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摘要:以往水利水电建设由于地基基础方面的原因引起的水工建筑物失事,占相当大的比例;至于地基基础方面的原因而影响工程发挥其正常的效益,则更为普遍。文章从水利工程基础工程的最基本的几方面展开探讨,结合自身的实践经验进行分析总结。
关键词: 基础工程基础开挖 基岩灌浆
1 水利工程基础开挖
1.1 水工建筑物基础开挖的地基基础要求
①地基基础应具有足够的整体性和均一性,能有效的防止基础的滑动和不均匀沉陷。
②地基基础具有足够的强度,能够承受上不结构传递的应力。
③地基基础具有足够的耐久性,以防止地下水长期作用下发生侵蚀破坏的现象。
④地基基础具有足够的抗渗性,以防止发生严重的渗漏和渗透破坏现象。
2基础开挖应遵循的方法
在实际的施工中,由于原始地层的各种原因,地层存在各种不同的缺陷,必须经过妥善的处理,才能作为建筑物的可靠基础。
在此介绍水利施工中常用的基础处理方法——基础开挖。基础开挖顾名思义就是将不合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉。在施工中对基础开挖由于施工条件、施工质量等各个方面的特殊要求,需从施工技术、组织措施上解决好以下的问题。
①选择正确的开挖方法,保证基础开挖质量
图1 基坑开挖程序
1-坝顶 2-原地面 3-安全削坡 4-开挖线 5-开挖曾
基础开挖通常施工方法是爆破和分层开挖,为了保证开挖质量,要求在爆破开挖的过程中,针对不同的开挖工程,灵活采用各种行之有效的减震爆破技术,防止由于爆破震动的影响而破坏岩基。防止爆破震动的影响而损坏已经建成的建筑物或已经完工的灌浆地段;保证基础开挖的形态符合设计的要求;控制基础开挖的边坡。
②即使排除基坑给水、渗水和地表水,确保开挖工作在不受水的干扰下进行。布置好排水系统,
在岸坡开挖的过程中,要十分注意地表水的排出,在开挖轮廓的外围修好排水沟,将地表水进行引导,配备移动方便的抽水机,即使将积水、渗水排出掉。
③合理安排开挖工序,保证施工安全。
基坑的范围一般比较集中,多个工种平行作业,施工期间又易受导流程序的限制,容易发生安全事故。
基坑开挖要遵循自上而下分层开挖的原则,在邻近设计开挖线处,应预留一定厚度的保护层,采取浅孔弱振爆破,以确保基建面以下的地层不受破坏或恶化。
如果基坑的范围较开阔,在不影响施工安全的条件下也可以先开挖较低的部位,如河槽部位,但仍应分层下挖;至于岸坡部位,除经过专门的论证外,都应自上而下的分层开挖,如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)为开挖顺序。
④通盘规划运输线路,组织好出渣运输工作。
出渣运输的线路要与分层开挖相协调。开挖分层的高度,与地形、地质、施工设备、施工强度、爆破方式等因素有关,一般范围在5~30m之间。故运输道路也要分层布置,将各层的开挖工作面和堆渣场或者和通向堆渣场的运输干线联结起来。基坑的废渣最好加以利用,直接运至实用地点或指定的地点暂时堆放。
出渣运输道路的规划,应该在施工总体布置中,尽可能结合场内交通的要求,一并考虑,以利于开挖和后续工序的施工,节省临时道路的投资。
⑤合理规划弃渣的堆放,充分利用开挖的土石方。
往往大中型水利工程中土石方的开挖量会很大,需要大片的堆渣场地。如果能有效利用弃渣,不仅能节约建设资金,而且能减少弃渣占地。在规划弃渣场地时,要考虑到施工和运行两方面的要求,避免二次倒运,不能影响围堰防渗闭气,抬高堰前和尾水水位,阻滞河道水流,影响水电站、泄水建筑物和导流建筑物的正常运行,影响度汛安全等。含有有害物质的废渣不准堆放在河床中,以免污染河水。
2水利工程基岩灌浆
基岩灌浆也属于水利工程的基础工程,基岩灌浆是提高基岩强度,加强基岩整体性和抗渗性的有效措施。基岩灌浆是将某种具有流动性和胶凝性的浆液,按一定的配比要求,通过钻孔用灌浆设备压入岩层的孔隙中,经过硬化胶结以后,形成结石,以达到改善基岩物理力学性能的目的。
