一種水電站廠房地基的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水電站廠房地基，包括土層，還包括固定于土層中、呈格柵設(shè)置的多個(gè)水泥攪拌格柵樁，由多個(gè)水泥攪拌格柵樁組成的格柵網(wǎng)的縱向與河水徑流方向相同，所述格柵網(wǎng)中縱向和橫向的水泥攪拌格柵樁相交處設(shè)有高壓旋噴接頭樁，所述格柵網(wǎng)的每個(gè)網(wǎng)格中間設(shè)有多個(gè)固定于土層中的分布樁，格柵網(wǎng)的外側(cè)設(shè)有由端墻和側(cè)墻組成、與格柵網(wǎng)設(shè)有一定間距的塑性混凝土防滲墻，所述端墻設(shè)于格柵網(wǎng)的上游端，所述側(cè)墻分別設(shè)于格柵網(wǎng)的兩側(cè)，所述塑性混凝土防滲墻固定于土層中。本實(shí)用新型能夠避免水電站廠房軟弱地基承載力不足、沉降變形過(guò)大、滲流破壞和地基振動(dòng)液化，工程投資少，施工便捷，可以廣泛應(yīng)用于水力發(fā)電工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說(shuō)明】一種水電站廠房地基

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及水力發(fā)電工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種水電站廠房地基。

【背景技術(shù)】
[0002] 水電站廠房能夠?qū)⒘魉N(yùn)含的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，集建筑施工、機(jī)械制造及電氣 設(shè)備等技術(shù)于一體。其地基平均應(yīng)力要求在400KPa以上，對(duì)基礎(chǔ)承載力、變形和穩(wěn)定有嚴(yán) 格要求。
[0003] 目前，我國(guó)水電站廠房大都布置于基巖上，但隨著河流中下游水電資源的開(kāi)發(fā)，部 分沖積平原地區(qū)水電站廠房完全坐落于砂卵石、粉土、粉細(xì)砂等非基巖地基上。這種天然 地基一般無(wú)法滿足水電站廠房對(duì)地基承載力的要求，需采取措施進(jìn)行地基加固處理。目前 常用的水電站廠房地基處理方法有：換填法（如魏家堡水電站），固結(jié)灌漿法（如沙灣水電 站）、灌注樁法（如西霞院水電站）、振沖碎石樁法（如魯基廠水電站）等。這些方法在大 規(guī)模軟弱地基處理中單一運(yùn)用時(shí)存在以下不足：
[0004] (1)換填法需大規(guī)模開(kāi)挖深基坑后回填混凝土，在粉細(xì)砂層較深時(shí)，工程造價(jià)較 高，且相應(yīng)降水工程量大；
[0005] (2)固結(jié)灌漿法適用于提高破碎基巖的完整性，對(duì)軟弱地基承載力提高效果一 般；
[0006] (3)灌注樁法造價(jià)較高；
[0007] (4)振沖碎石樁法、灌注樁法等不利于提高砂土地基的抗振動(dòng)液化性能。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0008] 本實(shí)用新型的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種水電站廠房地基， 使其能夠解決水電站廠房大規(guī)模軟弱地基承載力不足、沉降變形過(guò)大、滲流破壞和地基振 動(dòng)液化問(wèn)題，同時(shí)工程投資少，施工快速簡(jiǎn)易。
[0009] 本實(shí)用新型提供的一種水電站廠房地基，包括土層，還包括固定于土層中、呈格柵 設(shè)置的多個(gè)水泥攪拌格柵樁，由多個(gè)水泥攪拌格柵樁組成的格柵網(wǎng)的縱向與河水徑流方向 相同，所述格柵網(wǎng)中縱向和橫向的水泥攪拌格柵樁相交處設(shè)有高壓旋噴接頭樁，所述格柵 網(wǎng)的每個(gè)網(wǎng)格中間設(shè)有多個(gè)固定于土層中的分布樁，格柵網(wǎng)的外側(cè)設(shè)有由端墻和側(cè)墻組 成、與格柵網(wǎng)設(shè)有一定間距的塑性混凝土防滲墻，所述端墻設(shè)于格柵網(wǎng)的上游端，所述側(cè)墻 分別設(shè)于格柵網(wǎng)的兩側(cè)，所述塑性混凝土防滲墻固定于土層中。
[0010] 在上述技術(shù)方案中，所述分布樁為水泥攪拌分布樁，所述單個(gè)網(wǎng)格中的水泥攪拌 分布樁呈矩形排列、且矩形長(zhǎng)度方向與河水徑流方向相同。
[0011] 在上述技術(shù)方案中，相鄰的水泥攪拌格柵樁之間和相鄰的水泥攪拌分布樁之間均 通過(guò)交叉套接相連。
