堤壩軟土基加固施工與堤身防滲施工

吳念農(nóng)

摘? 要：堤壩作為水利工程中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)需要下大力氣去修建與完善。堤壩是百年工程，在堤壩的施工過(guò)程中受地形、地質(zhì)等多方因素的影響將會(huì)導(dǎo)致堤壩結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度、穩(wěn)定性都存在一定的差異，在堤壩的施工過(guò)程中需要針對(duì)不同的地質(zhì)情況采取不同的施工工藝提高堤壩施工的穩(wěn)定性與可靠性。軟土基是堤壩施工過(guò)程中較常遭遇的地質(zhì)問(wèn)題，在軟土基上進(jìn)行堤壩施工如未能對(duì)軟土基進(jìn)行良好的處理將容易導(dǎo)致堤身穩(wěn)定性不足，影響堤壩的質(zhì)量。文章在分析軟土基堤壩修筑特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好軟土基堤壩的施工與防滲施工進(jìn)行了分析介紹。

關(guān)鍵詞：軟土基;堤壩;施工;防滲施工

中圖分類(lèi)號(hào)：TV543? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）24-0113-02

Abstract：As the focus of water conservancy projects， dikes and dams need to be built and improved with great efforts. The dam is a hundred-year project， which will lead to some differences in the shear strength and stability of the dam structure due to the influence of topography， geology and other factors in the construction process of the dam， so different construction techniques should be adopted according to different geological conditions to improve the stability and reliability of dam construction. Soft soil foundation is a common geological problem in the process of dam construction. If the dam construction on soft soil foundation fails to deal with the soft soil foundation， it will easily lead to the lack of stability of the embankment body and affect the quality of the dam. Based on the analysis of the construction characteristics of dikes and dams on soft soil foundation， this paper introduces the method to conduct the construction and anti-seepage construction of dikes and dams on soft soil foundation.

Keywords： soft soil foundation; dike; construction; anti-seepage construction

堤壩修筑的好壞直接影響著堤壩的穩(wěn)定性與可靠性。軟土是堤身軟基的主要組成結(jié)構(gòu)，由于軟土自身含水量較高、透水性差、壓縮比較高導(dǎo)致堤壩的結(jié)構(gòu)性能受到直接的影響。為保障軟土基堤壩的穩(wěn)定性需要積極做好堤身軟基的處理，通過(guò)科學(xué)合理的施工技術(shù)與施工工藝提升軟土基堤壩的穩(wěn)定性。

1 軟土基堤身的特點(diǎn)

（1）透水性較差。軟土基堤壩是由軟土所構(gòu)成的堤身，由于軟土含水量較大導(dǎo)致其滲透性不足，經(jīng)過(guò)相關(guān)研究表明軟土的滲水參數(shù)為1mm/d，這一特性導(dǎo)致軟土都無(wú)法與含水量較大的土壤相溶。在堤壩施工中如遭遇軟土結(jié)構(gòu)，在未能采取有效措施下進(jìn)行施工將導(dǎo)致堤身的荷載壓縮力極為明顯進(jìn)而導(dǎo)致堤身的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)都大大折扣，影響軟土基堤身的使用質(zhì)量。

（2）壓縮比較高。據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，軟土結(jié)構(gòu)的壓縮比相對(duì)于一般土壤較差，軟土的壓縮比較高不利于軟土基堤身的穩(wěn)定性，較高的壓縮比容易導(dǎo)致堤身沉降，進(jìn)而導(dǎo)致堤身整體的穩(wěn)定性、可靠性受到較大的影響。

（3）抗剪能力較差。由于軟土自身的特性導(dǎo)致軟土基堤壩的抗剪強(qiáng)度受到極大的影響。軟土具有軟塑性和流塑性的特點(diǎn)，軟土基堤壩在受到外力作用下將使得軟土基堤壩的結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度遭到較大的破壞，進(jìn)而導(dǎo)致流變發(fā)生的幾率大增，嚴(yán)重影響著軟土基堤壩的穩(wěn)定性與可靠性，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致軟土基堤壩在流變作用下坍塌。