水利工程施工中大多采用水泥灌浆,因为水泥灌浆的效果比较可靠,成本比较低廉。在灌浆施工中的主要问题有钻孔、钻孔冲洗、压水实验、灌浆和灌浆质量的检查等。
在水泥灌浆的过程中要注意进浆量和灌浆压力的变化,以防止赌馆等突然事故的发生,要及时做好现场记录。
3水利工程岩基锚固
基岩锚固是预应力锚束对基岩施加主动预应力的围岩锚固技术,通常和建筑物的加固结合起来,以达到加固或改善受力条件。
3.1岩基锚固的应用
锚固技术具有施工方便、效果显著、经济合理等特点,再国内水利工程基础施工应用广泛,其主要应用于以下几个方面。
①大型洞室支护加固以及高边坡开挖时锚固边坡。
②大坝加高加固、坝基及岸坡抗滑稳定加固。
③锚固建筑物、改善受力条件以提高抗震性能;混凝土建筑物的裂缝或缺陷修补锚固等。
3.2岩基锚固的施工
锚固的型式多种多样,但基本上都是由锚束和锚孔组成,锚束又由锚头、锚束自由段和锚固自由段组成。
图示为经过加工制作的锚束,放入预先钻设的锚孔中,将锚固段用胶凝材料或者其他的方式锚固在孔的底部,待锚固段固结生根以后,再对锚束施加张拉预应力,最后将它锁定在锚头上。这样就能对锚固对象施加预应力,达到锚固的目的。
锚固工程的施工常因锚固结构的型式而异,通常的做法如下(图2)。图2锚固施工工艺流程
4小结
水利工程基础工程是水利建设的基础,只有充分掌握了其理论和施工方法才能保证基础工程的施工质量,才能使得确保水利工程的安全运行,才能使水利工程的效益发挥到最大,笔者结合自己工作经验进行归纳总结,将水利工程基础工程施工中的难点以及应注意的问题做了较为详细的剖析,希望对初入行者提供借鉴和参考。水利工作者务必要重视地基处理,做好基础工程,确保水利工程的安全。
参考文献:
【1】《基础处理手册》编写委员会.地基处理手册.北京:中国建筑工业出版社,1988年8月
【2】王冲.预应力锚固的施工.水利水电施工丛书.北京:水利电力出版社,1988年8月
【3】水利电力部水电建设总局.水利水电工程施工组织设计手册.2.施工技術.北京:水利电力出版社,1990年2月
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 基础工程基础开挖 基岩灌浆
1 水利工程基础开挖
1.1 水工建筑物基础开挖的地基基础要求
①地基基础应具有足够的整体性和均一性,能有效的防止基础的滑动和不均匀沉陷。
②地基基础具有足够的强度,能够承受上不结构传递的应力。
③地基基础具有足够的耐久性,以防止地下水长期作用下发生侵蚀破坏的现象。
④地基基础具有足够的抗渗性,以防止发生严重的渗漏和渗透破坏现象。
2基础开挖应遵循的方法
在实际的施工中,由于原始地层的各种原因,地层存在各种不同的缺陷,必须经过妥善的处理,才能作为建筑物的可靠基础。
在此介绍水利施工中常用的基础处理方法——基础开挖。基础开挖顾名思义就是将不合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉。在施工中对基础开挖由于施工条件、施工质量等各个方面的特殊要求,需从施工技术、组织措施上解决好以下的问题。
①选择正确的开挖方法,保证基础开挖质量
图1 基坑开挖程序
1-坝顶 2-原地面 3-安全削坡 4-开挖线 5-开挖曾
基础开挖通常施工方法是爆破和分层开挖,为了保证开挖质量,要求在爆破开挖的过程中,针对不同的开挖工程,灵活采用各种行之有效的减震爆破技术,防止由于爆破震动的影响而破坏岩基。防止爆破震动的影响而损坏已经建成的建筑物或已经完工的灌浆地段;保证基础开挖的形态符合设计的要求;控制基础开挖的边坡。
②即使排除基坑给水、渗水和地表水,确保开挖工作在不受水的干扰下进行。布置好排水系统,
在岸坡开挖的过程中,要十分注意地表水的排出,在开挖轮廓的外围修好排水沟,将地表水进行引导,配备移动方便的抽水机,即使将积水、渗水排出掉。
③合理安排开挖工序,保证施工安全。
基坑的范围一般比较集中,多个工种平行作业,施工期间又易受导流程序的限制,容易发生安全事故。
