水利水电工程基础施工技术的探索

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  摘 要:基础施工是水利水电工程中最重要的工作之一,基础施工处理通常是为了达到两个目的:或者是提高地基的承载能力;或者是改善地基的防渗性能。基础施工是水利水电工程的重要部分,应该引起高度重视,必须保证基础施工的坚固性、安全性。
  关键词:水利水电工程 基础施工
  中图分类号:TV1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0113-01
  
  工程地基按地层的性质分为两大类:一类是岩基;另一类是软基(包括土基和砂砾石地基)。由于建筑物对地基的要求不同,处理地基的目的和方法也不同。开挖是地基处理中最常见的方法,但受工期、费用、开挖条件和机械设备性能等客观条件的限制,地基处理还需根据工程对地基处理的要求,采用更有效的方法。
  
  1 水利水电工程基础施工的要求
  1)应具有地基与基础的施工图纸和地质勘察报告等有关技术文件和资料,并掌握施工区域内的地质情况。
  2)土方开挖前,应根据施工方案要求,将施工区域内妨碍施工的已有建(构)筑物、道路、沟渠、管线、坟墓、树木等,妥善处理。
  3)山区施工,应事先了解当地地层岩性,地质构造、地形地貌和水文地质等,如因土方施工可能产生滑坡时,应采取可靠措施。在陡峻山坡下施工,应事先检查山坡坡面情况,如有危岩、孤石、崩塌体、古滑坡体等不稳定迹象时,应作妥善处理。
  4)施工机械进入现场所经过的道路、桥梁和设备卸车地点等,应事先做好必要的加宽、加固等准备工作。
  5)测量放线的定位控制线(桩)、水准基准点及基槽的灰线尺寸,必须复核,符合设计要求,并办理预验手续,且应妥善保护及经常复测。
  6)场地要清理平整,表面坡度应符合设计要求的排水坡度和临时排水设施。如设计无要求时,一般应向排水沟方向作成不小于2%的坡度。
  7)开挖土方低于地下水位的基坑(槽)、管沟时,应根据地质勘察文件及资料,采取措施,降低水位;一般应降至低于开挖底面的500mm,然后再开展作业面。
  
  2 水利水电工程基础施工的注意事项
  ①对于浅基础的情形,如果不需要放坡,这个时候首先要沿着进行测量的基准灰线直边切割出来一个槽边的轮廓线,而后对作业面予以一一的展开。对于地下水位的降低和地面排水系统的建造,这二个工程都需要结合当地工程地质资料、挖方尺寸等条件予以考虑,这样就可以进一步的预防地基土结构被破坏。
  ②需要保证地基与基础的强度能够足以承受建(构)筑物上的全部结构荷载。为了满足这一条件,基础的耐久性、防潮性、耐侵蚀性和抗冻的能力都需要充分满足要求。除此之外,为了确保地基稳定,必须让地基和基础有足够的工作面。地基变形值的范围也应该在许可的参考值数之内,这样才不会引起建筑物的开裂、倾斜或者标高产生相应的变化等等。
  
