水利工程地基处理技术要点初探

水利工程地基处理技术要点初探

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摘要:在水利工程建设施工中地基处理一直是重点、难点项目,其施工效果将对水利工程的整体质量产生决定性的影响。由于地基处理技术的种类较多,不同的技术所需的投入力度不同,产生的效果也会有所差异,需要施工单位结合工程实际情况进行科学、全面的分析,选择适当的地基处理技术,以充分发挥地基处理技术的应用优势,全面提高水利工程的整体效益。本文将对水利工程地基施工的现状和发展情况加以分析,并提出几种较为常见的地基处理技术,以供广大施工单位参考和借鉴。

关键词:水利工程;地基处理;技术要点

引言

水利工程是国家的重点工程项目,具有防洪减灾、蓄水灌溉、节能发电等众多功能,大幅度提高了水资源的利用率,减少了洪涝灾害的发生,为社会经济的发展建设做出了卓越的贡献。然而在水利工程的地基施工中,受到外界环境和设计、施工等种种因素的影响,导致地基的强度和稳定性往往无法达到预期要求,难以保证水利工程的可靠运行,给附近居民带来了巨大的安全风险。为了转变这一现状,需要加强地基处理技术的探索和研究,对现有技术进行不断的改良和优化,以提高地基处理技术的实效性,确保水利工程保质保量的顺利开展。

一、水利工程地基施工的现状分析

一般来说,水利工程地基施工会受到多种因素的制约,主要包括环境因素、设计因素、施工因素三种,使得地基施工的难度显著增加,发生病害的概率也急剧上升,给水利工程埋下了重大的安全隐患。而且地基的质量问题往往很难被及时发现,随着施工时间的推移才能逐渐暴露出来,这时已经为之晚矣,为了保证水利工程的质量,不得不进行返工和重建,无形中造成了巨大的经济损失。而要想保证地基施工的质量,就要对上述影响因素严加防范,将其对地基施工的不利影响降到最低,从而保证地基的强度和承载力都能符合水利工程的实际要求,为水利工程的开展奠定坚实的基础。

(1)环境因素。所谓的环境因素通常指的是地质环境,土壤条件对于地基施工的影响始终处于主导地位,也就是说,如果土壤中的水分和有机物质含量较高,就会引起土层软弱,强度下降,必须对地基进行特殊的处理,才能够保证上部建筑物的稳定性,这对于地基处理的设计和施工提出了更高的要求。

(2)设计因素。设计因素指的是在地基设计阶段,设计人员没有充分考虑到地基的相关指标,可能是由于设计人员的勘察工作不到位,或者是采集的数据不准确,抑或者是计算方法不合理等等,都会导致地基设计水平偏低,以此为依据进行地基施工必然无法保证工程的质量。

(3)施工因素。涵盖了施工管理、施工技术、施工人员等多个方面。施工单位对施工现场的协调和指挥,材料和设备的进场和退场,施工工序的衔接安排等属于施工管理的范畴,这也是施工单位现场管理的重中之重;施工技术对于地基施工的影响不言而喻,无数案例证明施工技术的选择不当引发的后果是十分严重的;施工人员作为地基施工的主要操作者,如果其操作不规范,或者对施工技术缺乏足够的了解,那么地基施工就会处于高风险状态。

二、地基处理技术的发展

近年来,我国水利工程地基处理技术得到了长足的发展,各种先进的施工材料和施工技术不断涌现而出,为地基施工提供了强有力的支持和保障。传统的地基处理是采用单一的加固材料和加固技术,受到材料性能的限制,取得的加固效果始终在某一区间内变化,很难得到进一步的提升。如今随着地基处理技术的革新,加固材料和加固方法都从单一化向着多元化方向转变,复合材料和方法的应用不是单纯的1+1>2,而是呈几何倍数的增长,这无疑为地基处理提供了新的发展方向,给水利工程建设带来了新的曙光。但是毋庸置疑的是,我国对于地基处理技术的研究还处于起步阶段,对于这些新技术的应用不是十分成熟,需要专家和学者加大研究和投入力度,进行大量的试验、计算和分析,以便于地基处理技术的改进和创新,并能够尽早的投入到水利工程建设中,为工程创造更多的效益。

