水利水电工程中的不良地基情况简介不良地基是指由泥沙或淤泥质地、杂填地、冲填筑物等压缩力地基所形成的地面。在水利水电工程中,对不良地基情况特别要予以重视,并要采取良好的管理办法,以避免其对工程环境产生不良影响。由于不良地基土质类型很多,分为冲填土、杂填土、饱和疏松性砂土、膨胀土、软粘土、湿陷性黄土等。由于不良地基土质会对建筑物结构产生影响,如长期浸水后地基的构造易损坏或产生显著附加变化等。因此在不良地基土质上开展建筑时,必须要充分考虑到由于因地基问题而可能对建筑结构可能产生的不良影响,并选用最适宜的解决方式。
一、水利水电工程建设中不良地基的弊端
1.造成地基基础不均匀或大量地沉
因为不良建筑物中存在的岩石土层,有的自身所能达到的强度并不能适应上部建筑的需要,又有的岩石土层地基基础处岩石的分布不均,硬度也不一,有的岩石土层基础中具有较软弱破碎岩石带的位置。因为这种现象的出现,将会造成外荷载影响的地基的沉陷收缩的不平衡或者沉陷收缩值不够,而无法适应上层建筑物的需要。
2.造成地质条件不良,抗滑平衡安全系数过低
不良地基所在的岩石地层中,由于岩层与围岩之间岩层与混凝土之间存在着影响抗滑性能的结合层,其抗滑性能的安全系数也相对过低。
3.造成地基基础的渗漏量或水力坡降值过高
因为不良地基所在的岩土层基部分一般都有一些孔隙率很大的松散泥沙层,高裂隙透淤泥层,卵砾石层,结构性破裂带,喀斯特渗出带还有另外各类强渗出带的存在,这样就会导致蓄水的大面积漏失,水压过点,软弱的渗透性污泥层产生类似管涌等侵蚀变化情况,严重破坏基本部位,造成整个工程的损害。
4.造成地基出现液化现象
地基内由于存在着巨大的无黏性土粉细砂层,而这些水泥层很可能会由于产生震动而发生液化现象,巨大的震陷将会使得建筑物的结构稳定性遭到极大损害,从而影响整个中小型水利水电工程建设。
二、水利水电施工中不良地基处理的方法
1强透水层的防渗处理
强透淤泥层是指一些刚性堤坝基,其主体结构是砂砾、卵石或者砂土,使得地基土壤无黏性,雨水易于渗漏进入。一般情况下,对强透淤泥层的处理,就是对地基进行挖掘清理,对某些无黏性的堤坝基,会由于渗漏强烈,不仅导致工程的流量丧失,同时易于产生较大型的管涌,导致水流压力加大,危害工程建设的稳定性,必须做好防渗处理。强透水能力不良地基的解决办法:挖掘清理砂砾卵石或者砂石,采用黏性优质土壤和水泥,形成一层拦洪壁。然后使用水泥回填形成一个抗渗墙。防渗墙的施工通常采用高压浇注高强水泥的方式来施工,这种方式不但可以迅速促进水泥凝固,同时防渗效果良好。当防渗墙铺设完成以后,为降低防渗墙的水流压力影响,需要设有一些反滤层,阻止部分河流的进入。
2.对可液化土壤的处理,可液化土壤一般是指无黏性不良土壤而形成的土壤,由于这些土质在一些恒荷载甚至是活荷载的影响下,会造成土壤孔隙水压强变化大,因而土壤的无黏性,导致土壤的抗剪稳定性不好,造成土层液化,导致建筑物发生滑移,从而严重威胁上部建筑的安全性和稳定性。
针对可液化土壤的解决方式,有如下一些办法:(1)挖除可液化土层,换入黏性好的优良土,甚至可换成防渗透特性好的建筑材料;(2)将可液化土土壤加以挤压,一般情况是采取分层挤压的方式以提高其硬度;(3)在可液化土的附近设有水泥围栏,实行封闭处理,以防土壤在水压力影响下,形成流淌;(4)把持力层设定在可液化性土壤的下面。软弱夹层地基的处理方法软弱夹层地基俗称为软土地基,一般由泥沙、淤泥质粘土、强压缩性粘土等结构物组成,承载力较小,每平方米的承力通常不足五十KN。