[0012] 在上述技術(shù)方案中，所述分布樁為高壓旋噴分布樁，所述單個(gè)網(wǎng)格中的高壓旋噴 分布樁呈矩形排列、且矩形長(zhǎng)度方向與河水徑流方向相同。
[0013] 在上述技術(shù)方案中，相鄰的高壓旋噴分布樁之間相切連接。
[0014] 在上述技術(shù)方案中，每個(gè)網(wǎng)格中間的分布樁共有六個(gè)，其中，長(zhǎng)度方向?yàn)槿?，?度方向?yàn)閮闪小?br> [0015] 在上述技術(shù)方案中，所述土層為粉細(xì)砂土層。
[0016] 本實(shí)用新型一種水電站廠房地基，具有以下有益效果：水泥攪拌格柵樁作為改善 地基承載力和限制沉降的主要措施，具有造價(jià)低的特點(diǎn)，其格柵間距、樁徑根據(jù)要求的地基 承載力所需的置換率確定。同時(shí)，在格柵網(wǎng)較疏的地方根據(jù)滿足地基承載力所需的置換率 可增設(shè)水泥攪拌分布樁。
[0017] 待水泥攪拌格柵樁和水泥攪拌分布樁施工完畢后，在格柵網(wǎng)較密的地方增設(shè)高壓 旋噴分布樁。隨后，在縱向和橫向的水泥攪拌格柵樁相交處進(jìn)行高壓旋噴接頭樁的施工，該 接頭樁可以避免在施工過(guò)程中處理冷接頭所帶來(lái)的施工困難、造價(jià)高、工期長(zhǎng)和質(zhì)量難保 證等不足，有利于水泥攪拌格柵樁的連續(xù)施工和施工機(jī)械的靈活布置，加快了施工進(jìn)度。
[0018] 在地基上游端及兩側(cè)布置有連續(xù)的塑性混凝土防滲墻，可以減少地基滲漏和防止 滲流破壞。
[0019] 采用本實(shí)用新型處理的復(fù)合地基能滿足水電站廠房所表現(xiàn)的高地基應(yīng)力的特性 要求，布置水泥攪拌格柵樁能有效提高粉細(xì)砂的抗振動(dòng)液化能力，采用交叉套接的水泥攪 拌格柵樁可以減少攪拌樁因發(fā)生斷樁等情況時(shí)對(duì)承載能力的影響，使得整個(gè)地基的整體性 更好。采用高壓旋噴接頭樁處理水泥攪拌格柵樁的接頭部位，解決了水泥攪拌格柵樁冷接 頭的處理時(shí)效的業(yè)界難題，使得水泥攪拌格柵樁得以大規(guī)?？焖龠B續(xù)施工，與之相比較，如 果接頭部位繼續(xù)采用水泥攪拌格柵樁，由于水泥攪拌格柵樁必須在搭接時(shí)間之前才能攪拌 施工，而水泥攪拌格柵樁的搭接時(shí)間僅為18個(gè)小時(shí)左右，時(shí)間較短，為了保證施工順利進(jìn) 行，當(dāng)一個(gè)方向的水泥攪拌格柵樁施工到接頭部位時(shí)，需要同時(shí)在另外三個(gè)方向配備專用 機(jī)械同時(shí)攪拌施工，該處施工完結(jié)后，這三個(gè)方向分別進(jìn)入各自的下一個(gè)接頭處，該三個(gè)接 頭處面對(duì)各自延伸出的三個(gè)方向共需九臺(tái)機(jī)械同時(shí)攪拌施工，以此類推，同時(shí)布置的攪拌 設(shè)備將以幾何級(jí)的數(shù)量增加，不僅布置困難，而且會(huì)使施工成本很高且施工管理難度相當(dāng) 大；而高壓旋噴接頭樁由于其工藝特點(diǎn)，可以在超過(guò)水泥攪拌格柵樁搭接時(shí)間之后施工，施 工機(jī)械布置靈活，可以將施工機(jī)械數(shù)量控制在合理的范圍內(nèi)，降低了成本。但在格柵網(wǎng)較密 時(shí)，相對(duì)于體積較大的攪拌樁機(jī)械，高壓旋噴分布樁的施工機(jī)械較小，適于面積較小的格柵 網(wǎng)格，同時(shí)可較好地解決其它樁型易產(chǎn)生的擠土效應(yīng)問(wèn)題，避免對(duì)已施工格柵樁造成破壞。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，整個(gè)工程投資較少，大大節(jié)省了工程費(fèi)用，施工工藝簡(jiǎn)便易行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型水電站廠房地基的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本實(shí)用新型水電站廠房地基的處理方法流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解 為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0023] 參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型水電站廠房地基，包括土層1、由多個(gè)水泥攪拌格柵樁2組成 的格柵網(wǎng)3、高壓旋噴接頭樁4、塑性混凝土防滲墻5、水泥攪拌分布樁6和高壓旋噴分布樁 7。
