水利水电工程建筑中不良地基的处理技术

水利水电工程建筑中不良地基的处理技术

中国水利水电第十三工程局有限公司山东省德州市253000`

摘要:水利水电工程施工中,地基处理是工程的首要任务,地基工程做不好,之后的工程施工做得再好也没有意义。施工中,对不良地基的处理是一个令人头疼的问题,同时也是至关重要的问题。随着科技和相关理论的发展,对于不良地基处理的方法也越来越多,这对不良地基处理,保证地基质量是非常有利的。本文对水利水电工程建筑中不良地基的影响与处理技术进行了探讨。

关键词:水利水电工程;不良地基;影响;处理技术

水利工程地基的稳定性和牢固性,直接关系到整个工程的质量和安全。由于目前水利工程出现在不良地基地域内的情况越来越多,对水利工程地基技术的掌握就成为施工企业长期发展,水利工程长久稳定的重要基础。

一、水利水电工程建筑中不良地基的影响分析

1、地质缺陷导致抗滑稳定安全系数无法满足设计规定值

因不良地质其地质缺陷较大,导致其抗滑稳定安全系数较低,无法满足水利水电工程对地基抗滑稳定安全系数的设计要求。地基断层带、软弱夹层、破碎带、溶蚀带抗压强度不足,岩石与混凝土、岩石与岩石之间的抗压强度较低,其结构稳定性较差,引起地基抗滑稳定安全系数较低。这种不良地基容易引起整体剪切或局部剪切破坏。

2、不良地基容许值小于水力坡降或地基渗漏量超标

不良地基包括软弱夹层、可液化层、淤泥质软土、强透水层、构造破碎带、卵砾石层等,其地基孔隙率较大,容易引起水库软弱水层管涌、地基渗漏量超标、扬压力超限等问题,导致地基损害,严重影响水利水电建筑安全性。

3、沉降量大

因不良地基多含有大量细砂层,在机械振动等外部荷载与水分影响下,不良地基容易出现液化现象,造成地基承载力较低,地基出现不均匀沉降,地基失稳并对水利水电工程建筑稳定性造成影响,严重会引起建筑稳定性丧失,带来严重的人员伤亡及经济损失。

二、水利水电工程建筑中不良地基的处理技术

1、强透水层地基处理技术

在水利水电工程中,刚性坝基砾石、砂石、卵石均属于强透水层,其孔隙率较大,透水性突出,在处理强透水层时多采取开挖清除的措施。如水利工程土坝坝基为砾石、砂石、卵石层,其透水性较强,则会引起水量损失,且容易出现管涌问题,致使扬压力增加,影响建筑稳定性。针对这种问题可以采取防渗处理措施,具体而言,将坝基透水层全部挖除,并选择粘土或混凝土作为填料进行填筑,构建截水墙。在处理过程中,可以应用冲击钻机进行钻孔,回填混凝土材料形成防渗墙,或应用高压喷射灌浆法,设置防渗墙,提高坝基防渗能力,提高地基稳定性。

2、可液化土层地基处理技术

可液化土层,指的是在静力影响下或振动荷载影响下,孔隙水压力上升,无粘性土层或粘性低的土层其抗剪强度瞬间消失,土层液化引起地基沉陷、地基滑移,导致地基失稳,对地基上层建筑安全性影响较大。可液化土层地基处理技术主要为:开挖并清除可液化土层,选择防渗性能突出,强度较高的材料作为填料进行回填;对可液化土层进行分层振动压实;应用混凝土围墙对可液化土层进行封闭处理,限制液化土层流动性;对可液化土层设置砂桩或设置灰土桩,提高地基稳定性,防止其地基沉陷及滑移失稳。地基液化等级表如表1所示。

