摘要:建筑行业的快速发展推动着水利水电工程发展,但现实操作领域中,水利水电工程设计存在着许多的问题。施工中无论出现哪个方面的问题,必将会影响到整个水利水电工程的工作进度,甚至是影响建筑质量。其中对于水利工程建设来说,第一要义就是处理好地基。不同的地基有不同的地基处理方式与技术,要想达到设计的标准和保障工程的质量,就必须选择正确的处理技术。
关键词:水利水电;工程设计;地基处理技术
一、水利工程施工特点
水利工程周边地基的土体环境与河流湖泊接近,往往比普通地基的土体承载力低、可压缩性能高、土壤环境的含水量也较大。一般来说,水利工程地基环境处于从软塑到流塑状态之间的状态,其中饱和粘土是主要构成部分,主要分布于湖泊、河流的周围,例如,新疆福海县二级水电站就处于水库放水渠和乌伦古河流域之间,它们体现出如下特点:
首先,在巨大压力之下水利工程周边地基结构很容易被破坏,进而从原来固体的土体状态变成一种稀释的流动状态;在二级水电站基坑施工开挖至设计高程时,由于基坑排水不利,再加之开挖时的机械扰动,致使原先坚硬的灰白色尼质砂岩基础在长期浸泡和机械扰动作用下,土体承载能力明显降低,变成俗称的“橡皮土”。
其次,水利工程地基环境水渗透性能较差,甚至几乎不能渗水,面对这种情况水利工程设施所处的土体环境往往会持续很长时间的排水过程,同时这一过程中设施将会面临很大的沉降距离;
再次,水利工程地基环境中压缩性能非常强,因此需要承受较大压力时水利工程周边地基环境会发生变形,通常情况下这种情况会发生在垂直压力0.1兆帕以上,这种情况水利工程将面临沉降问题的出现。
二、水利工程施工中地基处理技术的重要性
从水利建设的总体来看,软土地基是一个普遍的问题,由于软土地基的稳定性相对较差,土壤结构松散,不能满足建筑物承载要求,因软土地基的承载能力不足而导致倾斜的现象,甚至坍塌的现象时有发生,工程质量无法保证。特别当长时间降雨时,软土地基吸收过多的水分,会大大降低地基的稳定性,土体的剪应力迅速下降,不能保证施工的顺利进行。因此,在水利工程建设中,应根据项目的实际情况,在充分了解工程地质和水文的情况下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,对于提高软土地基承载力,保证水利工程建设的顺利进行,从而全面提高水利工程施工质量具有重要的意义。
三、水利水电工程设计中常见地基类型与处理技术
每个地区的地势地形是不同的,因此水利水电工程的施工要符合地区的特殊性。建筑过程中要对地基进行前期的处理,才能开启施工。在新疆水利水电工程建设中,有以下几大常见的地基类型:
1、可液化土层
可液化土层是指处于饱和状态的沙土和粉土在外力干扰下以致于孔隙水压力上升,最终导致土层的抗剪强度降低甚至是消失的一种土层。在这种土层上施工建设及其容易失败,如果不及时采用相应的地基处理技术对土层进行改造的话,对地基上层的建筑埋下安全隐患,严重的话会导致整体建筑的坍塌。例如上面所说的二级水电站就属于这种基础。
2、淤泥质软土
淤泥质软土分为淤泥和淤泥质土两种。是一种特殊却分布范围广的一种岩石。在静水或缓慢的流水环境中沉积,经过物理,化学和生物作用,形成未固结的软弱细粒。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆是一种含水量高而抗剪强度低的土层,这种土层一旦遇到较大压力就会导致土壤的流动,总而使得整个地基的变形,最终影响地基上层建筑物的安全性。在我国水利水电工程施工建中典型的类型有淤泥质土、腐泥和泥碳等,这种淤泥质软土主要存在一些土坝坝基上,稳定性极差。
3、永冻层
永冻层,指的就是持续三年或者三年以上的结冰点土层,形成的要素就是长年的低温,才能使土层长时间的受冻而形成,例如我国的新疆就是冻土常见区域,多年冻土的承载力虽有相对的大,也刚好符合我们进行地基处理的要求。但是有个值得注意的地方是,多年冻土也是具有流变。在永冻层上作业的前提是处理和确保冻土地基具备长期的承载力。
4、岩溶
岩溶指的是可溶性岩石,各种各样的奇怪状,例如洞穴,石芽,石沟,石林,溶洞,地下河,峭壁。岩溶地质相当难处理,虽然在水利水电工程中不常见。相应的地基处理技术是采取置换、防渗堵漏等处理方式,用来确保地基的稳定性。
5、深覆盖层地基
深覆盖层地基主要存在于河流流域,其主要形成原因是由于河流的冲击使得各种碎石、砂石或者是泥石等长时间的堆积,进而造成该地域堆积厚度过大。该地基建设的稳定性和防渗性很容易受影响,并且很难进行后期处理,置换与填充的难度也都较大。
6、饱和松散砂土
饱和松散砂土的承载力强度和稳定性很差,一旦受到外力的作用就会产生错位或是变形,严重时影响地基稳定与安全,因此在此类地形上必须依靠地基处理技术进行加固处理。水利水电工程设计中地基处理技术包括了深层搅拌桩技术、高压喷射注浆法、软土地基处理技术方式、组合锤法地基处理技术、CFG桩复合技术这五种技术。它们可以运用到不同情况的地基建设中,也可以相互结合使用在复杂的施工过程中。
地基的处理技术原则就是,按照地层建筑对地基承受要求,通过技术处理使其承载力加强,防止倒塌,沉降的现象的出现。二级水电站采取的是降低基坑水位,进行基础土壤换填的方式加以解决的。我国的建筑业的快速发展对地基处理技术的要求越来越高,地基处理技术只有不断优化,专业化,针对性更高,才能更好的达到所要的效果。我国的水利工程项目的增加,也越来越有复杂性,只有不断的优化改进和创新,满足水利工程建筑的需要。
结束语
软土地基处理效果的好坏对水利工程的施工质量有着较大的影响,所以必须采取合理的方法对软土地基进行处理,使之能够满足施工的需求。当前,在水利工程的软土地基处理中,可选的方法很多,但是一定要结合工程地质的实际,才能让软土地基的处理起到应有的效果;在施工的过程中,既要考虑软土地基的具体情况,还要结合工程项目的具体特点,在多方案比选的基础上,确保质量、安全和工期,在保障施工质量的同时保证工程项目的顺利开展,实现“百年大计,质量第一”的目标。
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论文作者:刘俊强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/2
标签:地基论文; 水利工程论文; 土层论文; 技术论文; 土地论文; 承载力论文; 水利水电工程论文; 《基层建设》2017年第29期论文;