堤壩地基及壩體處理方法和加固措施

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改革開放以來，水利工程建設的發(fā)展逐漸加快，同時水利工程中施工的工程裝備、技術、工藝以及材料等都取得了較大的成就和進步。隨著科學技術的蓬勃發(fā)展，越來越多的新技術在水利建設中不斷地被應用，也進一步提高了水利工程的施工質量。堤壩區(qū)別于其它建筑物，是水利建筑防洪的重要設施，也是防止水汛發(fā)生的關鍵，因此堤壩質量的好壞不僅影響了大壩的安全，對于經濟建設的發(fā)展也有重要的影響。

1 水利工程中常見的堤壩地基處理方法

水利工程在施工過程中采用的軟土地基處理技術要根據(jù)實際情況來確定。通常來說，如果施工對象是含有有機質成分較高的泥炭、泥沼軟土基層，則采用換填、拋石擠淤、設置排水板等處理技術是比較常見的;如果軟土基層是由亞沙土、黏土等構成的，就需要根據(jù)具體的土層特點來選擇處理技術。現(xiàn)階段，在水利工程項目中比較常用的軟土地基處理技術主要有化學加固技術、排水固結法以及換填法等。

1.1 置換法

一般來說，在施工中遇到較為薄弱的軟土層時，通常采用沙土與水泥等材料對其進行替換，以此來滿足施工的要求。換填法在軟土地基處理中主要做法是挖走基礎地面一下同時深度較淺范圍內的軟土層，然后再逐層填充礦渣、碎石、素土等，同時進行分層夯、壓以及振動工序，以此來提高部分基地的密度。為了提升地基穩(wěn)定性，需要選擇質地堅硬、抗侵蝕能力較強、穩(wěn)定性好同時強度較高的填充物。原因在于替換土質可能造成成本的增加，并且滲透比率將會增大，因此實際施工中提倡采用原地土回填泥土。

這樣不僅能顯著降低成本費用，對于防滲工作也具有積極的影響。因此應用較為廣泛，通常用在較淺的地基中，如處理暗塘、雜填土、淤泥質土以及暗溝等地基。同時對于某些地方的特殊地基也具有較好的作用。為了加強在水利施工中換填處理技術的應用以及促進換填技術在處理軟土地基中的作用，施工中要按照實際情況來選擇使用相對應的墊層材料。

1.2 硅化加固法

水利工程建設中運用的化學加固技術是指將化學材料摻進石灰、水泥及水泥砂漿等施工材料中，能顯著提高地基承載力、強度、穩(wěn)定性同時在軟土地基的處理中還能發(fā)揮其固結的作用。硅化加固法主要材料是CaCl2與Na2O·nSiO2的溶液，然后通過網(wǎng)狀孔洞的注漿管將其逐漸加入到土層中，通過兩種溶液在土層中發(fā)生的一系列化學反映，使之出現(xiàn)一種火花膠凝的物質，從而顯著提高土質的粘結力。

1.3 排水固結法

排水固結法指的是在地基中打入塑料排水板或沙井，接著在其上部采用真空預壓或堆載預壓，從而排出粘土中的水，有利于提高地基承載力以及土質的固結度。排水固結方法這種處理技術通常是由加壓與排水兩個重要的部分組成。首先將軟土地基里的水分排出，從而加快孔隙水排出的速度，同時降低了超靜孔隙水壓和孔隙比，因此可以提前完成土體的沉降以及固結土體變形，最終顯著增強了地基的整體承載能力及強度。

在排水系統(tǒng)中需要充分利用土層本身的透水性質，對其進行合理的排水設置，并且利用該設置對其進行集中排水。在飽和土層中以及軟弱土層中使用排水固結技術可以顯著地增加地基整體穩(wěn)定性，但是不宜用在滲透性較低的泥炭土層中。在水利建設中利用排水固結法處理軟土地基時，通常采用的技術主要有電滲排水技術、堆載預壓技術、真空預壓技術以及砂井法等。

