务坪水库软基筑坝基础处理技术

本文通过离心物理模型试验、有限元固结计算、坝坡稳定数值分析和振冲碎石桩生产性试验，确认了振冲碎石桩加固软基、修筑14m高的反压平台预压固结和分期施工综合应用方案修建务坪水库的可行性与有效性。经过精心设计和施工，2001年5月大坝顺利封顶，目前运行正常，表明振冲碎石桩处理软基是成功的。

饱和软土具有高压缩性、高灵敏度、高流变性和低强度、低渗透系数的工程特性，因此在软基上施工面临着孔压过高、变形过大、抗力过小的难题。在堤坝施工期间，如果上坝速度过快，软基内的水无法及时排出，会使地基孔隙水压力升高，有效应力降低，进而导致坝体产生开裂、滑坡或者地基失稳等事故。技术人员一直在寻找有效的工程措施，通过对软基进行处理来保证大坝的安全，主要方法有设置砂井加快排水、控制上坝速度、分期施工提高软土的固结度和振冲碎石桩处理地基等方法。过去一般认为振冲碎石桩不适宜加固软弱黏土，被加固的软土需要具有20kPa以上的天然不排水抗剪强度。

刘复明等[1]通过试验和研究发现，如果加大置换率，加速桩间土的排水固结，碎石桩仍可在淤泥地基中使用，可提高地基承 载力0.2～2.5倍。近年来，利用高置换率振冲碎石桩处理软弱黏土地基的工程实例逐渐增多，但是在大坝坝基处理中却仍然少有应用。云南务坪水库采用振冲碎石桩处理其厚达33.0m的湖积软土地基，大坝填筑完成已有3年，运行和沉降观测都表明效果很好。本文主要介绍务坪水库软基加固处理方案及其验证，以及振冲碎石桩的检测结果。1 工程概况　　务坪水库位于云南省西北部的华坪县境内，为中型三等工程，水库总库容4990万m3，主要用于农业灌溉。拦河坝为黏土心墙碾压堆石坝，设计坝高52.00m，坝轴线长210.00m，坝体最大横断面282.00m，坝体典型剖面见图1。

图1　务坪水库大坝剖面

务坪水库坝址区的地质条件十分复杂，分布着滑坡群和深厚湖积软土层。坝轴线上游左岸分布有体积达10万m3的3号滑坡、9号滑坡，右岸分布有5号滑坡及可能滑坡体积达23万m3的不稳定山体。右坝肩存在2号和4号滑坡，右坝肩下游侧为滑动面宽42m、体积123万m3的1号滑坡。坝轴线上游分布着面积超过0.4km2湖积层软土，其最大埋深33.0m，一般埋深达20.0m，而且这种软土远远没有达到自重固结，孔隙比在1.5～2.0之间，天然含水量一般为60%～80%，呈流塑状，不排水抗剪强度cu不到20kPa。　　在软土地基上修建最大坝高52m的大坝，国内外还没有先例，已建成的加拿大Lornex尾矿坝坝高43m[5]、我国浙江绍兴汤浦水库坝高37.2m[2]，均小于务坪大坝的高度。国内外软基筑坝工程实例见表1。