何維兵 蒲少瓊

（1.鳳翔縣馮家山灌區(qū)灌溉管理處 陜西 鳳翔 721400；2.鳳翔縣東風(fēng)水庫(kù)灌溉管理處 陜西 鳳翔 721400）

堤防地基處理是堤防工程建設(shè)中一個(gè)重要組成部分，基礎(chǔ)的穩(wěn)定與否直接影響堤防工程安全和防洪保安作用的正常發(fā)揮。鳳翔縣韋水河重點(diǎn)段防洪工程在工程建設(shè)中就遇到淤泥或淤泥質(zhì)土和地下水位偏高的地質(zhì)問(wèn)題，給施工帶來(lái)了不便和困難，下面結(jié)合筆者參與的工程實(shí)際做法對(duì)此類地基處理進(jìn)行了探討。

1 工程概況

風(fēng)翔縣韋水河重點(diǎn)段防洪工程治理范圍為城關(guān)鎮(zhèn)、姚家溝鎮(zhèn)和橫水鎮(zhèn)等3個(gè)集鎮(zhèn)段，工程全長(zhǎng)8.310km，城關(guān)鎮(zhèn)七里河段新修堤防2.749km，新修護(hù)岸2.284km；橫水鎮(zhèn)修建護(hù)岸2.575km；姚家溝鎮(zhèn)新修護(hù)岸0.702km。其中，城關(guān)鎮(zhèn)七里河段堤防工程全長(zhǎng)5.033km，起止樁號(hào)分別為R0+000～R2+672和 L0+000～L2+361。

該工程新建堤（護(hù)）岸高度一般為4.0m左右，堤頂寬度為4.0m，迎水側(cè)坡比1:2。砌體均采用M7.5漿砌石襯砌，襯砌厚度30cm，下設(shè)10cm厚砂礫石墊層。護(hù)坡每隔10m設(shè)一道沉降縫，縫寬2cm，縫內(nèi)塞填瀝青砂板條。防汛道路寬3m，單側(cè)栽植旱柳。

2 工程地質(zhì)

本區(qū)位于鄂爾多斯臺(tái)拗南緣，屬祁呂賀山字型構(gòu)造前弧東翼與秦嶺緯向構(gòu)造體系、隴西旋卷構(gòu)造體系的復(fù)合部位，幾個(gè)構(gòu)造體系相互影響和改造，基底構(gòu)造十分復(fù)雜。對(duì)工程區(qū)穩(wěn)定有影響的全新活動(dòng)斷裂有：寶雞—咸陽(yáng)活動(dòng)斷裂、隴縣—千陽(yáng)—虢鎮(zhèn)活動(dòng)斷裂、隴縣—岐山—埡柏活動(dòng)斷裂、五曲灣—興平活動(dòng)斷裂。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（2001）》以及2008年國(guó)家地震局汶川地震烈度分布圖分析，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度α=0.15g，相應(yīng)的地震基本烈度Ⅶ度。

七里河堤防工程段位于七里河漫灘之上，該段河谷蜿蜒下行，蛇曲發(fā)育，河床寬8m～50m，旱季流量小，洪水季節(jié)流量較大。兩岸發(fā)育漫灘，灘面較為平坦，高程約750m～806m，寬度約20m～150m，略向河流及下游傾斜。

依據(jù)野外露頭觀察、鉆探、坑探揭示，七里河工程區(qū)勘探深度內(nèi)底層巖性由新至老為：①人工填土（Q4S）、②-1砂礫石（Q43al）、②-2砂卵石（Q43al）、③-1壤土（Q42al+Pl）、③-2砂礫石（Q42al+Pl）、③-3砂卵石（Q42al+Pl）、④-1壤土（Q41al+Pl）、④-2砂礫石（Q41al+Pl）、⑤砂壤土（Q3eol+Pl）、⑥壤土（Q2eol+Pl）。

