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摘要:水利工程项目具有投资大、工期长、施工自然环境条件差等特点,对施工工艺的要求较高,尤其是基础工程施工方面,对施工工艺及施工方法等都提出了更高的要求。本文结合笔者多年的施工管理经验,对水利水电基础施工的基本要求、施工方法进行了介绍,对不良地基测处理技术进行了探讨,以期为相关人员提供借鉴。
关键词:水利水电 工程 基础 施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1水利水电基础施工的基本要求
水利水电工程对地基的要求比较严格,工程又常处于地质条件比较复杂的地区和部位,地基处理不好就会留下隐患,事后难以补救,需要采取专门的地基处理措施。目前水利水电基础施工的新方法主要从两个方面进行:
1.1不同类型的基础施工
在进行浅基础施工时,如果不需要放坡,应先要沿着测量基准灰线的直边切割出一个槽边的轮廓线,并一一展开作业面。对于地下水位的降低和地面排水系统的建造,应结合当地工程地质资料及挖方尺寸等条件综合考虑,以预防地基土结构被破坏。
1.2控制地基与基础的强度
进行水利水电基础施工时,应确保地基与基础的强度足以承受建筑物上的全部结构荷载,因此,必须确保基础的耐久性、防潮性、耐侵蚀性等都满足要求。此外,为确保地基的稳定性,必须确保地基和基础有足够的工作面。地基变形值的范围也应该在许可范围内,以防止建筑物的开裂、倾斜或者标高变化等。
2水利水电工程地基施工方法
2.1工程施工前,要对施工区域的状况有一个充分的了解,要掌握区域的地质条件,根据该地区的地质勘察报告确定具体施工方案,考虑地质特性,如果施工地点地形复杂,应该把周围不稳定因素考虑进来,如地震带、水源、空气等是否允许开工动土; 若施工地点在山区,还应充分考虑地质构造、地形、岩层和地貌等,避免因可能发生的泥石流事故造成的人员伤亡。土地开挖前若遇到如公路、沟壑、树林、管道、建筑物、农田等阻碍施工,应该妥善处理,选择避开或进行拆除并补偿占有者一定金额。对施工区域的装卸区、桥梁、道路等进行加固、加牢和加宽,以保证交通工具和施工机械顺利安全通行以及装卸货物空间的安全性。
2.2土地开挖过程中,经常会有滑坡、塌崩和危岩等情况产生,应及时采取应对措施。对定位桩、定位线,标高、基准点和基槽等进行二次放线测量,进行校验检测,并记录校验数据看其是否仍然符合设计要求,一旦出现问题,立即解决。施工过程中,对施工区域的环境也应该按照设计要求进行整理,设计合理的坡度,合理设计排水坡度和构造给水与排水设施,当设计没有特别的要求时,排水坡度应该≤3%。如果开挖的土地基准点低于地下周围水位的基槽,根据准备工作中的地质勘察资料这个重要依据,采取有力措施下降地下周围水位的基准线,通常情况下,开挖的土地基准点应当高于周围水位的基槽 0. 5 m 以上,才可继续后续的施工。
2.3如果地基施工区域是浅基础,那就可以运用以线带面的方法,先以基准线为参照,分割一条基槽轮廓线,以该轮廓线为基点,根据大致施工区域,扩大周围作业面积,进而顺利开展后续工作。在地下周围水位基准线降低和建造给水与排水设施这两个工程中,必须充分考虑到施工区域的状况,从当地地质特性和以前施工经验出发,摸索有效方法防止地基结构被损坏。在进行浅基础施工时,如果不需要放坡,应先要沿着测量基准灰线的直边切割出一个槽边的轮廓线,并一一展开作业面。对于地下水位的降低和地面排水系统的建造,应结合当地工程地质资料及挖方尺寸等条件综合考虑,以预防地基土结构被破坏。
2.4地基的作用是承受建筑物或构筑物载荷,要求地基需具有足够的牢固度,进行水利水电基础施工时,应确保地基与基础的强度足以承受建筑物上的全部结构荷载,能承担建筑物的全部重量,确保地基具有防护潮湿侵蚀、抵抗低温、耐腐蚀等能力。同时对地基的耐久性也有很高要求以确保地基的牢固,为使地基足够稳固,应该确保地基受力面充分够用,这样,可以预防地基的变形值在允许的安全范围内,确保建筑物不出现倾斜、下沉、塌方等情况,确保建筑物或构筑物在地基上的安全性。此外,为确保地基的稳定性,必须确保地基和基础有足够的工作面。地基变形值的范围也应该在许可范围内,以防止建筑物的开裂、倾斜或者标高变化等。
