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、應用最為廣泛的一種壩型，是當今世界壩工建設發展最快的一種壩型。本文根據《碾壓式土石壩設計規范》和實踐經驗，著重論述了土石壩建在不同地基上的處理措施，提出了土石壩建設中需要注意的一些問題，為土石壩的優化設計提供了參考。

【關鍵詞】土石壩；地基處理；方法

隨著大型土石方施工機械、巖石理論和計算技術的發展，縮短了建壩工期，放寬了筑壩材料的使用范圍，使土石壩成為當今世界壩工建設發展最快的一種壩型。土石壩地基處理的主要目的是為了滿足滲流控制、動靜力穩定以及容許沉降量等方面的要求，以保證壩的安全運行。

一、砂卵石地基的處理

當土石壩修建在砂卵石地基上時，地基的承載力通常是足夠的，而且地基因壓縮產生的沉降量一般也不大。對砂卵石地基的處理主要是解決防滲問題，通過采取“上堵”、“下排”相結合的措施達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。前兩者體現了上堵的原則，后者體現了下排的原則。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。當透水砂卵石覆蓋層深度在10～15m以內時，可在透水壩基上開挖深槽直達不透水層或基巖，向槽內回填與壩體防滲體相同的土料，并與防滲體緊密結合成整體。采用粘性土截水槽防滲，由于其結構簡單，工作可靠，防滲效果好，得到廣泛的應用。截水槽開挖邊坡約為1:1.5，截水槽頂寬應盡量和防滲心墻厚度相協調。為便于施工，槽底寬應≥3m槽底部與基巖連接時應把風化巖挖除，并要求截水槽深入相對不透水的巖層0.5～1m。（2）混凝土防滲墻。當壩基透水層較厚，采用明挖回填截水槽施工有困難時，可采用混凝土防滲墻，其優點是施工快，材料省，防滲效果好，但需要機械設備。混凝土防滲可利用沖鉆機，在透水地基中建造槽孔直達基巖，并以泥漿固壁，采用直升導管，向槽孔內澆注混凝土，形成連續的混凝土墻，起到防滲的目的。混凝土防滲墻頂部與壩體相連接，接觸滲徑應滿足允許滲透坡降的要求；防滲墻底部嵌入弱風化基巖深度0.5～1.0m。（3）灌漿帷幕。當砂卵石層很深時，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灌漿或超細水泥漿。帷幕灌漿常設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。鋪蓋時一種由黏性土等防滲材料做成的水平防滲設施，通過延長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合，常與下游排水減壓設施聯合使用，以保證滲透穩定。鋪蓋與地基接觸面應大體平整，底部應設置反濾層或墊層，以防止發生滲透破壞。鋪蓋上面應設置保護層，防止發生干裂或沖刷破壞。鋪蓋兩邊與岸坡不透水層連接處必須密封良好。（5）壩基排水設施。如果在透水地基層存在有黏性土層時，由于滲流出口中排水不暢，使滲透壓力增加，有可能引起壩基發生滲透破壞，影響壩體的穩定，可在下游壩基設置排水設施。當地表黏性土層較薄時，一般只需在壩趾下游附近設置排水溝用以排水減壓即可；當地表鉆性土層較厚，而強透水層又較深，可采用排水減壓井與排水溝相結合的做法。通過排水減壓井將深層承壓水導出，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，滲透系數小，承載后難以固結，抗剪強度低，承載力小，影響壩的穩定。當厚度較大和分布較廣，難以挖除時，必須采取措施予以處理，具體措施有：進行預壓排水以提高強度和承載力；通過鋪墊透水材料和設施砂井，插塑料排水帶等加速土體排水固結，使大部分沉降在施工期發生；調整施工速度，結合壩腳壓重，使荷載的增長與地基強度的增長相適應，以保證地基的穩定。用于處理軟黏土地基的砂井，呈梅花形網格布置。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

對于濕陷性黃土地基，其主要問題是遇水濕陷，沉陷量較大，可能引起壩體的失穩和開裂。處理方法處理：可全部或部分挖除、翻壓、強夯等，也可采用預先浸水的方法處理。對于飽和的疏松砂土及少黏性土，處理的關鍵是防止土體液化問題。處理方法是盡量采取挖除或換土措施，當挖除比較困難或很不經濟時，可采取加密及排水措施。對于淺層疏松砂土及少黏性土宜用表面振動壓密；對于深層則采用振沖強夯等方法加密；還可以結合振沖處理設置砂石樁，加強壩基排水，以及采取蓋重等防護措施。

參 考 文 獻

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

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

[3]孫越．淺談地基處理[J]．城市建設理論研究．2012（1）