針對(duì)水利工程中防滲加固設(shè)計(jì)進(jìn)行分析
發(fā)布日期:2013-08-04 23:19:02 瀏覽量:1551
一、防淮和排水布
水工建筑物的防滲和排水布置應(yīng)根據(jù)建筑物地基的條件和其他因素(譬如水位差),結(jié)合所屬水工建筑物的總體布置要求進(jìn)行分析確定。針對(duì)地基地質(zhì)的不同,防滲和排水布置加固工程也不相同,一般分類如下:
(1)地基為粉砂、細(xì)砂、砂質(zhì)粉土,通常采用的防滲加固技術(shù)是鋼筋混凝土板樁、水泥砂漿帷幕或混凝土防滲墻等的垂直防滲體;如果是地震區(qū)的粉砂、細(xì)砂地基,則需要在垂直防滲體上構(gòu)置封閉圈。
(2)地基為相對(duì)深厚的透水層,通過驗(yàn)算覆蓋土層的抗浮穩(wěn)定性,甚至深入相對(duì)透水層的排水井或者排水溝,采取防止被淤堵的措施。
(3)地基為下臥層深厚的相對(duì)不透水層,通常設(shè)置深度不小于1.0m的垂直防滲體作為相對(duì)不透水層。
(4)地基為沙礫石層時(shí),設(shè)置懸掛式防滲墻加果沙礫石層粒徑較大或者粗粒夾雜卵石層,宜設(shè)置深齒墻,并于逸處設(shè)置過濾層。
(5)地基為粘性土和砂性土互層,一般采用設(shè)置一道垂直防滲體的方法。如果水工建筑物位于下游,還要設(shè)置排水溝或者排水井,防止被淤堵的可能。
(6)地基為巖石,具體根據(jù)防滲需要設(shè)置水泥灌漿帷幕。
(7)地基采用砌石材料或者混凝土預(yù)制塊修建,則需設(shè)置混凝土或者鋼筋混凝土蓋頂,采取有效的防滲措施。
(8)地基無水或者水位較低,可埋設(shè)一定數(shù)量的排水管,而排水管的排距適宜1.0m-2.0m,材料為塑料管材,并配置由良好濾層及集水良好的排水體。
另外,除了根據(jù)地基地質(zhì)的不同安排水工建筑物防滲和排水布置之外,還必須進(jìn)行必要的抗?jié)B穩(wěn)定計(jì)算。計(jì)算方法采用全截面直線分布法(可參考有關(guān)該計(jì)算方法的具體資料),并綜合考慮設(shè)置防滲帷幕以及排水孔時(shí)對(duì)降低滲透壓力的作用和效果。
二、防滲加固設(shè)計(jì)方法
根據(jù)國(guó)內(nèi)外各類水利水電工程關(guān)于水工建筑物防滲加固資料的統(tǒng)計(jì),水工建筑物的防滲加固設(shè)計(jì)做到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、實(shí)用耐久、經(jīng)濟(jì)合理和管理方便等方面的要求,一般采取以下的幾個(gè)設(shè)訓(xùn)方法進(jìn)行建筑的防滲加固設(shè)計(jì)。
(1)深層攪拌法
深層攪拌法主要針對(duì)強(qiáng)度不高的地基,利用后期強(qiáng)度,大大節(jié)省地基防滲加固投資。根據(jù)地基土質(zhì)和地基承載力的要求,確定水泥滲入量,譬如水泥滲入量為8%和10%時(shí),加固強(qiáng)度分為0.24Mpa和0.65Mpa。地基加載數(shù)以一個(gè)較長(zhǎng)的建筑過程,不儀要求考慮深層攪拌法設(shè)計(jì)時(shí)的因素,還要求考慮設(shè)計(jì)強(qiáng)度,否則,只考慮前期強(qiáng)度,顯然不符合建筑的經(jīng)濟(jì)要求。根據(jù)水工建筑物的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),水泥滲入量采用12%一15%,最大不宜超過18%。
深層攪拌法平面布置原則要與基地應(yīng)力分布一致,可先按照平均基底應(yīng)力分布進(jìn)行樁的平面布置進(jìn)行底板下基底應(yīng)力較大處加密處理;其次,深層攪拌法加固的寬度要滿足應(yīng)力擴(kuò)散要求,即加固寬度比按應(yīng)力擴(kuò)散角法計(jì)算的寬度大一些。需要大面積進(jìn)行深層攪拌法加固地基的時(shí)候,英愛在工程位置選擇比較有代表性的區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),確定需要進(jìn)行防滲加固地基的允許承載力,必要時(shí)進(jìn)行托板試驗(yàn)。
?。?)振沖擠密法