软土基层的抗剪能力硬度降低,在遭受外界压力之后,部分土地会出现软塑或流塑的现象,抗剪能力硬度下降,因此如果软土层内排水出路不好,在外力增加的情形下,土壤抗剪能力硬度变得降低;而如果软土层内有很好的排水出路,在外力增加的情形下,将软土层的水分完全排除,软土层固化之后,抗剪能力硬度就会有效提高。软土层的透水性较差,其本身含水率大,因此渗透率较小,但如果承受压力过大,孔隙水的压强就会上升,降低了地基的压密固结特性。软土壤的孔隙大,泥沙、淤泥质土含水率高,大大超过了液限范围。软土壤的上述特性都使得软土壤基不稳,承载力差,对地基结构危害很大。
对软土地基的管理我们一般采取排水固结方法,以帮助淤泥软化土壤的稳定,从而增加承载能力,措施主要是:第一,换土,即在软土地基厚度不足时,改填通透性较好、含水率小的物质,如细沙壤土、粗沙、水泥等,并利用沉井方法稳定土壤。第二,强夯,对江河冲积层、滨海淀积层等的软土地基,或是由黄土、粉土等所形成的孔隙较大的软土地基加以夯,以排除软弱土壤的水份,满足所要求的液限,从而促进软弱土壤凝固。三,旋喷,将旋喷机的喷头安装于软土层构造中,并缓慢提起喷头,形成的高压,使得混凝土、硬化浆液、土壤在高压下相互紧密结合,从而提高了软土壤的密实,并增强了地面的硬度,从而避免了地面渗漏。淤泥质软土地基的处理,淤泥质软土地基的主要特征是由于土壤含水率很高,导致承载能力的降低,当受到负荷影响时,土壤容易产生巨大变形,而上部构筑物会由于水下沉量过大和不平衡的下沉运动而产生严重损坏。关于淤泥软土基的处理,有这样一些办法。(1)置换法置换法软地基的建造方法,只要是通过优质粘土替代软弱土的方式,来提高地基承载能力。施工方式有很多种,人工开挖替换、机械开挖替换或者是利用开挖爆破对软土进行替换。置换方式的开挖方法简单,实施程序相对简单,可以在段时间内满足所要求的条件,并且人工开挖替换效果良好,有效的提高地基承载力,但是此类施工方式施工量较大,优质土在长时间浸泡情况下可能会造成承载力下降。(2)表面排水法表层排水法是指利用表面的冲刷使软土基层的含水率减少,可塑性提高,表面排水大致有如下几个施工方法:第一、添加剂法。通过在软泥基础内深入增味剂,从而改变地基土质特征。一般情况下,增味剂的功能是用来固结土层,使其保持稳定,但是软泥分布不一,增味剂的加入很难确定软泥的胶结程度完全相同,这就会造成软泥基础的承载能力差异,建筑物的沉降率也会有所不同。第二、敷垫材料法。利用敷垫的材质来提高地面的抗拉和抗剪力和地面的支护力。建筑施工时应该考虑地面表层强度,回填压力高低和长度,施工机具重量等,据以选择恰当的敷垫材质
4.喀斯特地基处理
水利水电施工喀斯特地基主要可分成二个类,一是在建筑物区喀斯特岩洞、溶隙强烈发育,构成交叉酸液网络,在断裂破裂带交界处,裂隙岩块较宽厚,加之酸液作用,常产生"泥包石",.或"泥夹石"状,洞窿问岩块常风化作用松散,溶洞或溶隙中有时充填信用度松散渗漏水的泥沙。这种地基强度不平衡,渗透水力强,但容易发生管涌,影响建筑物稳定性。二是个别或少数较大的岩洞,溶蚀管道散布在大坝基础,构成主要渗漏管网,这些溶洞管道有时填充或零点五充填,使局部地基承载能力减弱,损害了地基岩块的均一性,在荷载影响下,容易形成不平衡沉陷收缩。二种型式的喀斯特地基,解决的方式也有所不同。
结束语
不良地基会对水利水电施工质量带来许多严重影响,所以要深入了解不良地基带来的严重环境影响,并针对实际具体情况对不同的地基作出不同的处理措施,在工程实践中进一步研究探索,以实现改善水利水电质量的目的。
参考文献
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