水利工程施工中土壩軟土地基的處理措施

司全章

(新疆昌吉州阜康市白楊河水庫建設管理處，新疆昌吉 831500)

1 水利工程施工中土壩軟土地基的處理背景

我國興建水利工程已經有多年的歷史，在這樣一個開發和建設的過程中，一些水文條件比較好或者是地質條件優越的地段在早期的開發和建設過程中就已經被充分的開發，因此隨著國民經濟的發展和水利工程的不斷開發和建設，發展到現今階段對于水資源的需求量就更大，而現有的水利工程是無法達到這樣一種要求的，這也就意味著我們需要進一步的進行水利工程的開發和建設。但是鑒于上文所述狀況，現今環境條件下的水利工程開發建設更多的時候就需要在水文或者是地質條件不好的基面上來進行，也就是我們通常所說的不良地基，不良地基指的是地基本身存在著天然性的缺陷，使得這樣一種地基本身不適合與水利工程的開發和建設，當水利工程必須要在這樣一種地基上進行建設時，就必須要在建設之前對其進行必要的處理，使其各方面的標準都達到要求以后才能夠開展后續的開發和建設工作。

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小;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。本文正是在這樣一種基礎下針對于水利工程中土壩軟土地基的處理方法和措施展開分析和說明。

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小;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小;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1.4 m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 結語

在水利工程施工環境下采用排水固結法對壩基進行處理是比較可靠的，這種方法除了和軟土本身的特性相關以外還取決于排水本身是否通暢。還要注意的是要在施工的過程中對軟土地基的狀況進行實時的檢測，并了解在不同的填筑高度下壩基軟土的固結狀況，以此來進行穩定復核。本文就是在此基礎上，首先對水利工程施工中土壩軟土地基的施工背景狀況進行了分析和說明，在此基礎上進一步闡述軟土地基的定義和性質，重點闡述的是如何在實際的水利工程條件下來對土壩的軟土地基進行有效的施工處理。

［1］戴建龍，毛地衛.淺析水利工程施工中土壩軟土地基處理方法［J］.價值工程，2010(12):21.

［2］謝永強.不良基礎在水利水電工程中的影響及處理方法［J］.今日科苑，2008(22):75.

［3］陶忠平.水利水電工程建設中不良地基基礎處理方法研究［J］.水利水電技術，2007(12):27－29.