工程地質(zhì)勘察報(bào)告地質(zhì)分段評(píng)價(jià)結(jié)果為：七里河L0+150～L0+300區(qū)段堤基③-1層壤土壓縮系數(shù)平均值0.30MPa-1，壓縮模量平均值5.85MPa；⑤層砂壤土壓縮系數(shù)平均值0.2MPa-1，壓縮模量平均值8.4MPa，均屬中壓縮性土，沉降變形量較大。同時(shí)，由于③-1層土厚度變化大，亦具有不均勻沉降變形，在土體近飽和時(shí)，沉降變形的速度快，不滿足堤防對(duì)地基變形要求，存在壓縮變形問(wèn)題。沿岸③-1層壤土地下水位以上具非自重Ⅰ級(jí)濕陷性，不宜直接作為堤基吃力層，需進(jìn)行工程處理。防洪堤堤基宜選擇在河漫灘下部的③-2層砂礫石和③-3層砂卵石上，局部壤土層較厚處應(yīng)進(jìn)行工程處理。

七里河 L1+410～L2+498、R2+163～R2+672區(qū)段為河漫灘，上部地層為Q42al+Pl壤土，厚度約2m～7m，Es=5.85MPa，抗剪強(qiáng)度φ=15.2°，c=22.9，允許不沖流速v=0.45m/s，fk=110kPa，抗剪強(qiáng)度低，變形量大，承載力低，抗沖性較差，厚度不均，分布穩(wěn)定，具非自重Ⅰ級(jí)濕陷性，不宜直接作為堤基持力層，需進(jìn)行工程處理。中部為Q42al+Pl砂礫石層，厚度約5m～10m，Dr=0.43，中密，抗剪強(qiáng)度φ=34°，變形模量Eo=20MPa， 滲 透 系 數(shù) K=6×10-2cm/s；fk=210kPa，J允許=0.15，抗剪強(qiáng)度大，變形小，承載力高，不存在滲透破壞問(wèn)題，但抗沖性較差，當(dāng)防洪墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)于河流最大沖刷深度以下時(shí)，可滿足堤防地基的要求。底部為Q2eol+P1壤土層，分布穩(wěn)定，壓縮模量Es=9.8MPa，fk=180kPa，中低壓縮性，承載力滿足要求。地下水位埋深約2m～7m。

3 施工中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

在工程施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)七里河L0+150～L0+300區(qū)段出現(xiàn)大面積流塑態(tài)的淤泥或淤泥質(zhì)土地基，深度達(dá)3.5m左右；七里河 L1+410～L2+498、R2+163～R2+672區(qū)段位于的鳳翔縣笙簫園滾水壩下游，受其影響地下水水位較高，基槽開(kāi)挖完后充滿水，施工非常困難。

4 問(wèn)題的分析和解決

4.1 河床地基的特性

河道的河床主要由淤泥、淤泥質(zhì)土和砂、礫、卵、漂石組成。在河床的外緣最常見(jiàn)的是淤泥或淤泥質(zhì)土和細(xì)砂層。它的特點(diǎn)是天然含水量大、壓縮性高、透水性弱、抗剪強(qiáng)度低，承載能力差。淤泥和淤泥質(zhì)土的工程特性表現(xiàn)為三高兩低：①高含水量：w=40%～90%，有時(shí)w>100%；②高壓縮性：a>0.5 MPa-1～3.0MPa-1；③高流變性或蠕變：次固結(jié)隨時(shí)間增加；④低強(qiáng)度：不排水強(qiáng)度Cu=10 kPa ～20kPa<30 kPa，N<5，fa<100kPa；⑤低滲透性：滲透系數(shù)為10-5～10-8cm/s，固結(jié)過(guò)程很慢。

4.2 常用堤防地基處理方法

4.2.1 地基處理的目的

軟土地基處理的目的，通過(guò)采取工程措施來(lái)改良地基土的工程特性，主要包括：①提高地基的抗剪切強(qiáng)度；②降低地基的壓縮性；③改善地基的透水特性。一種是增加地基土的透水性加快固結(jié)，另一種是降低透水性或減少其水壓力（基槽抗?jié)B透）。

4.2.2 堤防地基處理方法分類及應(yīng)用范圍

軟土地基處理的基本方法主要有置換、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法。常用堤防地基處理方法的原理、作用及適用范圍如下：

（1）擠淤法。采用邊填塊石、邊擠淤的方法，在地基中形成塊石墩體?？商岣叩鼗休d力和減小變形。適用于厚度較小的淤泥和淤泥質(zhì)土地基，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適應(yīng)性。

