水利水电工程地基基础岩土试验检测研究

水利水电工程地基基础岩土试验检测研究

摘要:地基是决定水利水电工程整体品质的关键,针对地基基础部分展开岩土检验极具必要性。基于此,文章以现阶段水利水电工程为背景,基于地基基础岩土试验检测的意义与特性,对其技术展开探讨,提出相关要点,以期给相关工程提供可行参考。

关键词:水利水电工程;地基基础;岩土试验;检测技术

基础稳定性直接影响水利水电工程品质。我国地质环境复杂,存在大量特殊岩土地质环境。工程人员需做好对岩土质量的检测工作,针对不良地质区域制定可行处理措施,全面保障地基基础质量,为水利水电工程的开展创设优良条件。

1地基基础岩土试验检测的意义

水利水电工程本身就具有工期长、成本高、覆盖范围广等多重特性,再加上我国地形较为复杂,含有大量岩土地质,在开展水利工程项目时做好对区域内岩土质量的检测工作极具现实意义。工程人员有必要全方位掌握工程所在区域的地质条件,经由岩土质量试验检测寻找其中的不足,为之采取针对性处理措施。影响水利工程整体质量的因素较多,当属工程基础部分建设质量尤为关键,只有在做好工程质量检测并明确实际特性的基础上,方可有序展开后续环节施工。以所得检测结果为准,若存在不足之处需随即做出改进,确保水利工程安全系数。简言之,水利工程建设的先决条件便是针对岩土展开试验检测,经由此途径全面掌握工程地质环境。

2地基基础岩土试验检测的特性

相较于道路等常规工程,水利工程具有较为明显的特殊性,主要体现在岩土工程隐蔽性层面,为之采取的防护措施或是桩基施工作业均发生在较隐蔽环境中,若缺乏对工程质量的全面掌控,将产生诸多安全隐患。为有效解决该问题,需引入连续跟踪监测技术,针对项目建设各流程展开全方位监控,提升岩土处理质量。由于岩土工程测试中含有大量不确定因素,且我国地域宽广,针对岩土工程展开勘察时所得结果极容易出现失真现象,部分区域的岩土性质还会伴随气候环境共同发生变化,在后续施工中因人为操作而破坏既有岩土状况等问题均无法避免,更为可行的是深入现场采样并做出分析,以所得结果为准提出可行解决措施。基于同一试验检测技术,将其应用于不同区域环境中,所得结果将存在差异,这与各区域自然状况有直接关联,受岩土性质差异化影响,所得测试结果也将有所不同。岩土工程测试中必须立足于所在区域的岩土性质,为之确定可行工艺参数,为后续施工作业提供指导。

3水利工程岩土热响应测试试验方法

3.1地基基础岩土试验检测

(1)室内检测。确定具体检测项目,针对取样产品展开检测,要求所得样品满足特定形状要求,可针对其加以模拟分析,此方式可靠性较好,所得结果更为系统化。但也存在一定局限性,即达不到现场检测清晰明了的效果。(2)现场检测。常见的有载荷、静力触探等试验方式,由于现场检测发生于项目施工地点,因此又称为原位检测。基于此方式,可针对天然状态下的岩土加以检测,由此明确岩土力学性质。纵观当前状况,荷载试验是应用最为广泛的方法,可针对地基受力状况加以模拟,所得结果更为可靠。有别于室内检测的是,大量人力与时间是推动现场检测的必备要素,且在检测过程中现场状况复杂,易受到外界因素的干扰,所得结果掺杂其他因素,不具备高度可靠性。基于上述提及的两大类检测方法,若要获得高度可靠的数据,宜采用室内检测法,相关工程人员要挑选具有代表性的样品,这是室内检测的关键,保障所得地基岩土检测结果充分反映现场实际状况。

3.2岩土热物性参数

基于全面的岩土热物性参数,可为地源热泵的使用提供参考,主要考虑到导热系数与热扩散两大方面,二者均是反映岩土性质的关键。从构成上考虑,水、固态矿物、空气等均是岩土中的关键组成部分,各自对应的参数指标存在差异。各组分对应的比例存在差异,在不同区域的岩土导热系数也不尽相同。基于上述表格所给内容得知,从导热系数角度来看,固态矿物质明显更高,随之加大了岩土孔隙率,伴随固态矿物质的持续减小,所得到的综合导热系数也表现出减小趋势。

