水利水電基礎(chǔ)工程施工

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論文關(guān)鍵詞：水利水電　基礎(chǔ)工程　施工技術(shù)　不良地基  方法

 通過對《水利工程施工》八周的學(xué)習(xí)，我了解到水利水電工程施工技術(shù)是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的專業(yè)課。其主要特征是實(shí)踐性和綜合性強(qiáng)，它是在總結(jié)國內(nèi)外水利水電工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從施工技術(shù)、施工機(jī)械施工組織與管理等方面，研究多快好省地進(jìn)行水利水電建設(shè)基本規(guī)律的一門學(xué)科。 一、水利水電工程建筑的施工技術(shù)的作用和地位    隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利資源難以滿足需要，為了獲得更多的水利資源,我們就要依靠水利水電工程建設(shè)來滿足我們?nèi)找嬖鲩L的需要。水利水電是清潔的可再生能源，它的利用是社會進(jìn)步到現(xiàn)階段的產(chǎn)物。進(jìn)一步說，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展直接促進(jìn)了水利水電工程的創(chuàng)新以及發(fā)展，在水利水電工程建設(shè)過程中水利水電的施工技術(shù)的創(chuàng)新起到非常關(guān)鍵、非常重要的作用。在水利水電工程建筑的實(shí)施中，技術(shù)是它的根本，只有技術(shù)作保障才能在艱巨的重大工程中完成工程建筑的施工，水利水電工程建筑的施工技術(shù)將直接關(guān)聯(lián)作用到水電水利的效益和產(chǎn)生的影響，它并不只是簡單的一個工程而已，它是構(gòu)成整個水電水利工程的一個重要要素。換句話來說，能不能夠熟練的，靈活的掌握并且運(yùn)用各種各樣的水利水電工程施工技術(shù)，會直接影響到水利水電工程的建設(shè)質(zhì)量。只有充分的掌握好，并且運(yùn)用好水利水電工程施工技術(shù)，才能夠有效的、全面的展開相關(guān)的管理、控制工作，將技術(shù)含量高與社會相緊密聯(lián)系的技術(shù)用到水利水電工程建筑的施工中，水利水電工程建筑才能真正發(fā)揮其作用進(jìn)而才能夠從本質(zhì)上去實(shí)現(xiàn)提高水利水電工程施工建設(shè)的雙重效益，也就是經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。在這里我們僅僅探討一下水利水電工程施工中地基基礎(chǔ)施工技術(shù)。   通過學(xué)習(xí)我們知道地基與基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部位，其中基礎(chǔ)處理在水利水電施工中占重要地位，這應(yīng)引起施工作業(yè)者的高度重視，對于施工研究人員，我們一定要根據(jù)建筑物對地基的要求，采用特定的技術(shù)手段來減少或消除低級的不利缺陷，改善和提高低級的物理力學(xué)性能，使地基有足夠的強(qiáng)度、整體性、抗?jié)B性及穩(wěn)定性。本文對現(xiàn)在地基施工的一些新要求、新方法以及新技術(shù)做了簡單的分析并對不良地基的處理做了詳細(xì)分析，并找出契解決方案?！?二、近期水利水電基礎(chǔ)施工的新要求  　　1）應(yīng)具有地基與基礎(chǔ)的施工圖紙和地質(zhì)勘察報告等有關(guān)技術(shù)文件和資料，并掌握施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況。  　　