1.3.1 砂井法

主要用于軟粘土中，其特點是透水性較低，所以在其固結排水管時需要鋪設砂井上的砂土同時還能夠顯著提高排水速率，使得地基更為牢固。

1.3.2 堆載預壓技術的應用

該方法主要用于軟粘土，通過加載砂石活著預壓的填土物質使得該地基進行沉降，使之能夠對地基進行快速地固定。因此，堆載預壓法要想在在水利建設的地基處理中順利應用，首先需要控制好加載速度，同時還要進行分級加載，避免預壓造成地基穩(wěn)定性喪失。

1.3.3 真空預壓法

適合用于不含透水層的軟粘土地基中，做法是在砂井上的砂層用密封膜將其覆蓋，同時利用真空裝置將砂層里面的氣體抽出，使得土體中的水流出的同時固結土體。

1.3.4 電滲法

其主要用在粘性低、地下水位低的軟土地基中。

2 堤壩防滲的加固措施

現(xiàn)如今在國內外采用的防滲處理技術主要有振動沉模防滲板墻技術、混凝土的防滲墻技術、復合土工膜的防滲技術、高壓噴射灌漿的防滲技術、套孔沖抓回填防滲墻技術等，用來對水庫進行排險加固。

2.1 對于振動沉模防滲板墻技術的應用

其應用原理主要是利用高頻率及大功率的設備吊裝空心鋼模板使之進入大壩地層，緊接著用防滲的砂漿或混凝土填充，這樣形成較為堅固的防滲墻體。其優(yōu)點主要有進度快、工序較為簡易，缺點是有局限性。如今一些壩坡較陡，粘土斜墻質量差，因此在施工過程中容易出現(xiàn)較大的震動，并且容易對大壩造成二次傷害，因此在老化的大壩除險加固工程中不宜用此方法。

2.2 混凝土防滲技術

該技術較早的應用于水利建設中，其缺點主要是工序比較繁復，通常在大壩滲漏處造槽時必須使用造槽設備，然后清孔的同時進行換漿，保證在造孔中的孔內泥漿面需要滿足導墻頂面下三十到五十公分的位置，另外也要嚴格控制槽孔嵌入基石的深度，最后將嚴格審核后的混凝土在4h內澆入，這樣建造的混凝土墻可以防止?jié)B漏?，F(xiàn)如今，混凝土的防滲墻技術已經得到較為廣泛的應用。

2.3 對于劈裂灌漿技術的應用

其作用原理是依靠灌漿壓力在壩體劈裂的同時向壩軸線方向灌入泥漿，這樣形成的防滲泥墻較為堅固，然后在堵塞壩體漏洞時填充切斷的軟弱層，從而進一步加強壩體的防滲能力，由于漿、壩的濕陷與互壓，造成溫化變形，因此需要對壩體內部應力重新分布，進一步的穩(wěn)定壩體，從而密實漿脈兩邊土體。目前土壩壩體劈裂灌漿逐漸用于高上壩，在一些特殊情況下可以同時劈裂地基與壩體，這樣可以形成深入地基的防滲帷幕。因此為了加固堤身以及防止堤身滲漏通常采用劈裂式帷幕灌漿的方法，特別適用于施工土質差、碾壓不密實的堤壩。

2.4 高壓噴射防滲墻

該技術主要適用于壩體存在裂縫的地基。采用高壓噴射法將混凝土噴入壩基的覆蓋層，例如存在覆蓋層擾動的現(xiàn)象，則需要融合漿液與被灌層的顆粒，從而最終形成更為堅固的堤壩的防滲墻，更好地保護了原有的墻體。

3 結語

綜上所述，堤壩是水利工程防洪中的重要設施之一，隨著經濟科技的發(fā)展，對于水利工程的需求越來越大，同時對于質量要求也越來越高。因此，如何對堤壩壩體和地基進行加固是水利工程建設的關鍵?，F(xiàn)階段，水利工程的施工技術方法有很多，但是需要依照實際情況來選擇更加科學合理的技術，因此需要相關技術人員不斷努力，為我國的水利工程建設更快更好的發(fā)展做努力。

［1］儲昭云.防滲處理設計在水庫除險加固工程中的應用［J］.中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2013，10∶86.

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