程建筑不良地质处理时,需要注意以下几点问题:第一,在选择与确定不良地基处理技术之前,应进行现场勘探,根据不良地基的实际情况,进行全面分析,明确出不良地质存在的规模及部位,在此基础上,选择处理技术;第二,对不良地基处理的技术进行综合分析,如技术实现所需要的材料、机器设备、应用条件、施工成本等,综合分析不同处理技术的优缺点,选择最优方案;第三,每一种不良地基处理技术都存在着一定的特殊性,其适用范围需要与实际情况相吻合,在处理不良地基过程中,需要尽量将处理技术的负面影响降到最低;第四,在进行水利水电工程建筑不良地基治理过程中,需要避免出现二次污染现象;第五,在完成水利水电工程建筑不良地基的处理工作之后,需要安排专业人员进行处理效果的综合评估,及时发现问题并进行解决,综合保证不良地基处理效果,保障水利水电工程建筑运行的稳定性与安全性。
结束语
在越来越强调管理和技术进步的今天,水利水电工程对社会有着巨大的影响,每一项水利水电工程的实施都必然要和相应的技术相联系,同时由于水利水电工程建筑本身的特点,其对技术及管理的要求特别高。是清洁的可再生能源,它的利用是社会进步到现阶段的产物,在水利水电工程建筑的实施中,技术是它的根本。只有技术作保障才能在艰巨的重大工程中完成施工,将高技术含量的施工技术用到施工中,才能保证水利水电工程建筑发挥其真正作用。
参考文献
[1]张彬,万小莉.水利水电工程施工中有关不良地基处理技术[J].科技创新与应用,2014,12:140.
[2]刘海舰,吴仍芳.基于水利水电工程施工中不良地基处理问题研究[J].江西建材,2014,02:121+125.
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