堤坝地基及坝体处理方法和加固措施 吴炳华

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:吴炳华
[导读] 摘要:堤坝是防水、拦水的建筑物和构造物的总称,现代水坝主要包括两大类,分别是土石坝与混凝土坝。
        肇庆高要区金龙低库工程管理处  526100
        摘要:堤坝是防水、拦水的建筑物和构造物的总称,现代水坝主要包括两大类,分别是土石坝与混凝土坝。堤坝具有防洪和泄洪的功能,城市人居环境不断提高的今天,堤坝与居民生命财产与生产生活的联系也更加紧密,做好堤坝地基加工与坝体处理,才能够更好发挥应用的功能,使其更好的为城市与人民服务。
        关键词:堤坝地基;坝体处理;加固措施
        引言
        堤坝工程量大、施工环境复杂,在施工建设时,施工技术人员以及相关工作者要深入施工现场,全面了解地基情况,根据堤坝施工建设情况,合理选择施工技术,做好坝体处理与加固,才能够有效预防堤坝形变的问题。各种堤坝病害所带来的最终结果就是水体渗透,一旦出现了这样的问题,不仅会带来巨大的经济损失,而且还会影响周围居民的生命财产安全。为了预防此类问题的出现,势必要做好堤坝地基坝体处理与加固,从整体上保障堤坝工程整体质量。
        1常见堤坝险情种类
        堤坝防险加固是工程施工建设的重要内容,为了能够有效防止堤坝出现渗水问题,在工程施工建设过程中,施工技术人员必须要时刻注意堤坝的情况,根据实际情况选择正确的处理与加固手段,预防堤坝渗水和垮塌问题。
        1.1堤坝工程中的渗透破坏问题
        堤坝下方主要是岩石结构,在长期的水流冲刷中,岩石内部颗粒成本会因此受到改变,进而出现结构受损、结构缺失等问题。水流不断冲刷,堤坝的抗剪强度也会不断降低,进而出现局部裂缝、岩体下滑等问题[1]。另外,渗透还会导致堤坝形变严重,从而影响堤坝稳定性。堤坝渗透是水流通过坝体缝隙进入到堤坝内补,从而导致内补结构受到破坏,降低堤坝稳定性,这是现阶段堤坝的常见险情之一。
        1.2堤坝工程中的渗透变形问题
        渗透形变也是堤坝险情中不容忽视的一个问题,并且对堤坝的影响非常大。如果堤坝坝基或者坝体出现变形,那么,会导致堤坝排水发生阻塞现场,从而引起堤坝下滑、塌陷,这会大大危害到堤坝的结构,使其丧失部分功能。
        2常见堤坝地基的处理方法
        结合上述问题,对常见的堤坝地基处理方法进行具体分析:
        2.1置换法
        一般情况下,在堤坝地基施工过程中,遇到薄弱的软土层时,需要使用一些强度较大、稳定性较好的材料来替换,如水泥、沙土等,这样可以增加地基的强度,提升地基的承载力,使得地基满足施工的标准。置换法针对软土地基施工中,主要操作是将基础地面以下的一些浅层的软土挖掉,然后分层填充素土、碎石、矿渣等材料,分层填充完毕后在分层振压夯实,提高地基的密实度。在选择填充物时,要选择一些稳定性好、质地坚硬、抗腐蚀性比较好的填充物,同时在回填时,要尽量使用原地土,这样不仅可以控制成本,还能有效控制渗透比率,为防渗工作减轻负担。置换法在堤坝地基施工中比较常用,通常都是在地基比较浅时采取这种方式进行处理[2],如杂填土、暗沟等地基。在实际施工过程中,为了保证置换法充分发挥作用,提升软土地基的承载力,增强堤坝地基的强度,需要根据施工情况,选择合适的垫层材料,确保施工效果。
        2.2硅化加固法
        水利工程施工过程中,针对堤坝软土地基进行加固时,化学方法中比较常用的是硅化加固法。这种加固技术是将一些化学材料加入到施工材料中,然后来加强软土地基的稳定性,增加地基的强度,提升地基的承载力。硅化加固法是利用Na2O·nSiO2溶液和CaCl2溶液,使用网状孔洞的注浆管,将两者慢慢注入到土层里,两种溶液会在土层中产生化学反应,进而形成一种火花胶凝的物质,这种物质可以增强土质的粘结力,提高土质的强度和稳定性。
        2.3排水固结法
        2.3.1砂井法
        砂井法主要是针对软粘土地基,能够有效提高地基的排水效率,增强地基的牢固性。砂井法施工时,是在固结排水管时,铺设一层砂井中的砂土,来提升地基排水速率。


