引言
水利水电工程的施工对地基质量要求非常高,不良地基的存在会给工程的安全和稳定性带来巨大隐患。因此,对于不良地基的处理在水利水电工程中显得尤为重要。不良地基处理技术是指通过合理的方法和措施,改善地基的物理性质和力学性能,以满足工程的要求。
1、不良地基的定义
不良地基是指在工程建设中,由于地质条件、土壤性质或其他因素而导致的地基质量不理想、不稳定或具有较多缺陷的地区。不良地基可能会对工程的安全性、稳定性和承载能力产生负面影响。不良地基的土壤强度较低,无法满足设计要求,容易引起地基沉降、塌陷等问题。不良地基具有很大的压缩性变形,施工荷载加重时容易产生较大的沉降和变形。不良地基的土质分布不均匀,存在层间交替、土性变异等情况,导致不同地点的地基性质差异明显。不良地基对水分的变化敏感,容易发生液化、软化或饱和等现象,从而引发地基失稳和动态荷载的影响。
2、不良地基引起的问题与危害
不良地基往往具有较大的压缩性变形,施工荷载加重时容易引发地基沉降和变形。这将导致建筑物或结构物的不均匀沉降,使整个工程变形不平衡,甚至出现开裂、倾斜等严重情况。不良地基造成的地基沉降与变形会使得建筑物或结构物受到不均匀的应力作用,超过其设计承载能力范围,导致损坏、破坏甚至倒塌的风险。这对于各类工程项目而言都是极其危险的情况。不良地基可能存在着较大的孔隙度,导致地下水相对容易渗透进入工程区域或涌出地面,影响工程的安全与稳定,如引起土体液化、软化或泥石流等不利地质灾害。不良地基对建筑物造成的不均匀沉降和变形不仅会影响建筑物自身的稳定性,还会导致内部结构、墙体、地板等构件之间产生裂缝和位移,影响建筑物的正常使用功能。不良地基会使得工程建设过程中需要消耗更多的材料和资源来弥补地基的不足,增加工程成本。
3、水利施工中软土地基处理技术优化
3.1地基加固与加压固化技术
地基加固与加压固化技术是解决软土地基问题的一种常用方法。它通过施加外部压力或者引入固化材料,改善软土地基的物理和力学性质,提高地基的承载能力和稳定性。地基加固与加压固化技术的基本原理是利用外部压力或固化材料的作用,使软土地基发生物理或化学变化,从而提高其强度和稳定性。具体的操作方式有两种常见的方法,即预压加固和挤密加固。预压加固是在软土地基上施加超过设计荷载的预压荷载,通过长时间的荷载作用使软土发生压实,达到增加地基固结性质、减小沉降量的目的。预压加固一般采用压薄板、加重压地以及加压固化浆液等形式。通过适当调整并施加合适的预压荷载,可以有效改善软土地基的密实度和承载能力。挤密加固是利用挤压杆(通常是钢筋管或压实桩)将坚实材料直接插入软土地基内部,并通过向杆内注入压实材料,形成固态柱状体。挤密加固能够使软土地基发生挤实,提高地基的抗沉降能力和抗剪强度。该技术常用于较深的地下开挖、堤坝加固以及建筑物地基的加固处理。
3.2地基改良技术
地基改良技术是一种常用的方法,用来处理软土地基或其他低强度地基。它通过改变地基的物理性质或结构特点,以提高其承载能力、稳定性和工程性能。将搅拌桩机搅拌入软土中,将软土与水泥浆混合均匀形成搅拌桩,经过固化后增强了软土的抗剪强度和承载能力。搅拌桩具有较高的垂直和剪切抗力,适用于建筑物、道路和桥梁等工程。搅拌桩还可以用于沉降控制、土体固结以及隔离和防止地下水涌流等方面。土壤固化法,这种方法通过引入固化剂或化学药剂改变土壤的结构特征,从而提高其强度和稳定性。常使用的固化剂包括石灰、水泥、碱激发材料等。固化剂与土壤反应并形成硬化或固化体,增加了土壤的抗剪强度和承载能力。土壤固化法适用于需要加固的路基、堤坝、码头和停车场等工程。土钉墙是利用锚杆与土壤相互作用,在软土中形成一个锚固体系,提供与土层之间的相互支撑,从而增加地基的稳定性和抗滑性。土钉墙在土力学原理的基础上,通过合理选取钉径、钉距和土钉锚固长度等参数,使土体与钢筋之间形成力学耦合,实现土钉墙的加固效果。该技术广泛应用于路堤、边坡、基坑、挡土墙等工程。土体置换技术,这种方法通过替代或置换软土中的一部分土质材料,来提高地基的强度和稳定性。可以采用沉桩、石柱、岩石填充等方法,将相对较强的材料置入软土中,形成更坚实的地基。此方法适用于较深的地下开挖、土体加固和处理地下水位较高的场所。
3.3土体置换技术
土体置换技术是一种常用的地基改良方法,通过将软弱或不稳定的土体部分或全部替代或置换成更强、更稳定的土质或石质材料,从而提高地基的承载能力和稳定性。土体置换技术可以应用于各种工程项目,如建筑物、桥梁、道路、堤坝等,以解决软土地基问题。沉桩技术是利用沉桩机械将钢筋混凝土或预制钢管桩插入软土地基中,使其深入到稳定土层或较强的土质层中,以形成稳固可靠的承载层。该技术主要适用于较深的地下开挖、堤坝加固以及土体加固处理。石柱技术是在软土地基中用钢筋网和砾石、碎石等碎石料填充,形成石柱。石柱直接将软土与石料相互剪切阻力转移到石柱中,并通过石柱与软土的整体作用来增加地基的承载能力和稳定性。石柱技术广泛应用于土质较好的地区,适用于路堤、边坡、基坑和挡土墙等工程。岩石填充技术是将大块、中块或小块的岩石填充到软土地基中,形成岩石填充体来代替软土,并通过岩石与软土的摩擦和剪切特性来增加地基的承载能力和抗侧移能力。岩石填充技术适用于软土层比较薄和有大量可用岩石的地区,可以应用于路基、桩基和隧道开挖等情况。土石方平衡法是结合工程需要,在软土地基上采用土质与砂砾、石渣或石方进行平衡平整处理,以提高地基的承载能力和稳定性。这
结束语
水利工程建设会遇到各种复杂的地质条件和恶劣的环境因素,不良地基是水利水电工程中常见的基础类型,地基处理要满足项目工程具有可靠的承载力和稳定性。通过对不同软土地基的分类研究,结合工程实际情况和方案设计,探索地基处理的新理念和新技术,正确评价地基处理适用性,共同提升水利水电施工质量,并通过研制新的施工工艺促进水利水电不断创新发展。。
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