【摘要】近幾年我國自然災害發(fā)生的較為頻繁，特別是洪澇災害的發(fā)生，給人們的生命和財產的安全性帶來了較大的威脅。堤防作為水利工程的重要一部分，其起到檔水的作用。目前在水利工程中堤防的堤基分為三種類型，分別為土基、雙層地基和砂基。而在這三種地基當中，雙層地基最容易產生滲流，而導致地基受到破壞。本文從堤防堤基及滲透入手，分析了堤防雙層地基的破壞機理及發(fā)生險情的原因，并進一步對防止雙層地基滲透破壞的控制措施進行了具體的闡述。

【關鍵詞】堤防；堤基類型；雙層地基；破壞機理；控制措施

1、堤防堤基及滲流

在進行堤防工程建設中，其堤基南大要根據不同的地層巖性來進行劃分，通常有土基、砂基和雙層地基三種。當堤基表翅為弱透水層時，或是弱透層厚度大于二米時則為土基，而通常下弱透水層的巖性的都黏性土。而當表層弱透水層厚度在半米和二米之間，而下部為強透水層，其地層巖性以砂粒和砂礫石為主，這樣的堤基為雙層地基。而當表層厚度小于半米時，或是強透水層直接露出地表時則為砂基。由于堤基類型的不同，所以其滲流破壞形式、防滲措施都會存在著較大的差異性。在這三種堤基當中，土基不存在著滲流破壞的問題，而砂基發(fā)生滲流沖刷時主要關系于堤腳基礎出口處滲流的穩(wěn)定問題，所以在解決時可以利用堤腳壓滲、加強堤腳排水及延長堤基滲徑長度來進行解決。而在堤基當中，其雙層地其具有最不可預見性，特別容易受到滲流的破壞，特別是對于存在著缺陷的雙層地基。這就需要在實際勘探過程中，要對地基的類型進行有效的劃分，從而針對不同的地基類型來制定具體的防滲流措施。所以在壩體基礎設計時需要對滲流量進行有效的控制，多采用垂直防滲或是水平鋪蓋來對滲流量進行控制，在對滲流量進行控制時還要使其滿足滲流穩(wěn)定的要求。如果雙層地基的滲流控制措施做的不到位，那么在洪水來臨時則極易趣發(fā)生險性，造成較大的危害。

2、堤防雙層地基的破壞機理

當發(fā)生洪水時，堤防上流水位則會較平時水位有較大的上升空間，由于水位高漲，這樣在雙層地基的弱透水層下作用的承壓水頭的薄弱環(huán)節(jié)上則會發(fā)生穿孔，因為在弱透水層下必然會存在著土層不均勻、植物根系及動物巢穴等容易發(fā)生穿孔的環(huán)節(jié)，一旦穿孔發(fā)生，則會在此處產生泉涌，即我們所說的管涌，管涌通常都會伴有砂環(huán)。其在堤防后側的地表面上隆起后產生裂縫或是穿孔，而隨著管涌及砂環(huán)的出現，則會使孔徑不斷的擴大，多而形成涌砂坑。管涌的發(fā)生，則為弱透水層打開了一道輸砂的通道，這就導致防滲流的覆蓋層被承壓水頂穿成泉涌孔。管涌的發(fā)生可以說是滲流受到破壞的開始階段，管涌發(fā)生是否會接著對雙層地基進行滲透破壞則完合取決于第二控制條件，通常將第二控制條件稱之為滲徑比條件。這主要是指沿地基水平向的滲流比降是否小于地基透水層水平向允許比降的要求。而當滲徑比能夠滿足條件要求時，則管涌則會停止在發(fā)生部位，不會再向上流發(fā)展通道，不會導致滲流破壞的再發(fā)生，而當滲徑比無法滿足條件時，則會導致管涌繼續(xù)向前，直到最后貫通，從而導致雙層地基發(fā)生嚴重的滲流破壞。因此當雙層地基發(fā)生管涌情況時，需要慎重對待。因為管涌是發(fā)生滲流破壞的先兆，即使一個小的管涌也可以在極短的時間內導致潰堤的可能，所以當發(fā)生管涌時要采取切實可行的措施進行處理，以避免災難性的后果發(fā)生。

