摘要:不良地基基础在水利水电工程建设中是经常遇到的难题,也是人们采取各种方法希望解决的问题。不良地基基础处理的方法很多,由于不同建筑物对地基基础强度的要求不同,各种不良地质因素对建筑物的影响程度也有区别,因此处理不良地基的的方法也自然不尽相同。笔者认为,对不良地基基础的处理方法进行探索,并在水利水电工程建设中推广使用,具有极大的现实意义。
关键词:水利水电工程;不良地基;软弱带;深覆盖层;
1 不良地基对水利水电工程的影响
1.1 水利水电中不良地基产生原因
所谓不良地基就是指由于地基的天然缺陷而不能满足上部建筑物的稳定要求的地基。不良地基基础产生的主要原因是基础的深陷量过大或不均匀。地基基础产生这样的原因主要是由于岩(土)层本身的承载能力不足以满足建筑物的要求,或因地基基础岩(土)强度不一,分布不均匀或岩石地基中有软弱破碎带分布,在外荷载作用下,沉陷值或不均匀沉陷值超过容许值[1]。
基础渗漏量或水力坡降超过容许值。产生的原因主要是由于基础存在孔隙率大的松散砂、卵、砾石层、强裂隙透水层、喀斯特渗漏带、构造破碎带以及其他强透水带,从而导致水库大量漏失、扬压力超限、或软弱透水层出现管涌等渗透变形,使基础遭受破坏。
1.2 不良地基对水利水电工程的影响
对于水利水电工程建设来说,不良地基的缺陷对建筑物的影响主要表现在以下几个方面。地基内无黏性土粉细砂层因振动(机械振动、地震等)可能产生液化,造成建筑物失稳破坏,或因地震塌陷造成建筑物破坏[2]。
2 对于不良地基处理的方法
通过对于不良地基进行处理,从而达到稳定的目的。一般处理方法可以分为以下几种:
2.1 对坝基涌泉的处理
坝基涌泉的发生可能是因为基岩裂缝或是松散的土层,若发生了坝基涌泉,必然会导致土坝被管涌破坏,导致整体发生不稳定的现象,而且会直接影响混凝土的浇筑,造成一定的困难,这种现象发生是一定要进行处理的,针对这一情况的处理原则就是能排就排,能堵就堵。处理的方法如下,当基岩涌泉水量较少时,可以进行封堵处理然后则可以用混凝土填筑来进行封堵,若是涌水量相对较大的话,则首先要将水引入到集水坑中,之后再用砾石回填,对于灌浆管预埋,抽水后,回填混凝土封堵,后期在用灌浆来处理,回填。若是土坝基础,需要在混凝土盖顶上在进行粘土的铺筑。
2.2 对深覆盖层的处理
若是水利水电工程建设所在地处于河流中时,地基的位置由于受到河流的冲击导致堆积层厚度比较大时,要进行全面的开挖来进行处理清除显然很不方便,而且其孔隙率一般会比较大,而且也很松散,有非常强的渗透性,受到压缩时会发生变形以及渗透现象的发生,还有的会在其中存在着软弱夹层,这些都会直接影响到抗滑的稳定性。在水利水电工程中,我们一般会采用以下的方法来进行处理:用强夯法或者是振动碾夯实或者是将土层表面压实;利用帷幕灌浆及固结灌浆来对地基进行处理;进行混凝土截水墙的设置或者是利于高压喷射灌浆来进行防渗墙的构筑;在坝前进行防渗铺盖;使用沉重桩或者是摩擦桩;将基础扩大。
2.3 对强透水层进行防渗处理
以大坝为例来进行说明,由于刚性坝中的砾石以及基砂都是属于透水性比较强的,要进行开挖以及清除处理,由于其透水性很好,会导致水遗漏损失,或是产生管涌,导致扬压力变大,从而对建筑物的稳定性产生破坏,针对这种情况都要采用防渗处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体的处理方法如下,首先是对透水层以及卵石砾石层进行开挖,清除后回填粘土或是混凝土等,形成截水墙。利用冲抓钻等形成一个大孔径的孔,并在其中填筑粘土或是混凝土,形成一个防渗墙。采用高压喷射灌浆的方法来进行水泥防渗墙的修筑。用水泥或者是粘土来进行帷幕灌浆。坝前用混凝土或者是粘土进行铺盖,使渗径延长,在帷幕后进行排水减压,进行反滤层设置。
2.4 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高、抗剪强度低、承载力弱、压缩性大的土质,多呈软塑及流塑状态。由于其质软,易产生高压缩变形、侧向膨胀、滑移或挤出,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。