2）土方開挖前，應(yīng)根據(jù)施工方案要求，將施工區(qū)域內(nèi)妨礙施工的已有建(構(gòu))筑物、道路、溝渠、管線、墳?zāi)?、樹木等，妥善處理?nbsp; 　　3）山區(qū)施工，應(yīng)事先了解當(dāng)?shù)氐貙訋r性，地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文地質(zhì)等，如因土方施工可能產(chǎn)生滑坡時，應(yīng)采取可靠措施。在陡峻山坡下施工，應(yīng)事先檢查山坡坡面情況。如有危巖、孤石、崩塌體、古滑坡體等不穩(wěn)定跡象時，應(yīng)作妥善處理。  　　4）施工機(jī)械進(jìn)入現(xiàn)場所經(jīng)過的道路、橋梁和設(shè)備卸車地點(diǎn)等，應(yīng)事先做好必要的加寬、加固等準(zhǔn)備工作。  　　5）測量放線的定位控制線（樁）、水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)及基槽的灰線尺寸，必須復(fù)核，符合設(shè)計要求，并辦理預(yù)驗(yàn)手續(xù)，且應(yīng)妥善保護(hù)及經(jīng)常復(fù)測。  　　6）場地要清理平整，表面坡度應(yīng)符合設(shè)計要求的排水坡度和臨時排水設(shè)施。如設(shè)計無要求時，一般應(yīng)向排水溝方向做成不小于2％的坡度。  　　7）開方挖土低于地下水位的基坑（槽）、管溝時，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察文件及資料，采取措施，降低水位；一般應(yīng)降至低于開挖底面的500mm，然后再開展作業(yè)面。  三、目前水利水電基礎(chǔ)施工的新方法  　　目前水利水電基礎(chǔ)施工的新方法主要從兩個方面進(jìn)行：①對于淺基礎(chǔ)的情形，如果不需要放坡，首先要沿著進(jìn)行測量的基準(zhǔn)灰線直邊切割出來一個槽邊的輪廓線，而后對作業(yè)面予以一一的展開。對于地下水位的降低和地面排水系統(tǒng)的建造，這兩個工程都需要結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)資料、挖方尺寸等條件予以考慮，這樣就可以進(jìn)一步的預(yù)防地基土結(jié)構(gòu)被破壞。②保證地基與基礎(chǔ)的強(qiáng)度能夠足以承受建（構(gòu)）筑物上的全部結(jié)構(gòu)荷載。為了滿足這一條件，基礎(chǔ)的耐久性、防潮性、耐侵蝕性和抗凍的能力都需要充分滿足要求和條件。除此之外，為了確保地基穩(wěn)定，必須讓地基和基礎(chǔ)有足夠的工作面。地基變形值的范圍也應(yīng)該在許可的參考值數(shù)之內(nèi)，這樣才不會引起建筑物的開裂、傾斜或者標(biāo)高產(chǎn)生相應(yīng)的變化等。  四、水利水電基礎(chǔ)作業(yè)方法   ①根據(jù)土質(zhì)、現(xiàn)場出土等條件要合理確定開挖作業(yè)順序和工作面、分段分層平均下挖展開工作面。   ②對淺基礎(chǔ)不需要放坡時，應(yīng)首先沿測量的基準(zhǔn)灰線直邊切出槽邊的輪廓線，展開作業(yè)面。   ③降低地下水位與地面排水，均應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)資料、挖方尺寸、防止地基土結(jié)構(gòu)遭受破壞等，采取集水坑降水、井點(diǎn)降低地下水位，或采取兩者相結(jié)合的措施降低地下水位。  五、有關(guān)不良地基處理的新技術(shù)   不良地基是指由于地基的天然性能缺陷，不能滿足水利工程建筑物穩(wěn)定對地基的要求。對于水利水電工程建筑物來說，不良地基對建筑物的影響主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)的沉陷量過大或不均勻性，基礎(chǔ)滲漏量或水力坡降超過容許值。  　　