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        行業資訊

        水利水電工程不良地基處理施工技術應用

        發布時間:2021-06-21 瀏覽量: 作者: 來源:公務員期刊網

        水利水電工程不良地基處理施工技術應用

        摘要:水利水電工程的建設規模隨社會經濟的良好發展而擴大,成為基礎設施建設領域的“重頭戲”。水利水電工程的建設具有規?;拖到y化的特點,地基施工為基礎環節,對建筑物的使用狀況具有顯著的影響,地基條件不良時將阻礙水利水電工程建設工作的順利開展。本文根據不良地基的基本特點,圍繞此環境下的施工處理技術展開探討,以便推動水利水電工程建設事業的發展。

        關鍵詞:水利水電;不良地基;防滲處理

        1水利水電工程中不良地基的概述

        水利水電工程建設期間容易遇到不良地基而導致地基失穩等問題,此條件下將嚴重威脅到水利水電工程的安全性,其經濟效益也將明顯下滑。不良地基的地質條件欠佳,具有遇水失穩、局部沉陷等方面的特性,若缺乏有效的處理措施,則必然會阻礙水利水電工程的建設進程[1]。由此說明,施工單位應將不良地基的處理工作落實到位,保證水利工程的整體進度和質量。

        2不良地基對水利水電工程的不良影響

        1)受溶蝕帶、破碎帶、節理裂隙帶等不良地質的影響,導致地基的抗滑安全系數偏低,相比于上部建筑物的抗滑穩定性需求而言存在較大的差距,產生的剪切作用范圍廣、影響程度深,不利于地基上方建筑物的穩定使用。2)容許值偏低,通常低于水力坡降和地基滲漏量。此現象的成因錯綜復雜,例如地基存在強透水帶且孔隙率偏低、存在強裂隙透水層等,在此條件下,易伴有揚壓力超限、水庫滲漏等問題,隨時間的延長,水庫地基及建設于該處的建筑物均容易出現損壞。3)地基的穩定性不足,存在局部沉降現象,以至于水利水電工程建筑物的部分結構發生下沉、變形等質量問題。4)地基的地質組成較為特殊,例如存在無黏性粉細砂層時,受機械振動等外力的作用,粉細砂層易發生液化,導致地基的穩定性明顯下降,建筑物缺乏穩定性。

        3基于不良地基基本特性的處理施工技術

        3.1強透水層防滲處理技術

        若地基存在強透水層,在該處組織水利水電工程建設工作時難度將明顯增加,施工期間管涌發生概率較高,易破壞水利水電工程的穩定性。卵石層、礫石層等均是較為常見的強透水層,在處理過程中首先需要將強透水層清理干凈,配制混凝土并將其回填于該處,從而構成具有阻隔作用的截水墻;隨后利用沖擊鉆鉆孔,通過向其中回填混凝土的方式(高壓噴射)構成防滲墻。在截水墻和防滲墻的聯合作用下,有效消除強透水層所帶來的不良影響,可取得較好的地基防滲處理效果。防滲處理技術的示意圖如圖1所示。

        3.2可液化土層處理技術

        可液化土層易受到震動荷載和靜力的影響,具體表現為空隙的水壓壓力大幅度提高,部分黏性不足的土層不具備足夠的抗剪強度,可見地基發生塌陷和移動現象,地基的穩定性明顯不足,建設于該處的水利水電工程建筑物難以維持穩定的狀態[2]。在處理可液化土層時,通??刹扇∪缦滤悸罚航涍^勘察后確定可液化土層的覆蓋范圍和深度,將其清理干凈;取防水性能良好的材料,將其分層填于該處,經過振動壓實處理后提高填料的密實性;設置混凝土圍墻,目的在于全面封閉可液化土層,避免其向外圍擴散;必要時可設置砂樁,以達到提高地基穩定性、避免地基移動的效果。根據程度的不同,地基液化可分為多種等級,如表1所示。

        3.3壩基涌泉處理技術

        地基存在松散土層或裂隙時,極容易發生壩基涌泉現象,此條件下不利于混凝土澆筑作業的順利開展,需要采取處理措施。在壩基涌泉處理工作中,應最大限度提高排水能力,期間兼并做好封堵工作,通過多種途徑消除壩基涌泉現象。一方面,可利用混凝土封堵,遇涌水量較大的情況時需設置集水坑,將涌水引排至該處后再利用礫石回填,并埋設灌漿管和澆筑混凝土,以形成封閉結構,達到對土壩基礎蓋頂的效果;另一方面,確定涌泉出口位置,于該處加裝活動逆止閥門,通過此舉調節涌泉涌向,減小對建設現場的不良影響[3]。