3不良地基处理技术
由于我国国土面积广袤辽阔,而且从西至东,地形地貌种类众多,因此在水利水电工程选址中,很难确保地基都能选择在地质条件好的区域。受天然因素影响,建设水利水电工程时,经常会遇到不良地形地貌,即不良地基,这种不良地基难以使水利水电工程建筑物保持稳定。从成因和特点看主要将不良地基分为以下 3 类:1) 软弱黏性土,俗称软土,主要由淤泥和压缩性高的淤泥质土组成,压缩层主要是黏性沉淀物,承受载荷能力低,主要出现在江河冲刷地区。2) 杂填土,主要由工业生产垃圾土、建筑垃圾土和生活垃圾土堆积组成。主要出现在我国传统居民区和传统矿区。3) 湿陷性黄土,由于其较强的亲水性,加上黄土本身自重应力较其他土质大,所以导致黄土含水率较高,容易导致沉降,广泛分布在我国黄土高原地区。下面详细分析 3 种不良地基的施工技术。
3.1透水层防渗技术
透水层的定义为土体中能透过水的土层。透水层控制的好与坏直接影响整个工程的品质,更是水利水电工程地基施工技术的重要环节。如在湿陷性黄土土层进行施工,由于其较强的亲水性和较大的自重应力,使得很有可能造成透水层大量吸取水份,严重则会造成渗透型管涌,影响地基承重能力,轻则存在安全隐患,重则造成建筑物的安全事故。解决透水层问题,目前主流方法是将水玻璃高压加载,向混凝土进行高压渗透喷射,用该混凝土构筑水泥墙进行防渗。
3.2土层板块移动预防技术
像杂填土这样的土质,由于其土层黏性弱,在大陆板块自身运动作用下,导致土层失稳移位和地基下沉,由于土质压缩层孔隙变大导致抗弯强度减弱,影响整体工程的安全。针对土层板块移动的特点,为了防止它继续向周围移动,波及到更广的范围,可以用混凝土将其四周墙体封实。然后使用灰土挤密桩法,所谓灰土挤密桩法,是指将土层爆破出孔,在孔内注入灰土,然后用夯锤夯实,使土质变得密实。
3.3软土地基施工技术
由软弱黏性土构成的地基称为软土地基,由于其主要由淤泥和压缩性高的淤泥质土组成,压缩层主要是黏性沉淀物,导致其空隙大、抗剪强度低,透水性强的特点,因此它承受载荷能力低。在施工过程中,为提高其承受载荷的能力,需要对软土地基进行处理,其施工技术主要有:1) 强夯法。用几十吨的重锤,起吊到高处,让重锤做自由落体运动,反复对地面进行夯实。可使其承重能力提高到 5倍以上。2) 加筋法。在软土地基中加入抗剪能力强的物质,提高土壤的韧性和强度。3) 硅化加固法。将硅酸钠溶液与氯化钙溶液加入土中,由于化学作用,产生胶凝物质,使土质更为牢固。此外,软土地基施工中的常用技术还有排水固结法、旋喷法、振动水冲法、土工合成材料加筋加固法、桩基法、灌浆法等。4)旋喷法。旋喷法主要用于地基防渗,主要通过利用旋喷机具将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定浓度,而后对其予以提升,以产生高压,挤迫水泥固化浆液与土体混合,经过凝固硬化结成桩子,以达到提高地基防渗的目的。5)振动水冲法。振冲法主要采用振冲器对混凝土进行振冲,利用振动和冲击荷载的作用对土层进行分层振实或夯实,以加固地基。6)土工合成材料加筋加固法。该法主要是将荷载平摊于地基,在可能出现塑性剪切破坏时,平铺于地基表面地土工合成材料将可以对面形的破坏起到组织作用;也可以在一定的程度上减小破坏的扩张,从而提高地基的承载能力。
4.结语
地基的是承受建筑物或构筑物载荷影响的土体,地基工程是整个工程施工的基础,地基施工影响着整个工程质量,在水利水电工程中有着举足轻重的地位,在地基施工的过程中,不仅要注意质量管理,而且要掌握好一些施工技术,要不断地总结施工经验,在确保安全施工的前提下,实现施工技术的突破和创新,确保水利水电地基工程的顺利完成。
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