摘要:电力工程在建设过程中其地基基础建设受到众多因素的不良影响,在众多因素中地下水是最显著、最频繁的影响因素之一。所以现阶段建筑业内越发重视地下水对地基基础影响的治理,旨在通过切实有效的预防措施最大限度降低地下水对电力工程地基基础建设的不良影响,推进建筑行业的有序发展。
关键词:电力工程 地基基础建设 地下水 影响
我国国土面积非常辽阔,所以相应的地理环境复杂性较大,因此建设电力工程时经常会发生地下水对其地基基础建设造成影响的现象。此外,可变性与不可预测性是地下水的基本特征,所以一定程度增加了电力工程地基基础建设提前预测和防范的难度,如在建设施工过程中无法对地下水因素进行全面掌握,极易对地基基础建设的质量和效率产生影响,情况严重时会使得建设施工无法顺利进行并对相关人员的安全造成威胁。
一、探讨地下水于电力工程地基基础建设造成的影响
1.地下水于地基表面的沉降作用
地下水是一种特别宝贵的淡水资源,近些年来因全球气候变暖以及地质环境的变化发生改变,尤其是受到温度、气压以及气温等多方面的共同影响下,地表水蒸发速度提升,造成地表土层含水量持续下降的情况,其可靠性随之降低。建设电力工程地基基础过程中,如果沉积层比较松散,而且地下水水位与地基深度比较接近时十分有必要对地下水的水位进行降低。地下水水位降低时需要遵循不对周围建筑造成影响的原则,一旦该过程有任何纰漏发生,会引发固结沉降的情况,轻者出现不均匀沉降的现象,会对相邻建筑与地下管线设施造成严重影响。如情况严重建筑物下方水土流失,进而空洞形成,建筑物随之下陷、开裂或者倾倒。
现阶段常用的对地下水水位进行降低的方法是抽出一部分地下水,进而达成水位下降的目的。但是在将地下水进行抽出的过程中会随之带出一些细小的土粉或者砂砾,地下空洞现象由此发生。空洞加大的区域或者是地面土层相对较薄的地方极有可能发生塌陷的情况,所以必须确保抽水井滤网与率砂层设计的可靠性及合理性,并且要保证抽水过程符合相关的要求,严格依照具体的施工规定推进施工过程。但是即使确保抽水井滤网及率砂层设计的十分可靠设计,施工也符合相关标准的具体要求,但是随着抽水活动的持续进行,井内水位会不断下降,如井外有含水层存在会流向滤管,时间一长井外含水层流经区域会发生水土流失,井周围逐渐形成下窄上宽的漏斗形状,也就是业内常讲的“降水漏斗”。降水漏斗覆盖的范围内会有地基土沉降的可能,软土层更是特别容易发生渗透固结的情况,提升了地基土沉降的速度。此外,被降水漏斗覆盖的土层很有可能存在土质不均匀的状况,再加上无法确定降水漏斗的边界,进而易滑动边界条件逐渐形成,使得地基下沉速度一定程度增加,严重影响地面建筑的施工。
所以说对于电力工程地基基础建设而言,必须对地下水开采的有序性及合理性进行保证。回灌井外含水层是现阶段一种有效预防地基土下降的方法。
2.流沙作用
于电力工程而言,基础地基是其主要的组成部分之一,对建筑物的安全性、稳定性产生直接有影响,并作用到建筑物的正常使用。流沙是一种自然界中的土体现象,会对建筑的安全性、稳定性以及正常使用产生较大的不良影响。尤其基坑深度大于地下水位时此种情况更加严重,因坑土非常容易进入流动状态,并且随着地下水的运动不断涌入至基坑内部,久而久之基底土层的承载能力完全丧失,甚至还会出现边坡塌方的情况,情况严重时会对临近建筑物的安全稳定性造成影响。通常情况下流沙现象容易发生在颗粒较细、比较均匀且松散饱和的非粘性土质中。对于电力工程的地基基础而言,属于建筑施工中的隐蔽工程种类,所以一旦有问题发生其处理难度非常大,需要对其提起高度重视。
