浅议水工建筑物施工软基处理

'浅议水工建筑物施工软基处理　　摘要:在建筑物中，地基稳定性水平会对其运行水平和安全水平产生影响，为了提高建筑物的使用寿命，应该在重视结构自身的稳定之外，重视对地基进行处理，如果地基的沉降水平和稳定水平不能满足设计和施工的要求，应该从地基、施工、基础和结构等方面着手，使用适宜的措施，提高沉降水平和稳定性水平，本文着重对水工建筑物施工软基处理进行分析。关键词:软土地基处理施工中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：前言：水工建筑物地基设计和施工处理对建筑物的地基上兴建水工建筑物有时会遇到松软土地基，由于地基的沉降量与沉降差或地基的稳定性与抗渗稳定性不足，会直接影响到建筑物的正常运行和安全，甚至造成严重的工程事故。因此，地基的稳定对建筑物的安全起着至关重要的作用。为确保建筑物安全，除加强建筑物本身的结构稳定外，还应重视地基的处理。1、地基处理及性质7 地基处理:是为了提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工地基处理方法。具体来说，主要从以下五个方面改善原状软弱地基的性质。①改善剪切特性：由于土体的强度主要是指其抗剪强度，土体的破坏是受剪破坏，而不是受压破坏，所以改善剪切特性实际上是提高土体强度。②改善压缩特性：主要是提高地基土的压缩模量，借以减少地基土的沉降。简而言之，就是提高地基抗变形特性。③改善透水特性：主要是解决由于地下水的运动而出现的问题。如流沙，管涌等。④改善地基的动力特性：地震时饱和松散粉细沙（包括部分轻亚黏土）将会发生液化。主要解决地基的振动特性，提高抗震性能。⑤改善特殊土的不良特性：主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的涨缩性。2、建筑物因地基问题所引起的破坏一是由于地基土在建筑物荷载作用下产生的压缩变形，引起基础过大的沉降量或沉降差，使上部结构倾斜、开裂以致损坏或失去使用价值；二是由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层土所能承受荷载的能力使地基产生滑动破坏。3、水工建筑物的地基的稳定主要表现3.1荷载作用下，地基内部各点应力在土的强度允许范围内；地基土的压缩变形及渗透变形及渗流量在容许范围内。3.2渗流作用下，土体渗透变形及渗流量在容许范围内。3.3土体在自重及荷载作用下，不会发生整体滑动失稳。4、软粘土地基物理特性和力学性质7 软粘土地基包括淤泥地基，其主要物理特性为：含有机质，在干燥时比较坚硬，手搓没有砂的感觉；颜色呈深灰或暗绿色，有臭味；含水量高，孔隙比大，容重小，一般天然含水量为40%~70%，孔隙比>1.0，天然容重在（15~18）kN/m3之间。力学性质主要是：强度低，标准贯入击数N0.0005，基础沉降很大；透水性弱，渗透系数k一般为（10-6~10-8）cm/s，地基固结完成需要很长的时间，沉降稳定很慢，见附表说明。因此，在软土地基上建造水工建筑物，很可能会使地基破坏或产生过大的沉降，必须进行人工地基处理。5、软粘土地基处理5.1桩基法7 当淤土层较厚，难以大面积进行深处理时，对于中小型水工建筑物，可采用打桩的办法进行加固处理。为了提高地基的整体性，增强其剪切强度，对于不同情况，可选择不同材料及施工方案：①当土层厚度小于5m时，可采取水泥石灰桩加固地基，利用其吸水性、膨胀性及发热固结地基，增加土壤的密实度，这样既加大了地基的承载能力，又提高了地基的防渗能力，水泥石灰桩桩径一般为（300~500）mm，桩距为（1.0~1.5）m,桩径大则桩距小，桩底高程一般要达到持力层，桩宜采用梅花型布置方式。②当土层厚度在（5~7）m时，宜打预制桩至硬土层，作承载台。③当土层厚度在（7~10）m时，宜打灌注桩至硬土层，作承载桩台。