一般分為振沖置換法和振沖密實(shí)法。前者是以砂礫和碎石等作為材料,并采用振沖器填充置換密形成樁體,與原狀土質(zhì)地基構(gòu)成復(fù)合地基,經(jīng)過加固后的地基不僅排水性能強(qiáng),還具有良好的防滲能力,這一種防滲加固的方法適用于處理排水能力較弱的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基。后者則是利用振動(dòng)和壓力使砂顆粒相互擠密,重新排列后,孔隙減少,這樣加固的建筑的防滲能力也能得以提高,這種防滲加固方法適用于處理砂土、粉土等地基。材料,因地制宜、就地取材,一般材料是采用碎石、卵石、砂、礦渣等。土質(zhì)情況考慮因素。根據(jù)工程的具體需要和工程設(shè)備條件等因素,于砂和碎石樁處理地基的深度,深度既不可以太深也不能夠太淺,太深限制了設(shè)備能力,太淺則不夠經(jīng)濟(jì)。一般工程按照地基土質(zhì),填料置換率于10%一30%之間。此法處理后地基寬度除了要滿足應(yīng)力擴(kuò)散要求,地面寬度還應(yīng)該比按應(yīng)力擴(kuò)散角法甲酸的寬度大一些。采用靜力觸探檢驗(yàn)地基強(qiáng)度是否滿足需求,以便判斷建筑物的防滲加固程度是否滿足需求。 (3)沉井基礎(chǔ)法
此法在我國(guó)東部沿海地區(qū)的水閘工程中使用最多,效果亦比較理想,可以同時(shí)解決地基承載力和地基滲透變形的問題。沉井基礎(chǔ)的平面形狀要求呈矩形,以便井體施工澆筑的均勻下沉。平面尺寸大小適宜,不宜過大也不宜過小。沉井與沉井之間要做好接縫止水防滲工作,采用板樁密封,沉井長(zhǎng)寬小于3.0m。根據(jù)沉井在施工下沉過程中及建成后運(yùn)行時(shí)所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度需求確定沉井井壁和隔墻的厚度,須滿足沉井下沉過程中井口內(nèi)土方開挖和運(yùn)輸?shù)囊?。井壁外?cè)面盡可能做到光滑平整,減少土壓力的摩阻力作用,以利于下沉。驗(yàn)算沉井的自重,控制計(jì)算指標(biāo)下沉系數(shù),保證沉井施工時(shí)能夠順利下沉。沉井下層開挖較深,受到地下水的影響較大,這一點(diǎn)對(duì)于防滲加固的影響也較大,因此沉井應(yīng)盡量不封底?;靥钔苛蠎?yīng)選用與井底土層滲透系數(shù)相近的涂料,并分層夯實(shí)。
(4)樁基礎(chǔ)法
樁基礎(chǔ)法多用于針對(duì)松軟地基,減少了沉降量,有利于防滲加固的工程,分為鋼筋混凝土預(yù)制樁和鉆孔灌注樁。樁頂允許水平位移值的大小主要與樁的直徑、單樁與群樁關(guān)系、樁身周邊的土質(zhì)條件等因素有關(guān),位移可控制不超過0.5cm即可。另外,除了計(jì)算單樁承載力布置樁基礎(chǔ)外,還要驗(yàn)算樁尖平面的地基壓應(yīng)力和沉降量不應(yīng)大于該平面處地基土的允許承載力和允許沉降量。
最后,需要注意的是水工混凝土的強(qiáng)度要求、裂縫控制要求和抗?jié)B能力與該結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境先關(guān),因?yàn)閷?duì)于有不同的強(qiáng)度需求等,一般由室內(nèi)正常環(huán)境、露天環(huán)境和長(zhǎng)期處于地下與水下環(huán)境、水位變動(dòng)區(qū)或有侵蝕性地下水的地下環(huán)境、海水浪濺區(qū)及鹽霧作用區(qū)四種環(huán)境組成。水工建筑物多屬后兩類。因?yàn)榈鼗鶙l件比較差,常常采用板樁式,程序是先將預(yù)制鋼筋混凝土板樁或者鋼板樁,一次打入形成連續(xù)墻體,在選用鋼筋混凝上材料的時(shí)候,足以強(qiáng)度最好不要低于C25,以滿足防滲加固的需求。
三、結(jié)語
水工建筑物地基防滲加固工程根據(jù)各類水利水電工程資料統(tǒng)計(jì),要求符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,相關(guān)防滲加固方法己經(jīng)廣泛運(yùn)用于地基條件因素相似的實(shí)際工程中,針對(duì)地基條件的優(yōu)劣,標(biāo)準(zhǔn)也不可能絕對(duì)的統(tǒng)一,因此,此類工程的設(shè)計(jì)一定要因地制宜,根據(jù)水工建筑物的具體情況,采取適當(dāng)?shù)姆椒?,才能夠有效地提高水工建筑物的防滲加固需求,提高其設(shè)計(jì)的水平。