[0024] 本實(shí)施例以位于江漢沖積平原上的某水利樞紐為例，水電站廠房為河床徑流式電 站，地基持力層為全新統(tǒng)下段細(xì)砂層，厚度約6m，下伏砂礫石層，厚度約30m。天然地基承載 力特征值為170kPa，小于電站廠房機(jī)組段平均應(yīng)力460. 5KPa，存在承載力低、沉降量大、易 發(fā)生滲透變形等問(wèn)題，需進(jìn)行地基處理。
[0025] 針對(duì)上述地質(zhì)條件的地基，采用如下技術(shù)手段進(jìn)行處理：多個(gè)水泥攪拌格柵樁2 固定于土層1中并呈格柵設(shè)置，由多個(gè)水泥攪拌格柵樁2組成的格柵網(wǎng)3的縱向與河水徑 流方向相同。所述格柵網(wǎng)3中縱向和橫向的水泥攪拌格柵樁2相交處設(shè)有高壓旋噴接頭樁 4。
[0026] 所述格柵網(wǎng)3的每個(gè)網(wǎng)格中間設(shè)有多個(gè)固定于土層1中的分布樁：在格柵網(wǎng)3較 疏的地方根據(jù)滿足地基承載力所需的置換率增設(shè)水泥攪拌分布樁6,所述單個(gè)網(wǎng)格中的水 泥攪拌分布樁6呈矩形排列、且矩形長(zhǎng)度方向與河水徑流方向相同，每個(gè)網(wǎng)格中間的水泥 攪拌分布樁6共有六個(gè)，其中，長(zhǎng)度方向?yàn)槿?，寬度方向?yàn)閮闪?，相鄰的水泥攪拌格柵? 之間和相鄰的水泥攪拌分布樁6之間均通過(guò)交叉套接相連；在格柵網(wǎng)3較密的地方增設(shè)高 壓旋噴分布樁7,所述單個(gè)網(wǎng)格中的高壓旋噴分布樁7呈矩形排列、且矩形長(zhǎng)度方向與河水 徑流方向相同，相鄰的高壓旋噴分布樁7之間相切連接，每個(gè)網(wǎng)格中間的高壓旋噴分布樁7 共有六個(gè)，其中，長(zhǎng)度方向?yàn)槿牛瑢挾确较驗(yàn)閮闪小?br> [0027] 格柵網(wǎng)3的外側(cè)設(shè)有由端墻5. 1和側(cè)墻5. 2組成、與格柵網(wǎng)3設(shè)有一定間距的塑 性混凝土防滲墻5,所述端墻5. 1設(shè)于格柵網(wǎng)3的上游端，所述側(cè)墻5. 2分別設(shè)于格柵網(wǎng)3 的兩側(cè)，所述塑性混凝土防滲墻5固定于土層1中。
[0028] 本實(shí)用新型水電站廠房地基中，水泥攪拌格柵樁2、高壓旋噴接頭樁4、水泥攪拌 分布樁6和高壓旋噴分布樁7樁長(zhǎng)根據(jù)地基土液化深度和地基承載力要求確定，水泥攪拌 格柵樁2、高壓旋噴接頭樁4、水泥攪拌分布樁6和高壓旋噴分布樁7施工前應(yīng)做現(xiàn)場(chǎng)工藝 性試驗(yàn)，以確定水泥攪拌樁配合比、施工工法及施工設(shè)備，具體參數(shù)如下：在格柵網(wǎng)3較疏 的地方，每個(gè)網(wǎng)格兩端的水泥攪拌格柵樁2中心距L1為3. 92m，在格柵網(wǎng)3較密的地方，每 個(gè)網(wǎng)格兩端的水泥攪拌格柵樁2中心距L6為3m，格柵網(wǎng)3每個(gè)網(wǎng)格兩側(cè)的水泥攪拌格柵樁 2中心距L2為3. 92m ;水泥攪拌格柵樁2、高壓旋噴接頭樁4、水泥攪拌分布樁6或高壓旋噴 分布樁7樁徑均為0. 8m，水泥攪拌格柵樁2、高壓旋噴接頭樁4、水泥攪拌分布樁6或高壓旋 噴分布樁7樁長(zhǎng)均為8. 0m，相鄰兩個(gè)水泥攪拌格柵樁2中心距L4為0. 56m ;塑性混凝土防 滲墻5的墻寬L5為0. 4m，墻深8. 45m，與水泥攪拌格柵樁2間距L3為1. 12m。
[0029] 參見(jiàn)圖2,本實(shí)用新型水電站廠房地基的處理方法，包括如下步驟：
[0030] A、進(jìn)行多個(gè)水泥攪拌格柵樁2的施工，形成格柵網(wǎng)3,具體而言，通過(guò)攪拌機(jī)械（圖 中未示出）在土層1深處就地將軟土和水泥漿強(qiáng)制攪拌，利用水泥漿和軟土間所產(chǎn)生的一 系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有一定強(qiáng)度的水泥攪拌格柵樁2。
[0031] B、所述格柵網(wǎng)3的每個(gè)網(wǎng)格中間進(jìn)行水泥攪拌分布樁6或高壓旋噴分布樁7的施 工，具體而言，通過(guò)攪拌機(jī)械在土層1深處就地將軟土和水泥漿強(qiáng)制攪拌，利用水泥漿和軟 土間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有一定強(qiáng)度的水泥攪拌分布樁6 ;利 用鉆機(jī)（圖中未示出）把帶有噴嘴（圖中未示出）的注漿管（圖中未示出）鉆至土層1預(yù) 定位置，將水泥漿從噴嘴高速噴出沖擊破壞土層1，將水泥漿與土粒強(qiáng)制攪拌混合，待凝固 后使軟土硬結(jié)成具有一定強(qiáng)度的高壓旋噴分布樁7。
