水利水電工程基礎(chǔ)處理技術(shù)

　　水利水電工程施工中，基礎(chǔ)處理尤為重要。本文首先分析了水利水電基礎(chǔ)處理的施工特點(diǎn)及其在水利水電工程施工中的作用，最后闡述了幾類(lèi)不同水利水電工程基礎(chǔ)處理措施。

　　《人民長(zhǎng)江》(半月刊)創(chuàng)刊于1955年，是經(jīng)國(guó)家科委批準(zhǔn)、水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)主辦、國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行的水利水電綜合性技術(shù)月刊，按刊登內(nèi)容設(shè)置有水文、地質(zhì)、勘測(cè)、科研、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、基礎(chǔ)處理、機(jī)電、水資源保護(hù)、水利經(jīng)濟(jì)、水政管理、泥沙研究、河道整治、農(nóng)田水利、水土保持、水庫(kù)移民、工程監(jiān)理、安全監(jiān)測(cè)、運(yùn)行管理、三峽工程研討、出國(guó)考察、國(guó)外科技、科技動(dòng)態(tài)等欄目。

　　水利水電工程項(xiàng)目施工涉及的面廣,是一個(gè)極其復(fù)雜的綜合過(guò)程,再加上水利水電工程項(xiàng)目生產(chǎn)流動(dòng)、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、質(zhì)量要求、施工方法、建設(shè)周期、自然條件等不同情況,如設(shè)計(jì)、材料、施工工藝、操作方法、技術(shù)措施、管理制度等因素,均直接影響施工項(xiàng)目的質(zhì)量,而施工是形成工程項(xiàng)目實(shí)體的過(guò)程,也是形成最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要階段,所以,施工階段質(zhì)量控制是水利水電工程建設(shè)質(zhì)量控制的重點(diǎn)。正因?yàn)樗姽こ袒A(chǔ)施工是施工設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其影響因素多，內(nèi)容龐雜，因此，基礎(chǔ)施工是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。本文研究了水利水電工程施工中基礎(chǔ)施工處理的一些問(wèn)題，并對(duì)此作簡(jiǎn)要分析。

　　1.基礎(chǔ)處理的施工特點(diǎn)

　　在水電工程施工中，基礎(chǔ)處理是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)工程，其主要施工特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

　　(1)施工部位位于地下，屬隱蔽工程，這給施工作業(yè)、質(zhì)量控制及檢查驗(yàn)收等帶來(lái)很火難度，另一方而，也表明了基礎(chǔ)處理工程的極端重要性;

　　(2)基礎(chǔ)處理作業(yè)必須保持其連續(xù)性，若出現(xiàn)停頓、間斷、外介質(zhì)介入等都將造成重大事故，且一旦發(fā)生該類(lèi)事故，不易修復(fù)，只能返工;

　　(3)基礎(chǔ)處理施工通常穿插在基礎(chǔ)開(kāi)挖和混凝土澆筑等項(xiàng)目中進(jìn)行，以便能最大限度的縮短工期。因?yàn)槭撬姽こ蹋诘鼗奶幚頃r(shí)，一般都是軟地基。有很多的方法，如強(qiáng)夯法、雙液法等等。強(qiáng)夯法加固地基主要是利用強(qiáng)大的夯擊能在地基中產(chǎn)生應(yīng)力和振動(dòng),使淺層和深層土體得到不同程度地加固,提高土體的強(qiáng)度,改善沙土地基抵抗振動(dòng)液化的能力,是一種快速加固軟弱地基的有效方法。該方法適用于沙土、粉土、低飽和度的粘土及雜填土,在夯擊過(guò)程中,土體的瞬時(shí)沉降可達(dá)幾十厘米,土中產(chǎn)生液化后使土的結(jié)構(gòu)破壞,土的強(qiáng)度下降到最小值;隨后在夯擊點(diǎn)周?chē)霈F(xiàn)徑向裂縫,成為加速孔隙水壓力消散的主要通道;固土體具有觸變的特性,使降低的強(qiáng)度得到恢復(fù)和增強(qiáng)。同時(shí),夯擊能還能提高土層的均勻程序,減少將來(lái)可能出現(xiàn)的差異沉降。雙液法是在建筑物的基礎(chǔ)周?chē)@孔后,將水玻璃與氯化鈣溶液以一定壓力通過(guò)注液管輪流壓入土中,在土中經(jīng)過(guò)滲透,兩種溶液接觸反應(yīng)生成硅膠,將土的顆粒膠結(jié)在一起,使其具有提高強(qiáng)度和不透水的功能,實(shí)現(xiàn)了提高地基承載力和地下水穩(wěn)定性的目的?；A(chǔ)加固的方法眾多，只有深刻了解不同的基礎(chǔ)處理方法，才能夠在不一樣的水利工程上找到最佳的基礎(chǔ)處理措施。

