堤坝地基及坝体处理方法和加固措施

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改革开放以来，水利工程建设的发展逐渐加快，同时水利工程中施工的工程装备、技术、工艺以及材料等都取得了较大的成就和进步。随着科学技术的蓬勃发展，越来越多的新技术在水利建设中不断地被应用，也进一步提高了水利工程的施工质量。堤坝区别于其它建筑物，是水利建筑防洪的重要设施，也是防止水汛发生的关键，因此堤坝质量的好坏不仅影响了大坝的安全，对于经济建设的发展也有重要的影响。

1 水利工程中常见的堤坝地基处理方法

水利工程在施工过程中采用的软土地基处理技术要根据实际情况来确定。通常来说，如果施工对象是含有有机质成分较高的泥炭、泥沼软土基层，则采用换填、抛石挤淤、设置排水板等处理技术是比较常见的;如果软土基层是由亚沙土、黏土等构成的，就需要根据具体的土层特点来选择处理技术。现阶段，在水利工程项目中比较常用的软土地基处理技术主要有化学加固技术、排水固结法以及换填法等。

1.1 置换法

一般来说，在施工中遇到较为薄弱的软土层时，通常采用沙土与水泥等材料对其进行替换，以此来满足施工的要求。换填法在软土地基处理中主要做法是挖走基础地面一下同时深度较浅范围内的软土层，然后再逐层填充矿渣、碎石、素土等，同时进行分层夯、压以及振动工序，以此来提高部分基地的密度。为了提升地基稳定性，需要选择质地坚硬、抗侵蚀能力较强、稳定性好同时强度较高的填充物。原因在于替换土质可能造成成本的增加，并且渗透比率将会增大，因此实际施工中提倡采用原地土回填泥土。

这样不仅能显著降低成本费用，对于防渗工作也具有积极的影响。因此应用较为广泛，通常用在较浅的地基中，如处理暗塘、杂填土、淤泥质土以及暗沟等地基。同时对于某些地方的特殊地基也具有较好的作用。为了加强在水利施工中换填处理技术的应用以及促进换填技术在处理软土地基中的作用，施工中要按照实际情况来选择使用相对应的垫层材料。

1.2 硅化加固法

水利工程建设中运用的化学加固技术是指将化学材料掺进石灰、水泥及水泥砂浆等施工材料中，能显著提高地基承载力、强度、稳定性同时在软土地基的处理中还能发挥其固结的作用。硅化加固法主要材料是CaCl2与Na2O·nSiO2的溶液，然后通过网状孔洞的注浆管将其逐渐加入到土层中，通过两种溶液在土层中发生的一系列化学反映，使之出现一种火花胶凝的物质，从而显著提高土质的粘结力。

1.3 排水固结法

排水固结法指的是在地基中打入塑料排水板或沙井，接着在其上部采用真空预压或堆载预压，从而排出粘土中的水，有利于提高地基承载力以及土质的固结度。排水固结方法这种处理技术通常是由加压与排水两个重要的部分组成。首先将软土地基里的水分排出，从而加快孔隙水排出的速度，同时降低了超静孔隙水压和孔隙比，因此可以提前完成土体的沉降以及固结土体变形，最终显著增强了地基的整体承载能力及强度。

在排水系统中需要充分利用土层本身的透水性质，对其进行合理的排水设置，并且利用该设置对其进行集中排水。在饱和土层中以及软弱土层中使用排水固结技术可以显著地增加地基整体稳定性，但是不宜用在渗透性较低的泥炭土层中。在水利建设中利用排水固结法处理软土地基时，通常采用的技术主要有电渗排水技术、堆载预压技术、真空预压技术以及砂井法等。

1.3.1 砂井法

主要用于软粘土中，其特点是透水性较低，所以在其固结排水管时需要铺设砂井上的砂土同时还能够显著提高排水速率，使得地基更为牢固。

1.3.2 堆载预压技术的应用

该方法主要用于软粘土，通过加载砂石活着预压的填土物质使得该地基进行沉降，使之能够对地基进行快速地固定。因此，堆载预压法要想在在水利建设的地基处理中顺利应用，首先需要控制好加载速度，同时还要进行分级加载，避免预压造成地基稳定性丧失。

1.3.3 真空预压法

适合用于不含透水层的软粘土地基中，做法是在砂井上的砂层用密封膜将其覆盖，同时利用真空装置将砂层里面的气体抽出，使得土体中的水流出的同时固结土体。

1.3.4 电渗法

其主要用在粘性低、地下水位低的软土地基中。

2 堤坝防渗的加固措施

现如今在国内外采用的防渗处理技术主要有振动沉模防渗板墙技术、混凝土的防渗墙技术、复合土工膜的防渗技术、高压喷射灌浆的防渗技术、套孔冲抓回填防渗墙技术等，用来对水库进行排险加固。

2.1 对于振动沉模防渗板墙技术的应用

其应用原理主要是利用高频率及大功率的设备吊装空心钢模板使之进入大坝地层，紧接着用防渗的砂浆或混凝土填充，这样形成较为坚固的防渗墙体。其优点主要有进度快、工序较为简易，缺点是有局限性。如今一些坝坡较陡，粘土斜墙质量差，因此在施工过程中容易出现较大的震动，并且容易对大坝造成二次伤害，因此在老化的大坝除险加固工程中不宜用此方法。

2.2 混凝土防渗技术

该技术较早的应用于水利建设中，其缺点主要是工序比较繁复，通常在大坝渗漏处造槽时必须使用造槽设备，然后清孔的同时进行换浆，保证在造孔中的孔内泥浆面需要满足导墙顶面下三十到五十公分的位置，另外也要严格控制槽孔嵌入基石的深度，最后将严格审核后的混凝土在4h内浇入，这样建造的混凝土墙可以防止渗漏。现如今，混凝土的防渗墙技术已经得到较为广泛的应用。

2.3 对于劈裂灌浆技术的应用

其作用原理是依靠灌浆压力在坝体劈裂的同时向坝轴线方向灌入泥浆，这样形成的防渗泥墙较为坚固，然后在堵塞坝体漏洞时填充切断的软弱层，从而进一步加强坝体的防渗能力，由于浆、坝的湿陷与互压，造成温化变形，因此需要对坝体内部应力重新分布，进一步的稳定坝体，从而密实浆脉两边土体。目前土坝坝体劈裂灌浆逐渐用于高上坝，在一些特殊情况下可以同时劈裂地基与坝体，这样可以形成深入地基的防渗帷幕。因此为了加固堤身以及防止堤身渗漏通常采用劈裂式帷幕灌浆的方法，特别适用于施工土质差、碾压不密实的堤坝。

2.4 高压喷射防渗墙

该技术主要适用于坝体存在裂缝的地基。采用高压喷射法将混凝土喷入坝基的覆盖层，例如存在覆盖层扰动的现象，则需要融合浆液与被灌层的颗粒，从而最终形成更为坚固的堤坝的防渗墙，更好地保护了原有的墙体。

3 结语

综上所述，堤坝是水利工程防洪中的重要设施之一，随着经济科技的发展，对于水利工程的需求越来越大，同时对于质量要求也越来越高。因此，如何对堤坝坝体和地基进行加固是水利工程建设的关键。现阶段，水利工程的施工技术方法有很多，但是需要依照实际情况来选择更加科学合理的技术，因此需要相关技术人员不断努力，为我国的水利工程建设更快更好的发展做努力。

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