水利水电工程中不良地基处理分析

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年4月第10期   作者:李永敏1 林福才2
[导读] 不良地基基础在工程建设中是经常遇到的难题,也是人们采取各种办法希望解决的问题。
        李永敏1   林福才2
        1身份证号35210419780925****;2身份证号35082219820507****
        摘要:不良地基基础在工程建设中是经常遇到的难题,也是人们采取各种办法希望解决的问题。不良地基基础处理的方法很多,由于不同建筑物对地基基础强度的要求不同,而且各种不良地质因素对建筑物的影响程度也有区别,因此处理的方法自然也不尽相同。一般说来,在选用不良地基基础处理方法时,必须认真分析研究资料,确定不良地质现象的部位、规模、特性等,最终采取合理的处理方法。因此,本文将会针对水利水电工程中遇到的一些不良地基进行分析,提出处理方法,并结合分析简要阐述水利水电工程中地基处理的新技术。
        关键词:水利水电工程;不良地基;软弱带;深覆盖层
        所谓不良地基是指,由于地基的天然工程地质缺陷而不能满足上部建筑物稳定要求的地基。对于水利水电工程建筑物来说,不良地基对建筑物的影响主要表现在以下几个方面:①地质条件差,抗滑稳定安全系数小于设计规定值。②基础的沉陷量过大或不均匀。③基础渗漏量或水力坡降超过容许值。在水利水电工程的建设中,经常遇到不良地基等情况,这些地基都存在着天然的缺陷,不能满足工程稳定性的要求。因此,在遇到不良地基的情况下,根据地基的性质与特点,并结合地基处理方法的特点,选择合适的处理方法是确保水利水电工程施工质量的关键。下面我们将对一些不良地基进行分析,并提出处理方法,再结合分析提出一些新的施工技术。
        1水利水电工程地基概况
        随着我国经济的不断发展,我国的水利工程建设获得了很大的发展,越来越多的水利工程建设起来。在水利工程建设过程当中,往往面临十分复杂的地质环境,遇到不良地基,造成地基不能承载上部建筑物的重量,造成建筑物不稳定,最终影响整个水利工程的质量。地基对于水利工程建设来说十分的重要,是整个水利工程建设的基础。一旦遇到不良地基,就会对水利工程产生十分严重的影响,具体表现在以下几个方面:
        第一,由于地质条件比较恶劣造成一些抗滑结构面的强度比较低,无法承受巨大的压力,相关的一些指标,如抗滑能力、地质稳定性等均低于水利工程设计中对地基的基本的要求,无法满足地基上部建筑物对于抗滑性以及稳定性的要求。第二,由于地基土层较软,强度不够,远远无法达到上部建筑物的承载要求,或者是地基土层的强度分布不均匀或者是地基土层中存在着相对比较薄弱的环节,在上部建筑物的压力之下产生比较严重的不均匀沉降,从而导致地基的不均匀沉降、局部破坏甚至是整体受到破坏,最终使地基之上的建筑物受到极大的影响,发生破坏变形。第三,如果水利工程的地基位于结构比较松散的砾石层、构造碎带或者是其它的透水性比较好的地质构造环境,水利工程往往会发生比较严重的透水、渗透,最终导致基础的渗漏量或者是水力坡降远远的超出容许的范围之内
        2不良地质基础一般处理方法
        2.1基础软弱带的处理
        地质基础软弱带按其倾角大小可分为高中倾角软弱带(倾角一般大于30°)和缓倾角软弱带(倾角一般小于30°),[2]两者对建筑物的影响不同,处理的方法也不相同。
        2.1.1高倾角软弱带处理
        ①挖出软弱带回填混凝土,作成混凝土塞,开挖深度一般为软弱带宽度的1~1.5倍,两侧开挖边坡为1:1~1:0.5。当软弱带较为疏松,且宽度较大时,可采用混凝土梁或混凝土拱,以使上部荷载传至两侧完整岩体。对土坝坝基软弱带,为防止渗流淘刷坝身填土,可清除部分软弱带后回填混凝土或粘土,形成阻水盖板。