三、水利工程地基的处理措施

1、水泥粉煤灰碎石桩的应用

水泥煤炭灰碎石桩是水利工程地基施工中的重要材料,其中主要成分包括水泥、碎石和煤炭粉,水利工程是用水泥煤炭灰碎石桩、褥垫层和桩间组合而成的复合地基。由于建筑物压力较大,地基容易发生变形问题,通过水泥粉煤灰碎石桩的应用,能够将压力分散到水泥煤炭灰碎石桩和桩间土中,降低地基的受力,能够有效的防治地基变形。水泥粉煤灰碎石桩的原材料较为常见,成本较低,在水利施工中应用广泛。其技术原理如下:

(1)对地基上有一定的挤密作用

对于松填土,粉细砂和粉砂宽松,因为振动沉管水泥粉煤灰碎石桩的振动原因和侧向的压力使得桩间的空隙变小,这样就使得水量减少,从而增加了土壤的干度和内摩擦角,其中有显著减少水的用量,增加干密度和内部土壤的摩擦角,还能改善土壤的物理性能,直接提高了桩间承受压力。

(2)桩体的排水作用

在成桩的前期水泥粉煤灰碎石桩复合而成地基,由于桩孔内和周围的粗颗粒都具有良好的过滤性。从而形成了一个渗透性比较好的通道,防止振动产生超孔隙水压力上升高的问题,同时也提高了基础排水速度,它不但不会降低桩的强度,而且还增强了土的强度。

(3)桩的预震效应

水泥粉煤灰碎石桩复合地基成桩时,振冲器加速激振土体,不仅能提高相对密实度,而且还能有很强的预震作用,有效地增强了砂土的抗液化能力。

(4)桩的置换作用

水泥粉煤灰碎石桩是水泥经过水解和水化反应及其与粉煤灰的凝硬反应,生成了一种不能溶于水的结晶化合物,它不仅增强了桩体的抗剪强度,而且还提高了变形模量,因此,在载荷的作用之下,水泥粉煤灰碎石桩的压缩性要小于桩间土的压缩性。地基的附加应力,跟随地层的变形将其压力集中到桩体上,而大部分的压力是由桩周和桩端来承载,桩间的应力就减少了,所以,符合地基的承载力有显著的增加。

2、预应力管桩

预应力混凝土管桩被分为先张法,后张法预应力桩。其中,先张法预应管桩是应用先张法预应力的工艺和离心成型法制作而成的空心筒体细长混凝土预制构件,先张法预应管桩是由圆筒形的桩身、端头板及其钢套箍3部分。当前的共同管桩主要方式:锤击法、静压、振动、预钻孔方法,其中静压方法最常用一种方式,打桩时震动很大,噪音会大大影响生活,所以现在用大吨位静力压装机,静力压桩机分为顶压和抱压式两种,其中抱压式是依靠摩擦力大于阻力的原理工作的,在正常情况下,5000~6000kN静力压桩机桩最大加压力,即使是直径50~600mm预应力管可压入持力层,促进项目中预应力管桩的使用。预应力混凝土管桩常用的方法分为两个,捶击法和静压方法。桩锤击法速度快,质量高,静压桩法是其自身重量的建设,通过按下安装在配重的重量,通过科学的压梁,带侧夹管桩,然后按入土壤。

结语:综上所述,在水利工程中选择合适的地基处理技术是工程得以顺利开展的必要前提,为了进一步巩固和强化地基施工效果,还需要充分考虑地质环境和工程实际情况,提高设计图纸的科学性、经济性和可行性,并在施工过程中严格规范施工人员的操作,对影响地基施工的所有因素进行严格的管控。与此同时,对地基处理技术的研究和创新也不容忽视,尤其是对软土地基施工技术的研究更应该加强,这样才能够更好的提高地基的承载能力与抗压能力,进而提升水利工程的整体质量。

参考文献:

[1]李效强,马小艳.水利工程地基处理中深层搅拌桩技术的应用[J].中国水运(下半月).2013(11)

[2]顾新华.水利施工中软土地基处理技术[J].江西建材.2013(04)

[3]程毅鹏.水利工程地基施工部分的管理之我见[J].科技与企业.2013(10)

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