[0032] C、在縱向和橫向的水泥攪拌格柵樁2相交處進(jìn)行高壓旋噴接頭樁4的施工，具體 而言，利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆至土層1預(yù)定位置，將水泥漿從噴嘴高速噴出沖擊 破壞土層1，將水泥漿與土粒強(qiáng)制攪拌混合，待凝固后使軟土硬結(jié)成具有一定強(qiáng)度的高壓旋 嗔接頭粧4。
[0033] D、在土層1中進(jìn)行塑性混凝土防滲墻5的施工，具體而言，在土層1中挖掘連續(xù)槽 孔（圖中未示出），以泥漿固壁，向孔內(nèi)灌注塑性混凝土建成塑性混凝土防滲墻5。
[0034] 現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)表明，水電站廠房地基承載力滿足該水電站廠房要求。廠房建成擋 水（圖中未示出）后運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：地基沉降小，承載能力滿足設(shè)計(jì)要求，解決了粉細(xì) 砂地層水電站廠房大規(guī)模地基處理問(wèn)題。
[0035] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
[0036] 本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種水電站廠房地基，包括土層（1)，其特征在于：還包括固定于土層（1)中、呈格柵 設(shè)置的多個(gè)水泥攪拌格柵樁（2)，由多個(gè)水泥攪拌格柵樁（2)組成的格柵網(wǎng)（3)的縱向與河 水徑流方向相同，所述格柵網(wǎng)（3)中縱向和橫向的水泥攪拌格柵樁（2)相交處設(shè)有高壓旋 噴接頭樁（4)，所述格柵網(wǎng)（3)的每個(gè)網(wǎng)格中間設(shè)有多個(gè)固定于土層（1)中的分布樁，格柵 網(wǎng)⑶的外側(cè)設(shè)有由端墻（5. 1)和側(cè)墻（5.2)組成、與格柵網(wǎng)（3)設(shè)有一定間距的塑性混 凝土防滲墻（5)，所述端墻（5. 1)設(shè)于格柵網(wǎng)（3)的上游端，所述側(cè)墻（5.2)分別設(shè)于格柵 網(wǎng)（3)的兩側(cè)，所述塑性混凝土防滲墻（5)固定于土層（1)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站廠房地基，其特征在于：所述分布樁為水泥攪拌分布 樁（6)，所述單個(gè)網(wǎng)格中的水泥攪拌分布樁（6)呈矩形排列、且矩形長(zhǎng)度方向與河水徑流方 向相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水電站廠房地基，其特征在于：相鄰的水泥攪拌格柵樁（2) 之間和相鄰的水泥攪拌分布樁（6)之間均通過(guò)交叉套接相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站廠房地基，其特征在于：所述分布樁為高壓旋噴分布 樁（7)，所述單個(gè)網(wǎng)格中的高壓旋噴分布樁（7)呈矩形排列、且矩形長(zhǎng)度方向與河水徑流方 向相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水電站廠房地基，其特征在于：相鄰的高壓旋噴分布樁（7) 之間相切連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的水電站廠房地基，其特征在于：每個(gè)網(wǎng)格中間 的分布樁共有六個(gè)，其中，長(zhǎng)度方向?yàn)槿?，寬度方向?yàn)閮闪小?br> 7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的水電站廠房地基，其特征在于：所述土層⑴為 粉細(xì)砂土層。
【文檔編號(hào)】E02D27/12GK203891049SQ201420207255
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】童迪, 石運(yùn)深, 牟春來(lái), 邵年, 劉小江, 周述達(dá), 張志國(guó), 郭紅亮, 劉嫦娥, 程淑艷, 楊如華 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司