水利水电工程建设中不良地基基础处理方法

2015-07-15 171 0

   引言:
 
  自改革开放以来,水利水电工程迅速崛起,为我国经济的发展做出巨大贡献。然而,水利水电工程施工的过程中往往会出现不良地基,这些地基不仅影响工程质量,严重则会危及生命财产安全,因此,应该及时有效处理这些不良地基。在亚欧普创光电无尘室新建工程中,本人负责整个工程的前期设计及预算,工程设备及材料的采购,风水电及自控,消防等项目的现场施工管理,以及最后的全厂系统调试。基于此,本文根据自身的工作经验分析水利水电工程建设中不良地基基础处理方法。
 
  一、水利水电工程建设中不良地基的影响分析
 
  不良地基主要指的是因地基地质天然性缺陷,无法满足水利水电工程建筑物施工对地基的稳定性要求,不良地基对水利水电工程施工影响很大,主要表现在以下几个方面。
 
  (一)地质缺陷导致抗滑稳定安全系数无法满足设计规定值
 
  因不良地质其地质缺陷较大,导致其抗滑稳定安全系数较低,无法满足水利水电工程对地基抗滑稳定安全系数的设计要求。地基断层带、软弱夹层、破碎带、溶蚀带抗压强度不足,岩石与混凝土、岩石与岩石之间的抗压强度较低,其结构稳定性较差,引起地基抗滑稳定安全系数较低。这种不良地基容易引起整体剪切或局部剪切破坏。
 
  (二)不良地基容许值小于水力坡降或地基渗漏量超标
 
  不良地基包括软弱夹层、可液化层、淤泥质软土、强透水层、构造破碎带、卵砾石层等,其地基孔隙率较大,容易引起水库软弱水层管涌、地基渗漏量超标、扬压力超限等问题,导致地基损害,严重影响水利水电建筑安全性。
 
  (三)沉降量大
 
  因不良地基多含有大量细砂层,在机械振动等外部荷载与水分影响下,不良地基容易出现液化现象,造成地基承载力较低,地基出现不均匀沉降,地基失稳并对水利水电工程建筑稳定性造成影响,严重会引起建筑稳定性丧失,带来严重的人员伤亡及经济损失。
 
  由此可以看出,在水利水电工程施工中,不良地基问题较为突出,其对水利水电工程施工质量及运行安全性存在着重要影响,为此,应对不良地基采取处理技术,以提高地基稳定性与承载力,满足水利水电工程建设对地基稳定性与安全性的要求。
 
  二、我国水利水电工程中常见的不良地基基础处理
 
  (一)淤泥质软土的处理
 
  淤泥质软土地基主要为淤泥质土、腐泥、天然含水量高、抗剪强度低、承载力低、压缩性较大的土地基,多表现为流塑状态及软塑状态。淤泥质软土地基塑性较强,很容易产生压缩变形问题、膨胀问题,对地基上部建筑物稳定性构成较大影响。在水利水电工程施工中,其淤泥质软土排水较为困难,排除固结稳定性较差,一般其地基处理技术主要为:开挖清除淤泥质软土;设置砂垫层进行排水作业;设置矿井进行排水;采取抛石挤淤;设置桩基基础,或扩大建筑物地基基础;在施工过程中预留部分沉降量;应用板桩墙进行淤泥质软土封闭;采取镇压层法提高淤泥质软土地基稳定性。
 
  (二)深覆盖层处理
 
  地基处于形态不同所需要的方法不同,如果地基处河流的冲积层、碎石层等相关或其他相关原因导致形成的对基层比较大时,因这样的地基十分松散、孔隙大,不利于全部开挖消除,这时常常采用的处理办法有以下几种:①对地基进行固结灌浆和帷幕灌浆;②用强夯法或振动夯实或压实土体表层;③坝前铺盖防渗等等。
 
  (三)坝基涌泉处理方法
 
  坝基涌泉经常会出现土层松散、基岩裂隙等情况,这些情况的出现会导致坝身不稳固或土坝涌流破坏,一旦出现这些情况则会给混凝土的浇筑带来诸多困难,严重者会出现漏水通道,因此必须予以充分的重视,采取科学有效的处理方式进行处理,而处理的原则就是能排就排、能堵就堵。对涌泉进行处理一般会采用以下办法:首先,对基岩涌泉,只有能堵的地方就用混凝土进行封堵,引水入集水坑对涌水量大的地方,预埋灌浆管,并回填砾石,回填混凝土封堵在抽水以后进行,回填灌浆再后期也需进行。对混凝土盖顶上再铺筑粘土对于我们的土坝基础;其次,安装活动制止阀门在涌泉出口,使其可向库内涌水,但不能使库水漏失。
 