　　2.水利水電工程基礎(chǔ)處理的常用方法

　　2.1強(qiáng)透水層的防滲

　　以大壩為例，剛性壩基砂、卵、礫石都屬于強(qiáng)透水層，一般都加以開(kāi)挖清除，土壩壩基砂、卯、礫石層因透水強(qiáng)烈，不僅損失水量，且易產(chǎn)生管涌，增大揚(yáng)壓力，影響建筑物的穩(wěn)定，一般都加以防滲處理。處理的方法是：將透水層砂、卵、礫石開(kāi)挖清除回填粘土或混凝土，構(gòu)筑截水墻。利用沖抓鉆或沖擊鉆機(jī)作大口徑造孔，回填混凝土或粘土形成防滲墻。利用高壓噴射灌漿方法修筑水泥防滲墻。水泥或粘土帷幕灌漿。壩前粘土或混凝土鋪蓋，延長(zhǎng)滲徑。帷幕后排水減壓。設(shè)置反濾層。

　　2.2液化土層的處理

　　液化土層是指無(wú)粘性土層或少柑性土層在靜力或振動(dòng)力作下。孔隙水壓力上升，抗剪強(qiáng)度瞬時(shí)消失的土層，土層的液化可使地基沉陷、滑移失穩(wěn)、危及上部建筑物的安全。常用處理的方法是：

　　(1)將可液化土層開(kāi)挖清除，置人其他強(qiáng)度較高、防滲性能良好的材料。

　　(2)振沖擠密或分層振動(dòng)壓實(shí)。

　　(3)四周用混凝土圍墻封閉，防止其向四周流動(dòng)。

　　(4)穿過(guò)可液化土層設(shè)置砂樁或灰土樁，或設(shè)置砂井。

　　2.3軟弱夾層基礎(chǔ)的處理

　　2.3.1高傾角軟弱帶處理

　　挖出軟弱帶回填混凝土，做成混凝土塞。開(kāi)挖深度一般為軟弱帶寬度的l--1.5倍，兩側(cè)開(kāi)挖邊坡l：1--1：0.5。當(dāng)軟弱帶較為疏松，且寬度較大時(shí)，可采用混凝土梁或混凝土拱，以使上部荷載傳至兩側(cè)完整巖體。對(duì)土壩壩基軟弱帶。為防止?jié)B流淘刷壩身填土?？汕宄糠周浫鯉Ш蠡靥罨炷粱蛘惩?，形成阻水蓋板。軟弱帶與庫(kù)水相通的上游端，開(kāi)挖防滲井回填混凝土或設(shè)置防滲齒墻。當(dāng)高傾角軟弱帶位于壩肩，特別是拱壩壩肩時(shí)，可設(shè)置混凝土傳力墻、傳力框架或進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨固;對(duì)重力壩破碎巖體壩肩，當(dāng)破碎巖體自身穩(wěn)定沒(méi)有問(wèn)題，可在破碎巖體中設(shè)置混凝土防滲墻。當(dāng)壩基裂隙帶密集發(fā)育時(shí)，可清除松散體回填混凝土或設(shè)置防滲齒端。

