水利工程地基處理簡析

時間:2022-02-22 09:17:12

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水利工程地基處理簡析

[摘要]文章主要圍繞我國寒土地區(qū)水利工程地基建設(shè)的要點展開,提出寒土地區(qū)地基處理的技術(shù)要點,以供工程人員參考,提高水利工程地基的質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]寒土地區(qū);水利工程;地基處理

1地基處理的必要性

地基處理是水利工程的基礎(chǔ)項目,是水利工程中不可分割的一部分,地基的質(zhì)量和安全直接影響了水利工程整體的穩(wěn)定性和耐久性。寒土地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有一定的不穩(wěn)定性,屬于不良地基,對建設(shè)工程的地基安全和質(zhì)量造成不良影響。一般來說,在寒土地區(qū)當(dāng)氣溫低于零攝氏度時,地基中土壤中的水分在這樣的溫度作用下發(fā)生變化,改變土壤的承載力,造成地基的不穩(wěn)定性。含有水分的寒土承載力弱,形成軟土地基,嚴(yán)重影響水利工程的質(zhì)量安全和使用壽命。寒土地區(qū)的地基的天然性能無法滿足水利工程建筑穩(wěn)定性的要求,所以必須對不良地基進(jìn)行科學(xué)處理。在我國寒土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)之前,必須提前根據(jù)施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和施工設(shè)計圖對施工范圍以內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行勘察,調(diào)查出寒土的類型,分布的范圍,對工程項目的影響,為采取合理的防治措施提供科學(xué)的依據(jù)。在水利施工過程中,由于水利建筑本身具有體積大,重量大的特點,必須考慮當(dāng)?shù)鼐唧w的地質(zhì)環(huán)境,因地制宜地采取相應(yīng)的不良地基處理方式,提高地基的長期的穩(wěn)定性和承載力,以達(dá)到水利工程建設(shè)整體的安全與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2寒土地區(qū)施工難點要點

寒土地區(qū)的土質(zhì)類型多為凍脹土,土的凍脹型明顯。凍深和凍害在施工過程以及工程后期都對整個工程有影響。工程施工過程中,工程人員對寒土地區(qū)特殊的環(huán)境缺乏足夠的重視,不合理的施工,導(dǎo)致寒土退化。工程破壞了寒土的熱平衡,造成地表下沉形成凹地,形成熱融沉陷和熱融湖。由于地表植被遭到水利工程的破壞,在高含冰的寒土斜坡地區(qū),發(fā)生強(qiáng)烈的熱融作用,形成熱融泥流。地表和地下徑流的改變可能產(chǎn)生冰錐和凍脹丘。在寒土地區(qū)進(jìn)行水利工程建設(shè)的一大要點是氣溫變化引起土質(zhì)變化,低溫下的凍脹現(xiàn)象,影響了土地的承載力,而承載力是地基質(zhì)量,牢固性的關(guān)鍵因素,最終會影響建筑的整體穩(wěn)定性。所以在施工之前必須對當(dāng)?shù)氐臍夂蛲寥肋M(jìn)行全面的測量,科學(xué)的規(guī)劃,采取防凍措施。寒土地區(qū)一般冬季氣溫達(dá)到零攝氏度以下,不利于開展工程建設(shè),縮短了全年施工時間,嚴(yán)寒導(dǎo)致勞動效率低,寒土地區(qū)的生態(tài)環(huán)境脆弱,必須進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃施工。

3寒土地區(qū)水利工程中地基處理的技術(shù)