地質(zhì)條件差，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小于設(shè)計規(guī)定值。地基內(nèi)為無粘性土粉細(xì)砂層因振動可能產(chǎn)生液化，造成建筑物失穩(wěn)破壞，或因震陷造成建筑物破壞幾等個方面。在這里我們將討論幾種不良地基的處理方法，尤其詳細(xì)講述軟弱夾層地基的處理方法。 5.1　強(qiáng)透水層的防滲處理  　　以大壩為例，剛性壩基砂、卵、礫石都屬于強(qiáng)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(qiáng)烈，不僅損失水量，且易產(chǎn)生管涌，增大揚(yáng)壓力，影響建筑物的穩(wěn)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(gòu)筑截水墻。利用沖抓鉆或沖擊鉆機(jī)作大口徑造孔，回填混凝土或粘土形成防滲墻。利用高壓噴射灌漿方法修筑水泥防滲墻。水泥或粘土帷幕灌漿。壩前粘土或混凝土鋪蓋，延長滲徑，帷幕后排水減壓，設(shè)置反濾層。  5.2　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(qiáng)度瞬時消失的土層，土層的液化可使地基沉陷、滑移失穩(wěn)、危及上部建筑物的安全。常用處理的方法是：(1)將可液化土層開挖清除，置入其他強(qiáng)度較高、防滲性能良好的材料。(2)振沖擠密或分層振動壓實(shí)。(3)四周用混凝土圍墻封閉，防止其向四周流動。(4)穿過可液化土層設(shè)置砂樁或灰土樁，或設(shè)置砂井。  5.3　軟弱夾層基礎(chǔ)的處理  　軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土結(jié)構(gòu)組成的地基，承載能力很低，一般≤50kN/m2，不易滿足水工建筑物地基設(shè)計要求，故需進(jìn)行處理。 　1）軟土基礎(chǔ)的特性。①大孔隙比，高天然含水量。淤泥和淤泥質(zhì)土的天然含水量w一般介于50%～70%之間，相比而言，我國軟土的天然孔隙比e則一般介于1～2之間，一般情況下，這就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于液限，最高的時候，甚至可能達(dá)到200%。②低透水性。由于高含水量，在滲透系數(shù)k≤1（mm/d）的時候，透水性能就非常的差。這樣，在承受強(qiáng)荷載作用后，孔隙水壓力就會變高，地基的壓密固結(jié)性能也會深受影響。③低抗剪強(qiáng)度。通常，軟土?xí)尸F(xiàn)出軟塑—流塑的狀態(tài)，這樣在有外部荷載的時候，抗剪性能就變得極差。在土層本身含有排水出路的時候，隨著有效壓力的逐步增加，就會慢慢的形成固結(jié)。相對應(yīng)的，如果不存在優(yōu)質(zhì)的排水出路，在荷載增大的情況下，強(qiáng)度就會衰減。 轉(zhuǎn)貼下載 2）處理軟弱地基之方法。①排水固結(jié)法。作為解決淤泥軟粘土地基沉降的有效措施和保持淤泥軟粘土地基穩(wěn)定的有效方法，由加壓和排水兩部分系統(tǒng)組成。②換土法。當(dāng)淤土層厚度較薄時，把不能滿足設(shè)計要求的淤土層換填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基礎(chǔ)等辦法進(jìn)行地基處理。③強(qiáng)夯法。將80kN 夯錘， 起吊到高達(dá)6m~30m 的地方，讓錘作自由下落運(yùn)動，通過這樣的運(yùn)動夯實(shí)土質(zhì)。如果地基是河流沖積層、濱海沉積層，或者由黃土、粉土、泥炭、雜填土等構(gòu)成，使用強(qiáng)夯法容易達(dá)到目的。④旋噴法。