  (四)强透水层的防渗处理
 
  以大坝为例,都属于强透水层的刚性坝基砂、卵、砾石,一般都加以开挖清除,土坝坝基砂、卵、砾石层因透水强烈,不仅增大扬压力,影响建筑物的稳定,损失水量,且易产生管涌,一般都加以防渗处理。处理的方法是:回填粘土或混凝土将透水层砂、卵、砾石开挖清除,构筑截水墙。回填混凝土或粘土形成防渗墙,利用冲击钻机作大口径造孔。修筑水泥防渗墙利用高压喷射灌浆方法。
 
  (五)膨胀土地基处理技术
 
  膨胀土多是由亲水矿物所构成,在吸水后,膨胀土会出现膨胀,在失水后膨胀土会收缩。这种地基基础很容易引起水利水电工程建筑变形,引起建筑裂缝,不利于工程运行质量及效益。针对膨胀土,多采取挖除回填法进行处理,从而降低积水、冰冻对地基稳定性所产生的影响,确保土层含水量稳定性,如回填处理效果不佳,则应采取桩基施工,其桩基混凝土应穿越膨胀土层。
 
  (六)软弱夹层基础地质处理
 
  水里水电工程经常需要处理地基的软弱地带,处理之前需要先对其进行划分,根据倾角大小的可以划分为缓倾角软弱带以及高中倾角软弱带,不同情况产生的影响不同,处理办法也就不同。
 
  1.对缓倾角软弱带的处理
 
  对缓倾角软弱带的处理需要将软弱带实施开挖清除,然后填充混凝土。如果上层岩体是比较完整坚硬的,那么全部开挖工程量大,还会影响工程质量,这时可以采用竖井、平对坚硬混凝土进行处理,清除完毕后要将固结灌浆进行回填,保证回填质量。
 
  2.对高倾角软弱带的处理
 
  需要将软弱带的填充的混凝土挖出,然后做成混凝土塞,一般状况下开挖软弱带的深度是宽度的1~1.5倍,开挖的两侧坡比应在1:1~1:0.5的范围之内。如果软弱带的十分疏松,而且宽度值比较大,这时就可以采用混凝土拱或混凝土梁将上部荷载逐渐向两侧完整岩体构建。如果是土坝坝基的软弱带,为了防止渗流影响坝身的淘刷作用,可以将软弱带的部分清除后再用粘土或混凝土进行填充,建立阻水盖板。
 
  三、水电站建筑不良地基处理技术的应用及效果分析
 
  某水电站总装机容量为128×10KW,其拦河大坝筑坝采取重力拱坝形式,坝高设计为178m,坝顶海拔高度为2610m,水库库容为247×108㎡,该水电站以发电为主,还发挥着防洪、灌溉、养殖、旅游等效益。该水电站施工所面临的地质条件十分复杂,不良地基问题较为突出。为切实保障该水利水电工程施工质量,综合分析地基类型,合理选择经济可行的地基处理方案,如在该水电站高边坡地基处理时应用预应岩锚固施工技术,在地基处理中针对淤泥质软土地基采取挖除措施,并设置桩基础,充分保障水电站地基施工质量。
 
  实践证明,该水电站合理应用不良地基处理技术,提高了不良地基承载力与稳定性,满足了水利水电建筑施工对地基稳定性及抗滑安全系数等的要求,切实保障了水利水电工程建设稳步推进,结合实际就地取材,其经济效益较好。水电站建成投产后运行稳定性良好,通过地基监测发现地基沉降量均在可控范围内,保障了水利水电工程运行可靠性,其社会效益良好。
 
  四、结束语
 
  地基施工在建筑物的施工过程中占有绝对重要的地位,尤其是水利水电工程地基的施工,如果其地基施工操作不当,将严重影响水利水电工程使用的安全性。为此,要针对水利水电工程软土地基的特质进行综合技术考量,选用最为适合的施工方法,提高水利水电工程地基施工的稳固性,从而为整体工程打下坚实的基础,确保日后水利水电工程工程的顺利竣工和投入使用。
 
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