□周維海

海田水庫位于河北省唐山市樂亭縣湯家河鎮(zhèn)濱海地區(qū)海田村東，占地面積3008畝，設(shè)計水深3.5m，總庫容644萬m3，可集蓄上游水庫調(diào)水、上游稻田棄水和大氣降水形成的地面徑流，改善周邊4萬畝鹽堿耕地用水條件，并為樂亭縣臨港工業(yè)園區(qū)企業(yè)提供水源。

1.大壩軟基處理方法

濱海地區(qū)土質(zhì)承載力低，抗剪強(qiáng)度差，具有高靈敏度，為高壓縮性土。為增加地基土的強(qiáng)度和剛度，除采用預(yù)制打樁、灌漿等方法外，常用的處理方法還有換填、結(jié)構(gòu)墊層、堆載砂井預(yù)壓、真空預(yù)壓、深層攪拌和灌注樁等，各種方法各有優(yōu)長，因而在一個地基處理工程中往往采用兩種或兩種以上處理方法。土工織物除具有上述各類方法所不具備的重量輕、運(yùn)輸方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、排水效果好、對土層擾動小的特點(diǎn)外，還具有安裝方便、工效高、勞動強(qiáng)度低、施工費(fèi)用省、適應(yīng)地基變形的性能優(yōu)點(diǎn)。在壩基基底處鋪設(shè)土工織物可以對水庫大壩起到約束、隔離作用，還可提高壩體的整體性和壩基底的剛度。

2.大壩斷面設(shè)計與土工織物選型

水庫堤頂寬6m，路面硬化寬5m，堤頂外側(cè)坡肩處設(shè)路緣石。水庫設(shè)計水深 3.5m，設(shè)計水位 1.35m，庫底高程-2.15m。水庫大堤迎水坡1∶3，高5.0m，坡肩處設(shè)混凝土防浪墻一道，墻高0.6m，迎水面設(shè)5.2m×5.24m×0.15m厚混凝土板護(hù)坡，混凝土板下設(shè)100mm厚碎石墊層，坡腳處漿砌石護(hù)腳；混凝土板護(hù)坡和碎石墊層下鋪設(shè)一層復(fù)合土工膜；背水坡1∶4，通過栽植紅柳等措施保護(hù)。

可用土工織物加筋后的地基承載力計算公式選擇土工織物。

P=αCNCB+T（2sinθ+βNgb/r）+rDNgb

式中：P——每延米荷載，kN/m；

α、β——地基形狀系數(shù)，一般α=1，β=0.5；C——土的黏聚力，kPa；

NC、Ng——承載力系數(shù)，一般NC=5，Ng=1.39；

b——基礎(chǔ)寬度，m；T——土工織物抗拉強(qiáng)度，kN/m；

θ——基礎(chǔ)邊緣與土工織物傾角，一般取 10°～20°；

r——假想的“網(wǎng)兜”半徑，m；γ——土的容重，kN/m3；

D——填土下沉及側(cè)向隆起，m。

經(jīng)計算，土工織物抗拉強(qiáng)度達(dá)到9.2kN/m即滿足要求。采用的聚丙烯編制布幅寬1.1m，可根據(jù)需要縫接軟體排，實(shí)際施工中，主要采用 40m×100m和40m×50m兩種軟土排。

3.處理方案及施工方法

3.1 換填法

此法適用于旱溝和淤泥厚度小于1.0m的有水潮溝。首先是旱溝，施工時，應(yīng)沿壩基及壩腳前后20m范圍內(nèi)進(jìn)行詳勘。旱溝處理時，首先用挖掘機(jī)清除淤泥直至粉砂層，待基礎(chǔ)含水量為23%～24%時進(jìn)行碾壓，在其上按設(shè)計要求的鋪土厚度分層碾壓填筑至地面。如需挖到地下水位時，集中機(jī)械快速開挖，迅速回填土料，第一層厚0.5m～1.0m，即可壓住孔隙水，其上按要求回填。其次是有水潮溝，處理長度86m，寬58m，淤泥層厚約1.0m。處理時在潮溝兩端搭設(shè)圍堰后，排干溝內(nèi)明水，在溝兩岸各打一排井進(jìn)行井點(diǎn)降水，井徑0.5m，深15m，井距15m。用泥漿泵抽出上層淤泥后的1個月內(nèi)控制地下水位并晾曬，待溝底部土壤含水量降低至符合要求后，直接上土分層碾壓筑堤。

3.2 鋪土工織物軟體排法

對于另外3條較大的潮溝，本工程結(jié)合實(shí)際，采用排干溝內(nèi)明水后直接鋪土工織物軟體排法的方法，施工步驟如下：一是修筑施工圍堰，圍堰頂高程與地面相同，堰頂寬6m,邊坡1∶2。二是排溝內(nèi)明水。三是鋪土工織物軟體排，在預(yù)鋪軟體排位置兩側(cè)分別挖集水坑。首先在一岸將軟體排沿溝岸埋入已挖好的齒槽內(nèi)固定，然后向另一岸鋪設(shè)；軟體排另一側(cè)不固定，保證其上填土?xí)r能與溝底緊密接觸。平行溝走向的軟體排連接方式為搭接，搭接寬2～3m。四是填土筑堤，第一層填土因地基突然加荷載及機(jī)械運(yùn)動可能引起土體失穩(wěn)，應(yīng)適當(dāng)加大填土厚度，一般為0.8m～1.0m。各層填土厚度大體相同，避免軟體排下土體受力不均而產(chǎn)生移位。以后的填土作業(yè)按壩體填筑要求分層碾壓施工。

4.處理效果

施工期對水庫軟基處理壩段的壩體進(jìn)行了沉降觀測，壩體內(nèi)各點(diǎn)沉降速度一致，無不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生，壩基承載力滿足施工期荷載要求。經(jīng)過幾年正常運(yùn)行期的沉降監(jiān)測，大壩沉降幅度滿足設(shè)計要求?！?/p>