淺議土石壩的地基處理

【摘 要】在水利水電工程中，檔水建筑物種類繁多，其中土石壩是歷史最為悠久、應(yīng)用最為廣泛的一種壩型，是當(dāng)今世界壩工建設(shè)發(fā)展最快的一種壩型。本文根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，著重論述了土石壩建在不同地基上的處理措施，提出了土石壩建設(shè)中需要注意的一些問(wèn)題，為土石壩的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】土石壩；地基處理；方法

隨著大型土石方施工機(jī)械、巖石理論和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，縮短了建壩工期，放寬了筑壩材料的使用范圍，使土石壩成為當(dāng)今世界壩工建設(shè)發(fā)展最快的一種壩型。土石壩地基處理的主要目的是為了滿足滲流控制、動(dòng)靜力穩(wěn)定以及容許沉降量等方面的要求，以保證壩的安全運(yùn)行。

一、砂卵石地基的處理

當(dāng)土石壩修建在砂卵石地基上時(shí)，地基的承載力通常是足夠的，而且地基因壓縮產(chǎn)生的沉降量一般也不大。對(duì)砂卵石地基的處理主要是解決防滲問(wèn)題，通過(guò)采取“上堵”、“下排”相結(jié)合的措施達(dá)到控制地基滲流的目的。土石壩滲流控制的基本方式有垂直防滲，水平防滲和排水減壓等。前兩者體現(xiàn)了上堵的原則，后者體現(xiàn)了下排的原則。垂直防滲可采用明挖回填截水槽、混凝土防滲墻、灌漿帷幕等基本形式。水平防滲常用防滲鋪蓋。（1）明挖回填截水槽。當(dāng)透水砂卵石覆蓋層深度在10～15m以內(nèi)時(shí)，可在透水壩基上開(kāi)挖深槽直達(dá)不透水層或基巖，向槽內(nèi)回填與壩體防滲體相同的土料，并與防滲體緊密結(jié)合成整體。采用粘性土截水槽防滲，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，防滲效果好，得到廣泛的應(yīng)用。截水槽開(kāi)挖邊坡約為1:1.5，截水槽頂寬應(yīng)盡量和防滲心墻厚度相協(xié)調(diào)。為便于施工，槽底寬應(yīng)≥3m槽底部與基巖連接時(shí)應(yīng)把風(fēng)化巖挖除，并要求截水槽深入相對(duì)不透水的巖層0.5～1m。（2）混凝土防滲墻。當(dāng)壩基透水層較厚，采用明挖回填截水槽施工有困難時(shí)，可采用混凝土防滲墻，其優(yōu)點(diǎn)是施工快，材料省，防滲效果好，但需要機(jī)械設(shè)備?；炷练罎B可利用沖鉆機(jī)，在透水地基中建造槽孔直達(dá)基巖，并以泥漿固壁，采用直升導(dǎo)管，向槽孔內(nèi)澆注混凝土，形成連續(xù)的混凝土墻，起到防滲的目的。混凝土防滲墻頂部與壩體相連接，接觸滲徑應(yīng)滿足允許滲透坡降的要求；防滲墻底部嵌入弱風(fēng)化基巖深度0.5～1.0m。（3）灌漿帷幕。當(dāng)砂卵石層很深時(shí)，可采用帷幕灌漿防滲，或在深層采用帷幕灌漿，上層采用明挖回填截水槽或混凝土防滲墻等措施。帷幕灌漿最常用的灌漿材料為水泥黏土漿，特殊情況下還可采用化學(xué)灌漿或超細(xì)水泥漿。帷幕灌漿常設(shè)一排或幾排平行于壩軸線的灌漿孔，布置與防滲體底部中心線偏上游部位。（4）防滲鋪蓋。鋪蓋時(shí)一種由黏性土等防滲材料做成的水平防滲設(shè)施，通過(guò)延長(zhǎng)滲徑的方式起到防滲的作用。多用于透水層厚，采用垂直防滲措施有困難的場(chǎng)合，常與下游排水減壓設(shè)施聯(lián)合使用，以保證滲透穩(wěn)定。鋪蓋與地基接觸面應(yīng)大體平整，底部應(yīng)設(shè)置反濾層或墊層，以防止發(fā)生滲透破壞。鋪蓋上面應(yīng)設(shè)置保護(hù)層，防止發(fā)生干裂或沖刷破壞。鋪蓋兩邊與岸坡不透水層連接處必須密封良好。（5）壩基排水設(shè)施。如果在透水地基層存在有黏性土層時(shí)，由于滲流出口中排水不暢，使?jié)B透壓力增加，有可能引起壩基發(fā)生滲透破壞，影響壩體的穩(wěn)定，可在下游壩基設(shè)置排水設(shè)施。當(dāng)?shù)乇眇ば酝翆虞^薄時(shí)，一般只需在壩趾下游附近設(shè)置排水溝用以排水減壓即可；當(dāng)?shù)乇磴@性土層較厚，而強(qiáng)透水層又較深，可采用排水減壓井與排水溝相結(jié)合的做法。通過(guò)排水減壓井將深層承壓水導(dǎo)出，然后從排水溝排走。

二、軟黏土地基的處理

地基的軟黏土及淤泥層，含水量高，滲透系數(shù)小，承載后難以固結(jié)，抗剪強(qiáng)度低，承載力小，影響壩的穩(wěn)定。當(dāng)厚度較大和分布較廣，難以挖除時(shí)，必須采取措施予以處理，具體措施有：進(jìn)行預(yù)壓排水以提高強(qiáng)度和承載力；通過(guò)鋪墊透水材料和設(shè)施砂井，插塑料排水帶等加速土體排水固結(jié)，使大部分沉降在施工期發(fā)生；調(diào)整施工速度，結(jié)合壩腳壓重，使荷載的增長(zhǎng)與地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)相適應(yīng)，以保證地基的穩(wěn)定。用于處理軟黏土地基的砂井，呈梅花形網(wǎng)格布置。砂井中填粗砂石作為排水料，砂井頂部的地基面上鋪粗砂墊層，與壩趾排水體相連接。

三、其他地基的處理

對(duì)于濕陷性黃土地基，其主要問(wèn)題是遇水濕陷，沉陷量較大，可能引起壩體的失穩(wěn)和開(kāi)裂。處理方法處理：可全部或部分挖除、翻壓、強(qiáng)夯等，也可采用預(yù)先浸水的方法處理。對(duì)于飽和的疏松砂土及少黏性土，處理的關(guān)鍵是防止土體液化問(wèn)題。處理方法是盡量采取挖除或換土措施，當(dāng)挖除比較困難或很不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采取加密及排水措施。對(duì)于淺層疏松砂土及少黏性土宜用表面振動(dòng)壓密；對(duì)于深層則采用振沖強(qiáng)夯等方法加密；還可以結(jié)合振沖處理設(shè)置砂石樁，加強(qiáng)壩基排水，以及采取蓋重等防護(hù)措施。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李兆林，吳金生，史前進(jìn)．淺議土石壩的地基處理[J]．河南水利與南水北調(diào)．2007（6）

[2]何海云．淺談土石壩幾種常見(jiàn)地基的處理方案[J]．建材與裝飾．2011（10）

[3]孫越．淺談地基處理[J]．城市建設(shè)理論研究．2012（1）