周涛

（贵州省水利水电工程咨询有限公司，贵州 贵阳 550000）

0 引言

随着我国水利工程行业的快速发展，在施工过程中经常会遇到软土地基。与普通水利工程地基相比，软土地基含水量大，承载能力弱，在外力作用下收缩力强，内部疏松，内部空间大，软土地基更容易压缩。作为水利工程的基础，地基有着无可比拟的重要性，其质量直接影响着水利工程的使用寿命。如果没有坚实的基础，即使路面牢固，也会出现问题。此外，地基条件的质量直接影响地基的类型和基础设计方案、工期的长短和工程投资的大小。若地基不能满足相关强度要求则需要对其进行人工加固，现阶段基土加固中仍然存在强度和稳定性不足、压缩和不均匀沉降、渗漏等问题。由于软土的强度低、可压缩性强，且孔隙率较大、含水量较高，因而在进行工程建设期间，如果不对下部软弱土层做出有效的处置，势必会影响到上部混凝土面板堆石坝的安全性与稳定性[1]。鉴于此，施工过程中应加强对软土地基的研究，积极做好软土地基的处理工作，消除上部工程项目存在的安全隐患。

1 混凝土面板堆石坝常见的病害与成因分析

首先，趾板作为坝体的重要组成部分，经常出现较大的裂缝，尤其在坝体施工环节中，一旦趾板裂缝不能得到有效的处置，将严重影响到堆石坝的安全性。导致趾板出现裂缝的原因主要有两点：一方面是由于基面岩体平整度较差，在受到施工期间震动作用的影响下，出现了裂缝；另一方面是由于趾板内部的伸缩缝设计缺乏合理性，在受到温度等因素的影响下，出现了较大的变形，并伴随裂缝问题的出现。其次，面板出现变形破坏问题。具体施工期间，在面板的下部位置，由于碾压振动等施工技术应用不合理，就可能导致此类问题的出现。同时，如果垫层料的粒径颗粒较大，在受到施工周期等因素的影响下，会发生不均匀沉降问题，这也将导致面板出现变形破坏问题[2]。此外，止水出现破损。施工期间，如果不能控制好止水位置混凝土的密实度，或者止水部位存在着搭接不到位等问题，都将导致止水发生破损，进而使渗漏加剧。

2 混凝土面板堆石坝施工技术要点分析

（1）工程施工之前，应重点控制放线工作与挤压边墙坡面修整工作的质量。同时，还要开展脱空检查。坡面偏差应控制在±25mm 之内，坡面修整完成之后，要做好测量验收。

（2）上述工作完成后，要进行面板钢筋与模板安装。对于面板钢筋的安装，要严格按照设计图纸的型式与规格要求进行，既可在加工厂内部进行安装，也可在施工现场进行安装。在进行模板安装工作期间，应重点控制侧模的制作与安装质量。

（3）模板安装完成后，要着手开展面板混凝土的浇筑。这一过程中，要严格把控混凝土性能指标，并选用合理的浇筑与振捣工艺。图1 为堆石坝面板混凝土浇筑。具体浇筑工作期间，宜将混凝土的坍落度控制在5~9cm。施工时要结合现场施工进度，做好混凝土的运输，不能出现浇筑中断等问题的发生。一般来说，每块面板的上部都会布置2 个卸料斗，并且下面与两道溜槽进行连接，溜槽分段安装于钢筋网上。

图1 堆石坝面板混凝土浇筑

（4）上述工作结束后，要进行收面。当滑模滑升后，要立即开展第一次人工木模收面。这一过程中需要用到2m 靠尺刮平，并对面板平整度做出检查。在进行二次收面工作时，要及时拆除侧模板上安装的模板，同时还要对缝面做出修整。

（5）当混凝土强度达到设计要求之后，要进行拆模和养护。养护过程中要结合工程现场的气候、温度等条件，选择合理的养护方式，科学控制养护试验[3]。

（6）止水施工。止水施工极为关键，对于缝面施工而言，要利用角向磨光机等设备对“U”形槽等位置进行冲刷，并去除表面的杂物，之后再进行擦干、刷底胶等操作。止水施工期间，要控制好搭接问题，并确保止水位置混凝土浇筑的密实度，防止渗漏问题的发生。

3 软土地基常见处理技术分析

首先，水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）技术。该技术在软土地基的处理方面有较为广泛的应用，施工之前需要在水泥中添加适量的粉煤灰、石屑等材料，同时还要添加碎石、砂和水等，并对其进行拌和。之后，再用成桩机械进行施工。使用该方法进行软土地基处理时，有成孔效率髙、污染小、噪声低等优势，同时施工质量容易得到控制。其次，爆夯技术。以往在使用强夯技术进行软土地基的处理时，经常受到软土层厚度的限制，使得强夯技术的应用效果较差。在此背景下，爆夯技术应运而生。该技术的应用打破了软土层厚度方面的限制，同时施工费用低，能够有效降低施工工期。对于爆炸法、强夯法而言，其原理都是动力固结，通过施加动载荷的方式，进而提高地基承载力。另外，在进行软土地基的处理期间也有用到双向拌桩技术。该技术通过对动力传动系统进行改良，使用了一心两轴钻杆技术，能够有效提高搅拌质量，提高桩机施工效率[4]。除此之外，软土地基处理期间也有用到换填技术、排水固结技术、砂桩技术以及粉喷桩技术等，这里不再一一赘述。

