水利水电工程建筑中不良地基的影响与处理技术

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

张亚金

承德市水利水电勘测设计院,河北省承德市,067000

摘要

随着社会经济形势的平稳快速稳定发展,水利水电工程数量规模持续平稳增长、建设投入规模总量不断平稳扩大,因开挖不良稳定地基沉降造成重点工程建筑稳定性严重下降等矛盾问题已经屡见不鲜。


关键词

水利水电工程建筑;不良地基;影响;处理技术

正文

地基质量差几乎可以说直接或间接影响甚至关系到某一地区水利水电工程的安全性能和整个生命周期运行的安全周期以及工程的正常使用。因此,为了真正确保国家建设和水利水电工程的经济效益、社会效益、基础技术和服务工程质量效益能够从水电建设工程的基本技术设计角度得到充分有效的保障,有关水利专业设计施工单位和施工部门首先要全面准确地认识到各种不良地基质量对我国地方水利水电工程施工质量的综合影响,并针对不同建筑类型的基础,选择并提出相应的支护和完善的基础结构稳定处理策略和处理方案,有效提高我国整体水利水电工程基础结构的稳定性,充分发挥和体现我国水利水电工程基础的实用价值和应用价值。

1水利水电工程建筑不良地基影响

1.1建筑抗滑性及安全性下降

混凝土基础稳定性较差,内部混凝土结构缺陷系数变化较大,很可能导致一些突出的地质问题,如由此或未来导致重大水利水电工程的抗滑能力和安全能力显著下降,为我国后续水利水电工程的发展埋下了巨大而多的工程安全隐患。同时,如果断层带、软基夹层、破碎带结构等较差的预应力混凝土基础结构由于其实际结构的结构抗压冲击性能而相对不足,则整个结构可能会产生严重的剪切变形和断裂,或者结构的局部结构可能存在局部剪切变形和断裂破坏变形,问题可能更复杂、尖锐和严重,应邀请专业的基础施工或设计管理部门进行检查,以确保此类不良预应力结构的基础问题能够得到专业和及时的处理。

1.2地基渗透风险更高

不良地基类型包括特殊地质结构,如软弱夹层、可持续液化层和构造破碎带。基础结构的孔隙变形率波动较大,在水利水电工程建筑中极易出现排水层和管涌软弱、基础渗漏严重、水头压力超负荷严重等质量问题,对既有水利水电工程建筑物的安全质量和运行稳定性有非常严重的不利影响。

1.3地基沉降量增大

一些地质条件较差的工程基础内部可能含有少量细砂层。现代水利水电工程建筑结构在施工机械振动荷载、外部施工力等荷载因素的影响下,基础结构也会出现应力液化开裂,导致建筑基础整体承载力下降,基础表面容易出现砂沉降等不稳定均质现象。如果不及时将基础处理成不良基础而不采取措施,建筑结构可能会因建筑地面上不稳定、均匀的基础沉降而导致结构变形破坏和裂缝病害。严重的情况下,甚至可能进一步导致大型建筑基础倒塌、开裂等严重事故,给项目周边广大农田生产和广大施工维护人员带来巨大的质量安全隐患

2水利水电工程不同不良地基的处理

2.1强透水层地基处理

在大中型水利水电工程建筑物和施工设备的使用和施工过程中,刚性坝基的砾石和砾石堆积等软弱部位通常会裸露出来,形成强透水层。由于本段强调透水层结构密度孔隙系数差异较大,渗水渗漏率较高,应采取措施,采取各种人工土方开挖措施和各种手段尽快清除水底淤泥,及时进行渗水排水处理。由于整个水利水电工程建筑物位于建筑物的强透水层中,失水率一般较高,极有可能引起建筑物管口突然进水、管道抬升或水流压力突然明显升高等严重突发事件,直接或严重威胁大型水利工程建筑物的整体稳定性。对于上部强透水层地基的加固和防渗处理,需要及时开挖连接整个混凝土坝基结构系统的上部、中部或下部强透水层基础,选择优质普通黏土砂层或其他普通无机混凝土材料和其他固体物质作为基础灌浆或填料,建造固体防渗或截水混凝土墙结构。同时,相关岩土工程设计施工研究机构的人员表示,今后施工单位也基本上可以采取直接措施,直接在坝基结构的钻孔和裂缝部位重新注入一层普通硅酸盐混凝土,形成柔性防渗墙结构,从而有效实现和提高加固工程坝基结构的整体防渗和抗水性,确保大坝施工期间基础结构整体的高稳定性

