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摘 要:随着社会经济科技的进一步发展,人们对于地基的处理越来越重视。地基对于建筑基础有着很重要的支撑作用,水利水电工程地基建设对于建筑的结构、造价以及安全方面都有着直接的影响。由于高原地区地质条件比较特殊,在水利水电工程设计过程中,需要做好地基处理工作。本篇文章将对高原地区水利水电工程中的地基处理、地基类型、技术等方面进行思考讨论,这可以进一步保障工程设计的可靠性,同时提高工程的整体质量。
关键词:高原地区;水利水电;地基处理技术;地基类型;工程设计
科学技术的快速发展推动了水利水电工程建设技术的不断发展,其中,地基作为水利工程中的重要建设之一,对于建筑的质量等有着直接的影响。地基处理技术的不断发展可以进一步提高建设施工的效率和质量。然而高原地区面临着严寒、冻融循环、高海拔、雪灾等的恶劣环境,对地基处理工作的开展带来了较大的难度。本篇文章将对高原地区水利水电工程中的地基处理、地基类型、技术等方面进行思考讨论。
1 水利水电工程地基处理的概述
1.1 水利水电工程地基处理的内容
地基是指承担建筑物基础的场地,基础是指建筑物向地基传递荷载的下部结构。水利水电工程地基处理中主要存在四个问题,它们分别是强度和稳定性、变形问题、渗漏问题和液化问题,其中主要处理的是软弱地基和特殊土地基。软土地基是指强度低,压缩性高的软弱土层,根据特征可以将其分为淤泥、软粘性土、淤泥质土、泥炭土质和泥炭这五类,表1是青海地区地基土的分级。它的特征主要有四个,第一是孔隙比和天然的含水量比較大;第二是压缩性较高;第三是透水性较差,第四是抗剪强度低。特殊的土地基是包含了湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土,这几类在土结构的承载能力上比较低,一般不能够达到地基施工的要求。如果要在此类土质上进行施工的话需要对其进行处理。工作人员为了更好地保障地基施工的质量需要对天然地基的基础进行勘察、分析,然后在选择合适的地基处理技术,只有在充分确定地基的质量以后再开始施工。
1.2 地基的类型
在水利水电工程设计之中需要对高原地区地基进行处理来提高地基的承载力和稳定性,高原地区的地基类型一般有可液化土层、淤泥质土层和多年冻土这几类。第一类是可液化土层,沙土和粉土在饱和状态下受到外力干扰的时候,它的孔隙水压力将会上升,土层的抗剪强度会下降甚至是消失。在该土层上进行施工存在一定的安全隐患,可能会导致工程坍塌的现象出现。故只有采用地基处理技术才可以将可液化的土层改造成为符合标准的土层。第二类是淤泥质土层,它是因为土层在静水和流水下沉积后经过多种作用下形成未固结的软弱细粒,它主要包括了两种,一种是淤泥,一种是淤泥质土。淤泥质土是一种含水量比较高的,抗剪力强度比较弱的土层,当它受到较大的压力的时候会导致土层变形,这对于地基有很大的影响。一般淤泥质土是存在于土坝坝基这种与水接触的地方,它的稳定性比较差。第三类是多年冻土,多年冻土主要是分布在我国的北部地区,像新疆、青海等地区,因为他们长期处于低温的状态之中,故形成多年冻土是比较常见的。该类土质有着较强的承载力,它符合水利水电设计中地基的要求,但是它具有流动性。在该类土质上建设水利水电工程,如果气温发生变化,水流冲击会使得冻土解冻,有可能会导致冻土地基崩溃。
1.3 地基选择中的注意事项
地基在整个施工中是十分重要的,如果对地基没有进行科学的处理,这对于最终的工程质量有着很大的影响。在地基选择的过程中需要注意以下几点,第一点是如果该地区的地质比较恶劣,土石的防滑结构并不牢固,那么该地是不适宜建设水利水电工程;第二点是对于土质松软的地区,如果在夯实后是无法保障强度的,那么在施工的过程中很容易出现坍塌、沉积、变形等问题的,它同样是不适合建设水利水电工程的;第三是在设计水利水电工程的过程中,工作人员要选择透气性好的地基,地基的透气性不好会导致地基出现较多的积水,这可能会导致水利水电工程出现坍塌的现象。
2 水利水电工程设计中的地基处理技术
上面的文章对高原地区水利水电工程地基处理进行介绍,主要有水利水电工程地基处理的内容、地基的类型以及地基选择中的注意事项这几个方面。根据这些信息并结合实际施工中的情况可以对水利水电工程设计中的地基处理技术进行思考分析,主要有以下几个方面:
2.1地基施工准备工作