（2）墊層法。其基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實(shí)土，按回填的材料可分為中粗砂墊和砂礫石等，回填后予以壓實(shí)。換土墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量，常用機(jī)械碾壓、平板振動(dòng)和重錘夯實(shí)進(jìn)行施工。該法常用于基坑面積寬大和開(kāi)挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層(淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土以及已完成自重固結(jié)的沖填土等)與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為2m～3m。適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。

5 解決方法

5.1 淤泥或淤泥質(zhì)土地基處理

在七里河L0+150～L0+300區(qū)段經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，最后決定采用擠淤法處理。先按照?qǐng)D紙進(jìn)行拋投塊石的施工放樣，即先按拋投塊石設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算出需拋投塊石堤段工程基礎(chǔ)寬度。用自卸汽車將石料運(yùn)至拋投現(xiàn)場(chǎng)基槽邊緣，先用挖掘機(jī)進(jìn)行分選拋投，即由挖掘機(jī)將大于50cm的大粒徑塊石均勻分層拋投，擠淤?gòu)幕壑行某实妊菪蜗蚯昂蛢蓚?cè)拋填至基礎(chǔ)寬度，使泥沼及淤泥向兩側(cè)擠出，直至塊石露出淤泥面，然后由推土機(jī)將小粒徑的塊石推平嵌縫。為了增加擠淤效果，拋石采用推土機(jī)和挖掘機(jī)配合進(jìn)行，方法為進(jìn)占法。拋投至淤泥面以上20cm～30cm后即由挖掘機(jī)來(lái)回走動(dòng)進(jìn)行碾壓，使塊石沉入基本穩(wěn)定。但由于該段堤防基礎(chǔ)窄、河床淤泥深等因素制約，碾壓設(shè)備無(wú)法進(jìn)入作業(yè)，最后采用挖掘機(jī)挖斗拋投塊石并擠壓，擠壓塊石到河漫灘下部的③-2層砂礫石和③-3層砂卵石持力層上，直至無(wú)下沉現(xiàn)象。在作業(yè)面擠壓過(guò)程中，用人工將片石空隙以小石或石屑填滿鋪平，直至拋石層頂面平整，無(wú)明顯孔隙。

5.2 地下高水位地基處理

七 里 河 L1+410～L2+498、R2+163～R2+672區(qū)段堤防處理時(shí)，采用了墊層法。具體是按照施工圖紙放線開(kāi)挖基槽河到下部的③-2層砂礫石和③-3層砂卵石頂部，同時(shí)在基槽上部壤土層最低處開(kāi)挖一條排水溝準(zhǔn)備排水，排水溝底高程與河道地下水位齊平。接下來(lái)對(duì)地下水位以下基槽進(jìn)行散拋石，隨著拋石體積的增大，從排水溝排除部分河水。拋石時(shí)，挖掘機(jī)將大粒徑的塊石均勻分層拋投，直至塊石露出水面，然后由推土機(jī)將小粒徑的塊石推平嵌縫并碾壓?；蹝伿瓿珊?，再在基礎(chǔ)外增加1m×1m鉛絲籠石一排，沿該段布置護(hù)腳。

6 結(jié)論

2011年汛期，鳳翔縣出現(xiàn)了“7·28”強(qiáng)降雨、“8·15”短時(shí)大風(fēng)暴雨和“9.·16～9·19”強(qiáng)降雨災(zāi)害天氣。由于前期降雨使土壤水嚴(yán)重飽和，從8月中旬的降雨開(kāi)始，七里河發(fā)生多次較大洪水。鳳翔縣韋水河重點(diǎn)段防洪工程經(jīng)歷住了2011年多次洪水的考驗(yàn)，工程總體運(yùn)行正常，進(jìn)行過(guò)地基處理的城關(guān)鎮(zhèn)七里河L0+150～L0+300和L1+410～L2+498、R2+163～R2+672區(qū)段未出現(xiàn)因地基沉降而產(chǎn)生裂縫或損壞現(xiàn)象。2012年堤防汛前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)段堤防工程地基處理采用以上處理辦法是可行的，是值得類似工程借鑒和采用的。陜西水利