探討水利工程施工中土壩軟土地基處理技術(shù)

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(shù)關(guān)乎著工程建筑安全及后續(xù)使用的壽命。水利工程大多建設(shè)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(qiáng)度較低，如果沒有處理好就會(huì)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(guān)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(huì)對(duì)水利工程造成不良影響：（1）一般情況下，不良地基對(duì)于水利工程建設(shè)的不利影響因素主要是基礎(chǔ)的不均勻沉降或者是沉降量過大；（2）基礎(chǔ)自身的滲透量過大或者是坡降超過穩(wěn)定安全系數(shù)的話也不利于水利工程的建設(shè)；（3）地質(zhì)條件不足導(dǎo)致的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)過?。唬?）地基內(nèi)的無黏性粉細(xì)砂層可能會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)而產(chǎn)生液化并最終造成構(gòu)筑物的失穩(wěn)。土壩本身對(duì)于基礎(chǔ)的要求特別高，屬擋水建筑物； 土石壩建設(shè)的核心在與擋水、穩(wěn)定、防滲。土壩以其自身建設(shè)投資省、施工過程簡便易行以及取材方便等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用到了水利水電工程當(dāng)中，但即便是這樣，在進(jìn)行建設(shè)的過程中是要先對(duì)地基進(jìn)行安全穩(wěn)定處理后再進(jìn)行建設(shè)，以免在后續(xù)的工程中給總體的水利工程建設(shè)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(qiáng)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(duì)而言比較高，在此基礎(chǔ)上天然含水率也比較大，因此在實(shí)際的地基環(huán)境下通常都是以流塑的狀態(tài)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(jié)系數(shù)??；（4）軟土地基的強(qiáng)度通常都是非常低的。

在這里我們所關(guān)注的是軟土地基對(duì)于水利工程施工的影響，因此結(jié)合軟土地基自身的特點(diǎn)以及水利工程施工的工程要求提出以下注意事項(xiàng)：（1）軟土地基強(qiáng)度低和穩(wěn)定性差的問題會(huì)影響到水利工程的建設(shè)，這主要是因?yàn)檐浲恋鼗目辜魬?yīng)力不足以承受整個(gè)土壩時(shí)，就會(huì)使得整個(gè)的地基發(fā)生較為嚴(yán)重的坍塌和失穩(wěn)； （2）軟土地基的沉降性能也會(huì)在很大程度上影響到水利工程的建設(shè)施工，這是因?yàn)楫?dāng)軟土地基在上部荷載或者是外部載荷的作用下會(huì)發(fā)生較大的沉降變形，這對(duì)于土壩地基的穩(wěn)定性無疑是有著較大的影響的，尤其是在一些較為嚴(yán)重的大規(guī)模不均勻沉降發(fā)生時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致水利工程基面破裂的狀況發(fā)生，這樣一種狀況對(duì)于水利工程構(gòu)筑物而言基本上就是致命的，不僅會(huì)導(dǎo)致通道凹陷、沉降縫拉寬、基面漏水等，還有可能使得整個(gè)土壩基面變緩而引起較為嚴(yán)重的積水狀況，這對(duì)于整個(gè)水利工程建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性無疑也是有著重要的影響的。

3、軟基土壩的基礎(chǔ)處理

3.1 基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

軟基段土壩基礎(chǔ)中所夾淤泥質(zhì)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(huì)很大程度的延長工期，除此之外，在某些實(shí)際的施工現(xiàn)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(gè)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(jié)為主表層淤泥清除為輔的處理方案。

3.2 基礎(chǔ)處理結(jié)果

在上述基礎(chǔ)處理實(shí)驗(yàn)完成以后，要在實(shí)際施工過程中來對(duì)整個(gè)土壩進(jìn)行三期的鉆探取樣檢測試驗(yàn)，這樣3 個(gè)檢測試驗(yàn)在施工的過程中也需要有準(zhǔn)確有效的定點(diǎn)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(nèi)土工試驗(yàn)。經(jīng)過施工實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)上述設(shè)計(jì)處理以后，采用砂井排水固結(jié)法對(duì)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(zhì)。

3.3 軟土處理的計(jì)算

壩基的總體沉降量實(shí)際上就等于單向壓縮分層的總和，這樣一個(gè)總和在計(jì)算的過程中有具體的計(jì)算公式來對(duì)其進(jìn)行確定。在實(shí)際的水利工程施工中，沉降達(dá)到穩(wěn)定所需要的實(shí)際時(shí)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?qū)Τ两惦S時(shí)間的變化得到一個(gè)量化的認(rèn)識(shí)和把握。一般情況下，壩軸線位置的基地隨著地基的固結(jié)能夠達(dá)到的最大沉降量保持在1.4m 左右。除此之外，還在計(jì)算的過程中得出以下3個(gè)方面的結(jié)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(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)；（2）壩基沉降過程和填土過程是息息相關(guān)的，在每級(jí)進(jìn)行加載的時(shí)候，沉降曲線比較陡的話，這一級(jí)的荷載在結(jié)束以后就會(huì)逐漸的趨近于平緩，趨近于平緩這一過程的時(shí)間長短就會(huì)隨著基土固結(jié)的性狀而有所不同，一般情況下，固結(jié)系數(shù)大則固結(jié)的時(shí)間會(huì)比較短，而固結(jié)系數(shù)小的話則固結(jié)的時(shí)間反而會(huì)比較長； （3）計(jì)算結(jié)果基本上與實(shí)際觀察到的結(jié)果是一致的，這也就是說，這種參數(shù)計(jì)算和確定的方法是能夠較好地反應(yīng)出土基的實(shí)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(duì)裂縫的形成原因進(jìn)行分析時(shí)至少需要經(jīng)過兩個(gè)最為基本的步驟： ①要進(jìn)行鉆探取樣檢測，在檢測的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，采用砂井排水固結(jié)法對(duì)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(tài)的； ②電測探法的檢測，也就是在試驗(yàn)的過程中采用三級(jí)電測深剖面法來檢查該裂縫的走向。

4.2 裂縫的處理

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

見，在施工環(huán)境下雖然說裂縫在短時(shí)間內(nèi)并不會(huì)對(duì)整個(gè)的壩體產(chǎn)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(jié)沒有進(jìn)行到一定程度的話，就很難在后期的工程施工中加以彌補(bǔ)和解決。

5、結(jié)束語

在水利工程建設(shè)中軟土地基基礎(chǔ)是經(jīng)常遇到的，其處理的方法有很多，但由于不同建筑物對(duì)軟土地基基礎(chǔ)的要求不同，而且各種不良地質(zhì)因素對(duì)不同建筑物的影響程度也有很大的區(qū)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(jù)具體工程綜合考慮，優(yōu)先選用適合于本工程具體條件、便于就地取材、技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理、又能滿足施工進(jìn)度要求的軟土基礎(chǔ)處理方法。

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