        3.4軟弱夾層基礎的處理

        軟弱夾層通常由淤泥、淤泥質土等各類具有高壓縮特性的土層所構成的整體,此類地基的承載力普遍≤50kN/m2,無法直接作為地基而使用,因此,需明確軟弱夾層的特性,再采取相適應的處理措施,切實提高軟弱夾層的穩定性。

        3.4.1軟弱夾層的基本特性1)孔隙比和含水量均偏高。通常,天然含水率普遍達到50%~70%,而天然孔隙比可達到1~2,受水體作用以及土層密實度不足的影響,地基的穩定性明顯偏低。2)透水性弱。根據前述分析可知,軟弱夾層的含水量較高,而多數情況下滲透系數≤1mm/d,因此其透水能力明顯不足,受施工期間強荷載的作用,孔隙水壓力異常提高,地基的固結性能明顯不足。3)抗剪強度低。軟弱夾層普遍呈軟塑-流塑狀,若存在外部荷載作用,將進一步惡化地基的狀態,使其抗剪性能大幅下降。若土層內形成排水通道,在壓力作用下土體將逐步固結;而在排水效率偏低時,荷載將帶來負面作用,水體大量聚集在地基內,導致地基的強度大幅下降。

        3.4.2軟弱夾層的處理施工技術1)換土法。此法在淤土層厚度不足時具有可行性,確定不達標的淤泥土層并將該處清理干凈,換填灰土、粗砂等綜合性能良好的材料。2)強夯法。以夯錘為主要施工裝置,吊至特定高度處(通常為6~30m,具體視地基情況、夯錘質量以及作用面積等因素而定),使夯錘發生自由下落運動,通過自重的作用夯實土層。根據施工經驗,強夯法在河流沖積層、粉土、雜填土等多類地質中均具有可行性。3)旋噴法。此法在地基防滲工作中取得較廣泛的應用,以旋噴機為主要施工裝置,向待處理區域噴射合適濃度的漿液,在高壓條件下水泥漿液能夠與土體混合,隨著水泥漿液的固化,可連同土體共同組成完整且穩定的結構,從而避免地基滲漏現象。4)振動水沖法。以振沖器為主要施工裝置,可以提供振動力和沖擊荷載,首先在地基中成孔,再向其中填入砂、碎石,經過分層填筑及夯實處理后能夠有效加固地基。5)土工合成材料加筋加固法。此法的主要作用在于減小地基變形量、提高地基的穩定性。土工合成材料的抗拉能力強,將其埋入土層后,土顆粒與拉筋間存在較強的摩擦力,使得土和加筋材料共同組合成完整的結構體系,地基的強度自然得以提高。此外,在應用土工合成材料加筋加固法后,還可以縮小破壞的擴張范圍,保證地基具有更高的承載力。6)灌漿法。此法的施工材料包含水泥砂漿、黏土漿或化學漿材(常見有木質素類、硅酸鹽類)等,經過灌注施工后,漿液能夠進入地基與建筑所形成的縫隙內,加固淤泥軟土地基,提高地基和建筑物的穩定性。7)硅化加固法。此法以電滲原理為指導,配套帶孔眼的注漿管,將硅酸鈉溶液和氯化鈣溶液混合注入軟弱地基中,隨后注入的材料將發生化學反應,生成豐富的膠凝物質,原本相對分散的土體可聯結為完整的整體,地基的強度將隨之提高。硅化加固法的作用范圍較廣,地基處理效果良好。但也需注意到,硅化加固法應用期間存在消耗高(耗電量、成本)的局限性,因此在項目成本吃緊時不宜作為首選方法。

        4結束語

        水利水電工程建設期間遇不良地基時,在地基失穩、沉陷等方面的影響下,易導致建設于地基上方的建筑物缺乏穩定性,難以滿足安全、可靠的基礎建設目標。對此,本文以不良地基的具體情況為立足點,探討多種處理方法,希望所提內容可為類似工程提供參考,以提高不良地基處理施工技術的應用水平,推動水利水電事業的發展。

        參考文獻:

        [1]楊兵.水利水電基礎工程施工中不良地基的處理技術[J].綠色環保建材,2020,7(10):165-166.

        [2]許瑞由.地基處理技術在水利水電工程施工中的應用[J].四川水泥,2019,41(8):268.

        [3]熊霞林.淺析地基處理技術在水利水電工程施工中的應用[J].建材與裝飾,2015,11(46):226-227.

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