④当土层厚度在10m以上时，宜采用打悬浮桩的办法，挤密淤土层并靠磨擦承载。5.2换土法当淤土层厚度在3m以内时，尤其是在堤防工程中，可采用挖除淤泥层，换填砂壤土，当土源方便，造价低，工期较长的情况下，宜采取此办法。在施工中，应注意换填土与原状土的结合，一般应采取开挖齿槽或梯坎、刨毛的方法加强新老土体的结合。5.3优化结构法对于松软地基的处理，可采取上下结合的办法，但要搞好人工地基的施工，同时要优化建筑物的结构。5.3.1选择轻型结构。如“U”型槽薄壁渡槽、肋拱桥、桁架拱桥、刚架拱桥等。拱形桥梁除具有自重轻的优点外，还可以将桥台基础浅埋，把桥台基础设置在地基表层的密实土层上，从而避开淤泥层。5.3.2对于小型水工建筑物可采用扩大基础底板的方法，如采用较薄的钢筋混凝土底板。对于大中型工程，可采用空箱底板，即在不增加建筑物造价的情况下，用加大底板高度、减轻底板自重、增加基础埋深的办法来适应软土地基的要求。同时底板还可以采取板梁式结构，底板下四边均为适当高度、扩大底宽梁承载，中间加纵横隔梁，这样既降低基础重量，以有效地防止土体的侧向压缩，增强其密度，有效地增加了地基的承载力，同时提高了建筑物的抗滑及抗渗稳定性。7 5.3.3复合式地基。对于多种结构的地基，可采取整体框架式水泥石灰桩或砂桩，根据地基的承载力不同，可适当增加桩径（梁宽），这种方法可增加地基整体性，也相当于增加了基础的埋置深度，基底的净压力将减小，相应地可以减小基础沉降，同时有利于建筑物的防渗稳定及抗滑稳定性。5.3.4在淤土地基上填筑或培厚防洪大堤，且淤泥层较厚时，可考滤设计反压平台，这样既增加了坝体的稳定，还能有效解决堤坝的抗渗要求，能防止堤坝的水平位移和堤脚外侧隆起变形的发生。在工程施工中应采取控制填筑速度、延长施工期限等办法，使淤土地基在施工中逐渐固结，填筑时要注意平衡上升。6、软基中的坝体及基础防渗6.1对于地基承载力较差的地基，在坝体修筑时，既不能增加坝体的重量又须提高其防滑及抗渗能力，可采用新型的防水材料，采取临水面土工膜截渗的方法。临水面坡比一般小于1∶3，以便利用水重，提高其抗滑能力，同时加大了堤身断面，增加了基础宽度，增强了大堤的抗渗稳定性。7 6.2基础防渗中防渗墙的设置及侧面防渗的问题：防渗墙的位置一般置于建筑物的上下游端点处，这样，可有效地增加渗径长度；侧面防渗时，增做3~4道截水环，单侧总宽度不得小于底部防渗墙的总深度；在伸缩缝上裹1~2层柏油防水柔毡或砂石导滤体或水工织物等，以防止伸缩缝出现问题，保证土粒不被渗透带走而稳定基础。7、施工中应注意的几个问题7.1在施工程序上，应该“先重后轻”，即先建荷载大的部分，后建荷载小的部分，以减小沉降差；还应注意“先深后浅”，即在相邻基础施工时，先开挖浇筑较深的基础，后开挖浇筑较浅的基础。7.2在软土地基上施工，应控制施工速率，使软土有一定的固结度，借以提高土的强度，增加地基的稳定性。7.3必须搞好基坑排水，在建筑物基础周围开挖深（0.8~1.5）m以上的排水渠网，在排水渠网中设置1~3个或多个集水坑将水导出，保证基础土壤干燥，提高土壤的承载能力和整体稳定性。7.4基坑弃土一般远离开挖线（20~30）m，当开挖深度超过5m时，应增设5m宽平台，即可用于施工，以利于基坑边坡稳定，对于施工中出现的翻沙彭水现象，应及时采取反滤堆的处理措施，以防下土体的渗透变形过大，从而保证建筑物的安全。7.5由于松软土地基承载力稳低，灵敏度高，在地基上施工时，应尽量避免对土结构的扰动。8、结语7 总之，在松软地基上进行施工难度较大，施工质量也难控制，这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关地基处理方面的资料，对施工过程中可能会产生的一些问题及时进行分析处理，做到科学组织，精心施工，严格管理，保障了施工质量，为建筑物的安全奠定了基础。参考文献：[1]徐至钧．建筑地基处理技术丛书：软土地基和预压法地基处理[M]．机械工业出版社，2005．7'