此外,地下水在途中渗流产生的动力水压存在一定的差异性是引发流沙的另外一个直接原因,当土质间隙相对较大时,单位颗粒土在大于或等于自身重力的向上渗流力的作用下会形成流沙。所以说,土地渗流力与其自身单元体自重力二者之间的差异是引发流沙的主要原因,建设电力工程的地基基础时要高度重视上述问题。当前阶段有众多建筑物事故引发原因是地基基础,流沙又是引发建筑物地基基础问题的首要原因,因外部环境的变化是流沙现象的主要成因,所以相关工作人员要高度关注外部环境的变化。
二、探究有效预防地下水对电力工程地基基础造成不良影响的措施
1.合理降低对地下水的开发和利用
建设电力工程地基基础过程中,施工单位应当在合理范围内最大限度降低开发和利用地下水。在施工前夕充分调研施工范围内设计的地质环境,将其作为依据设计科学合理的施工方案,并制定切实可行的控制开采方针。此外,合理利用雨水,进而达成有效保护地下水和电力工程地基基础建设的目的。可借助当前阶段我国现有的科学技术进行相应的人工增雨作业,达成云层降水量提升的目的,进而地质中的相对湿度和地表水含量得到增加。此外,施工单位为了达成有效避免地下水给电力工程地基基础造成不良影响的目的,需要严格执行国家相关地下水资源的管理方针以及政策法规,并在制定相应应急预案的同时提升相关人员保护饮用水水源地的意识。对于施工单位而言,还需在具体的施工过程中积极引进地下水资源监测方面的优秀人才,进而可全面且准确的掌握施工区域的地下水状况,便于对施工方案的及时调整,有利于电力工程地基基础建设稳定性和安全性的保证。
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2.积极保护地基基础地质环境
于电力工程地基基础施工而言,流沙是整个施工过程中的首要难题,此种情况的引发原因是地下水,但是缺失由地质进行体现。所以,实际施工过程中有关建设部门要尽可能将电力工程建设在相对较高的地质区域,还应做到与施工区域地质条件的结合,并对合适的建筑材料、先进的施工技术进行利用,通过有效措施达成人工降低地下水的目的,比如喷射井点、管井井点、深井泵点以及轻型井点都是比较有效的方法。在达成地下水降低目的后再推进土方施工,不仅可有效减少坑基意外地下水的水头差,而且可确保坑内外水压之间相互制衡的目的,进而推进地基基础建设工作的顺利进行。为了有效预防基础周围土方塌方情况的发生,可以将钢板钉打入坑内,合理控制其打入的深度,起到延长渗流路径的作用,进而土地内部的强度有效降低,由此流沙现象发生的概率大幅度下降,甚至可以完全避免。如建设电力工程地基基础的过程中有部分流沙现象发生,施工单位可借助抛掷大石块、铺设芦席等方法进行控制,将流沙对电力地基基础的威胁性有效降低。
3.对地下水增加有效控制措施
工程建设中一般为加快工程软弱地基土在上部填土荷载作用下的固结速度,可以采用堆载预压排水固结法进行处理,使场地在施工期间完成大部分固结沉降,以减少建筑物在竣工投产后的场地沉降,与常规工艺相比,将塑料排水板和土工布复合,具有排水、防水、透气、保湿、隔根等多种功能集于一体;塑料排水板边缘有大小支点,可以相互顺坡搭接,即使渗漏水再多,都能及时迅速的排出。施工和运输都非常简单方便,一般排水板采用高性能滤膜C型原生料塑料排水带,塑料排水带应穿透②淤泥质土层,进入含淤泥粉砂层层底面以上0.5m,如该层太厚连大功率插板机都无法深度进入,则以穿进该层不小于5.0m~6.0m为控制。排水带顶部应高出排水砂垫层顶面不少于200mm。插板机就位后通过振动锤驱动套管对准插孔位下沉,排水板从套管内穿过与端头的锚靴相连,套管顶住锚靴将排水板插到设计入土深度,拔起套管后,锚靴连同排水板一起留在土中,然后剪断连续的露在垫层外的多余排水板。塑料排水板在插入地基的过程中应保证板不扭曲,透水膜无破损和不被污染。