水利水电工程中不良地基处理分析

水利水电工程中不良地基处理分析摘要：对于水利工程建筑物来说，不良地基对建筑物的影响主要表现在基础的沉陷量过大或不均匀性，基础渗漏量或水力坡降超过容许值。地质条件差，抗滑稳定系数小于设计规定值。本文探讨了水利水电工程中不良地基处理。关键词：水利水电；工程；不良地基；处理中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：不良地质现象是指对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。它泛指地球外动力作用为主引起的各种地质现象，如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河流冲刷以及渗透变形等，它们既影响场地稳定性，也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、施工和正常使用不利。对于水利工程建筑物来说，不良地基对建筑物的影响主要表现在基础的沉陷量过大或不均匀性，基础渗漏量或水力坡降超过容许值。地质条件差，抗滑稳定系数小于设计规定值。一、不良地基土种类地基土与上部建筑有着密切的关系,地基土的优劣直接关系着地基处理方式的选择及地基施工。不良地基土的种类较多,第6页共6页 主要有杂填土、软粘土、冲填土、饱和松散砂土、湿陷性黄土、膨胀土以及山区地基土等。如黄土作为一种常见的工程地基土,在我国主要分布于甘肃、陕西、河南、河北、山西等地。黄土在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土,属于特殊土。湿陷性黄土约占我国黄土分布面积的60%,主要分布于黄河中、下游地区。湿陷性与其他地区相比有其独特的力学性质。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,选择适宜的地基处理方法,避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。二、不良地基对水利水电工程的影响所谓不良地基，就是指由于地基的天然缺陷，不能满足上部建筑物的稳定要求的地基。对于水利水电工程建设来说，不良地基的缺陷对建筑物的影响主要表现在以下几个方面：1、因地质原因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，地基可能产生局部或整体剪切破坏。2、地基的渗漏量或水力坡降超过容许值，产生的主要原因是由于地基存在的孔隙率大的松散砂、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，使地基遭受破坏。3、地基的沉降量过大或沉降量不均匀，从而造成建筑物破坏、变形。第6页共6页 4、因地基内无粘性粉细砂层，经内振动（机械振动、地震等），可能产生液化，造成建筑物失稳；或因震陷造成建筑物破坏。三、水利水电工程中不良地基处理1、强透水层的防渗处理以大坝为例，刚性坝基砂、卵、砾石都属于强透水层，一般都加以开挖清除，土坝坝基砂、卵、砾石层因透水强烈，不仅损失水量，且易产生管涌，增大扬压力，影响建筑物的稳定，一般都加以防渗处理。处理的方法是：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，回填混凝土或粘土形成防渗墙。利用高压喷射灌浆方法修筑水泥防渗墙。水泥或粘土帷幕灌浆。坝前粘土或混凝土铺盖，延长渗径。帷幕后排水减压。设置反滤层。2、可液化土层的处理可液化土层是指无粘性土层或少粘性土层在静力或振动力作下，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。常用处理的方法是：(1)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。(2)振冲挤密或分层振动压实。(3)四周用混凝土围墙封闭，防止其向四周流动。(4)穿过可液化土层设置砂桩或灰土桩，或设置砂井。3、膨胀土的处理第6页共6页 膨胀土是指在自然状态下呈硬塑状态，吸水后膨胀，失水后收缩的土质，它主要由由强亲水矿物组成。由于膨胀土具有吸水膨胀，失水收缩的特征，很容易使得建筑物产生变形沉陷，尤其是季节性干湿气候条件下，土层会反复膨胀收缩，给建筑物造成的破坏更为严重，对其进行处理的关键在于防止水对地基产生影响，为此，地基开挖后要及时进行保护，避免积水、暴晒或冰冻，并且开挖后要及时进行回填，以使得土层的天然含水量不发生变化，同时对于地基部分要采用截水墙或帷幕灌浆的方法防止外界水对地基的影响，如果经过计算验证采用上述方法均不可行时，那就要采用穿过膨胀土层桩基的方法。4、淤泥质软土的处理淤泥质软土主要是指天然水含量高、抗剪强度低，承载力低，压缩性大的土，如淤泥质土、泥碳、腐泥，它们多呈软塑及流塑状态。因其质软，在荷载作用下容易产生高压缩变形、侧向膨胀、滑移或挤出，从而威胁上部建筑物的安全。对其采用的办法是开挖清除后置换砂层，或采用抛石挤淤的方法将其排除，对于开挖清除或抛石挤淤有困难的淤泥质软土，也可以考虑采用控制加荷使其缓慢排水的方式进行，必要的情况下可以扩大建筑物基础或者采用桩基的办法，避免淤泥质软土对上部建筑造成影响。5、深覆盖层处理当地基处河流冲积层砂、卵、砾石层、碎石层、坡残积层洪积或泥石堆积层或其他原因形成的冲积堆积层厚度较大时，不便于全部开挖清除时，因其松散，孔隙率大，渗透性强，易产生压缩变形和渗漏，有时因其中夹有软弱夹层，第6页共6页 不利于抗滑稳定。一般常用的处理方法是：（1）用强夯法或振动碾夯实或压实土体表层。（2）对地基进行固结灌浆和帷幕灌浆。（3）设置混凝土截水墙或用高压喷射灌浆构筑防渗墙。（4）坝前铺盖防渗。（5）采用沉重桩或摩擦桩。6、喀斯特地基处理对于水利水电工程来说，其经常面临的喀斯特地基主要包括两类，每一种的处理方法也有所不同。首先是强度不均匀，透水性强，且容易出现管涌的喀斯特地基，这种地质的溶隙发育强烈，形成交叉溶蚀网络，在溶蚀作用下，常呈现出“泥包石”或“泥夹石”状，并且洞隙间岩体经常会出现风化松动的状况，直接影响建筑物稳定，对其采用的处理方式主要有清除置换、设置灌浆帷幕或截水墙或齿墙截断渗水，或者在结构上扩大基础或采用整体刚性基础，转移压力。其次存在较大的洞穴，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，对其处理的方法可以采用开挖洞穴填充物，回填混凝土的方法进行处理，同时也可以采用封堵漏水洞口方法。7、坝基涌泉处理方法坝基涌泉或来自基岩裂隙、松散土层或来自喀斯特管道，可能造成土坝的管涌流土破坏造成坝身不稳定。也给混凝土浇筑带来困难，甚至形成漏水通道，因此必须妥善加以处理，处理原则是能堵则堵，能排则排。涌泉处理一般常采取的办法如下：(1)第6页共6页 对基岩涌泉，能封堵者予以混凝土封堵，涌水量大者，引水入集水坑，回填砾石，并预埋灌浆管，然后抽水并回填混凝土封堵，后期再进行回填灌浆。作为土坝基础，于混凝土盖顶上再铺筑粘土。(2)在涌泉出口安装活动逆止阀门，使其可向库内涌水，但不能使库水漏失。总之，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：[1]司全章.水利工程中的基础处理方法[J].黑龙江水利科技.2012(07)[2]陈峰.水利水电工程喷射混凝土作业[J].黑龙江科技信息.2012(20)[3]凌家付.水工涵洞施工中的动态管理[J].黑龙江科技信息.2012(20)[4]高淑红.水利工程施工中地基处理技术探讨[J].中国新技术新产品.2011(24)第6页共6页