韩信沟大坝坝基处理设计方案有施工比选

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1、韩信沟大坝坝基处理设计方案比选张瑞洁（运城市水利勘测设计研究院，运城044000）摘要：通过对韩信沟水库大坝坝基处理方案的对比选择，提出了应对特殊坝基土——液化土层（软基）的可行方法：连续粉喷桩墙，并介绍了其施工方法。使用此技术能封闭液化土层，并使软土硬结，加固成为稳定土基，为水库大坝坝基处理提供了有益的经验。关键词：坝基处理；粉喷桩；加固1.工程概况韩信沟水库位于山西省运城市盐湖区东城区，水库上游为八一水库，属黄河流域涑水河水系，流域范围属黄土丘陵沟壑区。水库属小⑵型水库。工程等别为Ⅴ等，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。韩信沟水库属新修水库，具体位置位于八一水库下游700m处(邑东路)

2、。水库的修建是根据市政府规划要求，为了解决运城市东城污水处理厂中水排放问题，最终增加蓄水库容。结合地形及当地材料，大坝采用均质土坝，最大坝高8.8m，坝顶长114m，坝顶宽10.0m，坝顶高程356.0m，大坝上游坡比1:3.0，下游坡比1:2.5。大坝工程规划水面线354.5m，可增加蓄水62.5万m3，工程建成后，弃水可以有效利用，并减少了弃水排放对下游农田及其它设施的淹没损失。水库地下水位较高，据当地材料结合勘察测量，距地面仅0.7m。根据《中国地震动参数区划图》，本区的设计地震动峰值加速度值为0.10g。根据《地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表》，本区地震基本烈度为Ⅶ度。1.坝

3、基工程地质⑴、坝基土组成及物理力学性质指标根据勘察结果，坝基土由低液限粉土组成，根据物理力学指标可分为4层：第①层低液限粉土：主要由低液限粉土组成，浅黄色，湿，中密，上部含大量植物根系。地基承载力建议采用值90kPa；第③层低液限粉土：主要由低液限粉土组成，浅黄色，湿，稍密，局部含少量黄色锈斑。地基承载力建议采用值110kPa；第④层低液限粘土：主要由低液限粘土组成，浅黄色～褐黄色，湿，中密，局部夹薄层粉砂，含少量黄色锈斑。地基承载力建议采用值150kPa；第⑤层低液限粉土：主要由低液限粉土组成，褐黄色，湿，密实，局部含少量黄色锈斑。地基承载力建议采用值170kPa。⑵、液化判别由勘察土工试

4、验成果表可知：第①层坝基土为低液限粉土，其地质时代为第四系全新统冲、洪积物，粘粒含量为7.5～23.9%。第③层低液限粉土，其地质时代为第四系上更新统冲积物。第④层低液限粘土，其地质时代为第四系上更新统冲积物。第⑤层低液限粉土，其地质时代为第四系上更新统冲积物。根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录P.0.3初判：第①层为可能发生液化的土层；第③、④、⑤层为不液化土层。对第①层进行复判及液化计算，其成果见表。液化判别及计算成果表勘探点编号试验点深度（m）实测标贯击数（击）地下水位（m）粘粒含量Pc（%）液化临界标贯锤击数N0液化判定ZK22.000.723.9不液化

5、3.503.70.715.64.42液化5.0040.77.84.39液化ZK32.000.717.2不液化3.5020.714.14.37液化5.006.30.77.54.46液化由上表可知：坝基土会产生液化，第①层全新统坝基土按液化土考虑。根据勘察结果及土工试验得出，大坝坝基土土层存在液化，地基承载力低，必需对坝基进行处理，以保证大坝建成后水库的安全与稳定。1.大坝坝基处理方案的比较与选定大坝坝基第①层低液限粉土（Q4al+pl）存在液化的可能性，对坝基的处理拟定三种方案，分别是：开挖换土、强夯及粉喷桩。现对每种方案一一进行介绍：方案一：开挖换土（挖除置换法）对判定可能液化的土层,应尽可

6、能采用挖除置换法。挖除置换法是将地基基础底面以下一定范围内的软土层挖除，然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实,形成良好的持力层。从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。应用于本工程，开挖换土即对第①层5.2m深全部开挖运走，再进行分层夯实回填。方案二：强夯法（动力固结法）强夯法又名动力固结法，或动力压实法，是反复将10～40t的重锤提到高处使其自由落下，落距一般为10～40m，对地基土施加很大的冲击能。在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降

7、。强夯法多用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯法用于处理砂土液化地基可以取得良好的处理效果，处理深度一般不超过8米，具有设备简单，施工便捷，适应范围广，节省材料，降低投资，工期短等优点。方案三：粉喷桩粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩，是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法。粉喷桩是采用粉喷桩机成孔，运用粉体喷射搅拌法（粉喷法）原理，利用压缩空