摘要:地基是对建筑基础具有支撑作用的土地或岩体,水利水电工程地基建设质量对于建筑结构、工程造价及安全性具有直接影响,需要施工人员严格掌握操作技术要求。
关键词:水利水电工程;设计;地基处理
引言
现阶段,我国正处于高速发展时期,经济的快速发展,水利水电工程建设相关技术、工艺等随着新科技、新技术的不断出现,不断更新和完善。其中,作为水利工程重要部分,地基处理技术也在不断更新,提高建设施工效率与质量。
1水利水电工程设计中的地基常见类型
1.1淤泥质软土
主要分为淤泥和淤泥质土两种,是比较特殊且分布较广范围的岩石。沉积在静水或水流缓慢的环境中,经理化及生物作用,形成没有固结的软弱细粒。属于较高含水量及较低抗剪强度的土层,若遇到压力较大将造成土壤发生流动,进而引起地基变形,稳定性不高,甚至对地基上的建筑物安全产生影响。
1.2可液化土层
当饱和状态下的沙土与粉土受到外力干扰,孔隙水压力将会上升,土层抗剪强度下降,甚至消失,即为可液化土层。若水利水电工程建在该种土层上,极易为工程建筑埋下质量隐患,工程质量难以保障,严重时,工程坍塌带来严重问题。对此,必须采用地基处理技术,将可液化土层改造为适合工程建设的土层。
1.3岩溶
主要是指可溶性岩石,该类型地质处理难度较大,尽管在水利水电工程中不常见,一般可采取置换、防渗堵漏等地基处理技术,使地基稳定性得到保证。
1.4多年冻土
多年冻土土层多分布于我国北部地区,如:新疆、黑龙江、吉林等地,因长期处于低温地区,形成多年冻土。多年冻土承载力较大,符合水利水电设计对地基的需求,但是,多年冻土具有流变性。若在冻土上建设水利水电工程,在使用过程中,气温变化,水流冲击,极易导致冻土解冻,严重时,整个冻土地基崩溃,故在建设工程时,应首先确定其是否具有足够承载力。
2水利水电工程设计中地基处理技术
2.1透水层的防渗处理
一般来讲刚性地基和卵石都处于强渗透层中,一般情况下可以通过开挖的操作对其进行处理,但是在实际应用中由于土坝的石块具有很强的渗透性,这些强的渗透性不仅对建筑的稳定性有很大的影响,严重时也会导致损害周围管道的质量。强渗透层的防渗处理措施为:先挖底砂、砾石、卵石,清除强渗透层;然后用高压喷射注浆法施工水泥防渗墙,在这个过程中加强地基基础处理,做好过滤层的设置工作。
2.2高压旋喷注浆处理法
在水利工程施工过程中,旋喷注浆处理法的运用主要是在化学注浆的基础上,采用高压水射流切割技术进行施工,随后利用钻机在地基中进行钻孔,将具备喷嘴的注浆管固定在地基的土层位置后,使用高压设备的喷嘴进行高压流射,在快速旋转的过程中,通过定喷、旋喷等操作方式进行水利工程的地基施工。
2.3排水固结法处理技术
排水固结地基处理技术是指利用排水设施将软土地基中多余的水分排出去,孔隙比减小,地基发生固结变形,地基土的强度逐渐增长,从而提高地基的固结能力。目前地基排水固结的方式有两种,一种是砂井排水或水管排水,一种是堆载预压排水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆砂井或水管排水是先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体,然后根据建筑物本身重量进行加载;堆载预压排水是在建筑物建造前在场地上先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。排水固结法适用于处理饱和和软弱土层,但对渗透性极低的泥炭土要慎重对待。还有一些处理技术,如预压砂井法,化学固结法、电渗排水法等,因其应用存在一定局限性,在此不作赘述。
2.4加筋加固法
由于地基会受到上面建筑物的压力作用,一般在水利工程的施工过程当中,都会加入一些土工合成的材料到软土地基当中,进而增强地基的最大承载能力。把这些土木合成的材料加入到地基的砂垫层当中去,就能够在一定程度上加大地基的抗压能力,增强路堤的稳定性。除此以外,土工合成材料的硬度和密度是比较大的,有助于上层承载能力的调节,进而保证沉降稳定。就能够分担地基所承受的一些压力,减小地基的受重,也在一定程度上减小路堤中间部分的沉降。利用这种加筋加固法,把土工合成材料加入到软土地基当中去,能够有效地减小地基的总沉降,进一步提高沉降速度,进而增强地基承受上面建筑物所带来的压力。
2.5液化土层的处理
液化土层是黏性较低的土层或无黏性作用力的土层,它的特点是随着土壤孔隙内的水压增加,剪切强度也会立即消失,液化土会引起地基下沉、滑移失稳的问题,威胁上部结构的安全稳定。液化土层的处理措施是:利用高强度、高抗渗性能的材料,对液化土层进行进一步的开挖,其主要的开挖方法包括了振动法和夯实法;在另一方面也可以用混凝土来对周围的土层进行封闭,防止土层可能因内部原因发生流动现象,造成土质的流失。
2.6振动压实与夯实法
填土的压实方法有碾压法(又称分层压实法)、夯实法和振动压实法等几种。1)碾压法需要借助滚轮的帮助,使机械滚轮的压力将土壤压实压紧,使土地的密实度符合相关标准的要求。需要注意的是,该方法比较适用于大面积的填土工程。2)夯实法则需要夯锤的帮助,在施工过程中夯锤自由下落会产生一定的冲击力,土壤会被冲击力进一步压实,土粒排列会更加紧密。该方法主要用于小面积填土,可以夯实黏性土或非黏性土。3)振动压实法是将振动压实机放在土层表面,在压实机振动作用下,土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。该方法主要用于压实非黏性土。振动法和夯实法主要的操作方法就是利用振动和挤压对不良地基内部的间隙进行不断的缩小,从而使地基的强度进一步提高。在实际的应用中,这种方法一般用来处理一些沙土、淤泥更为合适。
2.7弱夹层地基地质处理
1)弱倾角和弱区的处理。弱围岩的开挖和拆除将填筑混凝土再填,当上面的岩体比较坚硬且完整性很高时,一旦开挖会导致工程量的大大增加。面对这样的现象,回填混凝土或软钢筋混凝土可以通过竖井或坑道进行清除处理,并进行固结灌浆和回填工作,用射流去除软材料,填充砂浆或混凝土;或使用灌浆进行预应力锚固,相应的钢筋混凝土的剪切作用应当设置在一些土质薄弱的地方。2)高陡软弱带的治理。通常来讲,应当对此地区的土地进行开挖并将其制成混凝土塞,软弱带的开挖深度是其宽度的1~1.5倍,开挖两侧的坡度比为1∶1~1∶0.5,如果软弱带宽大,土体松动时,上部荷载就能够进一步的通过混凝土把压力向两侧的岩体传递。在处理一些地基基础比较薄弱的地区时,为了防止坝体的渗流现象,可以采用去除软弱土地区域的方法,然后用一些混凝土重复填埋,防止土基疏松的地方发生渗漏现象。
结语
地基在水电工程中是施工的核心,若在施工步骤中产生一些偏差,就难以保证施工质量,在经费、人力及时间方面都产生浪费,甚至对施工人员生命安全构成严重威胁。应对有关人员加强专业技术培训,提高业务水平,保证水利水电工程质量及安全。
参考文献
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论文作者:杨冬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/14
标签:地基论文; 土层论文; 冻土论文; 混凝土论文; 压实论文; 黏性论文; 夯实论文; 《基层建设》2019年第4期论文;