旋噴法主要用于地基防滲工作的開展，通過利用旋噴機(jī)具將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預(yù)定濃度，而后對其予以提升，在這個時候噴嘴會以一定速度作旋轉(zhuǎn)動作，這樣就會產(chǎn)生高壓，高壓擠迫水泥固化漿液與土體混合，經(jīng)過凝固硬化結(jié)成樁子，以達(dá)到提高地基防滲的目的。⑤振動水沖法。振沖法的工具是振沖器，它類似于一根插入混凝土振搗器的機(jī)具，該中機(jī)具涵括了上、下兩個噴水口。由于振動和沖擊荷載的作用，地基中會先成孔，而后在孔內(nèi)予以填充砂、碎石，進(jìn)而分層振實(shí)或夯實(shí)，這樣地基將得以加固。⑥土工合成材料加筋加固法。其手段是平攤荷載于地基，在可能出現(xiàn)塑性剪切破壞時，平鋪于地基表面地土工合成材料將可以對面形的破壞起到組織作用；也可以在一定的程度上減小破壞的擴(kuò)張，從而提高地基的承載能力。⑦灌漿法。將水泥砂漿、水泥漿、粘土漿、粘土水泥漿及各種化學(xué)漿材（比如木質(zhì)素類、聚氨酯類、硅酸鹽類）予以液化，同時這些漿液也是具有固化的特性的，這個過程中會用到相關(guān)的氣壓、液壓或電化學(xué)原理，而后將其注入地基介質(zhì)中或建筑物與地基的縫隙部位，從而達(dá)到加固淤泥軟土地基的效果。⑧硅化加固法。借助電滲原理，利用網(wǎng)狀的帶孔眼的注漿管，采用電動硅化法，通過輪換諸如的操作手段，把硅酸鈉（Na2O•nSiO2）溶液與氯化鈣（CaCl2）溶液注入土中，因?yàn)樯鲜鲞^程中會產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而生成膠凝物質(zhì)，或者活化土顆粒的表面，這樣土顆粒之間的連接性和土體力學(xué)的強(qiáng)度就會被提高，加固部位的半徑會被擴(kuò)大。不過這樣的操作方法也有其缺陷性，即高耗電量，高成本，故而被采用的可能性一般不是很大。⑨加筋法。加筋法是為了減少整體變形，并且同時達(dá)到增強(qiáng)整體穩(wěn)定的性能的目的。土工合成材料，因?yàn)槠淇估芰Ψ浅Ｖ畯?qiáng)，會被埋置于土層中，這樣在土顆粒和拉筋之間就會產(chǎn)生摩擦力，土也會與加筋材料形成一個完整的整體，這樣的話，地基強(qiáng)度就會被提高。⑩樁基法。如果淤土較厚，含水率較高，孔隙也比較大，這樣要想對其予以大面積的深處理的話就比較困難，這個時候打樁法就是一個不錯的加固處理方法。  3）地基基礎(chǔ)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，其對建筑物的影響是不同的，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(cè)開挖邊坡1：1—l：0.5。當(dāng)軟弱帶較為疏松，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(cè)完整巖體。對土壩壩基軟弱帶，為防止?jié)B流淘刷壩身填士，可清除部分軟弱帶后回填混凝土或粘土，形成阻水蓋板。軟弱帶與庫水相通的上游端，開挖防滲井回填混凝土或設(shè)置防滲齒墻。當(dāng)高傾角軟弱帶位于壩肩，特別是拱壩壩肩時，可設(shè)置混凝土傳力墻，傳力框架或進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨固；對重力壩破碎巖體壩肩，當(dāng)破碎巖體自身穩(wěn)定沒有問題，可在破碎巖體中設(shè)置混凝土防滲墻。當(dāng)壩基裂隙帶密集發(fā)育時，可清除松散體回填混凝土或設(shè)置防滲齒墻。  　　(2) 緩傾角軟弱帶處理。  　　將軟弱帶開挖清除回填混凝土，若上盤巖體尚堅硬完整，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，并做好回填固結(jié)灌漿。設(shè)置穿過軟弱帶的防滑齒墻。高壓噴射清除軟弱物質(zhì)回填或灌注水泥漿及砂漿。穿過軟弱帶時進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨固。沿軟弱帶設(shè)鋼筋混凝土抗剪鍵，或穿過軟弱帶設(shè)抗剪樁。  