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水利工程施工地基处理

水利

地基处理 地基处理

本文结合南阳-邓州高速公路膨胀土路堑防护与处治科研项目,通过对膨胀土工程特性的研究,获得膨胀土路堑边坡的变形规律,提出边坡稳定分析方法和有效的加固、防护技术措施,采取合理的施工方案和防护形式,保证路堑在施工及建成营运期的稳定性。 对南阳-邓州高速公路膨胀土路堑边坡滑坡特点以及失稳成因规律进行了分析,指出膨胀土的胀缩变化、强度衰减是影响路堑边坡稳定性的重要因素。 探讨了开挖对膨胀土路堑边坡稳定性的影响,得出风化软弱带(面)、裂隙连续面(带)和层间接触带等软弱结构面为膨胀土路堑边坡失稳滑坡的主要控制因素,分析了膨胀土路堑边坡滑动面的形态以及形成机理,提出了膨胀土路堑边坡稳定性分析应分为风化层和深层未风化层的方法,并就膨胀土路堑边坡的滑坡模式和计算模式、膨胀土边坡各地质层以及结构面的强度特性以及参数的取值进行了研究。 采用有限差分法方法对膨胀土路堑边坡开挖过程中应力和应变分布和变化规律作了探讨。在分析膨胀土土性特征、边坡水文地质特点、破坏现状,考虑环保要求的基础上,通过大量的方案比选,从性能价格比出发,提出了坡脚挡土墙、土工格栅柔性挡墙等处治方案。 以膨胀土边坡的地质特点为基础,针对膨胀土路堑边坡变形破坏特点及模式,用FLAC建立数值模型进行分析,并对柔性挡土墙的加固效果进行了验证,以期对设计和施工有一定的指导意义。

foundation treatment

改善支承建筑物的地基(土或岩石)的承载能力或抗渗能力所采取的工程技术措施。主要分为基础工程措施和岩土加固措施。有的工程,不改变地基的工程性质,而只采取基础工程措施;有的工程还同时对地基的土和岩石加固,以改善其工程性质。选定适当的基础形式,不需改变地基的工程性质就可满足要求的地基称为天然地基;反之,已进行加固后的地基称为人工地基。地基处理工程的设计和施工质量直接关系到建筑物的安全,如处理不当,往往发生工程事故,且事后补救大多比较困难。因此,对地基处理要求实行严格的质量控制和验收制度,以确保工程质量。

基础工程措施 通常把埋置深度不大,只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础。它可扩大建筑物与地基的接触面积,使上部荷载扩散。浅基础主要有:①独立基础(如大部分柱基);②条形基础(如墙基);③筏形基础(如水闸底板)。当浅层土质不良,需把基础埋置于深处的较好地层时,就要建造各种类型的深基础,如桩基础、墩基础、沉井或沉箱基础、地下连续墙等。它将上部荷载传递到周围地层或下面较坚硬地层上。

桩基础 一种古老的地基处理方式。中国隋朝的郑州超化寺塔和五代的杭州湾海堤工程都采用桩基。按施工方法不同,桩可分为预制桩和灌注桩。预制桩是将事先在工厂或施工现场制成的桩,用不同沉桩方法沉入地基;灌注桩是直接在设计桩位开孔,然后在孔内浇灌混凝土而成。

沉井和沉箱基础 沉井又称开口沉箱。它是将上下开敞的井筒沉入地基,作为建筑物基础(图1)。沉井有较大的刚度,抗震性能好,既可作为承重基础,又可作为防渗结构。1945年美国蒙哥马利闸采用沉井作为承重防渗基础。沉箱又称气压沉箱,其形状、结构、用途与沉井类似,只是在井筒下端设有密闭的工作室,下沉时,把压缩空气压入工作室内,防止水和土从底部流入,工人可直接在工作室内干燥状态下施工(图2)。如1937年中国钱塘江铁路桥的桥墩采用沉箱基础;1963年日本杨川闸用沉箱作为闸的承重防渗基础。 地下连续墙 利用专门机具在地基中造孔、泥浆固壁、灌注混凝土等材料而建成的承重或防渗结构物。它可作成水工建筑物的混凝土防渗墙;也可作一般土木建筑的挡土墙、地下工程的侧墙等。墙厚一般40~130cm。世界上最深的混凝土防渗墙达131m(加拿大马尼克三级坝)。

土基加固 采取专门措施改善土基的工程性质。土基加固方法很多,如换土法、碾压法、强夯法、爆炸压密、砂井、预压砂井(堆载预压砂井及真空预压砂井)、振冲法、灌浆、高压喷射灌浆等。 换土法 将软弱的土层挖除,置换以良好的土、砂、碎石或与建筑物相同的材料,然后压实或夯实。一般闸基用砂或碎石置换,称砂垫层或碎石垫层。

强夯法 用几十吨重的夯锤,从几十米高处自由落下,进行强力夯实的地基处理方法。夯锤一般重10~40t,落距6~40m,处理深度可达10~20m。采用强夯法要注意可能发生的副作用及其对邻近建筑物的影响。

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