　　2.3.2緩傾角軟弱帶處理

　　將軟弱帶開(kāi)挖清除回填混凝土，若上盤(pán)巖體尚堅(jiān)硬完整，且全部開(kāi)挖工作量過(guò)大時(shí)，可利用平硐或豎井開(kāi)挖清除軟弱帶回填混凝土或鋼筋混凝土，并做好回填固結(jié)灌漿。設(shè)置穿過(guò)軟弱帶的防滑齒墻。高壓噴射清除軟弱物質(zhì)回填或灌注水泥漿及砂漿。穿過(guò)軟弱帶時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨固。沿軟弱帶設(shè)鋼筋混凝土抗剪鍵，或穿過(guò)軟弱帶設(shè)抗剪樁。

　　2.4喀斯特地基處理

　　水利水電工程喀斯特地基大體上可分為兩種類(lèi)型，一是在建筑物區(qū)喀斯特洞穴、溶隙強(qiáng)烈發(fā)育，形成交叉溶蝕網(wǎng)絡(luò)，在斷層破碎帶交匯處，破碎巖體較寬厚，加之溶蝕作用，常形成“泥包石”，或“泥夾石”狀，洞隙問(wèn)巖體常風(fēng)化松動(dòng)，溶洞或溶隙中有時(shí)充填有較松散透水的泥沙。此類(lèi)地基強(qiáng)度不均勻，透水性強(qiáng)，且易出現(xiàn)管涌，影響建筑物穩(wěn)定。二是個(gè)別或少數(shù)較大的洞穴，溶蝕管道分布于壩基。形成豐嬰漏水管道，此種洞穴管道有時(shí)充填或半充填，使局部地基承載力降低，破壞了地基巖體的均一性，在荷載作腳下，易產(chǎn)生不均勻沉陷。兩種類(lèi)型的喀斯特地，處理的方法亦有所區(qū)別。前者以清除置換、截?cái)酀B水、降低揚(yáng)壓力，提高溶蝕破碎帶的力學(xué)強(qiáng)度和完整性為主?；蛟诮Y(jié)構(gòu)上擴(kuò)大基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)移壓力。后者以防滲堵漏為主。并清除或處理充填物，以提高其力學(xué)強(qiáng)度。

　　2.5壩基涌泉的處理

　　壩基涌泉或來(lái)自基巖裂隙、松散土層或來(lái)自喀斯特管道?？赡茉斐赏翂蔚墓苡苛魍疗茐脑斐蓧紊聿环€(wěn)定。也給混凝土澆筑帶來(lái)困難，甚至形成漏水通道，因此必須妥善加以處理，處理原則是能堵則堵，能排則排。涌泉處理一般常采取的辦法如下：(1)對(duì)基巖涌泉，能封堵者予以混凝土封堵，涌水量大者，引水入集水坑，回填礫石，并預(yù)埋灌漿管。然后抽水并回填混凝土封堵，后期再進(jìn)行回填灌漿。作為土壩基礎(chǔ)，于混凝土蓋頂上再鋪粘土。(2)在涌泉出口安裝活動(dòng)逆止閥門(mén)，使其可向庫(kù)內(nèi)涌水，但不能煎庫(kù)水漏失。

　　2.6強(qiáng)夯法處理液化地基的施工管理實(shí)例

　　江蘇北部(如徐州、宿遷等)地區(qū)廣泛分布廢黃河泛濫沉積物，一般以亞砂土、亞粘土—細(xì)砂為主，埋層淺，地下水位高，天然地基承載力低，在地震作用下易產(chǎn)生液化現(xiàn)象。地基液化是引起構(gòu)筑物破壞的主要形式，同時(shí)該地區(qū)又受到我省主要的地震危險(xiǎn)帶—郯廬地震帶的影響，因此在該地區(qū)國(guó)道主干線京福、徐宿、連徐、寧宿徐、沂淮等高速公路建設(shè)中不可避免的遇到大面積液化地基處理問(wèn)題。根據(jù)《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)水利水電地基必須進(jìn)行液化地基處理，這是減輕地震災(zāi)害的根本性措施。因此，如何控制和管理好處理液化地基的施工，做到既經(jīng)濟(jì)有效又安全可靠，對(duì)保證大壩建成后的正常功能、減輕地震災(zāi)害具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

