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不良地質條件下水利水電工程處理措施分析

2010-07-14新聞來源:188BETApp


  摘要:隨著國民經濟的發展,水利資源難以滿足需要。為了獲得更多的水利資源,有時候需要在不良的地基上建設水利工程。但不良地基直接影響著水工建築物的安全,隻有對其進行可靠的處理後,才能建設水利工程。本文介紹7各種不良地質情況下的處理方法。

  關鍵詞:不良地質;基礎;處理,方法

  我國的水利水電工程開發建設工作已經開展了多年,其中水文條件、地質條件均較為優越的地區,已被優先開發或已經建成水利工程。然而隨著國民經濟建設發展對水利資源的需求量的加大,現有的水利工程已不能滿足發展的需求,還需不斷地開發建設新的水利水電項目。今後不得不在不良的建基麵上建設水利工程。不良地基是指由於地基的天然性能缺陷,不能滿足水利工程建築物穩定對地基的要求。對於水利水電工程建築物來說,不良地基對建築物的影響主要表現在基礎的沉陷量過大或不均勻性,基礎滲漏量或水力坡降超過容許值。

  地質條件差,抗滑穩定安全係數小於設計規定值。地基內為無粘性土粉細砂層因振動可能產生液化,造成建築物失穩破壞,或因震陷造成建築物破壞幾等個方麵。

  2 不良地質基礎一般處理方法

  2.1 強透水層的防滲處理

  以大壩為例,剛性壩基砂、卵、礫石都屬於強透水層,一般都加以開挖清除,土壩壩基砂、卵、礫石層因透水強烈,不僅損失水量,且易產生管湧,增大揚壓力,影響建築物的穩定,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,構築截水牆。利用衝抓鑽或衝擊鑽機作大口徑造孔,回填混凝土或粘土形成防滲牆。利用高壓噴射灌漿方法修築水泥防滲牆。水泥或粘土帷幕灌漿。壩前粘土或混凝土鋪蓋,延長滲徑,帷幕後排水減壓,設置反濾層。

  2.2 可液化土層的處理

  可液化土層是指無粘性土層或少粘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、危及上部建築物的安全。常用處理的方法是:(1)將可液化土層開挖清除,置入其他強度較高、防滲性能良好的材料。(2)振衝擠密或分層振動壓實。(3)四周用混凝土圍牆封閉,防止其向四周流動。(4)穿過可液化土層設置砂樁或灰土樁,或設置砂井。

  2.3 軟弱夾層基礎的處理

  地基基礎軟弱帶按其傾角大小可分為高中傾角軟弱帶和緩傾角軟弱帶,其對建築物的影響是不同的,處理的方法也不一樣。

  (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1—1.5倍,兩側開挖邊坡1:1—l:0.5。當軟弱帶較為疏鬆,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完整岩體。對土壩壩基軟弱帶,為防止滲流淘刷壩身填士,可清除部分軟弱帶後回填混凝土或粘土,形成阻水蓋板。軟弱帶與庫水相通的上遊端,開挖防滲井回填混凝土或設置防滲齒牆。當高傾角軟弱帶位於壩肩,特別是拱壩壩肩時,可設置混凝土傳力牆,傳力框架或進行預應力錨固;對重力壩破碎岩體壩肩,當破碎岩體自身穩定沒有問題,可在破碎岩體中設置混凝土防滲牆。當壩基裂隙帶密集發育時,可清除鬆散體回填混凝土或設置防滲齒牆。

  (2)緩傾角軟弱帶處理。

  將軟弱帶開挖清除回填混凝土,若上盤岩體尚堅硬完整,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,並做好回填固結灌漿。設置穿過軟弱帶的防滑齒牆。高壓噴射清除軟弱物質回填或灌注水泥漿及砂漿。穿過軟弱帶時進行預應力錨固。沿軟弱帶設鋼筋混凝土抗剪鍵,或穿過軟弱帶設抗剪樁。

  2.4 淤泥質軟土的處理

  淤泥質軟土包括淤泥質土、泥碳、腐泥、以及其他天然含水量特高,抗剪強度低、承載力低、壓縮性大的土,多呈軟塑及流塑狀態。由於其質軟,易產生高壓縮變形、側向膨脹、滑移或擠出,影響上部建築物的穩定。土壩壩基的淤泥質軟土排水困難,長期難於穩定。常采取的處理辦法是:(1)開挖清除。(2)置換砂層,或砂墊層排水。(3)砂井排水。(4)拋石擠淤。(5)控製加荷速率,使其緩慢排水固結。(6)擴大建築物基礎或采用樁基。(7)預留沉陷量。(8)用板樁牆封閉和在底部側向填砂、礫石阻滑。(9)用鎮壓層法,如反壓護堤平台。

  2.5 深覆蓋層處理

  當地基處河流衝積層砂、卵、礫石層、碎石層、坡殘積層洪積或泥石堆積層或其他原因形成的衝積堆積層厚度較大時,不便於全部開挖清除時,因其鬆散,孔隙率大,滲透性強,易產生壓縮變形和滲漏,有時因其中夾有軟弱夾層,不利於抗滑穩定。一般常用的處理方法是:(1)用強夯法或振動碾夯實或壓實土體表層。(2)對地基進行固結灌漿和帷幕灌漿。(3)設置混凝土截水牆或用高壓噴射灌漿構築防滲牆。(4)壩前鋪蓋防滲。(5)采用沉重樁或摩擦樁。(6)擴大基礎。

  2.6 壩基湧泉處理方法

  壩基湧泉或來自基岩裂隙、鬆散土層或來自喀斯特管道,可能造成土壩的管湧流土破壞造成壩身不穩定。也給混凝土澆築帶來困難,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。湧泉處理一般常采取的辦法如下:(1)對基岩湧泉,能封堵者予以混凝土封堵,湧水量大者,引水入集水坑,回填礫石,並預埋灌漿管,然後抽水並回填混凝土封堵,後期再進行回填灌漿。作為土壩基礎,於混凝土蓋頂上再鋪築粘士。(2)在湧泉出口安裝活動逆止閥門,使其可向庫內湧水,但不能使庫水漏失。

  3 結語

  在水利工程建設中不良的地基基礎是經常遇到的,其處理的方法有很多,但由於不同建築物對地基基礎的要求不同,而且各種不良地質因素對不同建築物的影響程度也有很大的區別,因此處理的方法自然也不一樣。這裏需要注意的是,各種處理方法都有其局限性,要根據具體工程綜合考慮,優先選用適合於本工程具體條件、便於就地取材、技術上可靠、經濟上合理、又能滿足施工進度要求的基礎處理方法。 (穆誌江)