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探究地基水利水电不良地基处理策略中心

收藏本文 2024-03-06 点赞:9462 浏览:35751 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘要】在水利水电工程建设中,经常会遇到不能满足建筑物要求的不良地基。其处理方法取决于建筑物对地基基础强度的要求和不良地质因素对建筑物的影响程度。本文就主要对水利水电工程建设中不良地基的基础处理方法进行探究,以供参考。
【关键词】水利水电,不良地基,处理方法

前言
多年的水利水电开发建设,水文地质条件工程地质条件较为优越的坝址,均已被优先开发或已建成,然而随着国民经济建设发展需求,还需不断地开发建设新的水利水电项目,今后将会遇到更多的不能满足建筑物要求的不良地基。所谓不良地基,系指由于地基的天然工程地质缺陷,不能满足上部建筑物稳定要求的地基。
不良地基的影响
对于水利水电工程建筑物来说,不良地基对建筑物的影响主要表现在如下几个方面。
1、地质条件差,抗滑稳定安全系数小于设计规定值,产生原因主要是由于岩石与混凝土、岩石与岩石,或其他影响抗滑稳定的结构面,如不同倾角的断层带、节理裂隙带、软弱夹层、破碎带、古风化壳、溶蚀带等的抗压强度低,不能满足上部结构抗滑稳定的要求,地基基础可能产生局部或整体剪切破坏。
2、基础的沉陷量过大或不均匀性,地基基础产生这样的原因主要是由于岩(土)层本身的承载能力不足以满足建筑物的要求,或因地基基础岩(土)强度不一,分布不均匀或岩石地基中有软弱破碎带分布,在外荷载作用下,沉陷值或不均匀沉陷值超过容许值。
3、基础渗漏量或水力坡降超过容许值,产生的主要原因是由于基础存在孔隙率大的松散砂、卵砾石层、强裂隙透水层、喀斯特渗漏带、构造破碎带以及其他强透水带,从而导致水库大量漏失、扬压力超限、或软弱透水层出现管涌等渗透变形,使基础遭受破坏。
4、地基内为无粘性土粉细砂层因振动(机械振动、地震等)可能产生液化,造成建筑物失稳破坏,或因震陷造成建筑物破坏。
三.不良地质基础一般处理方法

1、强透水层砂、卵、砾石层防渗处理

刚性坝基砂、卵、砾石层一般都加以开挖清除,土坝坝基砂、卵、砾石层因透水强烈,不仅损尖水量,且易产生机械管涌,增大扬压力,影响建筑物的稳定,一般都加以防渗处理。处理的方法一般:
将透水层砂、卵、砾石开挖清除回填粘土或混凝土,构筑截水墙。
利用冲抓钻或冲击钻机作大口径造孔,回填混凝土粘土形成防渗墙。
利川高压喷射灌浆方法(摆喷、定喷和旋喷)修筑水泥防渗墙。
水泥或粘土帷幕灌浆试验。
坝前粘土或混凝土铺盖,延长渗径。
帷幕后或防渗墙后排水减压。
设置反滤层。

2、可液化土层的处理

可液化土层系指无粘性土(砂)层或少粘性土层在静力或振动力作用下,孔隙水压力上升。抗剪强度瞬时消失的土层,土层的液化可使地基沉陷、滑移失稳、危及上部建筑物的安全。常见处理的方法是:
将可液化土层开挖清除,置入其他强度较高、防渗性能良好的材料。
振冲挤密或分层振动压实。
四周用混凝土围墙封闭,防止其向四周流动。
穿过可液化土层设置砂桩或灰土桩,或设置砂井。

3、淤泥质软土的处理

淤泥质软土包括淤泥质土、泥碳、腐泥、以及其他天然含水量特高,抗剪强度低、承载力低、压缩性大的土,多呈软塑及流塑状态。由于其质软,易产生高压缩变形、侧向膨胀

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、滑移或挤出,影响上部建筑物的稳定。土坝坝基的淤泥质坎土排水用难,长期难于稳定。常采取的处理办法是:开挖清除;置换砂层,或砂垫层排水;砂井排水;抛石挤淤;控制加荷速率,使其缓慢排水固结;扩大建筑物基础或采用桩基;预留沉陷量;用板桩墙封闭和在底部侧向填砂、砾石阻滑;用镇压层法,如反压护堤平台。

