淺談水工建筑物基礎處理要求及技術(shù)研究論文

　　水工建筑物的工程建設是一項復雜、繁瑣的工作，它所涉及的面很廣，項目流動(dòng)性很大。對工程類(lèi)型、質(zhì)量、方案、設計、自然條件等方面的要求都比較高。在工程施工過(guò)程中很容易出現質(zhì)量問(wèn)題，影響整個(gè)工程的進(jìn)度以及工程安全性。所以在水利水電工程建設中要重視基礎處理技術(shù)，確保地基與基礎的承載力，提高工程建設的安全性。

　　1水工建筑物基礎處理要求和特征

　　1.1水工建筑物基礎處理要求

　　水工建筑物是一項規模巨大的利民建設，在施工過(guò)程中有很多的注意事項，必須嚴格按照相關(guān)規定合理施工，以保障工程建設的順利完成。在施工過(guò)程中首先要分析工程地質(zhì)勘探報告、了解相關(guān)的技術(shù)文件及施工地區內的地質(zhì)狀況等，設計出工程地基與基礎的施工圖紙；在開(kāi)挖前，需要按照施工方案的各項內容規定嚴格執行，妥善處理施工范圍內的各種管線(xiàn)、樹(shù)木等物件；如果施工地點(diǎn)比較偏僻、復雜，要首先了解施工區地層巖性、地質(zhì)構造、地形地貌以及水文特征，做好施工前預防滑坡以及其他事項的措施；上述工作完成以后，將施工需要的機械設備開(kāi)往施工地區，事先做好公路加寬、加固的工作；在現場(chǎng)施工時(shí)必須做好測量線(xiàn)的定位控制線(xiàn)、水準基準點(diǎn)等的尺寸，而且要辦理預檢手續。另外，要保證場(chǎng)地的平整性，合理設計排水系統，最后開(kāi)挖地下水位基槽、管溝等，要根據具體的地質(zhì)勘探文件，采取科學(xué)的措施，開(kāi)展作業(yè)面的工作。

　　1.2水工建筑物基礎處理特征

　�。�1）安全性

　　對于水工建筑物來(lái)說(shuō)，需要承受一定的荷載，運行條件比較復雜。地基基礎的處理技術(shù)就非常關(guān)鍵，它能夠提高水工建筑物的承載力與穩定性，避免建筑物因地基不穩或者低級險情而引發(fā)安全事件。

　�。�2）技術(shù)復雜性

　　一般情況下，水工建筑物的地質(zhì)條件比較復雜，施工中對各部分的要求也不盡相同，所以地基與基礎處理工作在很多情況下是非常復雜的。為了在復雜、繁瑣的工作下避免大的失誤，最大限度的減少損失，要認真做好地質(zhì)勘查工作，在施工前進(jìn)行必要的補充勘探以及現場(chǎng)施工試驗。

　�。�3）施工質(zhì)量的重要性

　　水工建筑的地基基礎工程是一項隱蔽工程，工程竣工以后很難直觀(guān)地進(jìn)行質(zhì)量檢查與評定，它的質(zhì)量問(wèn)題一般只有在運行使用過(guò)程中才能顯露出來(lái)。如果在使用過(guò)程中出現質(zhì)量問(wèn)題及事故，返工修補不僅耗費財力、人力，而且技術(shù)難度大，很難達到預期要求。所以說(shuō)水工建筑的地基基礎工程施工應特別重視施工質(zhì)量的檢查與控制。

　�。�4）工期緊追性

　　一般情況下，水工建筑物的施工工期比較短，這是因為水工建筑物的地基基礎工程往往安排在枯水期進(jìn)行，工期比較緊迫、干擾性比較大，需要經(jīng)過(guò)周密的組織與安排，選擇一個(gè)功效較高的施工方案進(jìn)行施工。

　　2基礎處理技術(shù)分析

　　水工建筑地基基礎施工的技術(shù)方式有很多，不同的地質(zhì)條件、自然環(huán)境、人文景象及地層地貌所使用的技術(shù)均有所不同。在進(jìn)行水工建設時(shí)需要根據當地的實(shí)際情況，結合施工工程技術(shù)以及相關(guān)規定，選擇科學(xué)、合理的基礎處理技術(shù)，順利完成施工。比如我國西北、華北、關(guān)中等地區常常出現的黃土地基問(wèn)題，濕陷性黃土地基對工程建設的危害性較大。下面就以西安麥德龍商場(chǎng)工程為例進(jìn)行具體分析。