基坑开挖要遵循自上而下分层开挖的原则,在邻近设计开挖线处,应预留一定厚度的保护层,采取浅孔弱振爆破,以确保基建面以下的地层不受破坏或恶化。
如果基坑的范围较开阔,在不影响施工安全的条件下也可以先开挖较低的部位,如河槽部位,但仍应分层下挖;至于岸坡部位,除经过专门的论证外,都应自上而下的分层开挖,如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)为开挖顺序。
④通盘规划运输线路,组织好出渣运输工作。
出渣运输的线路要与分层开挖相协调。开挖分层的高度,与地形、地质、施工设备、施工强度、爆破方式等因素有关,一般范围在5~30m之间。故运输道路也要分层布置,将各层的开挖工作面和堆渣场或者和通向堆渣场的运输干线联结起来。基坑的废渣最好加以利用,直接运至实用地点或指定的地点暂时堆放。
出渣运输道路的规划,应该在施工总体布置中,尽可能结合场内交通的要求,一并考虑,以利于开挖和后续工序的施工,节省临时道路的投资。
⑤合理规划弃渣的堆放,充分利用开挖的土石方。
往往大中型水利工程中土石方的开挖量会很大,需要大片的堆渣场地。如果能有效利用弃渣,不仅能节约建设资金,而且能减少弃渣占地。在规划弃渣场地时,要考虑到施工和运行两方面的要求,避免二次倒运,不能影响围堰防渗闭气,抬高堰前和尾水水位,阻滞河道水流,影响水电站、泄水建筑物和导流建筑物的正常运行,影响度汛安全等。含有有害物质的废渣不准堆放在河床中,以免污染河水。
2水利工程基岩灌浆
基岩灌浆也属于水利工程的基础工程,基岩灌浆是提高基岩强度,加强基岩整体性和抗渗性的有效措施。基岩灌浆是将某种具有流动性和胶凝性的浆液,按一定的配比要求,通过钻孔用灌浆设备压入岩层的孔隙中,经过硬化胶结以后,形成结石,以达到改善基岩物理力学性能的目的。
水利工程施工中大多采用水泥灌浆,因为水泥灌浆的效果比较可靠,成本比较低廉。在灌浆施工中的主要问题有钻孔、钻孔冲洗、压水实验、灌浆和灌浆质量的检查等。
在水泥灌浆的过程中要注意进浆量和灌浆压力的变化,以防止赌馆等突然事故的发生,要及时做好现场记录。
3水利工程岩基锚固
基岩锚固是预应力锚束对基岩施加主动预应力的围岩锚固技术,通常和建筑物的加固结合起来,以达到加固或改善受力条件。
3.1岩基锚固的应用
锚固技术具有施工方便、效果显著、经济合理等特点,再国内水利工程基础施工应用广泛,其主要应用于以下几个方面。
①大型洞室支护加固以及高边坡开挖时锚固边坡。
②大坝加高加固、坝基及岸坡抗滑稳定加固。
③锚固建筑物、改善受力条件以提高抗震性能;混凝土建筑物的裂缝或缺陷修补锚固等。
3.2岩基锚固的施工
锚固的型式多种多样,但基本上都是由锚束和锚孔组成,锚束又由锚头、锚束自由段和锚固自由段组成。
图示为经过加工制作的锚束,放入预先钻设的锚孔中,将锚固段用胶凝材料或者其他的方式锚固在孔的底部,待锚固段固结生根以后,再对锚束施加张拉预应力,最后将它锁定在锚头上。这样就能对锚固对象施加预应力,达到锚固的目的。
锚固工程的施工常因锚固结构的型式而异,通常的做法如下(图2)。图2锚固施工工艺流程
4小结
水利工程基础工程是水利建设的基础,只有充分掌握了其理论和施工方法才能保证基础工程的施工质量,才能使得确保水利工程的安全运行,才能使水利工程的效益发挥到最大,笔者结合自己工作经验进行归纳总结,将水利工程基础工程施工中的难点以及应注意的问题做了较为详细的剖析,希望对初入行者提供借鉴和参考。水利工作者务必要重视地基处理,做好基础工程,确保水利工程的安全。
参考文献:
【1】《基础处理手册》编写委员会.地基处理手册.北京:中国建筑工业出版社,1988年8月
【2】王冲.预应力锚固的施工.水利水电施工丛书.北京:水利电力出版社,1988年8月
【3】水利电力部水电建设总局.水利水电工程施工组织设计手册.2.施工技術.北京:水利电力出版社,1990年2月
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。