岩土加固技术在防洪工程中的应用.pdf

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1、岩土加固技术在防洪工程中的应用刘崇权汪稔朱长歧(中国科学院武汉岩土力。尹研究所武汉430071中国是一个自然灾害频繁的国家。从公元前206年到公冗1949年的2155年间，就有1029次水灾的记载。在这块饱受水患的国土L，平均每lo年一次大洪灾．频繁的洪水给中国人民的生命财产带来巨大损失。洪水发生的原因与气候反常、水土流失严重有关。但堤防防洪标准低、堤基抗渗、承载能力茬也是其lp的重要原因。本文介绍岩土加固技术在防洪工程中的应用和工程实践经验，以供参考，一、岩土加固技术概述千百年来，人们在实践中摸索、总结出各种岩土加固技术，这些技术有的可提高岩土

2、承载力，冉的可增强岩上俸稳定性，有的可提高抗渗性能，有的兼而有之，按岩士工程分类主要有桩基：【程技术、地基处理技术、岩土锚㈨技术等。可根据具体的岩土体性能，工程设计指标选用相应的技术方案。桩是深入土层的柱型构件，桩与连接桩顶的承台组成深基础，简称桩基，其作用是将上部结构的荷载，通过较弱的地层或水传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层。桩按桩材可分为木桩、混凝土桩、钢桩和组合桩。在防洪工程中桩基可兼起蕊载和抗滑的作用。对于实际工程呵根据岩土性能、施T难易程度、经济条件、工程效应等选用桩型及其施工工艺。地基处理方法有排水固结、挤密、置换及拌人、灌浆

3、、加筋、冷热处理、托换等，其中每一种义包括许多种施_工方法。地基处理主要有四种作用：增加强度及稳定性，减小压缩及不均匀沉降，降低岩土渗透降，防止土体液化，因此，地基处理是一一种有效的堤防加固措施。根据工程条件选取相应的地基处理与法，可以取得良好的效果。岩士锚固足一种能有效提高岩土体稳定性的方法。它将钢筋、钢管或钢丝打人岩土体内，用水泥浆或其它浆液将其与岩上体粘结成为一体，进而增加结构物的稳定性。锚固岩体的称为岩锚，锚固土体的称为士锚。铺1j其它结构物共同作用，将使堤防能够满足承载力和稳定性的要求。二、堤防工程加固的一般原则堤防工程运行过程中在各种

4、静力、功力简载的作用下，容易发生滑坡、管涌、散浸、开裂等危及大堤安全的危情。加丽时必须对场地地层工程性能作深入的，解，分析最危险的荷载组合，选择安全、经济、可行的加同方案二堤防工程瞧需经勘察、设计、施丁等几个阶段。·I85·每一阶段都对工程质量有着重要影响，下面以实例对每～阶段工作的重点作一说明。1．深入了解岩土工程性能。确定危险荷载组合勘察阶段的工作是以后各项工作的基础，它提供的各项指标将决定可能采取的加固方案及工程的规模。本阶段有两个任务：一屉提供岩土物理力学指标，二是对场地岩土工程条件进行评价(如地震液化可能性、岸坡稳定性、可能采取的加固方

5、案等)。由于江水位和堤内水位是动态变化的，在进行岸坡稳定性评价时，必须选择可能出现的最危险水位组合，但这种资料一般是收集不到的，必须经过计算、推测近似得出，而通常的设计是取堤内最高水位和最低水位作为危险水应组合而不管这种组合是否可能出现，这将造成工程费用的大量增加，武汉市龙王庙险段的计算结果说明了这个推断。图1龙王庙险段地理位置示意图龙王庙险段是武汉市内江堤最危险的部位之一(图1)，直接威胁着汉口和汉阳的安全，是历年防汛的重中之重。该处堤内地面高程约25m。高水位时期江水位比地面高出2～3m。地面常出现大面积渗水及管涌，路面发生1～10cm的裂缝

6、。我所于1998年2月承担了该工程岩土工程勘察并对可能采取的加固方案进行了评价。该场地工程地质条件极其复杂，地层自上而下依次为：填土：厚3，0～10．4ri'l，主要为生活垃圾，砖石碎块等。片石：厚度不等，成分为白色砂岩、花岗岩、红砂岩石等，为历次整治岸坡所抛填；粉质粘土夹粘土：厚度2．0～13．3ill，可塑一软塑，含薄层粉砂；粉细砂夹粉质粘土：层厚1．0～13．3m，夹粉质粘土薄层；粉细砂：整个场地都有分布，最大揭露厚度9．7m。(1—1)及(1—2)层共厚10m左右，且成分复杂，透水性高。根据地层条件，加固必须达到两个目的：提高稳定性及防止

7、高水位时江水渗出地面。为了确定大堤目前的运行状态，必须知道堤内外可能出现的最大水头差。参考汉江三桥和本工程东西湖勘测大队勘察报告，最大水头差不大于2m。以2m水位差为准计算大堤安全系数如表1。表1可见，在2m水位差下，岸坡处于临界状态(现场观察确是如此)，目前是稳定的，但如果取最高堤内水位(25m)和最低#[水位(13m)进行计算，则最小安全系数为0．75，岸坡早已失稳，丽处理的费用也将大大增加。目前，龙王庙险段的危险组合已参考笔者的计算结果进行了设计，极大地减少了加固的技术难度和工程量。因此，正确地确定大堤在运行中可能经历的最危险水位状况是很重

8、要的。表1龙王庙险段最大水位差为2m时最小安全系数根据场地条件，对设置防渗墙和抗滑桩方案进行稳定性计算如表2。表2龙王庙险段加固方案稳定