□何未杰(茂名市粵能電力股份有限公司)
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簡析水利水電工程基礎處理的相關技術
□何未杰(茂名市粵能電力股份有限公司)
摘要:文章以水利水電工程基礎處理的相關技術為題展開相關論述。首先對其意義、技術特點進行了簡要介紹,著重探討常見的地基處理技術和不同類型地基采用何種地基技術等,重點闡述了在不同的地質與地貌中的技術應用。希望通過文章初步探析可以引起更多的關注與交流,同時希望為該方面的基礎處理技術提供一些有用的信息,以供參考。
關鍵詞:水利水電工程;基礎處理;技術
伴隨我國經濟發展與現代化進程不斷加快。水利水電工程數量也在日益增加,而且對經濟和社會的發展起到了一定的促進作用,但在進行水利水電工程建設的時候一定要對其相關技術進行熟悉及應用,同時也能避免出現安全事故。在水利水電工程建設過程中,對基礎處理技術要進行重視,才能夠更好的保證基礎工程質量,從而保障整個工程的質量。
水利水電工程作為國家基礎建設工程,對國家經濟發展有著巨大的推動力。從我國目前在該項工程方面的投入與進展看,該工程已與整個生態系統、資源工程漸漸融合,不僅牽涉到地質、地理條件、水質、水量,而且對于相關問題的處理技術要求高。從水利水電工程基礎施工技術與處理特點看,其結構復雜,事故危害大,對自重、荷載有高出一般工程的要求,施工環節多,涵蓋面廣,需各方緊密配合,最重要的是在安全、質量、技術應用以及基礎建設方面,對穩定性要求特別高。因此,應注重基礎技術處理和應用。
對于地下水位的降低和地面排水系統的建造,需結合當地工程地質資料、挖方尺寸等條件,可以預防地基土結構被破壞。還需要保證地基與基礎的強度能夠足以承受建(構)筑物上的全部結構荷載。首先,在對建設場地的基礎活動區域的地質狀態開展嚴謹細致的查看之后,就要切實的結合所在區域的地質以及水文的狀況,聯系相關的計算措施,得到有效恰當的開挖次序,在活動區域中開展恰當的分層次分段的建設活動。其次,如果是基礎不是很深的建設區域的話,這個時候不用對它開展放坡處理,可以以測量的基準線直邊為基礎,切出一個槽邊的大體輪廓,然后再展開相應的工程。第三,降低地下水位與地面排水,均應根據當地工程地質資料、挖方尺寸、防止地基土結構遭受破壞等,采取集水坑降水、井點降低地下水位,或采取兩者相結合的措施降低地下水位。
2.1換填墊層法
其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結,防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
2.2強夯法
強夯置換法適用于高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴的工程,在設計前必須通過現場試驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。對飽和粘性土宜結合堆載預壓法和垂直排水法使用。
2.3砂石樁法
適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地質條件,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。對飽和粘土地基上變形控制不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理,使砂石樁與軟粘土構成復合地基,加速軟土的排水固結,提高地基承載力。
2.4水泥土攪拌法
分為漿液深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱干法)。水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等。不宜用于處理泥炭土、塑性指數>25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質含量較高的地基。若需采用時必須通過試驗確定其適用性。當地基的天然含水量<30%(黃土含水量<25%)、>70%或地下水的pH值<4時不宜采用干法。連續搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕,受其攪拌能力的限制,該法在承載力>140 kPa的粘性土和粉土地基中的應用有一定難度。
