文艷萍
(新疆昌吉方匯水電設計有限公司,新疆 昌吉 831100)
現階段,我國正處于高速發(fā)展時期,經濟的快速發(fā)展,水利水電工程建設相關技術、工藝等隨著新科技、新技術的不斷出現,不斷更新和完善。其中,作為水利工程重要部分,地基處理技術也在不斷更新,提高建設施工效率與質量。
在水利水電工程施工中,常遇地形復雜、種類繁多的狀況。在多數水利水電工程設計施工中,需要對地基進行處理,提高地基的承載力與穩(wěn)定性[1]。目前,我國常見的地基類型主要有:可液化層、淤泥質土層、多年凍土等。
(1)可液化土層
當飽和狀態(tài)下的沙土與粉土受到外力干擾,孔隙水壓力將會上升,土層抗剪強度下降,甚至消失,即為可液化土層。若水利水電工程建在該種土層上,極易為工程建筑埋下質量隱患,工程質量難以保障,嚴重時,工程坍塌帶來嚴重問題[2]。對此,必須采用地基處理技術,將可液化土層改造為適合工程建設的土層。
(2)淤泥質土層
淤泥質土層是因土層在靜水與流水下沉積,經過物理、化學等的作用,最土層形成未固結的軟弱細粒,是一種分布范圍較廣的特殊巖層,主要包含有兩種:淤泥和淤泥質土。淤泥質土層是一種含水量較高,抗剪力強度較弱的一種土層,一旦土層受壓較大,會導致水帶動土層流動,使土層變形,最終影響地基上建筑工程的安全性[3]。目前,該種淤泥質土層多存在于土壩壩基等長期與水接觸之地,穩(wěn)定性較差。
(3)多年凍土
多年凍土土層多分布于我國北部地區(qū),如:新疆、黑龍江、吉林等地,因長期處于低溫地區(qū),形成多年凍土。多年凍土承載力較大,符合水利水電設計對地基的需求,但是,多年凍土具有流變性。若在凍土上建設水利水電工程,在使用過程中,氣溫變化,水流沖擊,極易導致凍土解凍,嚴重時,整個凍土地基崩潰,故在建設工程時,應首先確定其是否具有足夠承載力。
在水利水電工程建設中,地基施工時重中之重。若地基處理不足,將直接影響工程質量。而在水利水電工程設計中,對于地基選擇需要注意:①若地區(qū)地質惡劣,土石防滑結構不牢固,且承壓較小,則不宜建設水利水電工程;②對于區(qū)域土質較軟,且很難夯實,若建設工程,極易出現坍塌、沉積、變形等隱患,不適宜興修水利水電工程;③在水利水電設計時,應選擇透水性較好的地基,若透水性不強,極易影響導致地基積水過多,嚴重時,導致水利水電工程坍塌[4]。
在水利水電工程的地基處理中,不同地基類型應采用不同的處理技術,以此保障水利水電工程建設的順利進行。目前,我國地基處理技術已經趨向成熟,并被廣泛應用于工程建設中,常用的地基處理技術有四種。
在水利水電工程工程建設中,換填與強夯技術是最常用最簡便的地基處理技術,常被用于淤泥質土層等軟土層,通過換填土層與外力作用打牢地基,提高地基承載力。若地質含有較薄的淤泥質層,為提高地基承載力,可直接采用換填技術,將淤泥、泥炭等軟土挖掘運出場外,填入灰土、砂土、水泥等,提高土層透水性,重新組合軟土地基,提高地基強度與承載力。為進一步提高地基質量,采用強夯技術,以外力極大的形式加固地基,提高地基穩(wěn)定性,為水利水電工程質量奠定基礎。
