龚磊
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摘要:随着我国经济飞速发展,电力能源需求持续增大,大量水利水电基础工程投资兴建,在电站选址与建设中遭遇不良地质条件的情形越来越普遍。如何在无法避开不良地质条件的情况下,经济、安全、有效地处理不良地基成为当前迫切需要解决的问题。水利水电工程施工中针对不同不良地基的常用地基处理方法与技术措施,以期为今后的水利工程建设提供经验借鉴。
关键词:水利水电;基础工程施工;不良地基
引言
水利水电基础工程施工中不良地基的处理技术在最近十来年的发展过程中越来越重要,由于水利水电基础工程设计过程和内部结构以及能耗方式都不尽相同,所以需要加以细分成不同类别,然后按照各自既定的标准和类别来进行技术处理。水利水电基础工程施工中技术难度更大,环节也更加复杂,对于技术的要求较高,想要保障工程的整体质量,在不良地基的处理技术方面就应当多下功夫。
1水利水电基础工程施工中地基的重要性
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水利水电基础工程施工中不良地基的处理技术
2.1加强透水层处理技术
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高倾角软弱带处理技术
在高倾角软弱带的处理上,需首先在该区域内开挖出宽度为1~1.5倍的软弱带,并在其两侧开挖边坡,开挖时严格控制边坡开挖比例,将其作为混凝土塞。如果该区域的软弱带宽度较大且较为宽松,可以选用混凝土拱或者混凝土梁,通过这一方式,使得两侧完整岩体可以实现对上部荷载的分担。对于土坝坝基软弱带的处理,可以选择阻水盖板,这一方式下,在清除了部分软弱带以后,回填黏土或混凝土,有效消除渗漏现象对坝身填土的冲刷。在防渗齿墙和开挖防渗井回填混凝土的方式,使得在软弱带和库水相通的上游段避免出现严重的渗流情况。而针对高倾角软弱带坝肩位置处,采用预应力锚固、传力框架和混凝土传力墙的方式,同样可以实现结构的优化。
2.3软土地基的处理技术
在针对软土地基的处理工作当中,通常情况下需要将土壤层当中大量的淤泥和软土条件进行有效清除,因为软土地基结构在整体的刚性程度以及稳定性上相对较弱,同时软土地基结构在抗剪强度方面有所不足,当地基结构受到外部强大荷载的作用下,地基结构的稳定性会进一步下降,因此软土地基的整体刚性程度会有所不足,并且软土第一结构在抗碱强度方面相对较差,因此会造成整个工程地基结构的稳定性下降。当外部压力不断上升的情况下,软土地基的抗剪强度会进一步下降,通过外部处理手段对软土地基进行固化处理,可以有效提高地基结构的抗剪能力和承载力。在软土地基的处理工作中,主要分为以下几个操作环节:第一,需要对软土地基内部的土壤进行更换,根据软土地基结构的实际构成状况,施工单位可以选择使用一些渗透性能更强、稳定性更高的材料,有效替代原有的软土地基材料,可以进一步提高基础结构的支撑强度以及结构稳定性。第二,针对软土地基需要进行充分压实处理。通常情况下,软土地基土壤当中所含有的含水量相对较大,通过强夯法的合理使用,可以有效清理软土地基当中所含有的大量水分,进而可以全面提高软土地基结构的整体固化和稳定性效果。通过旋喷射处理技术的使用,可以保证水泥和土壤材料相互之间衔接更加紧密,可以进一步提高软土地基结构的稳定性,保证地基结构强度符合后续水利水电工程主体施工的标准。同时进一步防止基础部分产生严重的渗水和漏水问题。第三,通过灌浆施工可以进一步提高软土地基的稳定性。在灌浆施工过程中所使用的材料必须要具有更高的强度以及较低的压缩性,当空气当中的水体排放出来之后,需要使用填缝材料对其进行进一步填充处理,有效防止因为热胀冷缩问题而造成地基产生形变。
2.4对于深覆盖层不良地基的处理技术
水利水电工程建设的环境通常情况下比较复杂,水利水电工程的跨度比较大,部分地基可能在河流冲击层下,同时这种地基中还会有大量的碎石层。碎石层中的空隙通常情况下比较大,当经过长时间的冲击就会使地基的渗透性增加,从而影响水利工程的正常进行。施工人员在处理深覆盖的不良地基时可以选择使用以下方法:第一、水泥灌注。水泥灌注的方式通常在地基比较稀松的位置使用较多,通常会选择渗透性好的材料对碎石层进行灌注。第二、振动处理。通过使用合适频率的振动,使得地基的稳固性有效提高。振动处理技术在实际运用的过程中因其操作简单以及使用比较方便而并广泛应用。第三、合理铺设混凝土以提高防渗透性。结合施工的实际需求施工人员需要在混凝土中添加相应地外加剂,从而提高混凝土的性能。外加剂的添加量必须严格进行计算,保证不影响混凝土的强度等性能。
2.5夯实处理技术
地基开挖作业实施的过程中,人们往往会通过对刚性土壤的有效处理来提升地层中石块的防渗性能,因为地层中如果石块存在严重的渗水问题,地基的承载力、稳定性都难以保障。一般情况下,外界水在经由地基石块渗入基础结构内部时,地基结构中可能会伴随着腐蚀问题的出现,最终导致地基的使用寿命大大缩短。水分的渗入导致基础结构中的钢筋腐蚀严重,最终经由石块也会给地基中的管道造成极为严重的危害。针对这种条件下的地基基础处理,可以首先将地基部位的泥浆清理干净,随后在地基内灌注一定量的水泥浆液,实现对地基的加固;通过防渗墙的建设,避免地基基础内水分的深入,在关键部位做好防水设计。
结语
在水利水电基础工程施工过程中,不良地基对工程基础施工的安全性和稳定性产生了较大的影响。因此,对于水利水电工程施工单位来讲,在具体施工当中必须要充分做好工程施工前的相关地质勘查工作,针对一些软土地基条件必须要进行更深入的勘察和分析,有效了解软土地基的具体成分构成以及承载力情况,采取针对性的地基处理工作方案,全面提高基础工程的整体承载能力,对后续水利水电工程主体施工打下良好的基础。
参考文献
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