2.5 针对可液化土层的处理办法
可液化土层主要是指那些土层粘性较少,或者没有粘性的土层,在静力或者振动力的作用下,会导致孔隙水上升,从而致使抗剪强度在一瞬间就消失了,土层发生液化会使地基发生滑移失稳的现象,或是地基发生沉陷,从而安全隐患。我们经常采用的处理方法如下:
首先,对于可能发生液化现象的土层开挖并进行清除,同时要选择那些强度比较高而且防渗性能好的土质材料进行回填。还可以采用振冲的方式,用分层振动或者是挤密来进行压实。还可以采用使用混凝土围墙的方式在四周进行封闭处理,从而使其减少流动的可能性。最后也可以设置砂井,穿过现有的可液化的土层设置砂桩或是灰土桩。
2.6 关于淤泥质软土的处理
我们所说的淤泥质软土一般是包括腐泥、泥炭土以及淤泥质土,还包括那些承载能力较低、含天然水分很高的、压缩性很大的土质、抗剪强度能力低的、或是那些呈软塑状态或是流塑状态的土,由于其自身的原因,导致其土质非常软,在高压的作用下,非常容易发生变形,有挤出或是侧向发生膨胀,及发生滑移,这种现象的发生必然会影响到上层建筑的稳定性。对于土坝坝基,软土排水很难进行,稳定性不好控制,所以主要是采用以下的方法,先是对原有土质进行开挖,置换砂层,或是利用砂垫层来进行排水;可以采用矿井排水,或是抛石挤淤;控制加荷速率,已达到缓慢排水的目的并固结;采用桩基的形式;对于沉陷量要有一定的预留;采用如反压护堤平台等镇压层法。
2.7 对软弱夹层基础的处理
根据地基基础软弱带的倾角的角度不同,可以将其划分为缓倾角软弱带和高中倾角软弱带,这两种软弱带对于建筑所产生的作用影响不尽相同,所以其处理的办法也就不相同。
2.7.1 对缓倾角软弱带的处理
将软弱带开挖并且清除,将混凝土进行回填,若是上盘的岩体属于比较完整而且坚固的,要想全面进行开挖会产生很大的工程量,针对这种情况则可以采用平硐或是竖井的方式,来进行清除并且回填混凝土,需要注意的是,要保证固结灌浆的工作要做好。在软弱带中需要设置防滑齿墙,用力高压喷射的压力将那些软弱的土质进行清除后灌注回填砂以及混凝土。在穿过软弱带的时候,要注意要做好预应力的锚固。
2.7.2 对高倾角软弱带的处理
在进行高倾角软弱带处理的时候,首先要将软弱带中所回填的混凝土挖出来,做成混凝土塞的形式,在开挖的时候,其深度一般是要挖到软弱带的一倍到1.5倍左右,在开挖时,两侧的坡比一般设置为1比1到1比0.5之间。若是现场的软弱带属于是那种相对比较疏松的,而且其宽度也很大,那么应采用混凝土拱的形式比较好,也可以采用混凝土梁,这样做可以使上部的荷载可以转到两侧的岩体中。
3 结语
随着经济的发展,水利水电工程建设得到了迅速的发展,在其施工过程中经常会遇到不良地基现象,如果处理工作不到位就会给工程的后续使用带来较大的麻烦,目前,对于不良地基的处理方式较多,工程的规格不同,对地基的处理要求也不同,因此,在实际的工作中,要对施工现场的不良地基进行全面详细的调查,确定好不良地基的范围和性质,结合工程的实际施工要求制定相应的处理措施。
参考文献
[1]李春光.水利水电工程中不良地基的基础处理方法探讨[J].黑龙江科技信息,2011(18):243.
[2]刘书江.水利水电工程建设中不良地基基础处理方法研究[J].价值工程,2010(04):232.
[3] 曹永和.浅析水利水电工程中不良地基的分类[J].云南环境科学,2007(01):21-22.
论文作者:张国杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/11
标签:地基论文; 软弱论文; 不良论文; 混凝土论文; 土层论文; 建筑物论文; 发生论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;