大坝地基的坝基加固处理技术研究

大坝地基的坝基加固处理技术研究

西北勘测设计研究院有限公司陕西省西安市710065

摘要:现阶段,随着我国经济的快速发展,水利电力工程越来越受到关注,水利电力工程得到良好的发展,为了保证水利电力工程的正常运行,首先要保证基础设施的建设质量,大坝作为基础设置的关键部分,需要人们的合理重视,根据大坝的实际情况,选择适合的加固处理技术,提高大坝的安全性和稳定性,为水利电力工程的正常运行提供基础保障。大坝具有不同的坝基类型,在加固时要根据坝基类型选择加固技术,才能将加固技术的实际作用发挥出来。

关键词:大坝地基;坝基加固处理技术

引言

在当前的的大坝地基施工过程中,坝基的加固处理方式有很多种,从地基特征进行分类可以分为岩石地基以及覆盖层地基两种,作为大坝的基础,地基必须要满足强度上的要求,这样才能保证上部结构传递相应的应力。这样坝体以及坝基能够处在静力与动力都相对稳定的状态下,并且不会出现变形现象,也不会造成不均匀的沉降。同时坝基的地基基础还应该具有长久耐用的特点,这样可以对渗流进行有效的控制,降低渗流出现坡降的可能性,除此之外,在整体性以及均一性方面也提出了更高的要求,这样才能预防不均匀的沉降情况,将对大坝地基的加固处理问题展开研究,希望对今后的施工有所帮助。

1大坝地基的坝基相关概述

按照地基的特征,可以将大坝坝基分为两类:①岩石地基;②覆盖层地基。岩石地基即以岩体作为持力层的地基,跟土质地基相比,岩石地基的强度更高,能够对上层建筑物的负荷进行很好的抵挡;覆盖层地基即以河流覆盖层作为持力层的地基,这种地基在我国的水电站大坝地基的承建中也较为常见,这种地基与岩石地基相比而言,类型复杂、层次不连续、结构松散、厚度情况变化大、物理性质不均匀,承载力较弱,对地基加固的要求也更高。由于水电站工程施工的特殊性,必须要求地基有足够的强度,可以承受来自上层建筑物的压力,以便保持整个坝基和坝体的动力稳定,不会在后续的使用过程中发生变形和沉降的情况。就目前来看,常用的坝基处理方法有两种,即岩石地基处理法以及断层处理法,岩层地基处理法就是将在设计范围内不合乎设计的覆盖层以及分化层中有缺陷的岩石挖掉,再对基岩进行喷射混凝土处理或者水泥灌浆予以加固的方式进行处理,此外,还可以在岩基中加设排水帷幕处理;断层处理法即将地基破碎带中的断层部分挖除,将该部分用混凝土进行置换。

2坝基加固处理技术的应用

2.1大坝加高处理

加高处理是常用的加固技术,将大坝的坝顶合理增高,可以实现对坝基的加固。根据对大坝坝基的实际情况,结合加固要求选择适合的高度,将坝顶提升到设计的高度。在加固的施工过程中,大坝的加高区域可能会受到水浪的影响,降低加固质量,为此在加高位置设置防浪墙,可以将水浪阻挡在防浪墙后面,为大坝的加高提供安全的施工环境,保证大坝坝基的加固质量。在对坝顶加高以后,在使用后受到的水浪冲击更加明显,为此还要根据加高的高度,合理增加大上部坡度,这样可以减少水浪对于大坝的冲击力,进一步增加了大坝的稳固性和安全性。