　　2.1工程概況

　　西安麥德龍商場(chǎng)工程位于西安市南郊，其建筑面積為12550m2,結構形式為單層輕型剛架結構，建筑物高9.0m,基礎形式為條形基礎，基礎埋深2.8m.擬建場(chǎng)地地形不平，呈北高南低之勢，南北最大高差達5.64m,屬自重濕陷性場(chǎng)地。設計地基處理方案為在基礎下做3.0m厚的整片墊層，以消除地基的部分濕陷量。此工程基礎3m厚墊層于2002年7月20日開(kāi)始施工，基礎及室內回填在8月31日完成。在基礎分部工程完成后進(jìn)行沉降觀(guān)測時(shí)，發(fā)現整個(gè)基礎出現不均勻沉降，其中西南部沉降量為6~14cm,而東北部沉降量為0.5~2cm.

　　造成不均勻沉降的主要原因在于地基處理存在著(zhù)問(wèn)題。下面就以此工程地基處理的全過(guò)程，分析其基礎產(chǎn)生不均勻沉降的原因。

　　2.2基礎處理技術(shù)

　　2.2.1墊層法分析

　　墊層法主要考慮地基在水的浸泡下受壓縮變形的情況，此技術(shù)在實(shí)施的過(guò)程中，首先將濕陷性黃土挖掘出來(lái)，然后用素土做墊層，以便消除地基的濕陷量，從而達到減少地基壓縮變形的效果，提高地基的承載能力。墊層法可以有局部墊層與整體墊層之分，二者的使用需要考慮多方面的因素，比如當工程要求濕陷性黃土的濕陷量在1~3m時(shí)，局部或整體墊層都可以使用；但是如果施工要求增強建筑物的水穩性或提高墊層土的承載力，這時(shí)就需要采用局部墊層技術(shù)完成工程要求。

　　墊層法中還需要對施工技術(shù)進(jìn)行設計，設計時(shí)要注意考慮墊層的寬度、厚度、壓實(shí)系數以及承載力大小等問(wèn)題，墊層設計技術(shù)的實(shí)施還需要考慮建筑物對地基變形及穩定要求，在此基礎之上，不違背當地經(jīng)濟發(fā)展的要求。同時(shí)還須滿(mǎn)足以下條件：

　�。�1）不能使用局部墊層技術(shù)處理地基的情況

　　在黃土類(lèi)型的地基基礎處理中，要求局部土墊層的處理寬度要與基礎底邊的處理寬度大致相同，這樣未經(jīng)處理的濕陷性土層可能還會(huì )由于管道泄漏或墊層側向滲入等問(wèn)題而發(fā)生濕陷情況。所以在設置局部墊層時(shí)要注重考慮墊層的防水、隔水作用，如果地基比較容易受水浸濕或者是有防滲要求的建筑物，采用此種基礎處理是不合理的，需要采用另外的防滲、加固措施。

　�。�2）基礎處理中墊層處理范圍分析

　　在水工建筑基礎處理過(guò)程中，若要采用整片墊層技術(shù)來(lái)處理地基問(wèn)題，首先必須考慮墊層的平面處理范圍，合理的墊層處理范圍能保證基礎外墻大于墊層的厚度，以便增加工程的穩定性與承載力。

　�。�3）地下水位變化時(shí)需要考慮的問(wèn)題

　　對于自重濕陷性黃土地基來(lái)說(shuō)，地下水位上升的情況不太常見(jiàn)，當地基的濕陷量沒(méi)有完全消除時(shí)，對于有嚴格防水要求的建筑物以及受水侵蝕比較大的建筑物，需要采用整片土墊層進(jìn)行處理。但是如果地基的地下水位上升的自重濕陷性黃土場(chǎng)地，就需要考慮地下水位變化時(shí)，地基基礎的處理技術(shù)問(wèn)題，特別是對于下部未處理的濕陷性土層引起濕陷的情況。