　　3.基礎(chǔ)工程技術(shù)的作用及一些改善措施

　　3.1基礎(chǔ)工程技術(shù)的作用

　　地基處理與基礎(chǔ)工程在水利水電工程中的作用，主要是其本身的功能、在項(xiàng)目中占投資的比重及其重要性所決定的。地基處理的主要功能是改善建筑地基的物理學(xué)性能，增強(qiáng)整體性，提高防滲能力，從而滿足工程的需要.確保建筑物的安全運(yùn)行.大壩、水閘、堤防、隧洞等建筑物和構(gòu)筑物的地基，一般都需要用這些技術(shù)進(jìn)行加和處理.地基處理與基礎(chǔ)工程的投入十分巨大：它們是地下隱蔽工程，需要采用專(zhuān)用技術(shù)和機(jī)械進(jìn)行施工：地基工程施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)條件較差，經(jīng)常在露天、洞內(nèi)、邊坡、水下等惡劣和危險(xiǎn)的環(huán)境中作業(yè)，需要配置特殊的安全和環(huán)保設(shè)施;有時(shí)還會(huì)受到洪水等的侵襲，不可避免地造成巨大的損失;地質(zhì)條件的復(fù)雜性，使實(shí)施時(shí)難度較大。有鑒于此，地基處理與基礎(chǔ)工程具有風(fēng)險(xiǎn)大、投人多、成本高的特點(diǎn)。

　　3.2地基處理的改善措施

　　對(duì)于地基的改善措施主要有以下五方面：

　　3.2.1改善剪切特性

　　地基的剪切破壞表現(xiàn)在水利建筑物的地基承載力不夠;使結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或土方開(kāi)挖時(shí)邊坡失穩(wěn);使臨近地基產(chǎn)生隆起或基坑開(kāi)挖時(shí)坑底隆起。因此，為了防止剪切破壞，就需要采取增加地基土的抗剪強(qiáng)度的措施。

　　3.2.2改善壓縮特性

　　地基的高壓縮性表現(xiàn)在建筑物的沉降和差異沉降大，因此需要采取措施提高地基土的壓縮模量。

　　3.2.3改善透水特性

　　地基的透水性表現(xiàn)在堤壩、房屋等基礎(chǔ)產(chǎn)生的地基滲漏;基坑開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土變成不透水或減少其水壓力的措施。

　　3.2.4改善動(dòng)力特性

　　地基的動(dòng)力特性表現(xiàn)在地震時(shí)粉、砂土將會(huì)產(chǎn)生液化;由于交通荷載或打樁等原因，使鄰近地基產(chǎn)生振動(dòng)下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振動(dòng)特性以提高地基抗震性能的措施。

　　3.2.5改善特殊土的不良地基的特性

　　主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等地基處理的措施。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　百年大計(jì),質(zhì)量第一,質(zhì)量是水利水電工程的生命線,基礎(chǔ)工程質(zhì)量是又是企業(yè)素質(zhì)的最重要的環(huán)節(jié),是項(xiàng)目管理水平的重要標(biāo)志。在施工過(guò)程的質(zhì)量管理工作中,落實(shí)項(xiàng)目經(jīng)理責(zé)任制,采取措施提升職工在質(zhì)量控制上的自覺(jué)性和積極性,積極開(kāi)發(fā)新的質(zhì)量控制手段和方法,保證施工質(zhì)量,相信工程質(zhì)量管理水平將會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階。

　　參考文獻(xiàn)

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