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[摘要]水利水電工程作為國(guó)家的重點(diǎn)項(xiàng)目,在我國(guó)有著非常重要的地位,要想保證水利水電工程能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行,結(jié)合水利水電工程的特殊性質(zhì),對(duì)基礎(chǔ)的要求較高,就必須加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和管理,提高這方面的施工技術(shù),而且要有過(guò)硬的技術(shù)力量和豐富的經(jīng)驗(yàn)。本文針對(duì)于水利水電工程基礎(chǔ)處理施工方法及應(yīng)用展開一系列討論,并提出合理化的建議,希望對(duì)我國(guó)水利水電工程有一定的幫助作用。
[關(guān)鍵詞]水利水電工程;基礎(chǔ)處理施工;應(yīng)用
引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,水利水電工程已經(jīng)成為社會(huì)中不可或缺的一項(xiàng)大工程,在工程建設(shè)領(lǐng)域占有相當(dāng)重要的地位,水利水電工程在人們的生活中發(fā)揮著重要的作用,基于這一特殊的性質(zhì),必須要高標(biāo)準(zhǔn)的做好我國(guó)水利水電工程建設(shè),要想保證每一個(gè)水利水電工程能安全夠穩(wěn)定的運(yùn)行,就需要保障其安全性和可靠性,避免出現(xiàn)事故。從各方面處理,采用合理的施工方案,做好整個(gè)水利水電工程基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、施工,確保整個(gè)基礎(chǔ)的安全性和牢固性,保證每一步施工和處理都有其存在的價(jià)值和作用。還需要對(duì)水利水電工程基礎(chǔ)處理施工技術(shù)進(jìn)行更深一步研究和探索,確保在施工的過(guò)程中能夠使用到更加科學(xué)先進(jìn)的施工技術(shù)。
1水利水電工程基礎(chǔ)施工的特點(diǎn)
水利水電工程基礎(chǔ)施工技術(shù)的特點(diǎn)是涉及面廣,覆蓋占地面積較大,工程量大,技術(shù)要求高,地質(zhì)條件復(fù)雜,基礎(chǔ)處理大多屬于隱蔽性工程。在施工時(shí),由于施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、巖層以及土質(zhì)等各方面的因素和不利的條件都會(huì)對(duì)施工質(zhì)量造成不同程度的影響,在基礎(chǔ)施工時(shí),很容易受到這些不利因素的影響。在不同的地域環(huán)境和自然條件下均能受到干擾,不同程度的影響著基礎(chǔ)施工的效果,針對(duì)不同的地質(zhì)條件、不同的施工環(huán)境和不同的技術(shù)質(zhì)量要求,要采取不同的處理措施和先進(jìn)技術(shù)兩者相互結(jié)合,這樣才能保證水利工程基礎(chǔ)處理達(dá)到預(yù)期的效果。
2影響水利水電工程基礎(chǔ)質(zhì)量的主要因素
2.1不同類地質(zhì)條件的影響
2.1.1巖石類地質(zhì)缺陷條件的影響,由于地殼本身在形成過(guò)程中的因素,巖石結(jié)構(gòu)在形成的過(guò)程中,不可避免的出現(xiàn)溶洞、斷層、節(jié)理、裂隙、破碎帶、軟弱夾層、以及軟弱的結(jié)構(gòu)面等不良的地質(zhì)條件,導(dǎo)致基礎(chǔ)承載力下降,抗滑穩(wěn)定性及安全系數(shù)下降,大量的節(jié)理裂隙嚴(yán)重的消弱了巖體的強(qiáng)度,降低了巖體的彈性模量,在外力作用下產(chǎn)生變形,出現(xiàn)滲漏,基礎(chǔ)滑移,沉降,傾斜等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響水利工程的安全運(yùn)行。
2.1.2軟土及砂類土基礎(chǔ)的影響,由于軟土類基礎(chǔ)天然含水量高、孔隙比大、透水性差、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、具有觸變性、流變性。在承受強(qiáng)荷載作用后,孔隙水壓力就會(huì)變高,地基的壓實(shí)擠密固結(jié)性能受到嚴(yán)重影響。一般情況下,軟土?xí)憩F(xiàn)出軟塑與流塑之間的狀態(tài),在外界條件改變時(shí),其抗剪的功能會(huì)越來(lái)越弱。抗壓強(qiáng)度低,土質(zhì)的分布不均勻,不能滿足建筑物的承載力要求,嚴(yán)重影響建筑物的安全性。砂類土基礎(chǔ)的特性是地基的穩(wěn)定形差,飽水的疏松砂土、級(jí)配不良的細(xì)砂及粉細(xì)砂在震動(dòng)荷載或水動(dòng)壓力和其它外力的作用下液化現(xiàn)象嚴(yán)重,不可避免的出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降,嚴(yán)重影響工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和正常運(yùn)行。