水利水电工程设计中的地基施工主要是从两个方面开展的。第一个方面是浅基础的施工,工作人员先对施工的大致范围进行了解,确定具有分割作用的线条后进一步将施工的面积扩大,同时可以根据施工的具体情况来增加排水系统。工作人员需要严格按照施工地区的具体情况来选择确定最佳的施工方式。在这个过程中也可以做好相关的预防工作,这可以保障工程的质量。第二个方面是对建筑的上层进行支撑,这对于地基的强度和面积有着较高的要求,工作人员需要对地基进行严格的考察。对地基的考察主要有四个内容,一是对地基的耐久韧性进行考察,二是确定它是否具有较好的抗水侵蚀性,三是确定它是否具备足够的抗化学腐蚀性,四是确定它是否有较强的抗低温能力。
2.2地基处理技术分析
对于高原地区而言,水利水电工程设计中的地基处理技术主要有八个。第一个是排水固结法,它可以解决淤泥软粘土的地基沉降问题。这种方式主要是由加压系统和排水系统共同组成的,它主要是对平衡区的发展范围进行控制,在路堤的两侧进行填筑。第二个是焕土垫层法,如果淤泥的土层厚度比较小的话,需要将不符合要求的淤土质置换掉,一般会使用砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层和土垫层来进行回填。在这个过程中一般都会利用到机械设备对其进行碾压,其处理深度为2—3厘米。这种方法比较适用于基坑面积宽、开挖土方量大的回填土方工程之中,工作人员需要合理选择。第三个是强夯法,当淤土层厚度比较小的时候,将不符合要求的淤土质进行置换。一般会利用80kN的夯锤,将其吊到6—30m的高度上让其自由落下,这个过程中可以对土质进行夯实。它一般适用于厚度小的淤泥和淤泥质土地基,像河流冲积层,滨海沉积层等。第四个是旋喷法,它主要是用来开展地基防渗的施工的。工作人员在土层的预定浓度中安装好旋喷机,它是自带特殊喷嘴的注浆管,然后对其进行提神,这可以进一步保障喷嘴可以按照一定的速度进行旋转,旋转的时候会产生压力,它会使得水泥的固化浆液跟土地发生混合最后凝固硬化成桩,将合成的桩和被加固的土体对比可以发现它的强度更大,压缩性更小,防渗的效果会更好一些。第五个是振动水冲洗,它是利用振动器,地基受到振动和冲击荷载的双重作用下会成孔,在孔内填入一定量的砂、碎石这些材料,并且对其分层进行夯实,这在一定程度上使得地基加固。第六个是土工合成材料加筋加固法,它是在提防的地基表面上先平铺一部分材料,这可以将地基的表面加大。当地基出现塑性剪切被破坏的时候,地基表面的土工合成材料可以降低受破坏的程度从而提高地基的承载力。第七个是预压砂井法,在排水系统和加压系统的共同作用下排除基土中的孔隙水,这可以进一步加强其硬度。将加固范围内的植被清除掉,然后将砂垫层铺在地基上,再将塑料排水板插入砂垫层之中,将水管横向布置,这在一定程度上可以改善地基的排水条件。将密封的膜铺设在砂垫层的上面,利用真空泵可以将地基的气压抽出,但是它消耗的时间比较长,抽真空的范围也有限制。这种方式更加适用于要求高的淤泥的地基处理。第八个是堤身自重挤淤法,它是将在流塑装药的淤泥或者是淤泥质土向外挤出去,它可以将其中的空隙水压力去掉从而提高地基的抗剪强度。在这个过程中为了避免出现沉陷不均匀的问题,需要减缓堤坡、降低填筑堤身的速度,将堤身加高。这种方式需要的资金相对比较少,但是需要的时间比较多,所以它适合在地基是流塑状态的淤泥或者是淤泥质土中。
3 地基设计的注意事项
上文对高原地区水利水电工程设计中的地基处理技术进行思考分析,主要有水利水电工程设计中的地基施工准备工作和水利水电工程设计中的地基处理技术分析这两个部分。在地基设计的过程中需要注意相关的事项,这可以进一步保障工程的质量。首先,地基的设计需要具有可行性,选择合适的地基处理技术;其次是注重对于特殊地基的勘察;最后是在地质勘测的过程中要注重准确性。
4 总结
总的来说,水利水电工程设计中地基处理技术需要根据高原地区的实际情况来选择合适的方式,这可以更好地保障地基的各项参数是符合设计要求的,这进一步保障工程的安全性和稳定性。
参考文献:
[1] 李娟.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].城市地理,2015,(4):152-152,153.
[2] 孔佑洁.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].黑龙江科技信息,2017,(3):216.
