水利水电工程建设中不良地基基础处理方法研究

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年12期   作者:刘泳毅
[导读] 自从国民经济开始蓬勃发展以来,我国一直致力于兴修水利水电工程,随着国民经济建设发展需求的不断增长,水利水电工程建设技术也取得了前所未有的发展,但工程建设中遇到的地质问题也在不断增多。
        摘要:自从国民经济开始蓬勃发展以来,我国一直致力于兴修水利水电工程,随着国民经济建设发展需求的不断增长,水利水电工程建设技术也取得了前所未有的发展,但工程建设中遇到的地质问题也在不断增多。基于此,本文主要分析了不良地基造成的负面影响,并以水利水电中的水闸工程为例,进一步探讨了针对水闸不良地基的处理方法,希望能为相关人士提供一些有价值的参考,从而为我国水利水电工程建设质量的显著提升奠定基础。
        关键词:水利工程;不良地基;处理办法研究
       
       
        前言:地基处理在水利水电工程中属于极为关键的一项内容。通常水利水电工程建设场地较为复杂,施工位置地基并不能很好的满足工程需求,存在不良地基现象。这就需要相关人员在施工过程中,积极处理原有的不良地基,采取科学合理的施工方法,对地基的不良性质予以改变,这样才能为整个水利水电工程开展保驾护航,使地基更加符合施工要求。
        1不良地基造成的负面影响
        1.1降低地基的稳定性
        地基承能力会受到不良地基的直接影响,在外部施压下极易发生变形现象。通常岩石混凝土、节理裂隙带、古风化壳、岩体破碎带以及软弱夹土层等地基易导致这种情况。对于水利水电工程所需要的防滑要求,这类物质组成的地基难以满足,在实际建设时,会导致地基上部建筑物结构受到一定程度的损坏,甚至会直接威胁到建筑物的正常使用。
        1.2造成地基渗水漏水
        如果有不良地基出现在水利水电工程中,那么必将会导致渗水漏水现象,其中最为常见的就是水力渗透。通常导致这种情况是因为地基建筑施工操作不当或使用的砂石间存在较大的缝隙,造成破碎带和透水层等透水区域。地基承受的压力在出现透水区域后,极易对初期设计的安全范围予以超出,导致各种管涌问题现象的发生,不仅会在一定程度上影响工程施工,还会使地基损坏严重。
        1.3造成地基沉陷
        地基沉陷的问题也会出现在不良地基中,通常膨胀土、淤泥质土以及软弱土层等物质,极易造成地基沉陷。这类地基承载能力不高,对于建筑物的压力难以承载,承载能力由于地基下的土层结构不一样也会存在差异性,常出现受力不均的现象。同时,在不同的位置上,这种不良地基的强度也不同,若地基受外力负荷较大,那么就会发生不均匀沉陷与沉陷量过大的现象,最终损伤主体建筑,造成建筑物变形的情况。
        2水闸不良地基的处理方法
        在处理水闸不良地基过程中,具有多种处理方式,其中振密法、加筋法、灌浆法、置换拌入法以及排水固结法就是处理水闸地基时使用最多的方法。主要应用在三个方面:使地基防止因渗透而导致的变形;减少各种因素造成的地基不良沉降现象;加强地基承载能力,保证建筑物的稳定性。
        2.1置换拌入法
        当前震冲置换法、高压喷射注浆法以及深层搅拌法等就是最常见的置换拌入法。当淤土层变薄时,在处理地基过程中,可沉井基础、水泥土、粗砂、灰土等进行处理,也可以称为换土垫层法。但因为这种方法工程造价成本高,且换砂后不利于防渗,所以未能得到广泛应用。一般而言都会就地取材,实施换土垫层法,这种方法主要是换填泥土,其不仅能改变地基承载力特性,形成一个良好的持力层,还能增强地基抗变形能力与稳定能力,进一步提升地基承载的功能性。但在实际施工中,需要保证填料质量,充分夯实填料,加强对坑边稳定性的重视。
        高压喷射注浆法主要是在破坏土体时采用高压喷射的方式,促进土体和水泥浆的充分拌和,至此拌和桩体就此形成。一般可使用高压喷射注浆法对砂类土、黄土以及粘性土等土体进行加固,在软弱土层中较为适用。这种方法效果较好,不仅施工噪音小,而且设备易操作、轻便、简单,已经广泛应用在水闸基坑支护结构中,能达到防渗止水的目的。但若有大量块石或鹅卵石存在于地层中,那么必将会对喷射效果造成影响;同时,地层中央存在漏浆空隙或通道,也会造成浆液在喷射时的流失。