2.2自然災(zāi)害的影響
氣候環(huán)境的變化也會(huì)對(duì)地基造成負(fù)面的影響,地震、山體滑坡、惡劣天氣等不可抗力對(duì)地基造成的損害是巨大的,基于此特點(diǎn),想要延長(zhǎng)的地基的使用壽命和確保安全使用功能,就必須建立一個(gè)足夠穩(wěn)定的基礎(chǔ)和采取一系列的抗災(zāi)措施,以此來(lái)保障在面對(duì)自然災(zāi)害時(shí)能夠有較好的抵抗力。如,提高抗震等級(jí),加強(qiáng)監(jiān)測(cè)提前預(yù)告等。
2.3滲漏和地下水對(duì)基礎(chǔ)的影響
滲漏問(wèn)題在基礎(chǔ)處理中也是一個(gè)非常致命的問(wèn)題,滲漏問(wèn)題的出現(xiàn)大多發(fā)生在水利工程的基礎(chǔ)中。其主要發(fā)生的原因有三個(gè)方面,第一個(gè)方面是地下水的滲漏,由于前期勘測(cè)不詳細(xì),基礎(chǔ)處理深度不夠,出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象。第二個(gè)方面就是建筑物與基礎(chǔ)的結(jié)合部位,由于施工組織和施工措施方法不當(dāng),在建筑物自身荷載、以及水壓力的共同作用下,引起的滲漏現(xiàn)象。第三個(gè)方面地下水運(yùn)動(dòng)的特性決定了地下水位高度的隨機(jī)動(dòng)態(tài)的變化性,地下水具有長(zhǎng)期性、多變性、出現(xiàn)瞬間作用以及長(zhǎng)期作用,地下水位下降或上升都會(huì)對(duì)建筑物的不均勻沉降有著重要的影響。地下水位的升高會(huì)使壓縮層的土壤受到影響,從而使其軟化,降低其負(fù)載能力,整體基礎(chǔ)的強(qiáng)度也會(huì)因此減小,使得地基沉降量變大。地下水位下降會(huì)使周圍地基土層產(chǎn)生固結(jié)沉降,輕者造成鄰近建筑物不均勻沉降;嚴(yán)重情況下,建筑物會(huì)受到安全影響,比如沙粒流失嚴(yán)重,使得建筑物整體空虛,墻體出現(xiàn)裂紋,引發(fā)安全問(wèn)題,地下水對(duì)建筑的影響,容易造成地基松動(dòng),塌陷,沉降、裂縫等問(wèn)題。
3水利水電工程基礎(chǔ)處理施工技術(shù)的應(yīng)用
3.1錨固技術(shù)在巖石基礎(chǔ)處理中被廣泛應(yīng)用
錨固技術(shù)包括預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)和普通的錨固技術(shù),預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)主要用于深層錨固,普通錨固技術(shù)用于淺層錨固。錨固技術(shù)不會(huì)破壞巖體結(jié)構(gòu),主動(dòng)承載,結(jié)合灌漿固結(jié)技術(shù),兩者共同作用,使破碎、發(fā)育不完整的巖體和膠凝材料進(jìn)行結(jié)合,提高了圍巖的整體性能和內(nèi)在抗力,增加了強(qiáng)度,增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性,使預(yù)應(yīng)力同圍巖共同受力,提高了巖石的承載力,提高了巖石的抗壓抗剪強(qiáng)度,有利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。錨固技術(shù)還有助于降低基礎(chǔ)處理的工作量,有效的降低了工程成本,同時(shí)錨固技術(shù)的應(yīng)用具有較強(qiáng)的針對(duì)性,需要對(duì)整個(gè)水利水電工程項(xiàng)目的外界環(huán)境因素進(jìn)行綜合分析,才能制定出準(zhǔn)確的錨固技術(shù)措施、實(shí)施方案。
3.2灌漿技術(shù)在基礎(chǔ)中的應(yīng)用
灌漿技術(shù)在水利水電工程基礎(chǔ)處理中廣泛應(yīng)用,主要目的用來(lái)改善巖體節(jié)理、裂隙、破碎帶等發(fā)育不完整巖石的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能,提高巖體的整體性與均質(zhì)性,提高基礎(chǔ)面的承載力、提高巖體的抗壓強(qiáng)度與彈性模量,減少巖體的變形與不均勻沉降、處理基巖底部及深層的滲漏等問(wèn)題,以確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和整個(gè)水利工程的正常運(yùn)行。灌漿技術(shù)種類較多,如基礎(chǔ)固結(jié)灌漿,接觸灌漿,化學(xué)灌漿、回填灌漿、帷幕灌漿、高壓旋噴、劈裂灌漿等多種方式,灌漿技術(shù)可以把膠凝材料和不良的地質(zhì)有效的粘合在一起,提高地基的承載力和巖石的完整性,提高了各類地質(zhì)的抗?jié)B作用,同時(shí)還能夠很好的預(yù)防水流在地層內(nèi)部的滲透現(xiàn)象,針對(duì)基礎(chǔ)的滲漏問(wèn)題,帷幕灌漿技術(shù)很好的解決了這一問(wèn)題,通過(guò)深層灌漿,再結(jié)合地質(zhì)條件,采用不同的漿液的濃度,調(diào)整水泥的細(xì)度,在特定的條件下進(jìn)行化學(xué)灌漿,在地下形成防水幕墻,降低了底層的透水性,降低了壩體的滲透壓力,減少了滲流量,防止產(chǎn)生機(jī)械式的管涌等一系列的滲漏問(wèn)題。
