宋茜
河南川江水利工程管理有限公司 河南洛陽 471000
水利水電工程是國家生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施工程,它能起到防洪、灌溉、發(fā)電、供水等等作用。但由于工程項目巨大,所以針對它的設(shè)計技術(shù)內(nèi)容也相對復(fù)雜繁瑣。地基處理技術(shù)作為水利水電工程的關(guān)鍵部分,針對它的設(shè)計理念與技術(shù)應(yīng)用需要做到常更常新,全面提高工程設(shè)計及后續(xù)施工質(zhì)量。
水利水電工程項目在設(shè)計與施工技術(shù)方面涉及諸多問題,這是因為它的常遇地形復(fù)雜,導(dǎo)致地基類型種類繁多,所以在實際的項目設(shè)計過程中需要結(jié)合施工現(xiàn)場情況對地基進行處理,給出準確到位的地基承載力與穩(wěn)定性針對性分析,再進行最終的地基處理技術(shù)設(shè)計方案編纂。一般來說,目前比較常見的水利水電工程設(shè)計地基類型包括以下兩種。
第一種是可液化性土層,這種土層本質(zhì)比較脆弱,在飽和狀態(tài)下如果沙土層受到外力干擾其孔隙水壓力就會明顯上升,同時土層抗剪強度逐漸下降,甚至出現(xiàn)可消失的液化土層。在這種土層中建設(shè)地基是很容易為水利水電工程帶來安全質(zhì)量隱患的,整體工程質(zhì)量難以保障。所以在針對這種地基類型時的地基處理技術(shù)設(shè)計必須要做到謹慎到位,爭取實現(xiàn)對液化土層的有效改性,保證水利水電工程建筑建設(shè)穩(wěn)定性。
第二種是淤泥質(zhì)土層,淤泥質(zhì)土層中存在靜水及流水下沉積,在經(jīng)過物理及化學長期聯(lián)合作用下其最土層會形成大量未固結(jié)的軟弱細粒和分布廣泛的特殊巖層。從建筑學角度來講,這種淤泥質(zhì)土層具有較高的含水量和較弱的抗剪力強度,如果土層受壓過大就會導(dǎo)致土層隨水流動,最終嚴重變形,影響地基穩(wěn)定性。作為水利水電工程這種大型建筑工程是不適合于在淤泥質(zhì)土層上開挖地基的。
另外還有多年凍土土層,這種土層多存在于我國北部地區(qū),雖然多年凍土符合水利水電工程對地基的高強度要求,但在溫度變化下凍土本身具有明顯的流變性,容易在解凍后失去強度導(dǎo)致地基崩潰,對水利水電工程建筑地基處理不利。
在水利水電工程地基處理技術(shù)設(shè)計中常常出現(xiàn)各種問題,例如地基處理技術(shù)考慮不足,由此所引發(fā)的問題主要包括以下三點。
首先,如果水利水電工程施工所在區(qū)域的地質(zhì)惡劣,就極容易為地基處理技術(shù)設(shè)計帶來諸多危機,比如地基土石防滑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不牢固問題、地基承壓能力減小等等,這些對建設(shè)水利水電工程都極為不利,需要思考克服辦法。
其次,如果區(qū)域土質(zhì)相對偏軟難以夯實,則容易造成地基處理技術(shù)不到位,嚴重時造成水利水電工程建筑地基沉降、變形甚至坍塌。
第三,水利水電工程在地基處理技術(shù)設(shè)計中應(yīng)該選擇透水性較好的地基,但實際上許多地區(qū)的地基在積水方面表現(xiàn)比較嚴重,這種嚴重的積水情況會為工程設(shè)計方案帶來難題,不利于地基處理技術(shù)設(shè)計的發(fā)揮[1]。
結(jié)合上述幾點問題可以看出,水利水電工程地基處理技術(shù)多局限于地質(zhì)條件,而為了克服這些問題,下文就提出了3點比較成熟的地基處理技術(shù)設(shè)計優(yōu)化實施策略。
水泥粉煤灰碎石樁在水利水電工程地基處理方面應(yīng)用廣泛,其設(shè)計理念實用性較高,它主要由碎石、粉煤灰以及水泥3種原材料共同組成,具有較高的粘性。在水利水電工程地基處理技術(shù)設(shè)計方面,可采用該水泥粉煤灰碎石樁配合褥墊層進行復(fù)合性地基施工,提高地基的承載力水平,可應(yīng)用于液化性土層。這種技術(shù)目前比較深受國內(nèi)各個水利水電工程項目青睞,因為它的滲水性能表現(xiàn)較強且能夠在水解和水化反應(yīng)后提高水泥粉煤灰碎石樁的整體抗剪能力,這恰好克服了液化性土層抗剪能力較差的缺陷問題。不僅僅是液化性土層,該技術(shù)也可被應(yīng)用于各種土層中,在保證承壓指標后,它可提高地基整體密度,保證水利水電工程地基處理技術(shù)設(shè)計的絕對安全可靠。
預(yù)壓技術(shù)本身包含了降水技術(shù)、堆載預(yù)壓技術(shù)以及真空預(yù)壓技術(shù)3種。在水利水電工程施工中會運用到真空泵將地基與外界空氣完全隔絕,此時地基中完全沒有空氣與水分,如此可提高土層地基本身的密實度,間接提升其地基承載能力。這種地基處理技術(shù)在設(shè)計方面可有效降低淤泥質(zhì)土層的流變性,因為外界的水絕對不會進入到地基之中。在設(shè)計預(yù)處理地基過程中可考慮在地基上堆載一定量的預(yù)壓物,保證提高地基承載力。在針對某些超軟土地基時同樣可以選擇降水技術(shù)降低其地下水位,同樣能夠有效提高地基承載力與設(shè)計穩(wěn)定性。
強透水層防滲地基處理技術(shù)在設(shè)計過程中首先要求對水庫的滲漏問題進行解決,挖掘?qū)iT的滲漏通道以達到挖斷截滲的效果。該強透水層在設(shè)計時需要設(shè)計上游壩坡防滲斜墻,并將斜墻延伸到沙壤土層以下1m深度左右,同時延伸設(shè)計1m的不透水層,保證這兩層都能與水利水電工程壩體的防滲土工膜相互緊密銜接,可100%實現(xiàn)地基不滲水。這種地基處理技術(shù)設(shè)計比較適用于以多年凍土為地基基礎(chǔ)的水利水電工程,因為不滲水意味著多年凍土地基不會出現(xiàn)流變性變化,可確保水利水電工程建筑安全穩(wěn)定[2]。
綜上所述,水利水電工程的地基處理技術(shù)設(shè)計涉及多種地基類型,所以要針對不同的地基情況提出不同的設(shè)計技術(shù)方案,合理處理各種地基情況,保證水利水電工程建設(shè)項目的長期安全穩(wěn)定。