②当高倾角软弱带位于坝肩,特别是拱坝坝肩时,可设置混凝土传力墙、传力框架或进行预应力锚固;对重力坝破碎岩体坝肩,当破碎岩体自身稳定没有问题时,可在破碎岩体中设置混凝土防渗墙。
        2.1.2缓倾角软弱带处理
        ①将软弱带开挖清除回填混凝土,若上盘岩体尚坚硬完整,且全部开挖工作量过大时,可利用平硐或竖井开挖清除软弱带回填混凝土或钢筋混凝土,并做好回填固结灌浆工作。②可用高压喷射装备清除软弱物质回填或灌注水泥浆及砂浆。③也可以沿软弱带设钢筋混凝土抗剪键,或穿过软弱带设抗剪桩。
        2.2强透水层砂、卵、砾石层防渗处理
        处理方法一般分以下几种:①将透水层砂、卵、砾石开挖清除回填粘土或混凝土,构筑截水墙。②利用冲抓钻或冲击钻机作大口径造孔,回填混凝土或粘土形成防渗墙。③利用高压喷射灌浆方法修筑水泥防渗墙。
        2.3淤泥质软土的处理
        淤泥质软土包括淤泥质土、泥碳、腐泥、以及其他天然含水量高、抗剪强度低、承载力弱、压缩性大的土质,多呈软塑及流塑状态。由于其质软,易产生高压缩变形、侧向膨胀、滑移或挤出,影响上部建筑物的稳定。土坝坝基的淤泥质软土排水困难,长期难于稳定。常采取的处理办法是:①开挖清除。②置换砂层,或砂垫层排水。③砂井排水。④抛石挤淤。⑤控制加荷速率,使其缓慢排水固结。⑥扩大建筑物基础或采用桩基。⑦预留沉陷量。⑧用板桩墙封闭和在底部侧向填砂、砾石阻滑。
        2.4深覆盖层处理
        一般常用的处理方法是:①用强夯法或振动碾夯实或压实土体表层。②对地基进行固结灌浆和帷幕灌浆。③设置混凝土截水墙或用高压喷射灌浆构筑防渗墙。
        2.5喀斯特地基处理
        水利水电工程中喀斯特地基大体上可分为两种类型:一种是在建筑物区喀斯特洞穴内,溶隙强烈发育,形成交叉溶蚀网络,在断层破碎带交汇处,破碎岩体较宽厚,加之溶蚀作用,常形成“泥包石”,或“泥夹石”状,洞隙间岩体常风化松动,溶洞或溶隙中有时充填有较松散透水的泥沙。此类地基强度不均匀,透水性强,且易出现管涌,影响建筑物稳定。二是个别或少数较大的洞穴,溶蚀管道分布于坝基,形成主要漏水管道,此种洞穴管道有时充填或半充填,使局部地基承载力降低,破坏了地基岩体的均一性,在荷载作用下,易产生不均匀沉陷。两种类型的喀斯特地基,处理的方法亦有所区别。前者以清除置换、截断渗水、降低扬压力,提高溶蚀破碎带的力学强度和完整性为主,或在结构上扩大基础,转移压力。后者以防渗堵漏为主,并清除或处理充填物,以提高其力学强度。
        2.6坝基涌泉处理方法
        坝基涌泉或来自松散土层,或来自基岩裂隙,或来自喀斯特管道,对土坝可能造成管涌流土破坏坝身稳定,对混凝土坝可能使混凝土浇筑困难,甚至形成漏水通道,涌泉对大坝施工带来困难,因此必须妥善加以处理,处理原则是能堵则堵,能排则排。涌泉处理一般常采取的办法如下:对基岩涌泉,能封堵者予以混凝土封堵,涌水量大者,引水人集水坑,回填砾石,并预埋灌浆管,然后抽水并回填混凝土封堵,后期再进行回填灌浆。作为土坝基础,于混凝土盖顶上再铺筑粘土。
        参考文献:
        [1]王竹萍.不良地基对水利水电工程的影响[J].人民黄河,2018,26(1):12-13.
        [2]曹永和.浅析水利水电工程中不良地基的分类[J].云南环境科学,2017,18(1):18-19.
        [3]彭少麟.水利水电工程地质不良地基处理报告[M].北京:科学出版社,2018:100-120.
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