【摘要】本文從軟土地基的特性入手，簡要介紹了軟土地基對(duì)水利工程施工的不良影響，著重探討了土壩軟土地基的處理方法，并分析了水利工程施工期間土壩軟基段裂縫的形成原因和處理措施，以期為水利工程的建設(shè)和正常安全的運(yùn)行提供一定參考。

【關(guān)鍵詞】土壩軟土地基；土壩軟基段裂縫；處理方法

1、引言

改革開放以來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，社會(huì)用電量及水資源的需求量不斷增加，為了滿足人們生活用水、工業(yè)用水以及農(nóng)業(yè)用水的需要，大大小小的水利工程不斷地興建，使得我國水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)越來越受到國家的重視。隨著水利工程的不斷開發(fā)和建設(shè)，土壩因其取材方便，投資較少，施工過程簡便易行，對(duì)基礎(chǔ)要求低，幾乎能在所有地質(zhì)情況上修建等優(yōu)勢(shì)，從而在水利工程的施工過程中得到了廣泛的應(yīng)用。土壩建設(shè)的核心是擋水、穩(wěn)定和防滲，而在當(dāng)前的環(huán)境下，水利工程的施工越來越需要在水文和地質(zhì)條件較差的基面上（即不良地基）進(jìn)行，不良地基指的是地基本身存在著天然性的缺陷，使得這種地基不適合水利工程的建設(shè)，不良地基會(huì)造成基礎(chǔ)的不均勻沉降或沉降量過大，其抗滑穩(wěn)定系數(shù)較低，當(dāng)基礎(chǔ)滲透量過大或坡降超出穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí)，會(huì)對(duì)水利工程的建設(shè)造成不良影響。此外，不良地基內(nèi)無粘性粉細(xì)砂層，導(dǎo)致其可能會(huì)因震動(dòng)發(fā)生液化，從而使水利工程中建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性變差，降低建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

在水利工程施工中，地基是整個(gè)水利工程建設(shè)的基礎(chǔ)，而軟土地基的處理在不良地基的處理中是最具有難度的，當(dāng)水利工程施工中土壩必須要在這樣一種軟土地基上進(jìn)行建設(shè)時(shí)，就必須對(duì)其進(jìn)行必要的處理，使其各方面的標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)到要求以后才能夠開展后續(xù)的開發(fā)和建設(shè)工作。本文就從軟土地基的特性入手，簡要介紹了軟土地基對(duì)水利工程施工的不良影響，著重探討了土壩軟土地基的處理方法，并分析了水利工程施工期間土壩軟基段裂縫的形成原因和處理措施。

2、軟土地基的特性及其不良影響

2.1 軟土地基的特性

水利工程大多存在于湖泊沼澤以及沿海河灘等地，而這些地區(qū)軟土大量存在，軟土層特性較為復(fù)雜，且各層面之間也存在差異較大的物理力學(xué)差異。軟土地基的基本特性主要有：（1）軟土地基強(qiáng)度相對(duì)較小，土質(zhì)松軟，因而其壓縮性相對(duì)較高，導(dǎo)致其沉降速度高于一般土質(zhì)；（2）軟土地基的可塑性較高，靈敏度高，固結(jié)系數(shù)?。唬?）軟土地基的透水性差，幾乎沒有滲透性；（4）軟土地基的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，干容重小，空隙率大；（5）軟土地基構(gòu)成多種多樣，土質(zhì)不同，例如粘性土、淤泥質(zhì)土和軟土等。

2.2 軟土地基對(duì)水利工程的不良影響

（1）軟土地基的穩(wěn)定性與強(qiáng)度較差，當(dāng)其抗剪應(yīng)力不足以承受整個(gè)土壩時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)地基發(fā)生較為嚴(yán)重的失穩(wěn)乃至坍塌，從而影響到水利工程的建設(shè)；

（2）當(dāng)軟土地基在上部荷載或者是外部載荷的作用下時(shí)，會(huì)發(fā)生較大的沉降變形，影響土壩地基的穩(wěn)定性，進(jìn)而使水利工程的建設(shè)施工受到軟土地基沉降性能的極大影響。

（3）當(dāng)軟土地基發(fā)生嚴(yán)重的大規(guī)模不均勻沉降時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水利工程基面發(fā)生破裂，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)生通道凹陷、沉降縫拉寬、基面漏水等現(xiàn)象，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，對(duì)整個(gè)水利工程的穩(wěn)定與安全造成嚴(yán)重影響。

3、土壩軟基的處理

土壩軟基的主要成分包括粘性土、淤泥質(zhì)土和軟土等，土質(zhì)含水量較大，土質(zhì)松軟，壓縮性高，強(qiáng)度較低，容易造成潰壩、倒塌以及沉降等問題，嚴(yán)重危害著水利工程的施工質(zhì)量，必須對(duì)軟基進(jìn)行適當(dāng)處理，以提高工程的安全性，延長工程的使用壽命。

