水利水电工程设计中地基处理技术简述 梁淳

发表时间:2021/3/29   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:梁淳
[导读] 摘要:本文首先介绍了水利水电工程地基处理的基本内容,分析了水利水电工程设计中地基处理技术,并从严格落实地基处理质量控制管理制度等多个角度与方面,探讨了水利水电工程地基处理的质量控制措施,阐述了个人的几点认知。
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        摘要:本文首先介绍了水利水电工程地基处理的基本内容,分析了水利水电工程设计中地基处理技术,并从严格落实地基处理质量控制管理制度等多个角度与方面,探讨了水利水电工程地基处理的质量控制措施,阐述了个人的几点认知。
        关键词:水利水电工程;地基处理;设计方法;技术控制
        引言
        随着经济社会的持续快速发展,水利水电工程事业进入新的历史发展时期,使相应的地基处理技术面临着严峻调整与考验,必须强化地基处理技术的实施效应。
        1、水利水电工程地基处理概述
        1.1水利水电工程地基处理的内容
        地基基础是现代水利水电工程的重要支撑与载体,在水利水电工程系统构造中处于关键地位,只有全面加强水利水电工程的地基处理成效,未能从根本上确保工程安全与稳定。对于水利水电地基处理的内容而言,应主要包括如下几个方面:一是对工程地基的基础状态做出评判与分析,充分估计其强度与稳定性,并对渗漏问题、液化问题及变形问题作出强化处理;二是根据水利水电工程所处地质环境的不同,科学选择最为适宜的地基基础类型,综合运用不同地基类型的现实优势,提高地基处理总体成效;三是形成相应的地基处理方案,科学设定地基基础环境的孔隙比、含水量、抗剪强度等技术指标[1]。
        1.2水利水电工程的地基类型
        在当前基础理论研究的支持下,可供水利水电工程基础处理选择的地基类型多种多样,这需要结合水利水电工程所处地域环境及水文地质条件综合选择。以高原地区为例,可选择的地基类型包括可液化土层、淤泥质土层和多年冻土等类型。不同的地基类型在水利水电工程地基处理参照标准、方法过程及预期效果等方面存在显著差异,应根据土层抗剪强度等参数予以综合择定,以充分确保地基稳定性。
        1.3水利水电工程地基选择的注意事项
        水利水电工程地基选择首先应严格遵循相关技术标准与行业规范,结合前期工程地质勘测的相关数据信息,使最终选择的地基类型具有较高的可靠性。对于地质环境相对复杂恶劣的环境,由于土石防滑结构相对松散,因此应充分考虑其土质土层容易出现的坍塌、沉积与变形问题,确保具有较为理想的透气性;对于土质松散的地基环境,则应在地基选择中注重专门加固。
        2、水利水电工程设计中地基处理技术分析
        2.1水泥粉煤灰碎石桩
        在现代水利水电工程地基处理中,水泥粉煤灰碎石桩是最为常用的基础处理方法之一,对于强化土层密度及承载力具有直接影响,可显著提升水利水电工程基础处理成效。在水泥粉煤灰碎石桩应用中,应首先配置相应的构成材料,比如碎石、粉煤灰及水泥等,这些不同的构成材料在基础处理中分别扮演着各自不同的角色,在提升与稳固基础牢固系数方面具有关键作用。在上述基本构成原材料的支撑作用下,可将褥垫层与水泥粉煤灰碎石桩组成复合地基,在基础内部形成稳定有效的承载力传输路径。同时,水泥粉煤灰碎石桩还可出现水化、水解反应,有效控制地基环境中的渗水性,提高工程基础抗剪能力。该中桩基处理方式相对简便易行,经济成本较低,经济性较突出。
        2.2换填垫层与强夯技术
        换填垫层技术是将水利水电工程特定地基区域范围内分布的软土予以挖除,然后回填性能稳定、结构紧密的土层,在新换填的土层上进行加固处理,保证工程质量。此过程需严格选择用换填土料,避免选择具有腐蚀性等不良特征的土质。换填垫层技术施工工艺相对复杂,需要结合水利水电工程基础处理需求综合择定。在换填垫层技术中,通常需要与强夯技术进行配合使用。强夯技术主要通过重力作用,使具有特定重量的重锤从高空自由落下,排出软土层中的水分,提高土层的密实度和强度,从而增强土层透水性能,提高水利水电工程地基的承载能力,操作过程简易,技术难度较低。强夯技术常用于粗颗粒土、非饱和黏性土等软土地基的处理。