3.3樁基技術(shù)在基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用
樁基處理技術(shù),目前是我國(guó)水利水電工程建設(shè)中常見的、公認(rèn)的技術(shù)手段和方法,這種技術(shù)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢(shì),能夠提高基礎(chǔ)的承載力,利用樁的側(cè)向承載能力來(lái)加固邊坡,增加邊坡的抗滑穩(wěn)定性,在建筑物中起承載的作用。樁基的整體在穿過(guò)可液化土?xí)r,會(huì)借助本身的支撐作用,從而穩(wěn)定的固定在基巖上,即使在面對(duì)地震對(duì)其造成損壞時(shí),樁基憑靠深部穩(wěn)固土層仍具有足夠的抗壓與抗拔承載力,將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳至地下較深的密實(shí)或低壓縮的土層中,以滿足承載力和沉降的要求,樁基的基礎(chǔ)可以用來(lái)承受上拔力,水平力等多種外力荷載的單一作用或共同作用,從而確保建筑物的穩(wěn)定,且不產(chǎn)生過(guò)大的沉陷與傾斜。樁基可以依據(jù)其荷載傳遞的特點(diǎn)分為四種:摩擦端承樁、摩擦樁、端承摩擦樁和端承樁。隨著科技進(jìn)步,樁基類型不斷的增多,目前常用樁型有:高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁、挖孔樁、鉆孔灌注樁、夯擴(kuò)樁、粉噴樁、振沖樁等類型,結(jié)合基礎(chǔ)處理的需要在水利水電工程中大量的使用。
3.4樁基礎(chǔ)的使用范圍較廣
(1)基礎(chǔ)持力層較深,不適合做淺層基礎(chǔ),就建筑物地基承載力與變形不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)。(2)軟弱地基,采用加固、換填、排水固結(jié)等措施在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)。(3)地基土性特殊時(shí);如液化、濕陷性黃土、膨脹土等條件時(shí)的應(yīng)用。(4)不良地質(zhì)條件的處理方法在施工過(guò)程中,會(huì)面對(duì)很多地質(zhì)條件極差的施工。如果處理不當(dāng),將會(huì)影響工程的質(zhì)量和施工的順利開展。基于這種比較差的地質(zhì)條件,在具體的施工中要針對(duì)其制定一個(gè)合理的施工方案。首先,要進(jìn)行砂土層液化處理。沙土層液化處理主要是針對(duì)土質(zhì)比較松軟的土層,或者含水量比較多的沙土層。由于這種土壤主要是砂質(zhì)土和淤泥質(zhì)土,基礎(chǔ)的穩(wěn)定性差,在地震作用下易產(chǎn)生液化。從而造成基礎(chǔ)沉降,傾斜,對(duì)上部結(jié)構(gòu)造成危害,我們可以采取以下處理方法:砂層地基處理的主要方法有強(qiáng)夯,深層攪拌,擠密碎石樁,振沖法等。不良地基中比較常見的就是軟土地基,他主要是因?yàn)楹枯^高,從而導(dǎo)致淤泥含量較多,主要由沙和腐殖質(zhì)構(gòu)成,其主要特點(diǎn)是壓縮量較大、孔隙較大。此類土層作為地基往往不夠穩(wěn)固,負(fù)載能力也相對(duì)比較弱。在荷載的作用下容易產(chǎn)生形變。在軟土地基處理中,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可以采取以下措施:土體置換、排水固結(jié)法、排水砂墊層,強(qiáng)夯法、深層攪拌樁、樁基法、復(fù)合材料加固、化學(xué)灌漿、高壓噴射注漿法等技術(shù)。溶洞的處理可以結(jié)合溶洞的大小,采用混凝土或水泥砂漿進(jìn)行回填,在回填不充分的地方采用水泥回填灌漿技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理,在現(xiàn)場(chǎng)條件受限,也可直接應(yīng)用水泥灌漿技術(shù)處理。
4水利水電工程基礎(chǔ)處理技術(shù)分析
4.1水利水電工程需要一個(gè)合理的基礎(chǔ)處理方案。