3、淤泥质软土地基处理技术

淤泥质软土地基主要为淤泥质土、腐泥、天然含水量高、抗剪强度低、承载力低、压缩性较大的土地基,多表现为流塑状态及软塑状态。淤泥质软土地基塑性较强,很容易产生压缩变形问题、膨胀问题,对地基上部建筑物稳定性构成较大影响。在水利水电工程施工中,其淤泥质软土排水较为困难,排除固结稳定性较差,一般其地基处理技术主要为:开挖清除淤泥质软土;设置砂垫层进行排水作业;设置矿井进行排水;采取抛石挤淤;设置桩基基础,或扩大建筑物地基基础;在施工过程中预留部分沉降量;应用板桩墙进行淤泥质软土封闭;采取镇压层法提高淤泥质软土地基稳定性。

4、软土地基的处理

在对软土地基进行处理时,通常的方式是排水固结法,使土层中的淤泥软土层稳固,增加承载能力,主要的措施如下。首先,可以对软土地基进行换土,在软土地基的厚度不大的情况下,可以换填渗透性强、含水量比较低的材料,能够提高基础的稳定性。其次,可以对软土地基进行强夯,对空隙比较大的软土地基可以进行夯实,这样能够将土层中的水分进行排出,促进软土层凝固。再次,可以利用旋喷机的喷嘴,将其放在软土层结构中,对软土层进行旋喷,这样能够使水泥和土体在高压的状态下紧密的结合在一起,增加软土层的密度,提高地基的强度,防止地基出现渗水的问题。最后,可以对软土地基应用特殊的材料进行加固或者是进行灌浆,这样能够更好的提高软土地基的负载能力,同时,将建筑材料注入到地基中,对地基的强度提高非常有利。

5、深覆盖层处理

深覆盖层主要指地基中厚度大的砾石层、碎石层、泥石堆积层等,深覆盖层往往土质松散、空隙大、渗透性强,受到较大外力时容易变形,渗漏严重,若深覆盖层中含有软弱夹层,将会导致地基更加不稳定,对工程产生严重的负面影响;深覆盖层往往厚度大,不便于全面挖除。

往往采用以下办法:在深覆盖层中打入摩擦桩基;在深覆盖层外铺设防渗的土工膜或修建防渗墙;建筑防渗帷幕;采用灌浆法使碎石形成整体,防止渗透;夯实覆盖层,提高土层的承载力和稳定性。

6、膨胀土地基处理技术

膨胀土多是由亲水矿物所构成,在吸水后,膨胀土会出现膨胀,在失水后膨胀土会收缩。这种地基基础很容易引起水利水电工程建筑变形,引起建筑裂缝,不利于工程运行质量及效益。针对膨胀土,多采取挖除回填法进行处理,从而降低积水、冰冻对地基稳定性所产生的影响,确保土层含水量稳定性,如回填处理效果不佳,则应采取桩基施工,其桩基混凝土应穿越膨胀土层。

7、喀斯特地基处理技术

喀斯特地形属于我国南方较为常见的一种岩溶地貌,在水利水电工程施工中需要处理喀斯特地基。针对喀斯特地貌强度不均匀,透水性较强的地基时,可以采取设置截水墙或应用置换法进行处理,以提高喀斯特地基整体刚度;如在喀斯特地基中存在着洞穴或溶蚀管道,则容易在地基处理时出现不均匀沉降问题,可以通过回填混凝土,将溶洞封堵的措施进行处理。

8、坝基涌泉处理

坝基岩存在裂缝或土层松散,在外力较大的情况下,可能出现大量的水渗出,甚至冲入基坑,形成坝基涌泉。坝基涌泉危害性极大,不仅会造成施工困难,还有可能破坏流土,影响坝身的稳定。针对基岩涌泉多采用填筑方法,先设置防渗体,然后采用碎石对基岩进行填筑,碎石需要按照从细到粗的顺序,保证接近渗水处填充碎石的密度;如果涌泉水量过大,需要先进行引流,当达到填筑要求时再进行填筑。在涌泉出口安装单向逆止阀门也是解决坝基涌泉的一项有效措施,能有效防止基底泉水大量渗透。

综上所述,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:

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