板的底部应有可靠的锚固措施,以免在抽出保护套管时将其带出。塑料排水板插好后应及时将露在垫层外的多余部分切断,并对排水板予以保护,以防因插板机移动,车辆的进出使塑料排水板受到损坏而降低排水效果。排水板施插过程,应注意是否在插入时真正送入土中,或在拔管(心轴)时,排水板回带上来。可经常注意卷筒内塑料板的耗用量(或用自动记录装置)。施插排水板到达设计入土深度后方能拔管。当碰到地下障碍物而不能继续打进或令孔体倾斜(超过允许偏差),则应弃置该孔而拔管移位(相距45cm左右),重新施打排水孔。排水孔的施打过程要采用定载振动压入的方法,一直打到设计要求的深度,不允许重锤夯击。施打过程保持排水孔的垂直度,其垂直偏差按进入深度控制≤1.5%。排水孔的平面位置应按设计要求的间距施打,一般位置偏差不超过5cm。保持排水板入土的连续性,发现断裂即重新施插。完成排水板施插并切断后,露出地面的“板头”长度不能小于20cm,外漏的塑排板及时回折埋入砂石垫层中。打板机定位时,管靴与板位标记的偏差控制在±70mm范围内。施打过程中应随时注意控制套管垂直度,其偏差应不大于±1.5%。严格控制塑料排水板的施打标高,不得出现浅向偏差;当发现地质情况变化,无法按设计要求打设时,应与现场监理人员或者甲方人员联系,在征得设计同意后方可变更打设标高。打设排水板时严禁出现扭结、断 裂和撕破滤膜等现象。打设时回带长度不得超过500mm,且回带的根数不宜超过打设根数的5%。如回带长度超过1m时应及时查找原因并补打,剪断塑料排水板时,砂垫层以上的外露场地不宜少于200mm,并埋入排水垫层中。应检查每根板的施工情况,当符合验收标准时方可移机打设下一根,否则须在邻近板位处补打。打设过程中应逐板进行检查,并按要求作好施工记录。 打入地基的塑料排水板宜为整板,长度不足需接长时,必须采用滤膜内芯板平搭接方式,搭接长度宜大于200mm。一个区段塑料排水板验收合格后,应及时用砂垫层仔细填满打设板周围形成的孔洞,并将塑料排水板埋置于垫层内。若施工过程遇到无法打入土层,将采用引孔方式施工。打设过程中应随时注意套管的下沉情况,当发现下沉速度突然减缓、套管发生过量弯曲等现象时,应立即停止沉管,分析检查水下障碍情况,处理后再继续施工。当水下有块石等障碍物时,可采取先投孔再打设的工艺。在斜坡上打设时,可根据打设情况,适当偏向坡顶方向定位套管。打设塑料排水板时严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。
结束语
由上述所言可以得出地下水对电力工程地基基础建设的最终质量产生直接影响,所以为了对电力工程地基基础建设的稳定性和安全性进行保证,将地下水于地基基础的不良影响有效降低,在进行前期地勘时相关工作人员需要对地下水的水位计水质进行充分了解,对地下水的运动特质和形成原因进行充分利用,最终达成降低流沙形成概率的目的。此外,施工过程中还需对水源保护提升重视,并对水坝及梯田周边的林木进行积极保护,涵养水源的相关植被,禁止将施工过程中产生的污水和其它建筑废弃材料,未处理达标后直接排放以及丢弃在渗坑、渗井、裂隙以及溶洞之中。总之,建设电力工程地基基础时不仅需要借助有效措施降低地下水的不良影响,还需做到对水源的积极保护,进而推进建筑行业的有序发展。
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论文作者:刘璐
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/29
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