3、造成雙層地基的險情的原因

地基中若表層土透水性較弱，下部土層透水性較強，兩層的滲透系數之比>100即可稱雙層地基。相對不透水層的天然表土層受其底部衰減很慢的承壓水頭作用，當其自重不足以抵抗所受的承壓水頭作用時便會被頂穿或隆起，產生翻砂、泉涌群和管涌險情。堤防雙層地基中的堤基險工，常因以下幾個方面原因所致：

3.1雙層地基的天然表土層厚度不能滿足設計情況下堤后承壓水頭作用下的抗浮起或抗?jié)B透破壞要求；

3.2雖然設計有蓋重，但人工蓋重的設計寬度、厚度不足，仍不滿足滲透穩(wěn)定要求，對透水蓋重有時滲流出口沒有做反濾設計；

3.3由于江河洪水水流紊亂，沖淘破壞堤外天然弱透水表土層，致使其缺失不連續(xù)或厚度減薄，導致堤外天然弱透水表土層的有效長度變短，從而使堤腳處承壓水頭增高造成險情；

3.4在進行堤防工程施工過程中，其取土基本都是就近來進行，這樣就極易導致上部天然透水層的連續(xù)性受到破壞，這樣透水層的局部則會出現薄弱環(huán)節(jié)，從而導致險情的發(fā)生；

3.5由于在堤防周圍百姓的生產活動所導致的堤內外坑塘的形成，也是導致天然透水表土層出現缺乏、變薄的主要因素，從而引出雙層地基出現管涌及流土險情的發(fā)生；

3.6堤防靠近江河岸邊，尤其靠近凹岸的堤段，由于沖刷塌岸使堤外天然弱段表土層的長度縮短，從而使堤內天然弱透水層的承壓水頭增加，導致險情發(fā)生。

4、防止雙層地基滲透破壞的控制措施

4.1對于主流靠岸或凹岸頂沖點附近的雙層地基堤防工程，可采用護岸工程措施，避免沖刷退岸，從而保證堤外弱透水表土層的長度不因塌岸縮小即穩(wěn)定住堤前的不透水鋪蓋，延長滲徑。

4.2對鄰水側鋪蓋、背水側弱透水表層或壓滲蓋重缺陷（如池塘、人為挖坑、天然缺失等）造成的險情，應首先采取回填方法恢復鋪蓋和表土層的完整性。臨水側鋪蓋回填的范圍在鋪蓋的有效長度內，背水側表土層或蓋重的回填范圍應根據堤高、作用水頭地形、地質條件、滲流計算成果以及堤防的重要程度等因素綜合分析確定，一般在10～20m。臨水側用粘性土材料回填；背水側用滲透系數與表層相當或比表土層大的透水性材料回填，但后者要求兩層之間要做好反濾設計。

4.3對背水側地基覆蓋較薄且其下臥透水層又較深厚的情況，可以采用壓實填筑法或吹填法增加蓋重；也可以采用在背水側靠近堤腳的適當位置設置減壓溝（井）的方法消減承壓水頭；或者采用蓋重與減壓溝（井）聯(lián)合作用的形式。

4.4對覆蓋層較厚而下臥透水層較深的情況，宜優(yōu)先采用蓋重措施進行處理，蓋重材料最好用透水性材料。透水性蓋重能夠使透過弱透水層的地下水順暢排出，它不增加堤后弱透水層有效長度，不改變地下水的壓力分布。

4.5對地基下臥透水層不深、隔水層較淺的情況，應首先考慮采用封閉式垂直防滲措施，也可以采用蓋重或蓋重與減壓溝（井）相結合的處理方式。

4.6對下臥透水層深厚的雙層地基，由于采用封閉式垂直防滲方案難度大且造價高，宜采用減壓井、蓋重等其它防滲工程措施。

5、結束語

由此可知，導致雙層地基發(fā)生險情的原因較多，任何一種險情的存在都可能導致雙層地基發(fā)生滲流，所以在實際對雙基地基滲流的控制措施中，多數情況下都會采用工程措施來進行控制，同時也可以利用一些加固的方法，確保雙層地基的安全性，從而確保堤防充分發(fā)揮其應用的作用。

參考文獻

[1]喬雙全.王吉永.伏世紅.嫩江干流齊富堤防雙層地基滲流穩(wěn)定分析.水利科技與經濟，2011年07期.

[2]劉承新.房艷國.柳曉春.漢口龍王廟險段堤基滲透破壞形式分析及防治措施[J].水利規(guī)劃與設計，2011年04期.

[3]郭成寶.劉鐵銀.堤防不同地基類型的防滲方案.黑龍江水利科技，2008年03期.