文章來源: 永年加固公司 本文鏈接: http://miseto.com/a_20130804231830.html 任何關(guān)于加固工程的問題和建議,敬請(qǐng)咨詢:0591-87868646
水工建筑物的防滲和排水布置應(yīng)根據(jù)建筑物地基的條件和其他因素(譬如水位差),結(jié)合所屬水工建筑物的總體布置要求進(jìn)行分析確定。針對(duì)地基地質(zhì)的不同,防滲和排水布置加固工程也不相同,一般分類如下:
(1)地基為粉砂、細(xì)砂、砂質(zhì)粉土,通常采用的防滲加固技術(shù)是鋼筋混凝土板樁、水泥砂漿帷幕或混凝土防滲墻等的垂直防滲體;如果是地震區(qū)的粉砂、細(xì)砂地基,則需要在垂直防滲體上構(gòu)置封閉圈。
(2)地基為相對(duì)深厚的透水層,通過驗(yàn)算覆蓋土層的抗浮穩(wěn)定性,甚至深入相對(duì)透水層的排水井或者排水溝,采取防止被淤堵的措施。
(3)地基為下臥層深厚的相對(duì)不透水層,通常設(shè)置深度不小于1.0m的垂直防滲體作為相對(duì)不透水層。
(4)地基為沙礫石層時(shí),設(shè)置懸掛式防滲墻加果沙礫石層粒徑較大或者粗粒夾雜卵石層,宜設(shè)置深齒墻,并于逸處設(shè)置過濾層。
(5)地基為粘性土和砂性土互層,一般采用設(shè)置一道垂直防滲體的方法。如果水工建筑物位于下游,還要設(shè)置排水溝或者排水井,防止被淤堵的可能。
(6)地基為巖石,具體根據(jù)防滲需要設(shè)置水泥灌漿帷幕。
(7)地基采用砌石材料或者混凝土預(yù)制塊修建,則需設(shè)置混凝土或者鋼筋混凝土蓋頂,采取有效的防滲措施。
(8)地基無水或者水位較低,可埋設(shè)一定數(shù)量的排水管,而排水管的排距適宜1.0m-2.0m,材料為塑料管材,并配置由良好濾層及集水良好的排水體。
另外,除了根據(jù)地基地質(zhì)的不同安排水工建筑物防滲和排水布置之外,還必須進(jìn)行必要的抗?jié)B穩(wěn)定計(jì)算。計(jì)算方法采用全截面直線分布法(可參考有關(guān)該計(jì)算方法的具體資料),并綜合考慮設(shè)置防滲帷幕以及排水孔時(shí)對(duì)降低滲透壓力的作用和效果。
二、防滲加固設(shè)計(jì)方法
根據(jù)國(guó)內(nèi)外各類水利水電工程關(guān)于水工建筑物防滲加固資料的統(tǒng)計(jì),水工建筑物的防滲加固設(shè)計(jì)做到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、實(shí)用耐久、經(jīng)濟(jì)合理和管理方便等方面的要求,一般采取以下的幾個(gè)設(shè)訓(xùn)方法進(jìn)行建筑的防滲加固設(shè)計(jì)。
(1)深層攪拌法
深層攪拌法主要針對(duì)強(qiáng)度不高的地基,利用后期強(qiáng)度,大大節(jié)省地基防滲加固投資。根據(jù)地基土質(zhì)和地基承載力的要求,確定水泥滲入量,譬如水泥滲入量為8%和10%時(shí),加固強(qiáng)度分為0.24Mpa和0.65Mpa。地基加載數(shù)以一個(gè)較長(zhǎng)的建筑過程,不儀要求考慮深層攪拌法設(shè)計(jì)時(shí)的因素,還要求考慮設(shè)計(jì)強(qiáng)度,否則,只考慮前期強(qiáng)度,顯然不符合建筑的經(jīng)濟(jì)要求。根據(jù)水工建筑物的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),水泥滲入量采用12%一15%,最大不宜超過18%。
深層攪拌法平面布置原則要與基地應(yīng)力分布一致,可先按照平均基底應(yīng)力分布進(jìn)行樁的平面布置進(jìn)行底板下基底應(yīng)力較大處加密處理;其次,深層攪拌法加固的寬度要滿足應(yīng)力擴(kuò)散要求,即加固寬度比按應(yīng)力擴(kuò)散角法計(jì)算的寬度大一些。需要大面積進(jìn)行深層攪拌法加固地基的時(shí)候,英愛在工程位置選擇比較有代表性的區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),確定需要進(jìn)行防滲加固地基的允許承載力,必要時(shí)進(jìn)行托板試驗(yàn)。
?。?)振沖擠密法