4 混凝土面板堆石坝的处理方法与措施

软土地基的存在，严重影响到上部建筑物、构筑物的安全性能。同时，我国疆土广阔，软土分布较广，如何做好软土地基的处理一直是土木行业从业者关心的问题之一。随着施工工艺与机械领域的不断发展，在进行软土地基的处理工作期间，新理论、新设备、新技术被源源不断应用到施工工作中，有效提高了软土地基的处理质量。对于面板堆石坝而言，主要建设在江、河、湖边，这些区域的地基以软土为主，因而施工过程中应重点做好软土地基处理[1]。

4.1 全挖法

施工期间，通过将软土全部清除掉，使得坝体直接置于基岩之上，进而提高了地基的承载能力，同时增加了坝体的稳定性、可靠性。但是，这一方法的开挖施工面较大，因而施工时需要消耗大量的人力、物力与财力，并且出渣问题如果得不到妥善的解决，也可能引发环境污染问题。除此之外，基础开挖完成之后，会形成一个较大的深基坑，一旦遇到强降雨天气，会引发排水问题，同时也将导致基坑的护壁加固难度增加。

4.2 固结灌浆法

由于河床下部砂砾石部分有良好的承载能力，在进行工程建设期间，为了降低河床趾板以及防渗墙的应变量，通常需要对坝基上游部分进行固结灌浆处理，以此提高堆石坝施工质量。具体施工期间，基础固结灌浆主要使用的是水泥等材料，施工时需要向水泥浆液中添加化学外加剂，并利用专用的泵送装置，把化学外加剂输送至相应的地层内，使之与水泥浆液充分的混合[5]。灌浆过程中，要避免窜冒浆等问题的出现，以免影响施工质量。固结灌浆法如图2 所示。

图2 固结灌浆法

4.3 强夯法

强夯法施工过程中，需要将夯锤上升至6~30m 的高空，并使其自由下落，借助夯锤的自身重力，达到夯实土体的目的。土体在受到夯实作用之后，其内部的孔隙被压缩，夯点四周将会形成裂隙，为土体内部所含水的外逸提供了通道。随着内部所含水的不断外溢，使得土体的承载力不断增大。强夯法主要用于碎石土、砂土的地基处理，在软土地基中，如果土体成分主要以低饱和度的粉土、粘性土为主，可用此方法进行地基处理。除此之外，如果地基为湿陷性黄土、杂填土等，也可用此方法进行处置。相比于其他地基处理方法而言，该方法所用设备较为简单，且处理工艺简单[6]。强夯法如图3所示。

图3 强夯法

4.4 振冲法

在进行粉质黏土、淤泥质土以及素填土等地基处理工作时，也有用到振冲法进行地基处理。如果施工现场软土地基为黏性土、黄土，且抗剪强度不小于20kPa，那么在应用振冲法进行地基处理时要开展前期的现场试验，以确定该方法的适用性。振冲法应用期间，需要利用振冲设备的强力振动性能，进而使得饱和沙土层发生液化，土体内部的颗粒重新排列，孔隙率降低。目前，振冲法在坝基处理工程中有着广泛的应用，且从应用效果来看也比较良好。采用振冲法进行施工时，对于设备、工艺的要求相对简单，且造价方面有较大的优势。其中，表1 所列内容为上述4 种处理方法的使用范围及优缺点。

表1 软土地基处理方法及优缺点

4.5 其他方法

除了上述4 种方法之外，在进行混凝土面板堆石坝施工时，也有用到旋喷法以及预压法等技术。一方面，软土地基处理可采用旋喷法。旋喷桩能够显著改善地基承载力，同时旋喷机还能进行定向喷射，进而形成连续墙。除此之外，所使用的旋喷桩还能进行联锁桩施工，进而提升地基的防渗能力。旋喷法可用于粉细砂、固软黏土地基处理。但是，如果地基中的有机质成分含量较大，那么其加固效果不好，施工时需要结合现场情况合理选用施工方法。另一方面，也可采用预压砂井法进行软土地基处理。在预压砂井法中，利用加压系统、排水系统等，加速地基土孔隙水的排除速度，进而使得地基的有效应力不断增大，最终达到硬化固结的效果。但是，这种方法有相应的局限性，比如孔隙水的排除时间较长，施工所用工期较长等。一般来说，预压法主要用于处理地基沉降问题，用以提高地基的稳定性。在大多数混凝土面板堆石坝工程中，由于预压法的固结效果难以满足设计要求，且施工工期较长，因而适用性受到限制。

5 结语

软土地基由于受到自身土体性质的影响，如果不对其进行合理的处理，势必会影响到上部工程的稳定性、安全性。在进行混凝土面板堆石坝施工时，要采用合理的处理方式，做好软土地基的处置，提高地基强度与承载能力，确保上部构筑物的安全性。