2.2淤泥软土地基处理

淤泥质软土地基通常由淤泥质土和腐泥基等软沉积物组成。地基土层中的内容物渗水量通常较高,承载力一般较低,大多以流塑性或软塑性形式存在。由于淤泥质软土的基本体结构的可塑性通常很强,在各种极端地质条件的影响下,往往会持续影响水利水电工程的建筑结构,这些建筑结构受到巨大的基础荷载和其他力或冲击荷载的影响,它极有可能引起和出现各种永久性基础结构的变形和沉降变形,或沉降变形、开裂和破坏等基础稳定性问题,这些影响直接关系到我国今后几十年水利水电工程的稳定性。在沉降处理的施工实践和地下水处理中淤泥质软土地基的施工管理中,需要从以下步骤入手,需要全面掌握:一是将矿区地下部分淤泥质软土地基结构开挖回填到一定深度,并尽快清除地面沉淀物;二是铺设防砂垫层,进行基坑排水等综合作业沉降处理技术;三是在矿井内设置排水闸道;四是注意合理有效利用地下建筑物的沉降,并预留补偿措施;第五,通过垫层抑制技术,进一步提高地基-粉土-软土结构-地基系统的整体稳定性

2.3可液化地基处理

水溶性地基处理技术面临的主要问题之一是,在各种极端条件的影响下,如能量负荷或机械振动变形等长期冲击压力增加或局部地基结构上的张力因素,大量内部孔隙使孔隙水压力值迅速上升,黏性变低,土段孔隙中结构的水扭剪强度将逐渐急剧下降,基础结构上存在许多地质问题,如整体沉降、滑动和裂缝变形,严重、客观地影响和关系到我国各类水利水电工程施工质量结构的稳定和安全。在地基处理和可用于水基液化工程的地基工作过程中,应按照严格的先验技术要求,及时清除相应厚度的可液化土层,回填应选用抗排水、抗渗能力强、强度较高的新型结构材料。采用分层预压现场技术和方法,对表层预液化土地基的表层土层进行分层防渗压实和防渗压实处理,并对深层预液化土层结构裂缝进行防渗密封防渗加固处理,从下至上逐层加强预应力混凝土围护层结构,有效实现并提高其基础结构的稳定性,它降低了发生灾害的可能性,例如基础沉降和变形问题或其基础结构的基础滑动问题

2.4软弱夹层地基处理

软基或软弱夹层地基工程一般用于一些大中型水利水电工程的建筑结构和基础施工或运营维护,应用广泛或常见。它具有施工设计和使用的特点,如对硬质地基承载力要求高、低,不能真正完全满足一般中小型水利水电工程对地基使用和安全运行保护的技术要求。因此,在基础工程的软弱地基或软弱夹层地基施工中,应采取措施,尽可能提高软基结构的承载力和强度水平。一方面,可以采用土壤置换的方法。在掌握基础粉土层厚、松等一般地质条件的前提下,可将现有基础粉土层置换并转化为结构稳定系数较低、强度和韧性较低的软弱土结构,如水泥土和石灰土层基础;但另一方面,通过采用强夯施工组织方法,结合本工程对局部软弱土层和夹层基础结构的处理和加固要求,相应的强夯机具的设备和规格,选择夯机有效提升的高度规范系数,以全面提高基础结构的强度。

3总结

综上所述,水利水电工程施工场地地基条件较差或地基承载力强,对建筑物的安全稳定要求严重不足。许多大中型水利水电工程基础的安全性和设防水平难以同时满足要求,这将进一步影响其工程基础施工和运行的质量、安全性、稳定性、可靠性和工程造价。不同基础类型的各种不良复合混凝土基础在其基础形成的主要原因和分析指标,以及工程条件范围的特点等项目的主要影响因素上存在一定的区域差异。

参考文献

[1]曾德琼.浅析水利水电工程建筑中不良地基的处理方法[J].中国新技术新产品,2017(24):96-97.

[2]王秋颖.浅析水利水电工程建设中的不良地基基础处理方法[J].黑龙江科技信息,2016(33):233.

 

 


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