3.3岩土初始低温测试

回填料持续散发热量,考虑到此问题,测试之前有必要将岩土温度控制在正常范围内。需注意的是,不同钻孔地质环境存在差异,对应恢复时间有所不同。工程中应用较为广泛的有无加热循环法,可针对岩土初始低温展开测试,要求温度在0.5℃以内,且维持时间至少24h。在时间推移之下,初始地温随之发生变化,其具体特性如图1所示。可以得知的是,进出口温度逐步达到相对稳定状态,且温差控制在合理范围内,各项数据有效。展开热响应测试,此阶段持续时间达50h,结果表明进出口水温处于相对稳定状态,对应平均回水温度28.8℃,平均流速0.44m/s。

4水利工程地基基础岩土试验检测应用技术

4.1地基基础岩土取样

针对工程所在区域地基岩土取样时,重点考虑的是水利工程地基土。虽然在施工之前展开了岩土检测工作,但所得结果具有一定局限性,无法准确反映出后续阶段的实际情况,因此在实际施工过程中要针对岩土展开实时试验检测,再次对岩土取样并获得全新数据。注重地基岩土样品选择方式,需合理控制岩土数量,某一特定场地内数量至少达到5组,且要充分考虑地基厚度,以此为基准加以选择。同时,选取样品时需要切实考虑到土层的各类限制因素,具体体现在降雨对土层结构的影响等方面。若存在降雨破坏现象,需进一步考虑岩土松散度是否发生改变,边坡土体是否会出现蠕动等。简言之,各项影响因素都要充分考虑到,且要以土层结构变化特性为参考,确定合适土层样品。若遇夏季施工环境,此时土层结构密集状态更为良好,取样条件更加优良,直接取样即可。若处于降雨或是干旱环境,需高度注重水利工程地基岩土的取样工作,所得样品要充分反映出所在区域整体情况,试验人员在样品标签上做出相应说明,体现出该样品具有代表性。

4.2地基基础岩土样品封存

针对所得的岩土样品采取全面封存措施,主要注重两点内容。(1)关于土层样品,选取高品质样品作为封存对象,要求所有选择的样品都要在第一时间加以封存,并在土层表面做上标记;若出现原状土难以填满土筒的现象时,需填充适量扰动土,避免筒壁裂缝问题;关于扰动土的选择,尽可能以天然潮湿型为主,为之适配样品箱单,一同转交至试验室展开针对性检测,对比各项参数是否与工程需求相符。(2)关于岩石样品,需确保其具有足够的天然湿度,所得岩石样品应得到良好包装并处于封闭状态,硅脂硬岩较为特殊,不具备直接取样的条件,泥质岩样品需利用纱布加以缠绕,在此基础上使用蜡烛进一步浇筑。无论何种样品都要附带标记,以便后续展开试验检测。

4.3地基基础岩土样品运输

获得样品后,转运至试验室这一环节尤为关键。在此过程中需高度注重容器与空隙处理问题。关于岩石样品的运输作业,所用容器以箱子为宜,可提升样品的便携性,有利于将样品置入车厢内。除此之外,基于箱储的方式还可缓解路途颠簸带来的不良影响,所得样品更符合试验标准,所得结果更具代表性。若从缝隙处理的角度分析,出于消除样品间磕碰的目的,选用软质防护材料较为可行,常见有泡沫纸、泡沫塑料等,经填充后可消除样品与箱子空隙。除上述软质填充材料外,诸如谷壳、麦秆等也是可行材料。在运输环节,需合理控制运输行驶速度。待样品到达指定试验室后,谨慎装卸箱子,在搬运过程中所有人员均要遵循轻拿轻放原则,最大程度上避免箱子碰撞问题,此举是排除运输风险的关键所在。只有将各类不良因素消除,方可提升运输效率。还需针对运输过程加以控制,为之创建物流追踪体系,实现对运输过程的全方位管理,整个过程都要得到全面监督,覆盖至运输人员、持续时间、所用车辆型号等各个方面,与之相关的信息需得到记录,为整个运送管理过程提供依据,更好地做好运输管理工作。

5结束语

水利水电工程的顺利开展建立在全面掌握地基基础岩土性能前提下,与之相关的试验检测尤为关键,此举是帮助工程人员掌握岩土物理性状的重要途径。行业内以室内检测与现场检测两种方式较为常见,相较之下室内检测更利于提升检测结果精确性。所得样品需具备代表性,做好样品的封存与运输管理工作也很重要,各项技术参数均要得到记录。为避免运输碰撞问题,需做好对样品的防震措施,确保输送至试验室的样品具有完整性,在此基础上展开试验检测,进一步明确岩土性质,以便给水利水电工程施工提供可行指导。

参考文献:

[1]徐伟伟.水利工程地基基础岩土试验检测标准的技术分析[J].中国标准化,2016(15):84-85.

[2]洪国良.水利工程地基基础岩土试验检测技术分析[J].资源信息与工程,2018,33(3):150-151.

作者:许兴 单位:赣州市水利电力勘测设计研究院