2 堤壩軟土基堤身加固處理措施

（1）排水凝固處理技術(shù)。排水凝固處理技術(shù)其主要利用加壓排水的原理完成軟土基堤身的排水作業(yè)，增強(qiáng)軟土基堤身的穩(wěn)定性，從而有效的解決困擾軟土基堤身的軟土沉降問(wèn)題。應(yīng)用于軟土基堤身的排水凝固處理技術(shù)包括有沙井排水技術(shù)、塑料排水管排水技術(shù)。通過(guò)對(duì)排水凝固處理技術(shù)應(yīng)用效果分析后發(fā)現(xiàn)，排水凝固處理技術(shù)在中小河流軟土堤身的治理中發(fā)揮出了良好的效果，現(xiàn)今已經(jīng)成為了治理中小河流軟土基堤身的主要技術(shù)之一。

（2）換土處理技術(shù)。堤壩軟土基堤身其穩(wěn)定性不足主要是由于軟土自身屬性所決定的，由于軟土的含水量高、壓縮性大，不利于增強(qiáng)軟土基堤身的抗剪切能力和穩(wěn)定性。在軟土基堤身的加固處理中換土處理措施也是一種應(yīng)用較多的加固工藝。換土處理措施直接針對(duì)于軟土基堤身中的軟土，通過(guò)將軟土基堤身中的軟土移除，將軟土更換成滲水性、壓縮性、抗剪切強(qiáng)度較強(qiáng)的土質(zhì)，從而增強(qiáng)軟土基堤身的抗剪切能力與穩(wěn)定性。此種方法工程量較大，適應(yīng)于一些軟土分布較淺的軟土基堤身加固處理。在應(yīng)用此加固方法時(shí)所使用的回填土主要以灰土、水泥、砂土為主，在選用何種土壤作為回填土?xí)r需要綜合考慮成本、土質(zhì)等多種因素后決定。在完成換土作業(yè)后需要及時(shí)做好夯實(shí)作業(yè)，促使回填土能夠與軟土基堤身的土壤進(jìn)行充分的結(jié)合，提升軟土基堤身的穩(wěn)定性，避免沉降的發(fā)生。

（3）旋噴加固技術(shù)。旋噴加固技術(shù)其解決思路在于利用水泥砂漿與軟土基堤身中的軟土相結(jié)合，從而增強(qiáng)軟土基堤身的穩(wěn)定性。旋噴加固技術(shù)應(yīng)用時(shí)利用機(jī)械在堤身上開(kāi)挖鉆孔，并利用旋噴設(shè)備在樁孔中向周邊土壤噴射凝固液，從而使得堤身軟基的穩(wěn)定性得以加強(qiáng)。一般來(lái)說(shuō)，將旋噴加固技術(shù)應(yīng)用于堤身軟土基加固過(guò)程中時(shí)，將能夠有效的提升堤身軟土基的承載力和穩(wěn)定性。

（4）振動(dòng)水沖處理加固技術(shù)。振動(dòng)水沖處理加固技術(shù)其加固原理是通過(guò)振動(dòng)器的運(yùn)用增強(qiáng)軟土的緊密性。在應(yīng)用振動(dòng)水沖處理加固技術(shù)時(shí)，首先在軟土基堤身上完成打孔，孔距為1m左右，打孔后完成孔內(nèi)的清潔。而后向孔內(nèi)注入填充材料，填充時(shí)分層填充并使用振動(dòng)器對(duì)填充材料進(jìn)行充分的振搗夯實(shí)，增強(qiáng)填充材料的密實(shí)度、強(qiáng)度。在對(duì)填充材料進(jìn)行振搗的過(guò)程中填充材料在振動(dòng)力的作用下將會(huì)與周邊土壤進(jìn)行充分的結(jié)合，原有的軟土結(jié)構(gòu)遭到破壞并形成新的土壤結(jié)構(gòu)，新的土壤結(jié)構(gòu)不論是在滲水性、抗剪切以及密實(shí)度方面都相較于原有的軟土有著巨大的提升，采用此種方法將能夠使得軟土基的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度獲得極大的提升。

