[发明专利]土石坝基础深厚软土处理方法及土石坝

说明书

本发明涉及一种土石坝基础深厚软土处理方法及土石坝。土石坝基础深厚软土处理方法为确定坝基开挖面，该坝基开挖面整体呈槽状，槽底面对应大坝防渗体部位并深至软土层以下，槽底面上、下游的槽壁均为向槽底斜向下倾斜的边坡；在坝基软土开挖前，先在上部对在大坝防渗体部位上、下游的基础上进行振冲碎石桩施工，桩孔穿过坝基开挖面，且坝基开挖面以上只成孔不回填碎石，仅在坝基开挖面以下回填碎石，坝基开挖面以下形成碎石桩；如果开挖面下方软土不进行处理，软土边坡无法稳定，施工难度也很大；而且一般深厚软土开挖的难度很大，故先用碎石桩进行处理后，才能保证开挖边坡的稳定，具备开挖将大坝核心防渗体放在非软土基础上。

技术领域

本发明涉及一种土石坝基础深厚软土处理方法及土石坝。适用于水利工程中土石坝坝基深厚软土的处理。

背景技术

土石坝是筑坝历史最悠久的坝型，因为其基础适应性强、坝料就地取材经济性好等突出优点，也是应用最为广泛的坝型。在(处理后)满足变形、抗剪强度、渗透稳定及渗漏量等要求的情况下，土石坝可以利用覆盖层作为坝基，如瀑布沟水电站心墙堆石坝最大坝高186m，建基于厚达70余米的砂砾石覆盖层上。但对于一些特殊土地基，如软土地基，由于其透水性小、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高，工程特性恶劣，通常只能修建低坝。根据国内已建工程资料，其高度一般较少超过25m。随着地基处理方法的发展和工艺水平的提高，软土地基上建坝的高度也在提高。

软土地基处理的目的主要是提高地基强度，降低压缩性，减少沉降及不均匀沉降，防止大坝产生滑动破坏和产生大的裂缝。常用的处理方法有换土法、设镇压台法、排水井法、振冲碎石桩法等。换土法一般在软土层厚度不大时采用，对于基础深厚软土，由于软土强度极低，如进行开挖换填，要保证软土深基坑边坡稳定难度极大，软土开挖施工难度也非常大，施工成本高，既不经济也不合理；镇压台处理方法，国内外均广泛运用，但一般适用坝高不超过10～15m；排水井法适应复杂地基的能力差，无法穿过或绕过软基中的孤石等障碍物，而且砂井处理深度有限，一般在30m以内。振冲法最早被用来加固和处理砂土地基，近些年来，国内外一些研究人员将振冲碎石桩复合地基的方法应用到软土处理中，取得了良好的效果，振冲碎石桩复合地基在国内外水电工程基础处理中已经得到广泛应用。但截至目前，国内外已建或者在建的软土地基上的土石坝均未超过55.0m，坝基软土厚度一般在20～25m以内，对于深厚软土地基(35～40m)，高土石坝建设仍存在较大困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种土石坝基础深厚软土处理方法及土石坝，以保证坝基沉降变形及抗剪强度满足大坝安全的要求。

本发明所采用的技术方案是：一种土石坝基础深厚软土处理方法，其特征在于：

确定坝基开挖面，该坝基开挖面整体呈槽状，槽底面对应大坝防渗体部位并深至软土层以下，槽底面上、下游的槽壁均为向槽底斜向下倾斜的边坡；

在坝基软土开挖前，先在上部对在大坝防渗体部位上、下游的基础上进行振冲碎石桩施工，桩孔穿过坝基开挖面，且坝基开挖面以上只成孔不回填碎石，仅在坝基开挖面以下回填碎石，坝基开挖面以下形成碎石桩；如果开挖面下方软土不进行处理，软土边坡无法稳定，施工难度也很大；而且一般深厚软土开挖的难度很大，故先用碎石桩进行处理后，才能保证开挖边坡的稳定，具备开挖将大坝核心防渗体放在非软土基础上。

根据确定的坝基开挖面进行开挖换填。

所述振冲碎石桩采用梅花型、菱形或矩形布置。

所述振冲碎石桩的成孔深度从对应大坝防渗体部位往上下游逐渐变浅(根据坝基变形及边坡稳定要求，确定需要变浅或不变浅)。