2.2土石坝坝基加固

在土石坝基加固过程中,在河床段上会有非常明显的结构特征,因此在这种类型的基础上建造高土石坝,要求坝基具有足够的强度,但对于坝基的抗压缩性并未提出更高的要求。但要考虑是否有松散砂土和软粘土层的地基土,由于这些土质类型对剪切强度和变形特征具有一定的影响。如果大坝处于地震发生带上,还需要考虑大坝坝基发生地震失稳现象。在对剪切强度进行专门研究后,根据结构特征进一步调整结构方案,以确保大坝地基的稳定性,并采取有效加固处理措施,提高坝基的承载能力。以松散材料的坝基基础为工程实例,在进行大坝坝基基础加固施工过程中,需要对坝基的材料进行压紧和改良处理,从而使得大坝坝基起到一定的加固作用。同时,还可以采用旋喷桩加固地基的方式,采用该种方式主要是利用钻孔设备将坝基土体与水泥浆液混合成一体,从而形成具有一定强度的水泥桩,并采用并排布置,提高了土体之间的密实度,实现了坝基基础的强度。在大坝坝基加固施工中采用CFG桩施工技术,可有效的提高坝基的承载能力。其主要是利用粉煤灰、碎石、水泥、石屑等混合物,搅拌均匀形成的一种具有高强度、高粘度的工程用桩。与传统的碎石桩相比,CFG桩具有较高的承载能力,可有效地提高大坝坝基的稳定性,减少不均匀沉降量。在CFG桩施工中,首先需要根据实际工程地质的基本情况、外部环境等因素选取合适的外加剂和固化剂,而外加剂的品种如硫酸钠、石膏、木质素磺酸钙、氯化钠等,并且可以根据施工要求,加入一定剂量的粉煤灰;水泥选用325以上的硅酸盐水泥;针对固化剂需要根据实际工程施工需要确定添加剂量,一般控制在12~13%,水灰比控制在0.45~0.5范围内。

2.3覆盖层地基混凝土坝基加固

在覆盖层地基的基础上,对建造的小型混凝土坝进特殊加固处理以后,基本可以满足坝基的建设稳定性要求。覆盖层地基具有较多的土质类型,不同的土质需要采取不同的处理方式,才能保证混凝土土坝的加固质量。例如冲积层地基和粘土地基,这两种地基使用加固方式完全不同。覆盖层的地基材料差异较大,例如不同方向异形的地基材料,在出现渗流现象时,这种材料具有流动性,地基材料会缓慢移动,在材料逐渐偏离大坝下部位置时,可能会出现沉降等问题,导致混凝土出现开裂的现象,在渗流比较严重的时候,甚至可能出现空洞现象,出现严重的大坝质量问题,影响大坝的正常使用。而松散或者饱和的地基材料,则受到渗流影响较小,基本不会出现移位的情况,不用考虑渗流问题。对于这种类型的材料,在实际的加固中,主要是对地震问题及液化问题合理考虑,为了应对地震等不可抗力的影响,可以对这种地基采取旋喷桩或者碎石桩的处理方式,对混凝土土坝地基合理加固。在对这种混凝土土坝进行加固之前,先进行覆盖层地基的稳固性评价,主要评价内容有土质承载力、强度等方面。不同类型的地基土质具有不同的粘聚力,在大坝上部对地基的压力较大时,土质可能会出现特性的改变,在进行加固时,要充分考虑这点,根据地基土质的实际情况,制定合理有效的方案,才能保证混凝土土坝地基的加固质量。

结语

另外,混凝土坝在施工中必须特别注意恰当地设置收缩缝和施工缝。在选择接缝位置时,地基条件经常是一个关键因素。在复杂地基上,坝体可能承受微小位移,收缩缝设置应根据允许发生的位移不会引起坝体过多的裂缝为原则来控制。一旦变形时期已过,这些缝可被灌死,于是结构在所有荷载作用下的反应恰如一个整体。

参考文献:

[1]刘凡明.浅谈如何做好大坝地基的坝基加固处理技术[J].建材与装饰(旬刊),2018:161~162.

[2]谭志勇.大坝地基的坝基加固处理技术分析[J].门窗,2017(3):89.

[3]沈旗扬.论大坝地基的坝基加固处理技术分析[J].城市建设理论研究,2018(24):45.

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