3.1強透水層
強透水層一般是由剛性壩基礫石、卵石等孔隙率大所引起,一般采用開挖清除方法。原因如下,一是由于透水性強會引起水量損失,二是會引發管涌,增加揚壓力,破壞穩定性。具體處理方法是挖除壩基透水層,然后利用混凝土、粘土等進行回填,使其形成一道截水墻或防滲墻,提高防滲能力,增加地基穩定性。
3.2可液化土層
土層液化,主要來自于水因素的影響,會引發地基的深陷、滑移、失穩等,容易引發危險。處理方法如下:首先,開挖清除原土層;其次,利用與當地土壤相適宜的材料進行回填,進行壓實處理;第三,進行封閉處理,一般采用混凝土圍墻的方式;第四,預應力管樁法與水泥土法并用。注意事項是對液化等級要進行細致處理,提高處理的針對性,具體如下表1所示。

表1 地基液化等級及處理措施表
3.3軟弱夾層
此類型的地基較為見,在該方面的處理技術也較為成熟。具體來講,當超過了地基安全性與穩定性設計標準時,都可被稱為不良地基。對軟弱夾層地基的處理方法有以下幾種。
首先,可采用換土法。就是把不適宜進行工程施工的土層開挖清除,用其它的土進行回填處理,一般可用粗砂、灰土、水泥土等。
其次,可采用排水固結法。顧名思義,主要是將其中的水引流排放,然后利用較堅硬的材料或與之相適合的材料對其加固。
第三,可采用強夯法。通常在北方地區,這種方法較為適用,因為水分含量少,主要問題在于土壤的粘接或孔隙較大,所以,采用錘擊強夯,有助于增強其堅固性,從而達到保持地基穩定的目的。
第四、可采用灌漿法。這種方法常用,而且有用。是處理這種不良地基的主要方法,也是重要方法。其原理來自于化學,主要是把水泥砂漿與粘土漿或其它化學漿材進行混合,然后以灌注的方法,注入地基,從而達到固化地基的目的。
3.4深覆蓋層
由于此類型地基特點突出厚、大。所以應該采取以下幾種方法的綜合處理技術。首先,振動碾壓法。利用大型機械,如壓路基等進行一系列的碾壓,并注意在碾壓過程中對需要進行處理的小塊地區,根據不同的類型進行針對性處理。其次,可以通過預應力管樁法,利用一些摩擦樁、沉重樁等的設置,達到穩定效果。第三,構筑防滲結構。第四,設置截水墻。第五,灌漿法。針對深覆蓋層地基的特點,一種方法的效果不明顯,而且由于范圍過大,所以應該進行聯合方法,根據不同的處理需求,進行對應的方法選擇。
3.5膨脹土地基
從化學的角度分析,物質之間具有親和力。當一些親水礦物出現時,由于吸水后出現膨脹,就導致了膨脹土的出現。隨著時間的推移,會摧毀整個工程。
采用開挖清除回填法。減少積水、減少冰凍層,將凍土進行清除。但是應該注意,這種方法,可能會因為土層的地基隱患較大而達不到應有的效果,所以可以應用其它的方法加以加固,比如樁基法等。
3.6喀斯特
云貴高原地帶喀斯特地形較為常見,屬于巖溶地貌。其特點表現在,強度不均勻、透水性強。所以,可以針對性的采用構筑截水墻的方法,還可以利用置換法加以處理。兩種方法功效相同,都是為了達到提高其整體剛度的目的。其次,若遇到土體的融蝕管道或者洞穴時,應該對其實施具體的回填處理,最好采用混凝土回填的方法,這樣有助于達到封堵嚴實的效果。
近些年來,預應力管樁隨著科學技術的不斷向前發展也得到了一定程度的發展。震動法、射水法以及靜壓法等方法是管樁在進行沉降過程中常用的技術方法。預應力管樁在沉降過程中經常使用的兩種技術方法為:靜壓法;錘擊法。靜壓法主要是通過樁機的作用,對預應力管樁施加一定的力,將預應力管樁壓到地面以下;錘擊法的主要優點是:可以使得水利水電工程基礎的建設速度得到有效的提高;可以在很大程度上提高水利水電工程的基礎建設質量。在使用的過程中,要首先對實際情況進行確定,然后有針對性的選擇最終所使用的方法。
在解析水利水電工程基礎處理的相關技術時,首先應該對其有一個整體的把握,從工程項目的角度理解工程對基礎的要求與原始基礎可能存在的問題。其次,應該對其技術與處理特點加以明確化,如此有助于對水利水電工程有一個概觀,從而真正把握水利水電工程基礎處理的要點。
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(責任編輯:薛靜)
中圖分類號:TV6TU5
文獻標識碼:A
文章編號:1673-8853(2016)04-0052-02
收稿日期:2016-01-10