　　2.2.2擠密樁法

　　本工程建筑的基坑處理采取用3∶7的灰土進(jìn)行人工分層回填，并用強制式打夯機和蛙式打夯機夯打密實(shí)，密實(shí)度均大于0.93.這種技術(shù)首先要考慮樁孔的布置，一般情況下是按照施工設計要求，來(lái)確定樁孔的的平面位置，再將預先準備好的土在最優(yōu)含水量的下層填入樁孔內，然后做搗實(shí)工序。通過(guò)成孔的橫向擠壓作用，把樁間的土壓實(shí)擠密，最終形成復合地基。但是在這個(gè)過(guò)程中，需要注意的是謹防粗顆粒沙、石等材料填入孔內，否則會(huì )破壞樁孔良好的通透性。

　　灰土擠密樁和土樁地基的使用一般有條件限制，它只適用于地下水位以上含水量為14%~22%的濕陷性黃土以及人工填土地基。這種技術(shù)的處理深度比較深，另外它主要利用錘擊打入以及振動(dòng)沉管的作用來(lái)實(shí)現樁孔的設置，然后在孔中填入填充材料，再經(jīng)過(guò)一系列的壓實(shí)、擠密作用，徹底改變土層的濕陷性，提高建筑物的承載力。

　　填土土料采用外購深層粘土，灰土攪拌使用灰土攪拌機，對素土回填采用18t振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，對灰土回填采用14t光碾進(jìn)行碾壓。每層施工完畢按規范要求進(jìn)行環(huán)刀法取土實(shí)驗，壓實(shí)度均在95%以上。整個(gè)墊層施工完畢后，檢測單位對墊層進(jìn)行了靜載實(shí)驗和鉆孔取芯實(shí)驗，各項檢測指標均滿(mǎn)足設計和規范要求。按照總進(jìn)度計劃要求，墊層施工完畢后，施工單位立即進(jìn)行基礎分部工程的施工。

　　2.2.3樁基礎

　　本工程設計采取3m整片墊層消除地基部分濕陷量的地基處理措施。但是由于原地貌不平整，有高差，基礎下臥層土質(zhì)不均勻，本工程的地基處理措施宜采用樁基礎，穿透全部濕陷土層，消除地基濕陷，減小建筑物的不均勻沉降。它主要是將成孔中原來(lái)的土排到孔的外面，而不改善樁孔周?chē)�的土的性質(zhì)。一般樁周?chē)�的土都是受到水的浸濕，影響側樁的阻力作用。當樁基周�(chē)�的土發(fā)生自重濕陷時(shí)，側樁的阻力形式會(huì )發(fā)生改變，所以在濕陷性黃土樁基上一般不采用摩擦型樁。

　　這類(lèi)型的樁基礎的設計，除了需要滿(mǎn)足樁自身的強度以外，還需要考慮工程地質(zhì)條件，如果是在非自重性黃土地基上，必須選用壓縮性較低的非濕陷性土層。這樣的話(huà)，在當樁周?chē)�的土受到水的浸濕后，側樁的摩擦力的轉換也不會(huì )太過(guò)影響摩擦阻力的作用。

　　2.2.4填土工程

　　工程的填方工程應在基礎施工前3個(gè)月內完成，以便使填方工程在基礎施工前有一個(gè)自然沉降的時(shí)間，使沉降趨于穩定。然而從此工程施工過(guò)程來(lái)看，其基礎墊層8月16日完成，墊層完成后就立即進(jìn)行基礎的施工，而且短短半個(gè)月又在墊層上增加了2.8m厚的基礎荷載，因此其基礎墊層必然會(huì )產(chǎn)生沉降。又由于Ⅰ區墊層下臥土層壓縮性較Ⅱ區高，且墊層下面又有大面積的3m左右深的基坑回填，因此建筑物基礎Ⅰ區的沉降量遠大于Ⅱ區，必然產(chǎn)生不均勻沉降。Ⅰ區、Ⅱ區位置見(jiàn)圖1.

　　3結語(yǔ)

　　在水工建筑物施工中，地基基礎處理技術(shù)是關(guān)乎整個(gè)工程安全性的重要因素，可以說(shuō)，地基和基礎是水工建筑的生命線(xiàn)，在施工過(guò)程中一定要把握主要技術(shù)要點(diǎn)，確保工程建筑的質(zhì)量。

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