        深层搅拌法可以加固饱和软粘土,主剂一般以水泥、石灰等材料为主,在搅拌时通过特制搅拌机械充分搅拌,强制将软土和固化剂搅拌成水泥土,固化剂与地基土在坚硬拌和桩体形成时产生的化学反应较为强烈,这时就会与原有地基土形成复合地基。对于周边相邻的建筑物而言,这种方法造成的破坏性较少,而且在施工中产生的噪音也较低。
        石灰桩法主要是将机械成孔应用在软弱地基中,再将石灰块压实形成桩体。要想有效改善桩体周围物理力学性能,利用生石灰吸水、膨胀以及放热等作用,使其和石灰离子起到交换反应,这时石灰桩就会与被改善的土体形成复合地基,以此来实现对地基的加固。该方法在实际应用过程中,开展灌注桩机施工时主要使用打入、压入以及振入等方式。
        2.2桩基法
        这种方法比较适用于承受大面积地面荷载影响的结构或沉降要求较高的建筑物,使用桩基法能承受上拔力及水平荷载力。在工程开展过程中,预制桩及灌注桩等两类就是最常使用的桩基法。
        2.3排水固结法
        排水固结法能对地基沉降问题、淤泥软粘土地基稳定性问题进行有效解决。排水固结法与上述方法不同,其主要由排水系统与加压系统共同组成。应用排水固结法,基于软粘土的荷载作用下,会逐渐减少孔隙,进而向外排出孔隙中多余的水分,这时在超静水压力作用的渐渐减少下,达到提升地基土自身强度,使地基固结变形的目的。
        排水固结法在此前提下共分为堆载预压法、真空预压法以及砂井法等三种。砂井法主要是将排水砂井埋设在地基中,使土体中的水流能铅直向或水平辐射注入到排水砂井中,至此起到加固地基的作用。在实际施工过程中,一般都会先将砂土填入排水井钻孔内,在使其形成一个砂井。但随着技术水平的不断提升,在制作砂井过程中,人们已逐渐使用纤维布埋入砂井或使用塑料芯板外包滤水纤维布埋入砂井的方式,这两种方式不仅成本较低,而且施工较为简单易操作。
        通过大气压力作为预压荷载就是真空预压法。在现场施工条件符合的情况下,为了实现地下水位的降低,可以提前埋设井点系统,应用这种方法不仅能加快排水速度,还可以起到预压作用,使土体的自重加大。这种方法的工作原理主要是基于土体总应力不变的前提下,在不断降低孔隙压力后,促进总压力形成有效应力。
        和上一种方法相比,堆载预压法与其有一样的加固效果,堆载预压法能不断加大孔隙中的水压力,再逐渐消失,以此来达到加固土体的目的,增强土体的有效应力。但在实际施工过程中,将真空预压法与竖向排水结合应用,能保证地基加固效果在较短的时间内达到。堆载预压法一般应用在正常固结或轻度固结的粘土、有机质土、粉土中,在建造水闸开始前,其技术原理主要是通过在建筑场地上堆放土料及块石等预压荷载,实现对地基的加固,在符合相关规定标准后,可以消除预压荷载,再实施水闸的修建。
        结束语:
        综上所述,不良地基是水利工程建设过程中比较常见的一种现象,同时不良地基的出现对于水利工程的建设质量也会造成很大的影响,其中水闸工程也不例外,为了保证水闸地基施工质量,就必须结合实际情况,针对不良地基的类型,采用更加适用的处理方法,从而切实提升水闸工程的建设质量,进一步推动中国水利工程的建设与发展。
        参考文献:
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