        2.3预压技术
        预压技术是相对新型的地基处理方法之一,其内涵包括了降水技术、堆载预压技术及真空预压技术等多种技术方法。在预压技术实施过程中,需要通过特定技术方法,对水利水电工程地基周边环境中的地下水进行压低处理,一定程度上提高地基稳定性与承载力。为了有效控制预压技术的实施效果,必须提前对所实施的预压力进行精确计算,防止因预压力过大或过小而导致的预压效果不佳问题。同时,在预压技术应用中,可通过采取现代软件技术,对预压的动态化效果进行实时监测,根据监测结果对预压力的实施力度与角度进行调整优化。在预压技术中,往往需要采用将塑料薄膜铺设到预处理地基上,防止地基接触外界的空气,以此增强地基的承载力。
        2.4强透水层防渗处理技术
        水利水电工程的实施环境复杂多变,地基处理的技术性与专业性要求较高,而往往会面临强透水层环境,如何对强透水层环境进行防渗处理,一直以来都是水利水电工程地基处理工作的难点问题所在。在此过程中,可采用防渗处理技术,在对透水层完成定向清理之后,再用粘土、混凝土等材料构筑防渗墙,切断水源的渗透路径,构建稳定可靠的防渗屏障,有效解决强透水层常常出现的渗透问题。同时,可借助于塑料排水带等排水体,为强透水层施加外来荷载,将强透水层中的孔隙水排除,从而促进地基固结,提高地基承载力。强透水层防渗处理技术从诞生至今,经历了复杂而曲折的发展历程,实现了由单一化应用向多元化应用方向的转变,在实践领域中的应用效果不断优化,技术体系趋于成熟。
        3、水利水电工程地基处理的质量控制措施探讨
        3.1地基基础埋深计算
        在地基基础埋深计算时,应根据水利水电工程结构样式等基本客观条件,采取具有较强适用性的埋深计算方法,确定工程基础所可荷载受力的大小。现代科学技术的快速发展,使传统模式下难以完成的埋深计算任务更加可行,应积极引进现代计算机技术,运用软件系统对地基基础埋深数据进行数字化建模,将复杂抽象的受力状态进行模拟,通过圆弧分析法等,对埋深计算中的各项技术参数进行精准调整,使埋深计算结果更具实际参考价值(如图1所示)。
 
        图1  圆弧分析法示意图
        3.2提高地基基础勘察的准确性
        在现代地基处理技术要求下,必须注重前期勘探工作的重要性,采用现代化勘探技术手段获取最具参考价值与参考意义的勘探数据信息,精准把握水利水电工程地质类型及水文条件,为制定有针对性的地基处理技术方案提供可行性参考。尤其是对于地质环境条件相对复杂特殊的情况,更要充分确保勘察数据的可靠性,明确地基基础类型的选择以及相应构造样式。在地基基础勘察中,应对相关勘察数据进行综合分析,对可信性性相对较低的勘察数据作出去伪处理。
        3.3严格落实地基处理技术控制体系
        水利水电工程地基处理中,需要建立健全地基处理技术控制体系,将地基处理的控制目标进行细化分解,落实到不同的施工阶段,并注重技术控制体系的约束性与可行性,切实提高执行落实效果。对地基处理技术实施过程进行动态化监测,灵活调节地基处理的相关技术指标。现代水利水电工程对地基处理设备的应用要求越来越高,以水泥粉煤灰碎石桩技术为例,分别对起重机械、重锤以及旋喷机等设备性能要求较高,在设计中必须满足工程技术标准与规范要求。
        4、结语
        总之,在当前设计理念下,水利水电工程设计中的地基处理技术依旧存在突出短板问题,对此设计人员应紧跟时代发展趋势,遵循水利水电工程基础处理的基本原理与规律,创新地基处理模式,优化地基处理成效,提升地基处理质量。
        参考文献:
        [1]倪建英,李伟常,丁任涛,等.新时期水利水电工程设计中有关不良地基处理技术探讨[J].建筑工程技术与设计(下旬刊),2020(12):223-226.
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