水泥粉煤灰碎石樁是水利工程地基處理中使用廣泛的一種技術。水泥粉煤灰碎石樁主要由水泥、粉煤灰、碎石組成,粘性較強。利用水泥粉煤灰碎石樁、褥墊層等組成復合地基后,工程對地基的壓力將會均勻分布給水泥粉煤灰碎石樁、樁間土等,提高了地基承載力。水泥粉煤灰碎石樁技術具有成本低,滲水性強等特點,經水解、水化反應后,有效提高水泥粉煤灰碎石樁的抗剪力能力,適用于各種土層,在承壓之后,其密度會有所上升,提高其受力能力。
預壓技術主要包含有以下三種:真空預壓技術、堆載預壓技術、降水技術。其中,真空預壓技術是在即將處理的地基表面鋪設塑料薄膜,隔絕地基與外界空氣的接觸,利用真空泵針抽取地基內的空氣與水分,提高土層的密實度,提高地基承載力。在地基處理中,為達到更高效果,可利用塑料排水板代替塑料薄膜,當地基預處理面積較大時,可將地基劃分為幾塊進行處理;堆載預壓技術是通過準確計算,在預處理的地基上堆載相應的預壓物,提高地基承載力,若預見超軟土基,利用輕型機械處理地基,提高地基承載力,避免使用重型機械,直接破壞地基;降水技術是采用先進技術,降低地下水位,提高地基承載力與穩(wěn)定性。
強透水層防滲處理技術主要是在強透水層清除完畢之后,采用混凝土、粘土等進行回填,利用混凝土、水泥等在地基四周建設防滲墻,以此達到防滲,節(jié)約水資源的目的。以某座水庫為例,當水庫出現滲漏問題,經相關設計人員設計,將滲透通道挖斷截滲,并將上游壩坡防滲斜墻延伸至砂層下1 m,延伸至不透水層下1 m,與壩體防滲土工膜緊密相連,經過強透水層防滲處理之后,有效提高了其的防滲能力,至今,該水庫未出現過滲水現象,水庫運行良好,節(jié)水能力強。
地質勘測的準確性與詳細是保障地基處理技術設計可行性的關鍵。若地質勘測不嚴謹,勘測數據存在錯誤,當設計依照此數據設計水利水電工程時,直接導致工程設計與實際工程不符。因此,選擇專業(yè)性較強的勘測人員對施工區(qū)域進行勘測,并上傳遙感圖片、水文條件、地質條件等詳細數據,以此完善地基處理的每一步驟,提高地基處理技術的合理性,提高地基承載力,保障水利水電工程的設計可行性[5]。
在勘察黃土濕陷性地基時,勘查人員應結合水利水電工程特點與設計要求,向設計人員提供地層時代與成因,黃土層厚度,濕陷系數、濕陷壓力變化系數、變形參數、承載力,有效提高水利水電工程設計的可行性。在勘察砂土等液化地基時,為減少液化,應采用換土、砂樁擠壓等,通過原位測試判斷砂土液化,掌握土層層位與厚度,合理選擇地基處理技術。
在水利水電工程設計中,地基設計的可行性不僅關系著工程的順利進行,更關系著其他分工程設計的有效性。在地基設計中,為選擇合理的地基處理技術,應注重擴展基礎計算,通過前期勘查的地基承載力與變形計算,計算基礎底面積,再利用剪切與沖壓等計算并確定變階高度與基礎高度;最后確定底板抗彎能力。有效提高地基設計科學性,以此選擇更適當的地基處理技術。
在水利水電工程設計中,地基類型較多,如:可液化層、淤泥質土層、多年凍土等,地基的選擇直接影響了我國水利水電工程建設質量。地基處理技術,根據地基類型的不同,合理選擇換填與強夯技術、水泥粉煤灰碎石樁、預壓技術、強透水層防滲處理技術等,提高地基承載力與穩(wěn)定性,保障工程質量。另外,在工程設計中,還應加強地質勘測,注意特殊地基的勘察和地基設計要求等,提高水利水電工程設計的可行性。地基處理技術直接影響水利水電工程質量,對提高我國水利水電建設發(fā)展意義重大。