3.1保溫法。在寒土地區(qū)進(jìn)行水利工程建設(shè)時,為了減少寒土溫度的變化,避免破化寒土結(jié)構(gòu),可以對寒土進(jìn)行保溫隔熱處理,這種方法是在寒土上層鋪設(shè)保溫隔熱層。使用的保溫隔熱材料必須具有一定的剛度和防潮性,避免材料在使用過程中出現(xiàn)破裂和吸濕受潮現(xiàn)象。一般使用的材料為泡沫類材料,也可以是土工織物類材料。保溫隔熱層一般運用在地面,使建筑物和地基不直接與地面接觸,這種方法能避免破壞寒土地基的地質(zhì)結(jié)構(gòu),不改變其原始溫度,阻止熱量進(jìn)出,從而保持寒土地基的穩(wěn)定性。熱樁是一種廣泛運用在寒冷地區(qū)工程建設(shè)中的設(shè)計,其工作原理:同過熱樁內(nèi)部進(jìn)行熱量轉(zhuǎn)換或者循環(huán)制冷。這種方法的要點在于,在施工之前必須對切向凍脹力作用下樁身的受拉承力進(jìn)行驗算。這種方式可以減少土體中的熱量,因此寒土地區(qū)利用熱樁來降低寒土中的溫度,達(dá)到保護(hù)寒土結(jié)構(gòu)的作用,防止寒土出現(xiàn)融降化沉降和凍脹現(xiàn)象,達(dá)到提高寒土地基穩(wěn)定性的作用。熱樁一般與保溫隔熱層結(jié)合使用。3.2換填法。換填處理技術(shù)經(jīng)常運用在水利工程不良地基的處理中,這種處理方法需要利用中大型機(jī)器設(shè)備將不符合地基建設(shè)要求的土壤全部挖出,換填上符合工程要求,科學(xué)合理的換填材料,這種材料一般為常見的碎石,粗砂,鵝軟石等。這些粗顆粒土具有強(qiáng)度大,變形小,施工簡單的特點,可以滿足建筑物荷載對地層強(qiáng)度和變形的要求,同時還可以防止熱量從地基中導(dǎo)出。粗顆粒土的上層填入灰土,素土,砂墊層等等,必須根據(jù)嚴(yán)格計算填入材料,避免因為填充材料導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的受力水平下降。依據(jù)實際規(guī)定分層夯實上述土質(zhì),控制好其密度與厚度,形成施工所需要的操作面和平整的場地,保證地基的穩(wěn)定性。換填后的土質(zhì)可以提高水利工程地基的穩(wěn)定性和牢固性,增強(qiáng)地基的透水能力和承載力,確保水利工程施工的下一步工序順利進(jìn)行。經(jīng)過對地基科學(xué)全面的檢測之后,可以進(jìn)行下一步工序。換填法通常情況下只能作為水利工程不良地基處理的輔助方法,換而言之,換填法一般使用在一段或一點的軟土地基處理中,不適合運用在大范圍的地基處理中。因為上層土質(zhì)發(fā)生變化后,下層的土質(zhì)環(huán)境會受到多種因素的直接影響,這種方法的應(yīng)用效果會逐漸出現(xiàn)弱化的特點,不及時處理會引發(fā)安全隱患。但相比其他的方法而言,這種處理方法,可操作性比較強(qiáng),并且經(jīng)濟(jì)適用,在水利工程的地基處理被廣泛運用。3.3水泥粉煤灰碎石樁。目前水利工程地基處理中使用最廣泛的材料就是水泥粉,煤灰和碎石樁。這種材料比起其他材料具有許多優(yōu)越性,最突出的特點就是得到的建筑工程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度非常高,而且粘性強(qiáng)。這樣才能保證最終的水利工程的總體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢靠。這種復(fù)合地基結(jié)構(gòu)是使用這些材料和墊褥層和樁間組合而構(gòu)成。由于巨大的載重,地基上層承受了巨大的壓力,加之寒土地區(qū)土質(zhì)的不穩(wěn)定性,很容易出現(xiàn)地基變形的問題。這種地基處理方法的優(yōu)點在于材料的獨特優(yōu)越性,能將壓力擴(kuò)散開去,使建筑整體的受力情況更均勻。避免因為壓力過大而出現(xiàn)下沉問題和總體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)的現(xiàn)象。而且,這種方法還可以通過吸收部分壓力轉(zhuǎn)化為自身受力的方法,有力地提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,提高本身的受力水平。除此之外,這種處理方法中使用的材料成本低。在目前的工程建設(shè)中使用越來越廣泛。

4結(jié)語

綜上所述,在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時,人們生產(chǎn)生活對水資源的需求也與日俱增,水利工程在各地大范圍展開。水利工程地基的安全和質(zhì)量對水利工程的成敗至關(guān)重要,寒土地區(qū)土質(zhì)的獨特性要求工程人員根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況對地基進(jìn)行科學(xué)的處理。通過科學(xué)技術(shù)對寒土地區(qū)地基進(jìn)行處理能增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性和受力能力,有效提高水利工程的安全與質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]郭虎.關(guān)于水利工程施工中地基處理技術(shù)的研究[J].環(huán)保建材,2015(8):44-47.

作者:王新宇 單位:黑龍江省水利水電集團(tuán)沖填工程有限公司