[3] 张志远.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].建筑工程技术与设计,2017,(14):3406-3406.
[4] 刘奇,王红.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(25):1599-1600.
(作者单位:青海省水利水电勘测设计研究院)
关键词:高原地区;水利水电;地基处理技术;地基类型;工程设计
科学技术的快速发展推动了水利水电工程建设技术的不断发展,其中,地基作为水利工程中的重要建设之一,对于建筑的质量等有着直接的影响。地基处理技术的不断发展可以进一步提高建设施工的效率和质量。然而高原地区面临着严寒、冻融循环、高海拔、雪灾等的恶劣环境,对地基处理工作的开展带来了较大的难度。本篇文章将对高原地区水利水电工程中的地基处理、地基类型、技术等方面进行思考讨论。
1 水利水电工程地基处理的概述
1.1 水利水电工程地基处理的内容
地基是指承担建筑物基础的场地,基础是指建筑物向地基传递荷载的下部结构。水利水电工程地基处理中主要存在四个问题,它们分别是强度和稳定性、变形问题、渗漏问题和液化问题,其中主要处理的是软弱地基和特殊土地基。软土地基是指强度低,压缩性高的软弱土层,根据特征可以将其分为淤泥、软粘性土、淤泥质土、泥炭土质和泥炭这五类,表1是青海地区地基土的分级。它的特征主要有四个,第一是孔隙比和天然的含水量比較大;第二是压缩性较高;第三是透水性较差,第四是抗剪强度低。特殊的土地基是包含了湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土,这几类在土结构的承载能力上比较低,一般不能够达到地基施工的要求。如果要在此类土质上进行施工的话需要对其进行处理。工作人员为了更好地保障地基施工的质量需要对天然地基的基础进行勘察、分析,然后在选择合适的地基处理技术,只有在充分确定地基的质量以后再开始施工。
1.2 地基的类型
在水利水电工程设计之中需要对高原地区地基进行处理来提高地基的承载力和稳定性,高原地区的地基类型一般有可液化土层、淤泥质土层和多年冻土这几类。第一类是可液化土层,沙土和粉土在饱和状态下受到外力干扰的时候,它的孔隙水压力将会上升,土层的抗剪强度会下降甚至是消失。在该土层上进行施工存在一定的安全隐患,可能会导致工程坍塌的现象出现。故只有采用地基处理技术才可以将可液化的土层改造成为符合标准的土层。第二类是淤泥质土层,它是因为土层在静水和流水下沉积后经过多种作用下形成未固结的软弱细粒,它主要包括了两种,一种是淤泥,一种是淤泥质土。淤泥质土是一种含水量比较高的,抗剪力强度比较弱的土层,当它受到较大的压力的时候会导致土层变形,这对于地基有很大的影响。一般淤泥质土是存在于土坝坝基这种与水接触的地方,它的稳定性比较差。第三类是多年冻土,多年冻土主要是分布在我国的北部地区,像新疆、青海等地区,因为他们长期处于低温的状态之中,故形成多年冻土是比较常见的。该类土质有着较强的承载力,它符合水利水电设计中地基的要求,但是它具有流动性。在该类土质上建设水利水电工程,如果气温发生变化,水流冲击会使得冻土解冻,有可能会导致冻土地基崩溃。
1.3 地基选择中的注意事项
地基在整个施工中是十分重要的,如果对地基没有进行科学的处理,这对于最终的工程质量有着很大的影响。在地基选择的过程中需要注意以下几点,第一点是如果该地区的地质比较恶劣,土石的防滑结构并不牢固,那么该地是不适宜建设水利水电工程;第二点是对于土质松软的地区,如果在夯实后是无法保障强度的,那么在施工的过程中很容易出现坍塌、沉积、变形等问题的,它同样是不适合建设水利水电工程的;第三是在设计水利水电工程的过程中,工作人员要选择透气性好的地基,地基的透气性不好会导致地基出现较多的积水,这可能会导致水利水电工程出现坍塌的现象。
2 水利水电工程设计中的地基处理技术
上面的文章对高原地区水利水电工程地基处理进行介绍,主要有水利水电工程地基处理的内容、地基的类型以及地基选择中的注意事项这几个方面。根据这些信息并结合实际施工中的情况可以对水利水电工程设计中的地基处理技术进行思考分析,主要有以下几个方面:
2.1地基施工准备工作
