水利水电工程建设中不良地基基础处理方法研究

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　　摘要：不良地基在水利水电工程建设中是非常重要的问题，技术人员采取各种方法来解决这项难题，本文则详细论述了水利水电工程建设中不良地基处理的一般方法。
　　关键词：水利水电工程 不良地基 处理方法研究
　　
　　概述
　　在水利水电工程建设中所谓不良地基是指，由于地基的天然工程地质缺陷而不能满足上部建筑物稳定要求的地基。对于水利水电工程建筑物来说，不良地基对建筑物的影响主要表现在以下几个方面：①地质条件差，抗滑稳定安全系数小于设计规定值。②基础的沉陷量过大或不均匀。③基础渗漏量或水力坡降超过容许值。
　　一、不良地基基础处理方法
　　（一）强透水层砂、卵、砾石层防渗处理
　　刚性坝基砂、卵、砾石层一般都加以开挖清除，土坝坝基砂、卵、砾石层因透水强烈，不仅损失水量，且易产生机械管涌，增大扬压力，影响建筑物的稳定，一般都加以防渗处理。处理的方法一般：
　　1、将透水层砂、卵、砾石开挖清除回填粘土或混凝土，构筑截水墙。2、利用冲抓钻或冲击钻机作大口径造孔，回填混凝土或粘土形成防渗墙。3、利用高压喷射灌浆方法(摆喷、定喷和旋喷)修筑水泥防渗墙。4、水泥或粘土帷幕灌浆试验。5、坝前粘土或混凝土铺盖，延长渗径。6、帷幕后或防渗墙后排水减压。7、设置反滤层。
　　（二）可液化土层的处理
　　可液化土层系指无粘性土(砂)层或少粘性土层在静力或振动力作用下，孔隙水压力上升，抗剪强度瞬时消失的土层，土层的液化可使地基沉陷、滑移失稳、危及上部建筑物的安全。常用处理的方法是：
　　1、将可液化土层开挖清除，置人其他强度较高、防渗性能良好的材料。2、振冲挤密或分层振动压实。3、四周用混凝土围墙封闭，防止其向四周流动。4、穿过可液化土层设置砂桩或灰土桩，或设置砂井。
　　（三）淤泥质软土的处理
　　淤泥质软土包括淤泥质土、泥碳、腐泥、以及其他天然含水量特高，抗剪强度低、承载力低、压缩性大的土，多呈软塑及流塑状态。由于其质软，易产生高压缩变形、侧向膨胀、滑移或挤出，影响上部建筑物的稳定。土坝坝基的淤泥质软土排水困难，长期难于稳定。常采取的处理办法是：
　　1、开挖清除。2、置换砂层，或砂垫层排水。3、砂井排水。4、抛石挤淤。5、控制加荷速率，使其缓慢排水固结。6、扩大建筑物基础或采用桩基。7、预留沉陷量。8、用板桩墙封闭和在底部侧向填砂、砾石阻滑。9、用镇压层法，如反压护堤平台。
　　（四）基础软弱带的处理
　　地质基础软弱带按其倾角大小可分为高中倾角软弱带(倾角一般大于300)和缓倾角软弱带(倾角一般小于300)，两者对建筑物的影响不同，处理的方法也不相同。
　　1、高倾角软弱带处理
　　（1）挖出软弱带回填混凝土，作成混凝土塞，当软弱带较为疏松，且宽度较大时，可采用混凝土梁或混凝土拱，以使上部荷载传至两侧完整岩体。对土坝坝基软弱带，为防止渗流淘刷坝身填土，可清除部分软弱带后回填混凝土或粘土，形成阻水盖板。（2）当高倾角软弱带位于坝肩，特别是拱坝坝肩时，可设置混凝土传力墙、传力框架或进行预应力锚固：对重力坝破碎岩体坝肩，当破碎岩体自身稳定没有问题时，可在破碎岩体中设置混凝土防渗墙。
　　2、缓倾角软弱带处理
　　（1）将软弱带开挖清除回填混凝土，若上盘岩体尚坚硬完整，且全部开挖工作量过大时，可利用平硐或竖井开挖清除软弱带回填混凝土或钢筋混凝土，并做好回填固结灌浆工作。（2）可用高压喷射装备清除软弱物质回填或灌注水泥浆及砂浆。（3）也可以沿软弱带设钢筋混凝土抗剪键，或穿过软弱带设抗剪桩。
　　（五）喀斯特地基处理
　　水利水电工程喀斯特地基大体上可分为两种类型，一是在建筑物区喀斯特洞穴、溶隙强烈发育，形成交叉溶蚀网络，在断层破碎带交汇处，破碎岩体较宽厚，加之溶蚀作用，常形成“泥包石”，或“泥夹石”状，洞隙间岩体常风化松动，溶洞或溶隙中有时充填有较松散透水的泥沙。此类地基强度不均匀，透水性强，且易出现管涌，影响建筑物稳定。二是个别或少数较大的洞穴，溶蚀管道分布于坝基，形成主要漏水管道，此种洞穴管道有时充填或半充填，使局部地基承载力降低，破坏了地基岩体的均一性，在荷载作用下，易产生不均匀沉陷。两种类型的喀斯特地基，处理的方法亦有所区别。前者以清除置换、截断渗水、降低扬压力，提高溶蚀破碎带的力学强度和完整性为主，或在结构上扩大基础，转移压力。后者以防渗堵漏为主，并清除或处理充填物，以提高其力学强度。
　　1、强喀斯特溶蚀破碎带的处理方法
　　（1）清除表层强烈溶蚀岩体，并进行固结灌浆。（2）设置灌浆帷幕。（3）坝前大面积铺盖(混凝土或粘土)防渗，铺盖厚度不小于1 m，一般为水头的1／10左右，长度不小于水头的5倍。（4）设置截水墙或齿墙，其墙体应穿过表层强喀斯特发育带。（5）扩大基础或采用整体刚性基础。
　　2、喀斯特洞穴管道处理方法
　　（1）开挖清除洞穴充填物，回填混凝土，或用混凝土盖板封闭。（2）封堵漏水洞口(盖盖子)，或选择漏水通道断面狭窄的部位加以封堵(卡脖子)，封堵漏水通道时应注意地下水气的反压作用，必要时应预留排气通道，若采用石块，砂石粘土封堵，应注意粘土层下设反滤层。在封堵与暗河相通的漏水洞口时，注意雨季暗河水位上升，静水压力过大可能破坏堵体或混凝土盖板，为防止出现这种情况，可在盖板上设置逆止阀门，外水水头高时暗河水可进人水库，外水位低于库水时其水库水不能漏失。（3）在埋藏不深的地下喀斯特管道集中渗漏之处或比较狭窄的渗漏段修建截水墙，若下部有隔水层，可将截水墙与隔水层相衔接。（4）在库周浅水区有漏水洞口通道时，可作混凝土围墙或隔堤隔离漏水通道，如果地形条件适宜，可用土堤将漏水区隔在库外。（5）对漏水通道进行钻孔水泥灌浆或注浆，或灌注混凝土、粘土等形成帷幕。
　　
　　参考文献：
　　[1]王竹萍 不良地基对水利水电工程的影响 人民黄河，2008
　　[2]曹永和 浅析水利水电工程中不良地基的分类 云南环境科技，2009
　　[3]彭少麟 水利水电工程地质不良地基处理报告 科学出版社，2006

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