水利水电工程设计中地基处理技术研究

发表时间:2021/3/26   来源:《科学与技术》2021年1月   作者:庞竣文
[导读] 近年来,我国的水利水电工程建设有了很大进展,在水利水电工程中
        庞竣文
        鲁甸县水务局   云南省昭通市   657100
        摘要:近年来,我国的水利水电工程建设有了很大进展,在水利水电工程中,地基处理是非常重要的一项内容。做好基础处理施工技术的应用,能够从根本上提升水利水电工程施工质量,让水利水电工程真正实现可持续发展,让水利水电工程发挥更大作用。本文结合水利水电工程项目特点,对基础处理施工技术进行了分析。
        关键词:水利水电工程设计;地基处理技术
        引言
        水利水电工程是推动我国社会快速发展的基础设施,对解决一系列工农业发展问题具有十分重要的作用。水电工程建设可以有效节约水资源,保护水资源污染,促进社会经济快速增长。尽管水利水电工程发展迅速,但在实际建设过程中仍然存在着建设项目设计不合理、管理体制不健全、施工验证不到位等各种问题。因此,有必要认识到我国建筑业工程施工技术的不足,提高创新意识,努力开发新技术,寻找有效的解决方案。
        1水利水电工程地基处理的作用与重要性
        地基是建(构)筑物坐落的用于支承基础的土体或岩体,对于水利水电工程而言,其主要有支撑水利水电工程设施与阻水隔水的作用。水利水电工程一般为水电站,其与一般建筑工程相似,均是人类工程建设在地基上的建筑体,但又不同于一般的建筑工程,主要表现在建筑不仅要承受水电站垂向压力,还须具有良好的防渗能力、较强的抗水侧压力能力。因此,良好的地基是水电站成败的关键,而良好地运用地基处理技术对保障建筑地基的受力性能、蓄水能力、工程整体稳定性有至关重要的作用,也直接影响到电站的产能。一般地,地基处理上的资金投入占总投资的10%~40%,这也在一定程度上反映出地基处理的重要性。
        2水利水电工程设计中常见地基类型与处理技术
        2.1明确设计规范
        与国外发达国家的分析比较可以得出,国内水利工程的建设过程仍旧存有较多的问题与不足,如建设标准、设计规范、工程项目规划以及精细化管理等方面。同时,水土保持方案设计的合理性与准确性又是水利工程施工的重要基础,所以,相关施工企业与政府职能部门应加强对水利工程设计阶段的管理工作,从而保证水利工程的建设效率与质量。首先,相关设计人员在进行工程设计时,应严格依据有关的设计标准与要求,结合水土保持理念,提高水土保持方案的可行性。其次,施工企业应提高对设计单位与相关设计人员的资质审查力度,以此来提高方案设计的科学性与专业性。最后,由于水土保持方案的设计需要用到较多的架构、岩土等方面的知识和技能,所以,设计队伍的整体专业水平显得尤为重要,因此,设计单位应注重提高设计人员及队伍的专业水平,完善质量管理制度,从而保证水利工程项目高效率、高质量地开展。
        2.2地基处理技术
        一是针对可液化土层来说,其主要就是沙土和粉土处于饱和状态中,表现出在受到外力的情况下导致其孔隙水压力不断升高,而且降低了土层的抗剪强度。二是针对淤泥质软土来说,其主要就是在净水或缓慢的流水环境中逐渐沉积而成的没有固结的软弱细粒,其不仅具有较高的含水量和较低的抗剪强度,而且在较大的压力下会出现土壤流动以及地基变形的问题,因此对地基上层建筑的安全性造成严重影响。三是永冻层。其主要表现在三年或者以上的时间处于结冰的状态,其比较长出现在我国的新疆地区,虽然表现出具有较大的承载力,但是由于其具有流变性,因此需要做好提前处理来保证其具有长期的承载力。四是岩溶。其主要由可溶性岩石组成,表现出不同的形状而且具有较大的处理难度,通常需要采用置换以及防渗堵漏的方式来进行处理来提高其稳定性。五是可液化土层处理。砂土液化是指地震等震动源对含水层以下的饱和砂土、粉土颗粒施加强烈震动时,砂土颗粒之间发生相对位移并快速变密,但颗粒间孔隙水未能够排除、水压力急剧上升至接近土压力时,土颗粒的抗剪力急剧下降并接近于零,土像液体一样具备可流动性的一直现象,这时的地基会下沉、滑动,上层建筑失稳甚至倒塌。

