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水利水电地基工程施工技术探索

2015-07-15 163 0

水利水电工程是我国一项极为重要的民心工程，确保水利水电工程施工质量极具意义。对于任何一项水利水电工程而言，地基工程属于一项必不可少的基础性工程，其施工质量直接影响着整个工程的质量。随着时代的发展，也给水利水电地基工程建设提出了更高要求。因此，针对水利水电地基工程的施工技术进行分析探究，提高地基工程的整体施工质量，对于实现水利水电工程的可持续发展有重要意义。
　　一、软土地基施工技术
　　软土地基是水利水电地基工程中常见的地基类型，是指压缩层由淤泥质土或其它高压缩性土结构组合而成的地基，承载能力普遍低下，不符合水利水电工程的地基要求。因此需要通过一定的施工技术对其进行处理，使软土地基的承载能力符合水利水电地基的施工需求。
　　软土地基施工技术主要有：（1）土层置换法。这一方法适用于淤泥层较薄的地基，通过清除地基表面的淤泥等软土，使用粗砂、水泥等对地基进行增填、换填，使土质得到大幅改造，提高地基土壤的承载能力。（2）击打夯实法。通过在5-30m的高空部位，利用自由落体的夯锤所产生的强大重力，对土壤施加挤压力，使土壤颗粒间隙缩小，提高土壤硬度。这一方法主要适用于滨海、滨河地区由于河流冲积或泥沙沉积而形成的地基，对于由粉土、杂填土等构成的地基也同样适用。（3）加筋法。通过在地基中埋置应力大的合成材料，使土壤颗粒与加筋材料间由于摩擦力作用而形成整体，从而提高地基强度、避免地基土壤变形的风险。另一种加筋方法则是在地基表面平铺一层强度大的合成材料，通过降低土壤地基的整体承载能力，来弱化塑性剪切力对地基的破坏作用，进一步提高地基土壤的最大荷载能力。（4）桩基稳固法。对于淤泥层厚、含水量高、且土壤孔隙度高的地基，对其进行土质改变的难度较高，可在地基上架设混凝土桩，使整个水利水电工程及地基部分避免与软土层接触，提高地基的稳固性。（5）排水法。一般的软土地基中，淤泥质土中的天然含水量为53%-68%，但我国软土土壤的天然孔隙比为1.5左右，在部分地区软土的天然含水量可高达200%。因此，在进行地基施工时通过有效排水方法降低软土中的含水量，是改善软土地基承载能力的可行性方法。在具体施工中可通过以下两种方法进行有效排水：一方面可使用吸附力强的吸水材料吸尽软土层中的水分，使土壤颗粒间的摩擦力增强，提高土壤的整体强度，为水利水电工程建筑物提供良好的支撑及反作用效果；另一方面还可通过给软土层施加较大的有效压力，使土层间形成良好的排水通道，从而达到软土颗粒预先沉降的目的，这样一来便可促使淤泥或淤泥质土向坚硬土壤的转变，使提高后的土层强度满足实际施工需求。
　　二、强透水土层地基处理技术
　　强透水土层是指由砂砾石或卵石组成的土层结构。在水利水电地基工程中，由于该土层的透水性能高，若未进行有效处理，则将导致土层中水量的大量流失，严重时甚至会出现泉涌现象，给水利水电工程的整体稳固性带来安全隐患。处理强透水土层的常用方法为高压灌浆方法，即通过将水泥砂浆、粘土浆以及聚氨酯类化学浆等进行液化处理，利用高压作用将液体注入到强透水土层中，使液化浆充分填充于土层间隙中，提高地基土层的防渗系数，使强透水土层地基得到加固。另一个与之类似的施工技术是旋喷方法，该技术借助旋喷机深入到强透水土层中喷射水泥，使泥浆与土壤颗粒固化形成混合凝固土桩，达到降低透水性、强化土层承载力的目的。振动冲击方法也是强透水层地基的有效施工技术之一，施工人员可将振冲器插入透水层中，通过振动作用扩大地基土层的孔隙，随后增大荷载，夯实土层，发挥土层加固作用。同时，还可利用硅化法进行土层强化。硅化法的主要工作原理是电解质渗透，施工人员将调配好的氯化钙溶液经网状注浆管注入高渗土层中，溶液中的有关离子通过电解作用形成硅胶状凝固物质，提高土壤颗粒间的连接强度，有效排除土壤间隙中的水分子，提高土体强度，且该方法还可扩大土层的加固范围，应用效果良好。
　　三、水利水电地基工程的施工原则
　　对水利水电地基工程的施工技术进行总结，可将施工要点归纳如下：第一，对于浅基层地基，一般可采取“线-面”的工作模式。首先可确定一条分割线，在了解大致施工范围后将施工面积进一步扩大；随后结合所处地理环境的土壤地质条件及前期的施工经验，确定能够有效预防结构破坏的施工方案。第二，地基作为整个水利水电工程的基础支撑，其强度、耐久性、抗腐蚀性等均需达到一定要求。同时，足够的地基面积也是确保地基稳固性的重要条件。因此在进行地基施工时，应确保充足的地基面积，并从上述方面对施工技术加以改进。
　　四、案例分析
　　某水库枢纽工程包括主坝、引水洞、泄洪洞等，坝址上游的流域面积为1290Km²，水库面积为35.7Km²，主坝的预期建设高度为65.0m²，预期体积为103Km²，该水库共涵盖2.17万亩耕地。由此可以看出，这一水库由于规模较大，对地基土层的承载力及强度均提出了更高要求。在对水库预计建立区域的土层进行考察时，发现主要包括软土地基11.5Km²、高渗土层地基10.7Km²，其余区域则为正常土层。在施工过程中对软土地基采取击打夯实法、加筋法以及排水法进行施工，而高渗土层则采取高压灌浆方法联合硅化法施工，其它土层按照“以线到面”的施工模式进行施工。
　　地基施工完成后，聘请专业质量检查部门进行施工质量验收。强度测试及压力测试结果显示，该地基建设符合水库工程的地基建设要求，且土层渗水性能及土壤颗粒间的孔隙度均明显缩小，表明经过上述施工后，该水库枢纽工程的地基施工提高了土层的强度及其整体承载能力。
　　案例结果显示，按照上述施工技术，在水利水电地基工程中进行有效施工，可明显提高地基土层的强度及承载能力，使之更好地满足水利水电工程的建设需求。
　　结束语
　　综上所述，地基工程作为水利水电工程的主要基础部分，对其有效施工技术进行深刻探讨有重要意义。新的时代背景也给水利水电地基工程提出了更高要求。因此，有关施工单位应密切关注时代需求，切实提高自身的施工技术水平，在遵循地基工程施工原则的基础上，对不同的地基类型采取对应的地基处理技术，针对软土地基采取土层置换法、击打夯实法、加筋法、桩基稳固法、排水法等；对强渗水性土层则采取高压灌浆、旋喷、振动冲击方法以及硅化法进行施工。只有这样才能促进促进地基工程质量的整体提升，为水利水电工程整体质量的提高奠定坚实基础。
　　参考文献：
　　[1]林桌礼.关于水利水电地基工程施工技术的分析[J].科技与企业,2014,15:256.
　　[2]吴敬添.水利水电地基工程施工技术探析[J].中国高新技术企业,2014,15:77-78.
　　[3]童健.水利水电中地基工程施工技术探究[J].科技创新与应用,2013,15:178.
　　[4]周德创.水利水电地基工程施工技术分析[J].城市建筑,2013,12:72.
　　[5]梁硕秋.水利水电地基工程施工技术探讨[J].中国新技术新产品,2012,13:61.

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