        2.3.2真空预压技术
        真空预压技术主要是这对没有透水层的软粘土地基,这种技术在施工过程中,需要使用密封膜将砂井上的砂层全部覆盖上,然后在使用真空装置来将砂层中的气体全部抽出来,这样可以将土层中的水抽出来,同时加固土层。
        2.3.3堆载预压技术
        堆载预压技术主要是针对软粘土地基,这种技术是借助加载预压填土物,使得地基发生沉降现象,进而可以较快的固定地基。堆载预压技术的核心是加载速度的快,因此,在水利工程建设地基时,想要保证堆载预压技术发挥效果,一定要控制好加载速度,同时还要做好分级加载操作[3],确保地基的稳定性良好。
        2.3.4电渗法
        电渗法针对于地下水位低、粘性低的软土地基作用效果明显。
        3堤坝及坝体防渗加固措施
        3.1振动沉模防渗板墙技术
        振动沉模防渗板墙技术是利用一些大功率、高频率的设备,将空心钢模板吊装到大坝地层当中,接着使用具有防渗性较强的混凝土来填充,这样可以构建出防渗效果比较好的墙体。这种技术的优点是操作简单便利、缺点是存在局限性。由于水利工程建设中,会有一些坝坡比较陡,粘土斜墙质量差,采用这种技术施工时,很容易引发较大的震动,进而给大坝带来伤害,所以这种技术在老化大坝建设工程不适用。
        3.2混凝土防渗技术
        混凝土防渗技术在水利工程建设中,应用的时间比较早,这种技术的缺点是施工程序比较复杂。施工过程中,需要在大坝渗漏的地方造槽,并且要使用造槽设备,清孔施工的过程中,还要同时换浆,保证造孔里的孔内泥浆面可以覆盖到导墙顶面下的30~50cm,另外,槽孔嵌入到基石内的深度也要控制好,然后将符合施工标准的混凝土浇筑进入其中,并且时间要控制在4h内,这样可以保证混凝土墙的质量,避免出现渗漏问题。
        3.3劈裂式帷幕灌浆
        这种技术是利用灌浆压力,将坝体按照轴线的方向进行劈裂,然后将泥浆注入其中,形成防渗泥墙,泥浆能够坝体内的裂缝堵住,进而提高坝体的防渗能力,泥浆、堤坝会形成挤压状态,加上温度变化,坝体会出现变形,这时候需要适当调整坝体内的压力,扩大防渗帷幕带,加固堤坝。水利工程建设中,堤坝加固工作十分重要,并且涉及的工序比较多,为了保证堤坝的安全[4],可以采用劈裂式帷幕灌浆技术,来加固堤坝。
        水库堤坝基本都是土质结构,在采取劈裂式帷幕灌浆技术施工时,需要了解坝里的情况,这时候可采取钻孔的方法来检查坝里情况。进而制定合适的施工步骤,确保水库堤坝的加固质量。劈裂注浆技术施工过程中,首先应该从堤坝内部入手,使用钻机钻出多个实验孔,并且两台钻机分别从两边工作。其次,完成钻孔后,向孔内注入水泥混合泥浆,含量8%左右,注入的泥浆高度达到1m高时,停止注入。泥浆注入过程中,专业技术人员要做好现场的技术监督,保证泥浆注入压力控制在0.4MPa以下,另外,注浆管进入坝里进行劈裂操作时,还要注入泥浆。劈裂式帷幕灌浆在堤坝及坝体防渗加固方面[5],具有明显的效果。
        结束语
        在堤坝建设规模不断扩大的今天,堤坝工程质量也成为社会各界关注的重点。大坝环境复杂、工程规模大,在长期使用过程中地基、坝体可能会出现渗透、变形等问题,结合这些问题,施工技术人员要从实际情况出发,做好地基坝体处理与加固,从整体保障堤坝整体稳定性、可靠性,有效延长其使用寿命,使其更好的为城市经济建设与居民生产生活服务。
        参考文献:
        [1]张春霞.深覆盖层堤坝地基渗流控制技术[J].河南水利与南水北调,2020,49(07):41-42.
        [2]金福明.水利工程施工中堤坝防渗加固技术探究[J].建材与装饰,2020(20):31+33.
        [3]刘海涛.水利工程中堤坝地基加固技术[J].吉林农业,2015(21):79.
        [4]谢闯,朱武,张明.对软土地基上筑堤方式的研究[J].江苏水利,2015(05):16-17+19.
        [5]姜冰冰.浅谈堤坝地基及坝体处理方法及加固措施[J].科技致富向导,2011(17):385.
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