因此,可液化土层一般指含水层之下的几乎不含黏土的砂土、粉土。对于百年水利工程而言,液化砂土没有抵抗地震的能力,是需要进行地基处理的。可液化土层的地基处理方法主要有换填垫层法,即通过将地基中的饱和砂土开挖置换为具有良好防渗性能、较高强度土层、材料,然后在建筑地基区域建设混凝土防水设施进行封闭处理;也可采用砂石桩法,通过增加地基中砂石含量达到挤密砂石的作用,降低砂土颗粒之间位移能力。六是强透水层处理强透水层是指地基土为砾石、卵石等强透水地层,地基开挖过程易出现大量的水流失,严重时会出现管涌,导致地基形成固定水流通道,严重威胁建筑物的稳定性。对强透水层的处理方式一般为进行防渗处理,具体的是,施工止水帷幕隔断水下渗途径,在大坝前铺设混凝土或者是黏土,延长渗水路径,对坝前混凝土帷幕灌浆,降低坝前混凝土渗透性,清除透水层中砾石、卵石并进行高压喷射修筑防渗墙。
        3水利水电工程施工中地基处理注意事项
        3.1加大技术创新力度,优化管理模式
        (1)引进先进技术,加大研发投入,设立大型科技创新奖,为员工创造良好的环境。(2)按照水利水电建设项目标准,合理安排资金,提高技术和材料研究的比重,使科技研究和技术研发得到充足的资金支持。(3)构建科学的管理体系,调整和优化企业管理模式,创造更有利的管理方式。
        3.2强透水层处理
        强透水层是指地基土为砾石、卵石等强透水地层,地基开挖过程易出现大量的水流失,严重时会出现管涌,导致地基形成固定水流通道,严重威胁建筑物的稳定性。对强透水层的处理方式一般为进行防渗处理,具体的是,施工止水帷幕隔断水下渗途径,在大坝前铺设混凝土或者是黏土,延长渗水路径,对坝前混凝土帷幕灌浆,降低坝前混凝土渗透性,清除透水层中砾石、卵石并进行高压喷射修筑防渗墙。
        3.3岩石地基的加固处理
        岩基加固是提高工程稳定性、有效防止水电工程面临不确定性风险的重要施工技术。岩基加固技术可以减少水电工程中的隐患,一般而言,岩石地基加固主要由断层断裂带和深河道组成。地基沉降不均匀,采用基础滑移加固。因此,可采用混凝土梁进行处理。
        3.4优化防护设计
        目前,国内水利工程项目较为常用的边坡防护作业的方式为喷混凝土护坡与浆砌石护坡2种,工程实践中,应尽可能地避免使用硬护坡的防护设计。蜂巢式网格植草护坡与喷混植生护坡的防护设计,不仅可以有效地控制水土流失的问题,还能提高整体水利工程的美观性。因此,这2种防护方式已广泛应用于各大水利工程项目中。此外,由于不同类型水利工程的特点存有一定的差异性,所以在进行防护设计时,设计人员应充分考虑到施工现场的地质条件与地理环境,遵循因地制宜的设计准则来完成方案的设计,既要保护当地的生态环境,又要实现水土保持的建设目标。
        结语
        综上所述,水利水电工程是我国社会经济建设的重点,建设水利水电工程必需提前做好水利水电基础施工准备,对基础处理的施工技术一定是高要求高标准,为水利水电建设工程的质量安全作保障。设计单位与设计人员应注重自身专业水平的提高,引进并学习国内外先进的设计理念与技术,完善现有的设计方法与内容,加强水土保持理念的融入,从而提升水利工程项目的设计质量,为后续的施工打下坚实的基础。
        参考文献
        [1]张更民.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].房地产导刊,2017(5).
        [2]高健,冯佳佳.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].水能经济,2017:315.
        [3]潘永安,王巧利,何文虹.浅析水土保持新理念新领域[J].中国水土保持,2020(2):18-20.
        
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