  3 水利水电工程基础加固
  按桩的传力方式不同,将桩基分为端承桩和摩擦桩。端承桩就是穿过软弱土层并将建筑物的荷载直接传递给坚硬土层的桩。摩擦桩是将桩沉至软弱土层一定深度,用以挤密软弱土层,提高土层的密实度和承载能力,上部结构的荷载主要由桩身侧面与土之间的摩擦力承受,桩间阻力也承受少量的荷载。
  按桩的施工方法,有预制桩和灌注桩两类。预制桩是在工厂或施工现场用不同的建筑材料制成的各种形状的桩,如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩,桩的形状有方形、圆形等。然后用打桩设备将预制好的桩沉入地基土中。沉桩的方法有锤击沉桩、静力压桩、振动沉桩等。灌注桩是在设计桩位先成孔,然后放入钢筋骨架,再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔的方法不同,分为泥浆护壁成孔灌注桩、干作业成孔灌注桩、套管成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩等。
  3.1 混凝土及钢筋混凝土灌注桩施工
  混凝土及钢筋混凝土灌注桩(简称灌注桩),是直接在桩位上成孔,然后利用混凝土或沙石等材料就地灌注而成。与预制桩相比,其优点是施工方便,节约材料,成本低;缺点是操作要求高,稍有疏忽,容易发生缩颈、断桩现象,技术间隔时间较长,不能立即承受荷载等。灌注桩的成桩技术日新月异,其成桩施工法主要有:
  (1)钻孔灌注桩。钻孔灌注桩是先在桩位上用钻孔设备进行钻孔(如用螺旋钻机、潜水电钻、冲孔机等冲钻而成,也可利用工具桩或将尖端封闭的钢管打人土中,拔出成孔),然后灌注混凝土。
  (2)挖孔灌注樁。随着建筑工业的发展,小直径单桩和群桩基础在承受大荷载或满足沉降要求等方面已受到一定限制,大直径灌注桩已被许多国家广为采用,其直径为1~3m,桩深20~40m,最深可达60~80m。每根桩的承载力可达10000~40000kN。大直径桩可采用机械挖孔灌注和人工挖孔灌注,
  (3)打拔管灌注桩。打拔管灌注桩是利用与桩的设计尺寸相适应的一根钢管,在端部套上预制的桩靴打入土中,然后将钢筋骨架放入钢管内,再浇筑混凝土,并随灌随将钢管拔出,利用拔管时的振动将混凝土捣实。此外,也常用振动灌筑法,即钢管上端与振动沉桩机刚性连接,下端装有活瓣的桩尖,并在钢管的上部开有加料口,利用振动力将钢管沉入土中。当沉到设计标高后,停止振动,用上料斗将混凝土灌入钢管内,然后再开动沉桩机、卷扬机拔出钢管,边振边拔,从而使桩的混凝土得到捣实。
  3.2 钢筋混凝土预制桩施工
  钢筋混凝土预制桩有实心桩和空心桩两种。空心桩为管桩,由预制厂用离心法生产而成,桩体强度较高,可达C30~C40级,外径多为400~500mm;实心桩大多在现场预制,为方便预制,截面多为200mm×200mm~550mm×550mm的正方形。桩长不得大于桩断面边长或外径的50倍,为方便运擂和施工,单根桩长一般不超过30m。
  
  4 截渗处理
  由于受河道水流和地下水位的影响,河堤、大坝以及建筑物的地基会产生一定程度的渗透变形,严重时将危及建筑物的安全。解决的办法是截断渗流通道,以减少渗透变形。具体处理办法有:
  4.1 防渗墙
  防渗墙是修建在透水地基中的地下连续墙,可用于坝基、河堤的防渗加固。根据成墙材料和成墙工法的不同,常见的有塑性混凝土防渗墙和水泥土防渗墙。
  4.2 高压喷射注浆
  高压喷射注浆是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,用高压泵将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置,以高速喷出,冲击切削土层,使喷流射程内土体破坏,同时钻杆一方面以一定的速度(20r/min)旋转,另一方面以一定的速度(15~30cm/min)徐徐提升,使水泥浆与土体充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成具有一定强度(0.5~8.0MPa)的固结体,从而使地基得到加固。
  
  5 结语
  基础是一个工程中最关键的部位,基础不牢固,建筑物也就是“沙滩上的城堡”,随时都会坍塌,因此我们作为水利水电工程的从业者一定要高度重视基础施工工作,深入探索施工技术的发展,提高自己的工作技能,建设出牢固、安全的水利水电工程。
  
  参考文献
  [1] 钟汉华.水利水电工程施工技术,2004.
  [2] 谷兆祺.水利水电工程经验与案例分析,2008.
  [3] 顾辉.水利水电工程技术,2003.
其他文献
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