一般分為振沖置換法和振沖密實(shí)法。前者是以砂礫和碎石等作為材料,并采用振沖器填充置換密形成樁體,與原狀土質(zhì)地基構(gòu)成復(fù)合地基,經(jīng)過加固后的地基不僅排水性能強(qiáng),還具有良好的防滲能力,這一種防滲加固的方法適用于處理排水能力較弱的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基。后者則是利用振動(dòng)和壓力使砂顆粒相互擠密,重新排列后,孔隙減少,這樣加固的建筑的防滲能力也能得以提高,這種防滲加固方法適用于處理砂土、粉土等地基。材料,因地制宜、就地取材,一般材料是采用碎石、卵石、砂、礦渣等。土質(zhì)情況考慮因素。根據(jù)工程的具體需要和工程設(shè)備條件等因素,于砂和碎石樁處理地基的深度,深度既不可以太深也不能夠太淺,太深限制了設(shè)備能力,太淺則不夠經(jīng)濟(jì)。一般工程按照地基土質(zhì),填料置換率于10%一30%之間。此法處理后地基寬度除了要滿足應(yīng)力擴(kuò)散要求,地面寬度還應(yīng)該比按應(yīng)力擴(kuò)散角法甲酸的寬度大一些。采用靜力觸探檢驗(yàn)地基強(qiáng)度是否滿足需求,以便判斷建筑物的防滲加固程度是否滿足需求。 (3)沉井基礎(chǔ)法
此法在我國(guó)東部沿海地區(qū)的水閘工程中使用最多,效果亦比較理想,可以同時(shí)解決地基承載力和地基滲透變形的問題。沉井基礎(chǔ)的平面形狀要求呈矩形,以便井體施工澆筑的均勻下沉。平面尺寸大小適宜,不宜過大也不宜過小。沉井與沉井之間要做好接縫止水防滲工作,采用板樁密封,沉井長(zhǎng)寬小于3.0m。根據(jù)沉井在施工下沉過程中及建成后運(yùn)行時(shí)所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度需求確定沉井井壁和隔墻的厚度,須滿足沉井下沉過程中井口內(nèi)土方開挖和運(yùn)輸?shù)囊?。井壁外?cè)面盡可能做到光滑平整,減少土壓力的摩阻力作用,以利于下沉。驗(yàn)算沉井的自重,控制計(jì)算指標(biāo)下沉系數(shù),保證沉井施工時(shí)能夠順利下沉。沉井下層開挖較深,受到地下水的影響較大,這一點(diǎn)對(duì)于防滲加固的影響也較大,因此沉井應(yīng)盡量不封底?;靥钔苛蠎?yīng)選用與井底土層滲透系數(shù)相近的涂料,并分層夯實(shí)。
(4)樁基礎(chǔ)法
樁基礎(chǔ)法多用于針對(duì)松軟地基,減少了沉降量,有利于防滲加固的工程,分為鋼筋混凝土預(yù)制樁和鉆孔灌注樁。樁頂允許水平位移值的大小主要與樁的直徑、單樁與群樁關(guān)系、樁身周邊的土質(zhì)條件等因素有關(guān),位移可控制不超過0.5cm即可。另外,除了計(jì)算單樁承載力布置樁基礎(chǔ)外,還要驗(yàn)算樁尖平面的地基壓應(yīng)力和沉降量不應(yīng)大于該平面處地基土的允許承載力和允許沉降量。
最后,需要注意的是水工混凝土的強(qiáng)度要求、裂縫控制要求和抗?jié)B能力與該結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境先關(guān),因?yàn)閷?duì)于有不同的強(qiáng)度需求等,一般由室內(nèi)正常環(huán)境、露天環(huán)境和長(zhǎng)期處于地下與水下環(huán)境、水位變動(dòng)區(qū)或有侵蝕性地下水的地下環(huán)境、海水浪濺區(qū)及鹽霧作用區(qū)四種環(huán)境組成。水工建筑物多屬后兩類。因?yàn)榈鼗鶙l件比較差,常常采用板樁式,程序是先將預(yù)制鋼筋混凝土板樁或者鋼板樁,一次打入形成連續(xù)墻體,在選用鋼筋混凝上材料的時(shí)候,足以強(qiáng)度最好不要低于C25,以滿足防滲加固的需求。
三、結(jié)語
水工建筑物地基防滲加固工程根據(jù)各類水利水電工程資料統(tǒng)計(jì),要求符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,相關(guān)防滲加固方法己經(jīng)廣泛運(yùn)用于地基條件因素相似的實(shí)際工程中,針對(duì)地基條件的優(yōu)劣,標(biāo)準(zhǔn)也不可能絕對(duì)的統(tǒng)一,因此,此類工程的設(shè)計(jì)一定要因地制宜,根據(jù)水工建筑物的具體情況,采取適當(dāng)?shù)姆椒?,才能夠有效地提高水工建筑物的防滲加固需求,提高其設(shè)計(jì)的水平。
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