水闸工程地基处理等相关问题研究

发表时间:2021/1/11   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:卢俏晴 左越
[导读] 摘要:随着水利工程的规模不断扩大,水闸施工中基础不均匀沉降对工程建筑通常会带来极大危害,如开裂、地面开裂、倾斜、坍塌,工位,在市政建设,道路、桥梁、水利等工程,相应的地基处理必须根据建筑物的等级,进行地质条件等等,为了保证建筑在后期管理和运营过程中不会发生过多的不均匀沉降。
        广西壮族自治区梧州水利电力设计院  广西省梧州市  543002
        摘要:随着水利工程的规模不断扩大,水闸施工中基础不均匀沉降对工程建筑通常会带来极大危害,如开裂、地面开裂、倾斜、坍塌,工位,在市政建设,道路、桥梁、水利等工程,相应的地基处理必须根据建筑物的等级,进行地质条件等等,为了保证建筑在后期管理和运营过程中不会发生过多的不均匀沉降。目前,地基沉降分析和预测方法很多,分级荷载作用下地基沉降的模拟分析和预测方法很多,结合相应的工程实例得到了许多较好的结论。
        关键词:水闸工程;地基处理;问题
        引言
        水闸的工作条件和溢流重力坝比较相似,即便水头较低,却对地基提出了比较高的要求,尤其是软基,在自重与外荷的影响下,可能会发生不良的沉降现象,进而引起水闸下沉或倾斜,甚至可能会导致结构断裂现象。当前在水闸地基处理工程中,常见的地基处理方法有高压旋喷桩、深层搅拌桩以及钻孔灌注桩,但以钻孔灌注桩最为适用,且应用最广泛,其对地层适应力比较强,能够提高地基承载力。
        1水闸地基处理的作用和方法
        水闸地基处理的主要主要作用有以下三个方面:1)增加地基的承载能力,保证建筑物的稳定;2)消除或减少地基的有害沉降;3)防止地基渗透变形。国外对于水闸地基处理的方法也很多,使用较多的主要有以下几种:1)置换法。置换法根据置换材可分为换土(砂)垫层法、挤淤置换法、强夯置换法、振冲法、砂石桩法、石灰桩法等。2)排水固结法。排水固结法主要有加载预压法、超载预压法和真空预压法等。3)灌入固化物法。灌入固化物法主要有深层搅拌法、旋喷桩法和水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法)。4)振密或挤密法。振密或挤密法主要有强夯法、挤密砂石桩法和夯实水泥土桩法。5)加筋法。加筋法主要有低强度混凝土桩复合地基法和钢筋混凝士桩复合地基法。6)和桩基法。桩基法主要有木桩法、预制管桩法、钻孔桩法。
        2水闸的地基处理
        在选取水闸的地基过程中,如果没有遇到良好的天然地基,就需要对不良地基进行技术性处理,以满足水闸建设对于安全性和稳定性的要求。设计者考虑到需要保障地基可以均匀的承受水闸带来的巨大荷载,减少沉陷和渗漏对水闸施工的危害和对地基造成严重变形,在一般情况下,对于地基的技术性处理可以分为以下几种方法:
        2.1木桩加固
        木桩加固法是一种比较常见且处理简单而又实用的桩基处理方法。在水闸施工时,不需要影响到其他的施工程序,而原材料的取用又十分的简便。一般分为两种处理方式,一种是将木桩的桩头和闸底板同时浇筑;另一种是在木桩顶部铺设碎石垫层,起到复合地基的效果。两种使用方式都不需要花费太大的人力物力资源,且对于专业素质的要求也相对较低。只是随着水利技术的不断发展,这种方法很少再出现于水利工程的水闸基施工之中。
        2.2预压处理
        预压处理就是提前对地基进行压缩固结,以此来达到水闸施工后减少沉陷和提高地基荷载能力的要求。这种方法比较适合基底在持续荷载下体积会发生明显变化的淤泥质土、充填土等饱和粘性土质。不过这项对于基底进行施工处理的办法花费时间较长,一般只有施工工期要求不紧张的水利项目中才会被考虑。
        2.3换土垫层
        一般情况下,如果不良地基的软土层厚度不超过3m,则可以使用换土垫层的方法将基底的软土层全部挖除换填,以满足水闸对于基底稳定性和安全性的要求。这种方法比较常见于浅层地基处理中,是迄今为止出现事故问题较少,施工简便,又能避免大幅度增加施工成本的绝佳办法。