3.1 基礎(chǔ)處理

常見的軟基處理方式主要有換填法、排水砂墊層法、化學(xué)固結(jié)、旋噴法、振動(dòng)水沖和加筋法等，但是在土壩軟土地基處理的過程中，考慮到土壩中通常含有較多的淤泥質(zhì)粘土，且大多埋藏很深，換填等方法具有工作量大、成本高、工期長及施工現(xiàn)場小不易操作的不利因素，因而采取以砂井排水固結(jié)為主表層淤泥清除為輔的處理方案對(duì)土壩軟基進(jìn)行基礎(chǔ)處理工作，如圖1為砂井排水固結(jié)法示意圖，表1為砂井排水固結(jié)法的特點(diǎn)及部分施工參數(shù)。砂井排水固結(jié)法是使地基在荷載的作用下，使土壤中的孔隙水逐漸自豎向砂井排出，減小土壤空隙率，使地基固化變形，增加天然土層的排水途徑、縮短排水距離，加快固結(jié)，以達(dá)到縮短預(yù)壓期、增強(qiáng)地基土壤強(qiáng)度的目的，主要用于解決軟土地基中穩(wěn)定性差和不均勻沉降的問題。這種方法可以使水利施工中的土壩軟基在短時(shí)間內(nèi)固結(jié)，提前完成沉降，增強(qiáng)地基抗剪強(qiáng)度，使地基承載力的提高速率始終快于施工載荷的增長速率，從而保持土壩軟基的穩(wěn)定，滿足施工的要求。

3.2 基礎(chǔ)處理結(jié)果

在水利施工中，通過采用砂井排水固結(jié)綜合表層淤泥處理法對(duì)土壩軟基處理完成后，應(yīng)對(duì)整個(gè)土壩進(jìn)行三期的鉆探取樣檢測(cè)試驗(yàn)，鉆探取樣檢測(cè)定點(diǎn)位置分別依次為砂井施工完成以后、壩體填筑至一

定高程后以及壩體填筑至新的給定高程以后。在此檢測(cè)試驗(yàn)過程中，可采用鉆探、原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)等多種檢測(cè)手段。檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果表明，土壩軟基的基礎(chǔ)經(jīng)砂井排水固結(jié)法處理后，軟土的性質(zhì)得到了一定的改善，且收到的處理效果非常明顯。

3.3 軟土處理的計(jì)算

土壩軟基的總體沉降量即單項(xiàng)壓縮分層的總和，可通過具體的計(jì)算公式得出。而在水利工程實(shí)際施工過程中，因壩基沉降穩(wěn)定需要一個(gè)十分漫長的過程，所以有必要在施工時(shí)給出填土過程中擬定加荷的過程曲線，以對(duì)壩基沉降情況隨時(shí)間的變化有大致的量化認(rèn)識(shí)與掌握。通常，壩軸線位置的基地在地基的固結(jié)過程中能夠達(dá)到的最大沉降量保持在1. 4m左右。此外，隨著軟基填土過程的結(jié)束，軟基的地基沉降也會(huì)相對(duì)穩(wěn)定；壩基的沉降過程和填土過程是息息相關(guān)的，若每級(jí)加載都會(huì)造成較陡的沉降曲線，則這一級(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)隨基土固結(jié)性狀的不同而有所變化，固結(jié)系數(shù)小則固結(jié)的時(shí)間會(huì)比較長，反之則較短；計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果基本一致，說明此方法可較好地反應(yīng)出土壩軟基的實(shí)際狀況。

4、水利工程施工中土壩軟土地基段裂縫的處理

在對(duì)水利工程施工中裂縫的形成原因進(jìn)行分析時(shí)，可采用鉆探取樣檢測(cè)和電測(cè)探法檢測(cè)的方法檢測(cè)裂縫的走向進(jìn)行分析。在進(jìn)行裂縫的處理時(shí)，應(yīng)考慮到蓄水的要求、防滲的可靠性及施工力量的安排等，選擇俄式的施工方案。一般情況下，先進(jìn)行施工墻的施工，再進(jìn)行強(qiáng)度材料的回填，待壩基沉降穩(wěn)定后，再對(duì)裂縫進(jìn)行有效的充填灌漿處理施工。在施工中裂縫并不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)對(duì)整個(gè)壩體產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，但施工前如果未進(jìn)行到位的軟土固結(jié)，壩基則很難在后續(xù)施工中進(jìn)行彌補(bǔ)和解決。

5、結(jié)論與建議

在水利工程建設(shè)中，土壩軟土地基容易造成潰壩、倒塌以及沉降等問題，嚴(yán)重危害著水利工程的施工質(zhì)量，目前以砂井排水固結(jié)為主表層淤泥清除為輔的處理方案對(duì)土壩軟基進(jìn)行基礎(chǔ)處理工作，且經(jīng)過此方法處理后的土壩軟基的軟土性質(zhì)得到了一定的改善，且收到的處理效果非常明顯。在施工過程中還要加強(qiáng)對(duì)軟土地基的監(jiān)測(cè)，包括土壩軟土地基段可能出現(xiàn)的裂縫，并可采取充填灌漿的方法進(jìn)行處理施工，盡量降低壩基裂縫的發(fā)生率，并及時(shí)了解在不同的填筑高度下壩基軟土的固結(jié)狀況，以此來進(jìn)行穩(wěn)定復(fù)核，提高水利工程壩基的質(zhì)量，保證水利工程建筑物可以正常運(yùn)行。

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