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)處理的施工特點及其在水利水電工程施工中的作用，最后闡述了幾類不同水利水電工程基礎(chǔ)處理措施。

　　《人民長江》(半月刊)創(chuàng)刊于1955年，是經(jīng)國家科委批準(zhǔn)、水利部長江水利委員會主辦、國內(nèi)外公開發(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、科研、規(guī)劃、設(shè)計、施工、基礎(chǔ)處理、機電、水資源保護、水利經(jīng)濟、水政管理、泥沙研究、河道整治、農(nóng)田水利、水土保持、水庫移民、工程監(jiān)理、安全監(jiān)測、運行管理、三峽工程研討、出國考察、國外科技、科技動態(tài)等欄目。

　　水利水電工程項目施工涉及的面廣,是一個極其復(fù)雜的綜合過程,再加上水利水電工程項目生產(chǎn)流動、結(jié)構(gòu)類型、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、材料、施工工藝、操作方法、技術(shù)措施、管理制度等因素,均直接影響施工項目的質(zhì)量,而施工是形成工程項目實體的過程,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。正因為水利水電工程基礎(chǔ)施工是施工設(shè)計的一項重要內(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)施工處理的一些問題，并對此作簡要分析。

　　1.基礎(chǔ)處理的施工特點

　　在水電工程施工中，基礎(chǔ)處理是一項技術(shù)性很強的專業(yè)工程，其主要施工特點有以下幾個方面：

　　(1)施工部位位于地下，屬隱蔽工程，這給施工作業(yè)、質(zhì)量控制及檢查驗收等帶來很火難度，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)開挖和混凝土澆筑等項目中進行，以便能最大限度的縮短工期。因為是水利水電工程，在地基的處理時，一般都是軟地基。有很多的方法，如強夯法、雙液法等等。強夯法加固地基主要是利用強大的夯擊能在地基中產(chǎn)生應(yīng)力和振動,使淺層和深層土體得到不同程度地加固,提高土體的強度,改善沙土地基抵抗振動液化的能力,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,在夯擊過程中,土體的瞬時沉降可達(dá)幾十厘米,土中產(chǎn)生液化后使土的結(jié)構(gòu)破壞,土的強度下降到最小值;隨后在夯擊點周圍出現(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,使降低的強度得到恢復(fù)和增強。同時,夯擊能還能提高土層的均勻程序,減少將來可能出現(xiàn)的差異沉降。雙液法是在建筑物的基礎(chǔ)周圍鉆孔后,將水玻璃與氯化鈣溶液以一定壓力通過注液管輪流壓入土中,在土中經(jīng)過滲透,兩種溶液接觸反應(yīng)生成硅膠,將土的顆粒膠結(jié)在一起,使其具有提高強度和不透水的功能,實現(xiàn)了提高地基承載力和地下水穩(wěn)定性的目的。基礎(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強透水層的防滲

　　以大壩為例，剛性壩基砂、卵、礫石都屬于強透水層，一般都加以開挖清除，土壩壩基砂、卯、礫石層因透水強烈，不僅損失水量，且易產(chǎn)生管涌，增大揚壓力，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

　　液化土層是指無粘性土層或少柑性土層在靜力或振動力作下。孔隙水壓力上升，抗剪強度瞬時消失的土層，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)將可液化土層開挖清除，置人其他強度較高、防滲性能良好的材料。

　　(2)振沖擠密或分層振動壓實。

　　(3)四周用混凝土圍墻封閉，防止其向四周流動。

　　(4)穿過可液化土層設(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。開挖深度一般為軟弱帶寬度的l--1.5倍，兩側(cè)開挖邊坡l：1--1：0.5。當(dāng)軟弱帶較為疏松，且寬度較大時，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。對土壩壩基軟弱帶。為防止?jié)B流淘刷壩身填土。可清除部分軟弱帶后回填混凝土或粘土，形成阻水蓋板。軟弱帶與庫水相通的上游端，開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，可設(shè)置混凝土傳力墻、傳力框架或進行預(yù)應(yīng)力錨固;對重力壩破碎巖體壩肩，當(dāng)破碎巖體自身穩(wěn)定沒有問題，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，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

　　將軟弱帶開挖清除回填混凝土，若上盤巖體尚堅硬完整，且全部開挖工作量過大時，可利用平硐或豎井開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。穿過軟弱帶時進行預(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型，一是在建筑物區(qū)喀斯特洞穴、溶隙強烈發(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，洞隙問巖體常風(fēng)化松動，溶洞或溶隙中有時充填有較松散透水的泥沙。此類地基強度不均勻，透水性強，且易出現(xiàn)管涌，影響建筑物穩(wěn)定。二是個別或少數(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、截斷滲水、降低揚壓力，提高溶蝕破碎帶的力學(xué)強度和完整性為主。或在結(jié)構(gòu)上擴大基礎(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)強度。

　　2.5壩基涌泉的處理

　　壩基涌泉或來自基巖裂隙、松散土層或來自喀斯特管道。可能造成土壩的管涌流土破壞造成壩身不穩(wěn)定。也給混凝土澆筑帶來困難，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逆止閥門，使其可向庫內(nèi)涌水，但不能煎庫水漏失。

　　2.6強夯法處理液化地基的施工管理實例

　　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，同時該地區(qū)又受到我省主要的地震危險帶—郯廬地震帶的影響，因此在該地區(qū)國道主干線京福、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題。根據(jù)《抗震設(shè)計規(guī)范》，對水利水電地基必須進行液化地基處理，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)濟有效又安全可靠，對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，需要采用專用技術(shù)和機械進行施工：地基工程施工時，現(xiàn)場條件較差，經(jīng)常在露天、洞內(nèi)、邊坡、水下等惡劣和危險的環(huán)境中作業(yè)，需要配置特殊的安全和環(huán)保設(shè)施;有時還會受到洪水等的侵襲，不可避免地造成巨大的損失;地質(zhì)條件的復(fù)雜性，使實施時難度較大。有鑒于此，地基處理與基礎(chǔ)工程具有風(fēng)險大、投人多、成本高的特點。

　　3.2地基處理的改善措施

　　對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)或土方開挖時邊坡失穩(wěn);使臨近地基產(chǎn)生隆起或基坑開挖時坑底隆起。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;基坑開挖過程中產(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改善動力特性

　　地基的動力特性表現(xiàn)在地震時粉、砂土將會產(chǎn)生液化;由于交通荷載或打樁等原因，使鄰近地基產(chǎn)生振動下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振動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

　　百年大計,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),是項目管理水平的重要標(biāo)志。在施工過程的質(zhì)量管理工作中,落實項目經(jīng)理責(zé)任制,采取措施提升職工在質(zhì)量控制上的自覺性和積極性,積極開發(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)量管理水平將會更上一個臺階。

　　參考文獻

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　　[3]王竹萍不良地基對水利水電工程的影響[J].人民黃河，2008(6)