探討水利工程施工中土壩軟土地基處理技術

陳金亮

【摘要】 地基作為支撐建筑物的土體和巖體，其處理技術關乎著工程建筑安全及后續使用的壽命。水利工程大多建設在軟土地基之上，軟土地基的承載性很差，且含水率較高，空隙大，強度較低，如果沒有處理好就會造成周圍地面的變形，影響水利工程施工安全性，因此，水利工程施工前必須要做好軟土地基的處理。本文主要探討軟土地基的危害，并提出水利施工中軟土地基的處理方式。

關鍵詞： 水利工程 土壩 軟土地基 裂縫

1、水利工程施工中土壩軟土地基的處理方法

不良地基會對水利工程造成不良影響：（1）一般情況下，不良地基對于水利工程建設的不利影響因素主要是基礎的不均勻沉降或者是沉降量過大；（2）基礎自身的滲透量過大或者是坡降超過穩定安全系數的話也不利于水利工程的建設；（3）地質條件不足導致的抗滑穩定安全系數過??；（4）地基內的無黏性粉細砂層可能會因為振動而產生液化并最終造成構筑物的失穩。土壩本身對于基礎的要求特別高，屬擋水建筑物； 土石壩建設的核心在與擋水、穩定、防滲。土壩以其自身建設投資省、施工過程簡便易行以及取材方便等優勢而被廣泛應用到了水利水電工程當中，但即便是這樣，在進行建設的過程中是要先對地基進行安全穩定處理后再進行建設，以免在后續的工程中給總體的水利工程建設留下不利的安全隱患。

2、軟土地基的特性

軟土地基就是指一些強度比較低且壓縮性比較差的軟弱土層。軟土地基有4 種基本特性：（1）黏粉粒的含量相對而言比較高，在此基礎上天然含水率也比較大，因此在實際的地基環境下通常都是以流塑的狀態存在，空隙率比較大且干容重??；（2）軟土地基的滲透性微乎其微甚至是沒有；（3）軟土地基具有較高的塑性和壓縮性，靈敏度比較高但是固結系數??；（4）軟土地基的強度通常都是非常低的。

在這里我們所關注的是軟土地基對于水利工程施工的影響，因此結合軟土地基自身的特點以及水利工程施工的工程要求提出以下注意事項：（1）軟土地基強度低和穩定性差的問題會影響到水利工程的建設，這主要是因為軟土地基的抗剪應力不足以承受整個土壩時，就會使得整個的地基發生較為嚴重的坍塌和失穩； （2）軟土地基的沉降性能也會在很大程度上影響到水利工程的建設施工，這是因為當軟土地基在上部荷載或者是外部載荷的作用下會發生較大的沉降變形，這對于土壩地基的穩定性無疑是有著較大的影響的，尤其是在一些較為嚴重的大規模不均勻沉降發生時，甚至會導致水利工程基面破裂的狀況發生，這樣一種狀況對于水利工程構筑物而言基本上就是致命的，不僅會導致通道凹陷、沉降縫拉寬、基面漏水等，還有可能使得整個土壩基面變緩而引起較為嚴重的積水狀況，這對于整個水利工程建設的安全性和穩定性無疑也是有著重要的影響的。

3、軟基土壩的基礎處理

3.1 基礎處理設計

軟基段土壩基礎中所夾淤泥質的黏土范圍一般比較廣且埋藏深度較大，在這樣一種狀況下如果想將其全部挖出的話無疑在工程量以及資金的投入上有著較大的不足，且會很大程度的延長工期，除此之外，在某些實際的施工現場也有可能本身就沒有可以堆放挖除物的位置，因此，才需要給出一個更加合理有效的方案來，在這里要提出的就是以砂井排水固結為主表層淤泥清除為輔的處理方案。

3.2 基礎處理結果

在上述基礎處理實驗完成以后，要在實際施工過程中來對整個土壩進行三期的鉆探取樣檢測試驗，這樣3 個檢測試驗在施工的過程中也需要有準確有效的定點位置，從前往后依次是砂井施工完成以后、壩體填筑至一定高程以后以及壩

體填筑至新的給定高程以后。在檢測的過程中需要用到多種檢測手段，主要是包括鉆探、原位測試和室內土工試驗。經過施工實踐發現，經上述設計處理以后，采用砂井排水固結法對于軟基的處理效果是非常明顯的，再者就是能夠一定程度的改善軟土的性質。

3.3 軟土處理的計算

壩基的總體沉降量實際上就等于單向壓縮分層的總和，這樣一個總和在計算的過程中有具體的計算公式來對其進行確定。在實際的水利工程施工中，沉降達到穩定所需要的實際時間是非常長的，因此在施工的過程中就有必要給出填土過程中擬定加荷的過程曲線，這主要是希望能夠對沉降隨時間的變化得到一個量化的認識和把握。一般情況下，壩軸線位置的基地隨著地基的固結能夠達到的最大沉降量保持在1.4m 左右。除此之外，還在計算的過程中得出以下3個方面的結論：（1）軟基地段的填土過程完成以后，其地基沉降基本上就能夠達到一個相對穩定的狀態；（2）壩基沉降過程和填土過程是息息相關的，在每級進行加載的時候，沉降曲線比較陡的話，這一級的荷載在結束以后就會逐漸的趨近于平緩，趨近于平緩這一過程的時間長短就會隨著基土固結的性狀而有所不同，一般情況下，固結系數大則固結的時間會比較短，而固結系數小的話則固結的時間反而會比較長； （3）計算結果基本上與實際觀察到的結果是一致的，這也就是說，這種參數計算和確定的方法是能夠較好地反應出土基的實際狀況的。

4、施工期間土壩軟基段裂縫的形成原因和處理

4.1 裂縫的形成原因

在對裂縫的形成原因進行分析時至少需要經過兩個最為基本的步驟： ①要進行鉆探取樣檢測，在檢測的結果中發現，采用砂井排水固結法對于軟基的處理無疑是有著非常顯著的作用和效果的，但是軟土本身則還是處于流塑狀態的； ②電測探法的檢測，也就是在試驗的過程中采用三級電測深剖面法來檢查該裂縫的走向。

4.2 裂縫的處理

在進行裂縫的處理時要充分考慮到蓄水和防滲方面的要求，在此基礎上來集中施工人力、物力進行處理，一般都是先進行施工墻的施工再進行強度材料的回填。在壩基沉降穩定以后再對裂縫進行有效的充填灌漿施工。通過上文的分析可

見，在施工環境下雖然說裂縫在短時間內并不會對整個的壩體產生威脅或者是不良影響，但是在施工前期如果壩基的軟土固結沒有進行到一定程度的話，就很難在后期的工程施工中加以彌補和解決。

5、結束語

在水利工程建設中軟土地基基礎是經常遇到的，其處理的方法有很多，但由于不同建筑物對軟土地基基礎的要求不同，而且各種不良地質因素對不同建筑物的影響程度也有很大的區別，因此處理的方法自然也不一樣。這里需要注意的是，各種處理方法都有其局限性，要根據具體工程綜合考慮，優先選用適合于本工程具體條件、便于就地取材、技術上可靠、經濟上合理、又能滿足施工進度要求的軟土基礎處理方法。

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