不良地基处理施工技术在水利水电工程中的应用

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下6期   作者:彭前
[导读] 随着社会发展和进步,带动了我国各个领域的进步。
        彭前
        贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司 550002

        摘要:随着社会发展和进步,带动了我国各个领域的进步。现阶段,水利水电工程施工会涉及很多施工内容,其中不良地基的处理技术是近年来施工单位比较重视的内容。水利水电基础工程的内部结构比较复杂,同时由于工程结构的不同导致水利水电工程的耗能存在很大的区别。因此,水利水电基础工程建设的过程中,施工人员必须仔细区分施工类别,从而选择合适不良地基的处理技术。水利水电基础工程涉及的施工技术比较多,施工需要多个步骤才可以顺利完成,这就要求施工人员的施工技术必须符合工程的质量要求。不良地基的处理技术有很多种,为了保证水利水电基础工程的整体质量,施工人员必须结合工程实际选择处理技术。
        关键词:水利水电;基础工程;不良地基;处理技术
        引言
        随着我国国民经济飞速发展对电力等能源需求的持续增大,政府规划建设了大量水利水电工程。电站地基作为水利水电工程基础持力层,地质性能的好坏直接影响到水利水电工程整体的质量,更关系到水电设施长久运行的安全性、可靠性、耐久性。一般地,水利水电站选址与建设以选择在地质条件良好的场地为基本原则,但实际工程中往往会遭遇不良地质条件的情形,例如软土地基、强透水性地层、活动性断裂等,传统方法以规避这些不良地区为最优方案,但受地形地势、水利人文、工程经济等条件制约,无法避开不良地质条件的情形也越来越普遍,因此如何经济、安全、快速、有效地选择一种地基处理方法来改造不良地基成为当前迫切需要解决的问题。
        1水利水电工程中不良地基的概述
        水利水电工程建设期间容易遇到不良地基而导致地基失稳等问题,此条件下将严重威胁到水利水电工程的安全性,其经济效益也将明显下滑。不良地基的地质条件欠佳,具有遇水失稳、局部沉陷等方面的特性,若缺乏有效的处理措施,则必然会阻碍水利水电工程的建设进程。由此说明,施工单位应将不良地基的处理工作落实到位,保证水利工程的整体进度和质量。
        2基于不良地基基本特性的处理施工技术
        2.1强透水层处理
        强透水层是在地基建设的过程中使用大量的砾石以及卵石等从而使得地基的透水性比较强,通常情况下在水利水电工程的坝体中出现的比较多,同时刚性坝体的透水性也比较强。当坝体的透水性比较强时在进行水利水电工程开挖的过程中强透水层的渗透系数会有所提高,从而使得管涌现象出现,进而影响水利水电整个工程的质量。在处理强透水层的过程中为了提高坝体的防渗性能,通常会使用帷幕进行水压的降低,然后更具水利水电工程实际需要选择合适的原材料对渗水管道进行延长,再对帷幕进行灌浆处理从而有效降低坝前混凝土的渗透性。此外,使用高压喷射灌浆的方式进一步形成防渗墙。施工人员在进行施工的过程中必须严格按照施工步骤,不能盲目施工从而影响水利水电工程的整体施工质量。
        2.2坝基涌泉处理
        坝基涌泉是指坐落于松散土层、发育裂隙、溶洞的基岩中的堤坝,坝内水沿着这些地基空隙向坝外渗水,并不断冲蚀破坏地基,久而久之造成大量水呈泉式在坝外涌出的现象。坝基涌泉危害性极大,不仅造成坝体存水能力下降,还会掏蚀地基本身造成地基破坏,造成坝体不均匀沉降,严重会造成坝身失稳。针对涌泉坝基为基岩的情况,一般采用填筑方法,即对基岩空隙充填防渗体,然后采用从细到粗的碎石分层对基岩空隙进行密实填筑;当涌泉水量过大,需采取引流措施改善填筑环境,也可在涌泉出口安装单向逆止阀门,降低空隙涌水量,直至基岩空隙处满足填筑要求时再进行填筑。