（5）鋼筋加固技術(shù)。鋼筋加固技術(shù)應(yīng)用于軟土基加固處理中時(shí)其核心在于向軟土基中加入人工合成的過(guò)程材料，并以這些材料作為軟土基堤身的“鋼筋”骨架，人工合成工程材料的加入將打破原有軟土堤身的載荷分布，從而使得軟土堤身的載荷分布在“鋼筋”骨架的作用下分布更加均勻。從而有效地降低軟土基堤身的沉降。此外，在軟土基堤身中加入人工合成材料將使得軟土之間的連接更加緊密、摩擦阻力更大，從而使得軟土基堤身在抗側(cè)向結(jié)構(gòu)變形方面具有更強(qiáng)的能力，提升軟土基堤身的穩(wěn)定性。此外，通過(guò)在軟土基堤身中加入人工合成工程材料將能夠有效的控制堤身軟土基中土質(zhì)顆粒的位移，從而減少堤身軟基受外界作用力的影響而造成的變形情況的發(fā)生，同時(shí)也能夠?qū)浲粱躺淼某两颠M(jìn)行有效的抑制，實(shí)現(xiàn)對(duì)于軟土基堤身的加固。

（6）灌漿和水泥攪拌樁加固處理技術(shù)。灌漿和水泥攪拌樁技術(shù)其核心都在于向軟土基堤身中注入粘性較強(qiáng)的漿液，從而使得軟土基堤身中的軟土能夠與漿液進(jìn)行充分的結(jié)合，改善軟土的地質(zhì)情況，增強(qiáng)軟土基堤身的穩(wěn)定性。

3 軟土基堤身的防滲加固

滲透是破壞軟土基堤身的重要影響因素之一，在軟土基堤身的加固中需要積極做好軟土基堤身的防滲加固，增強(qiáng)軟土基堤身的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.1 軟土基堤身高聚物注漿防滲加固

高聚物具有材料穩(wěn)定、造價(jià)低、性能穩(wěn)定、材料韌性強(qiáng)等的特點(diǎn)，在使用高聚物對(duì)軟土基堤身進(jìn)行防滲加固時(shí)，利用靜力壓入設(shè)備將高聚物材料壓入到由專(zhuān)門(mén)的鉆孔設(shè)備所鉆孔洞中，鉆孔以1m為間隔沿著軟土基堤身軸向分布形成連續(xù)超薄型注漿孔模，將高聚合物注漿管與注漿孔模相連接，通過(guò)壓入高聚合物的方式將高聚合物壓入到注漿孔中，高聚合物通過(guò)與軟土發(fā)生一定的反應(yīng)后體積膨脹并充滿(mǎn)注漿孔洞從而形成高聚物薄片體，通過(guò)沿軟土基堤身軸線分布的高聚物薄片體連接成分布于軟土基堤身軸線的防滲幕墻，從而完成對(duì)于軟土基堤身的防滲加固。

3.2 堤壩基礎(chǔ)灌漿防滲加固作業(yè)

堤壩基礎(chǔ)灌漿采用高壓灌漿方式，將灌漿液沿著鉆孔以高壓方式壓入到灌漿孔周邊土壤中。在灌漿作業(yè)中利用鉆機(jī)沿著需要灌漿的區(qū)段進(jìn)行鉆孔作業(yè)，以1.5-2m的距離為灌漿孔間距，鉆孔深度為深入礫石層2m為宜，套管下到填土層必須要保持軟土基堤身的干燥，并使用黃泥對(duì)鉆孔進(jìn)行封口，只有如此才能夠完成軟土基堤身的防滲加固。