5.4　淤泥質(zhì)軟土的處理  　　淤泥質(zhì)軟土包括淤泥質(zhì)土、泥碳、腐泥、以及其他天然含水量特高，抗剪強(qiáng)度低、承載力低、壓縮性大的土，多呈軟塑及流塑狀態(tài)。由于其質(zhì)軟，易產(chǎn)生高壓縮變形、側(cè)向膨脹、滑移或擠出，影響上部建筑物的穩(wěn)定。土壩壩基的淤泥質(zhì)軟土排水困難，長期難于穩(wěn)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)控制加荷速率，使其緩慢排水固結(jié)。(6)擴(kuò)大建筑物基礎(chǔ)或采用樁基。(7)預(yù)留沉陷量。(8)用板樁墻封閉和在底部側(cè)向填砂、礫石阻滑。(9)用鎮(zhèn)壓層法，如反壓護(hù)堤平臺。  5.5　深覆蓋層處理  　　當(dāng)?shù)鼗幒恿鳑_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沖積堆積層厚度較大時，不便于全部開挖清除時，因其松散，孔隙率大，滲透性強(qiáng)，易產(chǎn)生壓縮變形和滲漏，有時因其中夾有軟弱夾層，不利于抗滑穩(wěn)定。一般常用的處理方法是：(1)用強(qiáng)夯法或振動碾夯實(shí)或壓實(shí)土體表層。(2)對地基進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿。(3)設(shè)置混凝土截水墻或用高壓噴射灌漿構(gòu)筑防滲墻。(4)壩前鋪蓋防滲。(5)采用沉重樁或摩擦樁。(6)擴(kuò)大基礎(chǔ)。  5.6　壩基涌泉處理方法  　　壩基涌泉或來自基巖裂隙、松散土層或來自喀斯特管道，可能造成土壩的管涌流土破壞造成壩身不穩(wěn)定。也給混凝土澆筑帶來困難，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。涌泉處理一般常采取的辦法如下：(1)對基巖涌泉，能封堵者予以混凝土封堵，涌水量大者，引水入集水坑，回填礫石，并預(yù)埋灌漿管，然后抽水并回填混凝土封堵，后期再進(jìn)行回填灌漿。作為土壩基礎(chǔ)，于混凝土蓋頂上再鋪筑粘士。(2)在涌泉出口安裝活動逆止閥門，使其可向庫內(nèi)涌水，但不能使庫水漏失。  　　在水利工程建設(shè)中不良的地基基礎(chǔ)是經(jīng)常遇到的，其處理的方法有很多，但由于不同建筑物對地基基礎(chǔ)的要求不同，而且各種不良地質(zhì)因素對不同建筑物的影響程度也有很大的區(qū)別，因此處理的方法自然也不一樣。這里需要注意的是，各種處理方法都有其局限性，要根據(jù)具體工程綜合考慮，優(yōu)先選用適合于本工程具體條件、便于就地取材、技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理、又能滿足施工進(jìn)度要求的基礎(chǔ)處理方法。 六、水利水電地基施工的質(zhì)量控制    ①保證地基與基礎(chǔ)具有足夠的強(qiáng)度，能承受建（構(gòu)）筑物的上全部結(jié)構(gòu)荷載和地基的反作用力。   ②基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的耐久性、防潮性、抗凍和耐侵蝕的能力。   ③地基和基礎(chǔ)必須有足夠的工作面，確保地基的穩(wěn)定性。   ④保證地基變形值在容許范圍內(nèi)，且應(yīng)使它不超過建（構(gòu)）筑物的容許變形值，而不致引起建筑物開裂、傾斜或標(biāo)高變化等。 　通過本專業(yè)的學(xué)習(xí)我們都知道水利工程項目投資大、工期長、自然條件差,在水利工程施工中我們一定要再保證安全的前提下控制好工程質(zhì)量，同時也要考慮到施工成本。水利水電基礎(chǔ)施工也是水利水電工程的一個重要組成部分，在施工時我們同樣要控制好施工安全、進(jìn)度、質(zhì)量、造價等方面，為一個更加完善完美的的工程打下基礎(chǔ)。