4、基础软弱带的处理

地质基础软弱带按其倾角大小可分为高中倾角软弱带和缓倾角软弱带,两者对建筑物的影响不同,处理的方法也不相同。

(一)高倾角软弱带处理

(1)挖出软弱带回填混凝土,作成混凝土塞,开挖深度一般为软弱带宽度的1-1.5倍,两侧开挖边坡为1:1— 1:0.5。当软弱带较为疏松,且宽度较大时,可采用混凝土梁或混凝土拱,以使上部荷载传至两侧完整岩体。对土坝坝基软弱带,为防止渗流淘刷坝身填土,可清除部分软弱带后回填混凝土或粘土,形成阻水盖板。(2)当高倾角软弱带位于坝肩,特别是拱坝坝肩时,可设置混凝土传力墙、传力框架或进行预应力锚固;对重力坝破碎岩体坝肩,当破碎岩体自身稳定没有问题时,可在破碎岩体中设置混凝土防渗墙。

(二)缓倾角软弱带处理

(1)将软弱带开挖清除回填混凝土,若上盘岩体尚坚硬完整,且全部开挖工作量过大时,可利用平硐或竖井开挖清除软弱带回填混凝土或钢筋混凝土,并做好回填固结灌浆工作。(2)可用高压喷射装备清除软弱物质回填或灌注水泥浆及砂浆。(3)也可以沿软弱带设钢筋混凝土抗剪键,或穿过软弱带设抗剪桩。

5、喀斯特地基处理

水利水电工程中喀斯特地基大体上可分为两种类型:一种是在建筑物区喀斯特洞穴内,溶隙强烈发育,形成交叉溶蚀网络,在断层破碎带交汇处,破碎岩体较宽厚,加之溶蚀作用,常形成“泥包石”,或“泥夹石”状,洞隙问岩体常风化松动,溶洞或溶隙中有时充填有较松散透水的泥沙。此类地基强度不均匀,透水性强,且易出现管涌,影响建筑物稳定。二是个别或少数较大的洞穴,溶蚀管道分布于坝基,形成主要漏水管道,此种洞穴管道有时充填或半充填,使局部地基承载力降低,破坏了地基岩体的均一性,在荷载作用下,易产生不均匀沉陷。两种类型的喀斯特地基,处理的方法亦有所区别。

(一)强喀斯特溶蚀破碎带的处理方法

(1)清除表层强烈溶蚀岩体,并进行固结灌浆。(2)设置灌浆帷幕。(3)坝前大面积铺盖(混凝土或粘土)防渗,铺盖厚度不小于1 m,一般为水头的1/10左右,长度不小于水头的5倍。(4)设置截水墙或齿墙,其墙休应穿过表层强喀斯特发育带。(5)扩大基础或采用整休刚性基础。

(二)喀斯特洞穴管道处理方法

(1)开挖清除洞穴充填物,回填混凝土,或用混凝土盖板封闭。(2)封堵漏水洞口(盖盖子),或选择漏水通道断面狭窄的部位加以封堵(卡脖子),封堵漏水通道对应注意地下水气的反压作用。必要时应预留排气通道,若采用石块,砂石粘土封堵,应注意粘土层下设反滤层。在封堵与暗河相通的漏水洞口时,注意雨季暗河水位上升,静水压力过大可能破坏堵休或混疑土盖板,为防止出现这种情况,可在盖板上设置逆止阀门,外水水头高时暗河水可进人水库,外水位低于库水时 水库水不能漏失。(3)在埋藏不深的地下喀斯特管道集中渗漏之处或比较狄窄的渗漏段修建截水墙,若下部有隔水层,可将截水墙与隔水层相衔接。
四.结束语
不良地基基础在工程建设中是经常遇到的难题,也是人们采取各种办法希望解决的问题。不良地基基础处理的方法很多,由于不同建筑物对地基基础强度的要求不同,而且各种不良地质因素对建筑物的影响程度也有区别,因此处理的方法自然也不尽相同。一般说来,在选用不良地基基础处理方法时,必须认真分析研究资料,确定不良地质现象的部位、规模、特性等,最终采取合理的处理方法。
参考文献:
曹连栋 黄晞湛 张新华 水利水电工程环境影响评价的探讨[J];山东水利;2007年04期
马爱民 张德成 不良地基对构造物的影响及地基处理方法综合应用[J];城市道桥与防洪;1997年03期
[3]吕燕枚 中小型水利水电工程不良地基常用处理方法[J];赤峰教育学院学报;2000年06期

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