水利水电工程设计中的地基施工主要是从两个方面开展的。第一个方面是浅基础的施工,工作人员先对施工的大致范围进行了解,确定具有分割作用的线条后进一步将施工的面积扩大,同时可以根据施工的具体情况来增加排水系统。工作人员需要严格按照施工地区的具体情况来选择确定最佳的施工方式。在这个过程中也可以做好相关的预防工作,这可以保障工程的质量。第二个方面是对建筑的上层进行支撑,这对于地基的强度和面积有着较高的要求,工作人员需要对地基进行严格的考察。对地基的考察主要有四个内容,一是对地基的耐久韧性进行考察,二是确定它是否具有较好的抗水侵蚀性,三是确定它是否具备足够的抗化学腐蚀性,四是确定它是否有较强的抗低温能力。
2.2地基处理技术分析
对于高原地区而言,水利水电工程设计中的地基处理技术主要有八个。第一个是排水固结法,它可以解决淤泥软粘土的地基沉降问题。这种方式主要是由加压系统和排水系统共同组成的,它主要是对平衡区的发展范围进行控制,在路堤的两侧进行填筑。第二个是焕土垫层法,如果淤泥的土层厚度比较小的话,需要将不符合要求的淤土质置换掉,一般会使用砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层和土垫层来进行回填。在这个过程中一般都会利用到机械设备对其进行碾压,其处理深度为2—3厘米。这种方法比较适用于基坑面积宽、开挖土方量大的回填土方工程之中,工作人员需要合理选择。第三个是强夯法,当淤土层厚度比较小的时候,将不符合要求的淤土质进行置换。一般会利用80kN的夯锤,将其吊到6—30m的高度上让其自由落下,这个过程中可以对土质进行夯实。它一般适用于厚度小的淤泥和淤泥质土地基,像河流冲积层,滨海沉积层等。第四个是旋喷法,它主要是用来开展地基防渗的施工的。工作人员在土层的预定浓度中安装好旋喷机,它是自带特殊喷嘴的注浆管,然后对其进行提神,这可以进一步保障喷嘴可以按照一定的速度进行旋转,旋转的时候会产生压力,它会使得水泥的固化浆液跟土地发生混合最后凝固硬化成桩,将合成的桩和被加固的土体对比可以发现它的强度更大,压缩性更小,防渗的效果会更好一些。第五个是振动水冲洗,它是利用振动器,地基受到振动和冲击荷载的双重作用下会成孔,在孔内填入一定量的砂、碎石这些材料,并且对其分层进行夯实,这在一定程度上使得地基加固。第六个是土工合成材料加筋加固法,它是在提防的地基表面上先平铺一部分材料,这可以将地基的表面加大。当地基出现塑性剪切被破坏的时候,地基表面的土工合成材料可以降低受破坏的程度从而提高地基的承载力。第七个是预压砂井法,在排水系统和加压系统的共同作用下排除基土中的孔隙水,这可以进一步加强其硬度。将加固范围内的植被清除掉,然后将砂垫层铺在地基上,再将塑料排水板插入砂垫层之中,将水管横向布置,这在一定程度上可以改善地基的排水条件。将密封的膜铺设在砂垫层的上面,利用真空泵可以将地基的气压抽出,但是它消耗的时间比较长,抽真空的范围也有限制。这种方式更加适用于要求高的淤泥的地基处理。第八个是堤身自重挤淤法,它是将在流塑装药的淤泥或者是淤泥质土向外挤出去,它可以将其中的空隙水压力去掉从而提高地基的抗剪强度。在这个过程中为了避免出现沉陷不均匀的问题,需要减缓堤坡、降低填筑堤身的速度,将堤身加高。这种方式需要的资金相对比较少,但是需要的时间比较多,所以它适合在地基是流塑状态的淤泥或者是淤泥质土中。
3 地基设计的注意事项
上文对高原地区水利水电工程设计中的地基处理技术进行思考分析,主要有水利水电工程设计中的地基施工准备工作和水利水电工程设计中的地基处理技术分析这两个部分。在地基设计的过程中需要注意相关的事项,这可以进一步保障工程的质量。首先,地基的设计需要具有可行性,选择合适的地基处理技术;其次是注重对于特殊地基的勘察;最后是在地质勘测的过程中要注重准确性。
4 总结
总的来说,水利水电工程设计中地基处理技术需要根据高原地区的实际情况来选择合适的方式,这可以更好地保障地基的各项参数是符合设计要求的,这进一步保障工程的安全性和稳定性。
参考文献:
[1] 李娟.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].城市地理,2015,(4):152-152,153.
[2] 孔佑洁.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].黑龙江科技信息,2017,(3):216.
[3] 张志远.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].建筑工程技术与设计,2017,(14):3406-3406.
[4] 刘奇,王红.水利水电工程设计中地基处理技术简述[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(25):1599-1600.
(作者单位:青海省水利水电勘测设计研究院)