        2.3可液化土层处理技术
        在基础结构当中,可液化土层结构主要是因为地基结构的土壤粘性程度相对较低,或者土壤结构基本上没有较大的粘稠度,土壤相互之间的挤压程度不足,因此会存在一定的空隙。当土层受到外部条件挤压的作用条件下,空隙内部的水压会进一步上升,当可液化土层和非粘性土层进行合并液化工作中,会造成土层的抗剪强度进一步下降甚至消失,进而会直接影响到整个基础结构的稳定性。土层液化会造成地基结构产生进一步沉降,同时还会出现部分地基结构产生滑动,整体的稳定性和平衡性不足,工程地基结构的整体抗剪强度会有所下滑,地基结构内部水体压力的不断上涨,会对整个工程基础结构的稳定性造成直接性影响。通过可液化土层处理技术的合理使用,将基础层内部已经液化的土壤进行有效清理,然后使用强度更高的混凝土材料对其进行加固,以此来有效保证可液化地基结构的整体稳定性。在施工当中需要修建砂井或者砂柱对其进行固定,砂井或者砂柱的总长度需要通过相关设计工作人员的准确计算,保证施工长度符合基础工程的施工标准。
        2.4软土地基的处理方法
        在对软土地基处理时,通常是将土层中大量的与你以及淤泥质土进行清除。软土地基的承载力较差,同时软土地基的抗剪强度降低。当受到外界压力的挤压时,软土地基会出现塑性变化,从而使建筑的稳定性降低。同时软土地基的抗剪强度比较低,使得水利水电工程内部排水口的刚性较差。当外界压力比较大时,软土地基的抗剪强度会更差,当软土层出现固化时地基的抗剪承载力就会相应地提高。处理软土地基的具体措施可以遵循以下几步:第一步、更换软土地基。根据软土地基的实际情况,施工人员可以采用渗透性较强的材料替换原有的软土地基,从而有效地提高地基的稳定性以及强度。第二步、对软土地基进行有效地夯实。软土地基中含有的水分比较多,通过采用强夯可以有效地压缩软土地基从而排除软土地基中多余的水分,使软土层达到固化的效果。采用旋转喷射的方式可以保证水泥和土壤的结合更加紧密,从而有效提高软土的实际密度,保证地基的强度符合水利水电工程施工的要求,同时还可以有效避免地基渗漏问题的出现。第三步、灌浆以提高软土地基的强度。灌浆用的材料必须具有较高的强度以及比较低的收缩性。当孔隙中的水排出后然后用填缝材料进行填充,避免由于热胀冷缩引起的地基变形。
        2.5弱夹层处理
        (1)缓倾角软弱带的常规处理方法是通过开挖揭露软弱夹层,并在清除软弱地层后利用混凝土浇筑替换。如果软弱夹层上部土体较厚或者硬度较大,导致开挖工程量大或开挖不经济时,一般通过实施竖井或平硐的方式来对清除软弱层,并固结灌浆回填混凝土或铺设钢筋混凝土。另外,还可利用防滑齿墙贯穿处理软弱带并通过高压喷射来达到清除软弱层目的。(2)高倾角软弱带的常规处理方法是挖除软弱带并回填制作混凝土塞。但当临层土质疏松且软弱夹层横向宽度较大时,则需设计混凝土拱、混凝土梁,将软弱层压力向两侧完整岩土体传递再行开挖。为保护坝身填土,可清除部分软弱带后利用黏土、混凝土再回填形成阻水盖板以防止其被渗流冲刷。
        结语
        水利水电工程建设期间遇不良地基时,在地基失稳、沉陷等方面的影响下,易导致建设于地基上方的建筑物缺乏稳定性,难以满足安全、可靠的基础建设目标。对此,本文以不良地基的具体情况为立足点,探讨多种处理方法,希望所提内容可为类似工程提供参考,以提高不良地基处理施工技术的应用水平,推动水利水电事业的发展。
        参考文献
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