針對(duì)發(fā)生于軟土基堤身上的管涌封堵時(shí)主要采用的是低壓速凝灌漿作業(yè)法，通過(guò)這一處理方法能夠快速的完成管涌涌道的封堵。在進(jìn)行作業(yè)時(shí)使用鉆孔機(jī)在所需鉆孔位置處進(jìn)行鉆孔，待鉆到鉆孔出水后向鉆孔中持續(xù)壓入膨脹物質(zhì)，利用聚合物的膨脹特性對(duì)管涌涌道進(jìn)行封堵。在完成涌道的封堵后再以49kPa的壓力向鉆孔內(nèi)持續(xù)壓入加速凝固劑與玻璃砂漿，以此完成涌道的封堵。

劈裂式帷幕灌漿技術(shù)多應(yīng)用于堤身加固與堤身堵滲，防滲加固作業(yè)時(shí)主要采用孔底注漿、全孔灌注的方法，利用鉆井設(shè)備采用梅花形布孔或是直線布孔的方式沿堤壩軸線鉆灌注孔，孔距采用2m間隔為宜，孔深結(jié)合堤身高度與滲透點(diǎn)深度進(jìn)行決定，一般孔深需要深入到堤壩基礎(chǔ)1-2m的距離。完成鉆孔作業(yè)后對(duì)鉆孔進(jìn)行清潔而后向灌注孔加壓灌注灌漿液，灌漿時(shí)遵照少灌多復(fù)、自上而下、循序漸進(jìn)、從稀到稠的灌注原則，在灌注過(guò)程中結(jié)合灌注流速合理的控制灌注壓力。確保灌注漿液能夠在堤身內(nèi)形成一道強(qiáng)大的帷幕提高堤身的防滲效果。

軟土堤身主體由土壤堆砌而成，在對(duì)其進(jìn)行加固時(shí)首先需要沿堤身進(jìn)行鉆孔勘探，詳細(xì)了解軟土堤身內(nèi)的土質(zhì)情況，并結(jié)合軟土堤身土質(zhì)勘測(cè)情況合理的制定軟土堤身加固方案。如采用劈裂式灌漿加固法對(duì)軟土堤身進(jìn)行加固則需要結(jié)合軟土堤身的特點(diǎn)做出一定的改進(jìn)。首先在軟土堤身上鉆實(shí)驗(yàn)孔并在實(shí)驗(yàn)孔中進(jìn)行灌漿作業(yè)查看劈裂式灌注方式在軟土堤身所取得的效果，而后結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果制定出相應(yīng)的加固方案。在應(yīng)用劈裂式灌注加固方案時(shí)需要注意控制灌漿方案，灌漿壓力不得低于0.4MPa，并結(jié)合漿液灌注情況適時(shí)的調(diào)整壓力，避免因灌注不當(dāng)而導(dǎo)致的鼓起、冒漿、串漿、滑坡等的問(wèn)題，合理的壓力有助于漿液充滿(mǎn)整個(gè)空間，避免空洞的產(chǎn)生。利用劈裂式灌漿技術(shù)將在軟土堤身中形成一道橫向的屏障，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于軟土堤身的加固同時(shí)所形成的帷幕也能夠防滲。

4 結(jié)束語(yǔ)

軟土基堤壩在水利工程中應(yīng)用較多也較為廣泛。做好軟土基堤壩的防滲加固對(duì)于提高軟土基堤壩的穩(wěn)定性與可靠性有著極為重要的意義。本文在分析軟土基堤壩堤身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好軟土基堤壩的防滲、加固進(jìn)行了分析闡述。做好軟土基堤壩的防滲加固有助于提高軟土基堤壩的穩(wěn)定性與可靠性，保障軟土基堤壩的安全使用。

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