        3完善水闸混凝土的施工措施
        3.1独特的闸底板混凝土施工技术
        工程要求在进行闸室底部的混凝土浇筑必须使用相关的高强度原料,且厚度要求不低于80cm,施工要点如下。(1)制作模板的原料规定为竹制胶板,模板的规格按照相关要求生产。(2)坚决要求钢筋的横向连接运用焊接手段,并做好相关的捆扎工序,对混凝土的表面施工应提高砂浆的等级,以此达到保护混凝土结构的稳定性。(3)针对闸室空间太大,使浇筑任务就非常艰巨,然而巨大的混凝土浆料若不能及时使用就会出现初凝现象,由此可见,一次性浇筑不能保证其质量的稳定性,所以在实际的此类工程施工中人们通常使用分层阶梯断面化浇筑,详细如图1。若混凝土的厚度达到80cm,则需要按照两层进行浇筑,每一层的厚度应控制在50cm之下,以此实现混凝土的连续性浇筑。另外浇筑混凝土时必须按照水平同步振捣的原则,且振捣深度应控制在10cm之上,振捣的标准应以混凝土表面无气泡为宜。以此进行工程的施工能够保证工程质量的达标,为工程能够顺利执行任务创造了条件,也为以后进行同类施工积累了经验。
        3.2浇筑闸墩和胸墙的施工要点
        对闸墩和胸墙在进行混凝土浇筑时应按照以下的原则执行,即施工顺序从下到上。由于闸墩的太高,因此应规划用两次进行相关的混凝土的浇筑,首次进行闸墩的浇筑,其次浇筑胸墙以及连接构件。在钢架的搭建过程中一定要遵守两闸墩同步搭建、同步上升的施工原则。分层浇筑仍然是在此处混凝土浇筑的重点,浇筑厚度应控制在50cm以下。完成相关的浇筑之后应分期拆除对模板的支撑,且做好相关的善后工作。对此方面的施工操作应逐步开展,特别是模板的拆除首先应考虑混凝土的凝固期,同时做好养护工作,然后按照水泥的凝固规律分部进行拆除,确保工程的质量。
        3.3施工中使用导流技术
        (1)施工中使用的导流方案。通常进行水闸施工时大多采用修建围堰的方法完成水流的疏导。然而水闸工程常会受到地质因素的限制,所以对围堰地段的选择就尤为重要,建议将其规划在主河道的狭窄地段为宜。但这些地段的地质条件通常较为恶劣,且岸坡的稳定性又不强,这就要求使用先进技术进行有效防控。围堰的选择应遵循河岸结构流畅的原则,建造较为耐冲刷的石砌围堰,而且使用木桩进行加固处理,围堰外围使用红粘土进行夯填。在实际施工过程中,应当按照相关的施工要求和设计方案进行施工,同时加强施工材料的质量监督,确保在施工现场所使用的施工材料完全符合施工设计要求,最终保证工程的建设质量。(2)截流技术的应用。当前中国水利工程的截流技术已有了相当大的进步。在进行此技术使用之前应仔细总结相关的历史经验,全面分析并设计出具有可行性的施工方案,之后用模型和现场两种方案进行必要的论证试验,一般进行合拢时多会使用立堵和平堵的混合运用。若要在土质河床进行截流施工,则提坝会受到水压的冲蚀,从而容易形成提坝的不利走向,对此,应认识到计算用料和实际用料之间存在着差距,因而在实际施工时要充分关注这一问题,加大对材料的储备,确保工程对材料的需求。除此之外,需要根据以往的经验使护堤工程具有较大的长度,且基础牢靠,研究抛投物在不同水流的移动特征。在此工程中应遵照工程的设计方案严格执行,确保工程质量达标,而且施工材料符合相关的质量要求,施工人员要认真执行相关的规定,从而实现截流技术的顺利应用。
        结语
        在水利工程的建设过程中,有关于水闸的设计与施工需要经过多方面的综合量化考虑,要根据具体的施工情况,对于水利工程附近的环境,水下土质的进行详细的分析。在施工过程中,要严格的按照工程指标以及施工设计,对于可能出现的问题,要提前做好应对以及预防措施,以此来提高水闸运行的安全效率。
        参考文献
        [1]郭浩鹏.水泥土搅拌桩在水闸地基处理中的应用[J].科技与创新,2020(18):109-111.
        [2]曲文,宁勇.水泥土搅拌桩在蚌埠市地基处理中的研究与应用[J].水利水电技术,2019(05):19-22.
        [3]李涛.水泥土搅拌桩在青口河引水闸工程中的应用[J].科技创新导报,2020(25):111.
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