大部分的水利水電工程的開始都需要一定的準(zhǔn)備階段,在開始進(jìn)行地基的施工時(shí),需要做好一系列的準(zhǔn)備,充分的考察完周圍的環(huán)境,根據(jù)土質(zhì)的不同,從而采取不同的施工方案,在進(jìn)行基礎(chǔ)處理前,需要勘察人員對(duì)周圍的地形、土質(zhì)、水量進(jìn)行充分的考察之后,得出考察結(jié)果,提交出合理且高效的地基礎(chǔ)處理方案。
4.2合理的使用地基所能承受負(fù)載。
因?yàn)樗姽こ檀蠖嘣谝恍┑刭|(zhì)比較復(fù)雜的地帶,周圍多山,水流湍急,所以在基礎(chǔ)處理之后,要充分考慮基礎(chǔ)所能承受的最大負(fù)載,要有足夠的安全系數(shù)來(lái)滿足不可抗力的因素的影響,如果超出最大負(fù)載將導(dǎo)致工程上部結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定,可能造成較大的損失。所以要經(jīng)過(guò)精密的計(jì)算之后得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),在進(jìn)一步建設(shè)之前,要充分預(yù)估所要建筑的工程負(fù)載,得出來(lái)的負(fù)載值進(jìn)行地基的變形測(cè)估、驗(yàn)算,如果變形量沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)的安全值,那么就可以投入建設(shè),如果超過(guò)安全值,就應(yīng)當(dāng)再合理規(guī)劃各部分工程的具體設(shè)計(jì)。
4.3提高水利水電工程施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的對(duì)策。
隨著科學(xué)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,每一個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都需要技術(shù)層面的更新?lián)Q代,只有科學(xué)技術(shù)才能夠大幅度提高生產(chǎn)力,在水利水電的施工過(guò)程中,需要施工企業(yè)加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新,提高創(chuàng)新意識(shí),在施工過(guò)程中不斷提高設(shè)備的工作效率和利用率,加強(qiáng)對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行定期的檢驗(yàn)檢測(cè)。對(duì)于施工企業(yè),工作人員的安排和管理是至關(guān)重要的,合理的分工和制定行之有效的管理制度、管理辦法是確保施工質(zhì)量的重要保證。要不斷的加強(qiáng)企業(yè)員工專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng),在科技更新?lián)Q代的情況下,要保證施工人員的科學(xué)意識(shí)達(dá)到一定的層次,嚴(yán)格要求工作人員掌握必要的專業(yè)知識(shí),從而確保水利水電工程在施工過(guò)程中能夠高質(zhì)高效的進(jìn)行。水利水電工程基礎(chǔ)處理項(xiàng)目作為隱蔽性工程,必須嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),做好質(zhì)量考核和驗(yàn)收工作。在施工過(guò)程中所遇到的困難和處理過(guò)程記錄在案并進(jìn)行總結(jié),以便在遇到同類問(wèn)題時(shí)能夠借鑒,從而提高施工效率。在對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行問(wèn)題排查時(shí),要采用PDCA的管理模式,從而有效的提高解決問(wèn)題的效率,針對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題制定合理的解決方案,以便保障工程的整體質(zhì)量。
5結(jié)語(yǔ)
根據(jù)本文的論述得出在水利水電工程建設(shè)中基礎(chǔ)處理施工技術(shù)方案的選擇極為重要,對(duì)于水利水電這種比較復(fù)雜的大型工程來(lái)說(shuō),更需要科學(xué)、合理、先進(jìn)的施工技術(shù),只有這樣才能保證水利水電工程的安全性和穩(wěn)定性。結(jié)合水利水電工程所處的特殊地理環(huán)境,在施工中要著重加強(qiáng)工程的施工質(zhì)量管控,保證在這種環(huán)境下水利水電工程能夠安全運(yùn)行。本文就此展開的一系列討論和建議,希望在同類工程中有一定的幫助和借鑒。
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作者:蘇強(qiáng) 李海濤 單位:中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司