到目前为止，在软土上修建尾矿坝的例子还不多。如需在软土地层上筑坝，应详细查明地层情况，并采取必要的处理措施。下面简要介绍我国在软土地基上修建尾矿坝和坝的一些处理措施。

第一，改变土壤的方法

换土法就是把所有的软土都挖掉，换成高强度的土料。能从根本上改善基础，不留后患，是最彻底的处理方法。但只适用于软弱土层位于地表，厚度较薄，便于施工的情况。

二、背压法

反压法是在坝体两侧填筑重力平台(图1)。在这种附加荷载的作用下，坝侧基础被挤出和抬升的潜力得到平衡，从而增加了基础的稳定性。这种方法虽然施工简单，但土方量大，适用于低初坝。

图1反压法加固示意图

反压平台一般采用单步形式，其高度和宽度应通过稳定计算确定。可采用滑弧法进行稳定性分析计算，如图2所示。

图2滑弧法计算示意图

抗滑稳定安全系数按公式(1)计算。

(1)

式中ks——抗滑稳定安全系数，根据大坝的重要程度由表1确定；

MK-抗滑力矩；

MH-滑动力矩。

表1土石坝安全系数k

负载组合

(1)滑动力矩Mh的计算

从图2可以看出，由于左右对称，基础的滑动力距离相互抵消。而大坝反压平台可以分成几个规则的几何图形，滑力距离可以按下式计算。

(2)

其中wi-每个块的重量t由浸润线以上的湿堆积密度和以下的饱和堆积密度计算得出；

Xi——各块重心到滑弧中心的水平距离，m

(2)抗滑力矩Mk的计算

抗滑力矩Mk可分为五部分。

MK =(mτ)k+(mφ1)k+(mφ2)k+(mφ2)k(3)

(Mτ)k为基础抗剪强度产生的抗滑力矩。如果基础强度用十字板强度表示(SC = C0+λ z)，则:

(4)

式中r --滑动弧半径，m；

C0——天然地基十字板的强度增长线与地面线之间的截距(图2)，t/m2；

λ——天然地基叶片强度增长线的斜率；

y——滑弧中心到坝底的距离，m；

——滑弧至坝底的距离，m；

θ——坝底切割圆弧对应的圆心角和弧度；

z-计算点基础深度，m。

如果地基强度在平面上不一致，如图2所示可分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ段，则(Mτ)k应按式(5)计算。

(Mτ)k =(Mσ)k+(Mσ)k+(Mσ)k+(Mσ)k+(Mσ)k+(Mσ)k(5)

式中(mτⅰ)k+(mτⅱ)k……(mτⅴ)k分别为各截面抗剪强度的抗滑矩。计算方法仍以公式(4)为基础，但θ为各段圆弧对应的圆心角和对应的坝底长度。

且大坝反压平台的强度采用总应力饱和固结快剪强度，应力部分应乘以0.5的系数作为计算强度，其表达式为:

部分坝体，S1 = C1+0.5σTGφ1；(6)

背压平台:S2 = C2+0.5σ Tgφ 2 (7)

式中soil坝土的抗剪强度，kg/cm2；；

C1——坝土的粘聚力，kg/cm2；；

σ——计算点处的土体正应力，kg/cm2；；

1-坝土的内摩擦，；

soil反压平台的土壤抗剪强度，kg/cm2；；

C2——反压平台上土壤的粘聚力，kg/cm2；；

φ——反压平台上土壤的内摩擦，φ。

在软土地基中，还应考虑坝体变形小于地基变形。当局部基础变形到一定程度时，基础尚未断裂，坝体已有裂缝，不能充分利用坝体强度，应考虑折减系数M值。m值应根据两种土的力学性质的差异来选择。一般而言，m = 0.8更适用于建造在软土地基上的砂壤土中的均质土坝。当局部地基强度接近坝体强度时，坝体强度可以不降低。因此:

反压平台上由土体粘聚力引起的抗滑力矩；

(8)

平台上土壤内摩擦角引起的抗滑力矩；

(mφ2)k = m & acute；Wiyitgφ2 (9)

坝体土体粘聚力产生的抗滑力矩；

(10)

坝体内摩擦角产生的抗滑力矩；

(mφ1)k = m & acute；Wiyitgφ1 (11)

式中θ——坝体或反压平台切割圆弧对应的圆心角和弧度；

yi——坝体或反压平台重心至滑弧中心的垂直距离，m；

m--大坝强度折减系数，m = 0.80

m & acute——法向应力折减系数，m & acute=0.50。

湖北尚超湖尾矿库初期坝建在软土上，坝高8m，坝厚16m。采用反压平台处理方案，如图3所示。通过稳定计算，可以满足要求。

图3巢湖尾矿库初期坝断面

三。砂漏法

(1)砂井的布置和砂料的选择

1、井点布置

井可以布置成三角形(或梅花形)和正方形(图4)。前者更紧凑有效，所以应用广泛。井距L一般为2 ~ 5m。每口砂井的影响直径为:

三角形布局:

(12)

方形布局:

(13)

图4砂井布局示意图

2.砂井直径和深度

井径dw一般为200 ~ 300 mm，与井距l有一定关系，一般井径比N控制在7 ~ 9之间，地基加固效果较好。

一般井深应打到硬土层或连续透水层。如果软土层很厚，可通过滑弧稳定计算确定井深。

3.砂垫层的设置

砂井上端(坝底)必须铺设砂垫层，以便与砂井沟通，尽快排出孔隙水。砂垫层的厚度应按基础总沉降量的一半考虑，但不小于0.5m

为节约砂，可设置纵横向砂沟代替砂垫层，沟宽为井径的两倍或略大。但是沙沟的施工比砂垫层麻烦。

4.沙子材料的选择

井和垫层的砂应具有良好的透水性，垫层的砂应比砂井的砂厚，一般应符合下列要求:

(1)地基土中的孔隙水可自由流入砂井和垫层中。

(2)砂井周围地基土的细颗粒不会流入砂井，并以水作垫层。

为满足上述要求，所选砾石的粒径应通过渗透试验确定；当没有这种试验条件时，可参照图5和图6进行选择，选择的砂级配曲线应在图中所示的阴影线内。

(2)砂井施工方法简介

目前我国的砂井施工方法主要有注水法、钢管打入空芯和爆破法。各种方法的适用条件和经济比较见表2。

图5砂井填料的级配

据那些人说。e .斯坦顿；根据J.M .凯尔的说法。

c-加州公路法规；d-由中国的一家造船厂使用

图6垫层填料的级配

ⅰ-加州公路法规；ii-由中国的造船厂使用；ⅲ-宁波集团采用

表2各种砂井施工方法的比较

执行

工人

平方

法律

(吨)

(人工日)

水

法律

2.沙井深度不受设备限制。

3.水源要充足，排淤要方便。

三脚架

手动绞车

射击头

鞋

腰带

可怕的

车辆

正确的

安装

2.砂井钻井的深度受到龙门架或吊车提升高度的限制。

钢管

钢架

桩帽

打桩锤

桩头

龙

门

架子

打败

桩

机器

铁路轨道

钢管

打桩锤

桩帽

桩头

起重机

破裂

法律

2.质量不稳定。目前只能钻深度小于6m的砂井。

雷管

爆破线

塑料布

螺纹钻

1.注水法:用高压水(一般软土地区可用流量为25 ~ 35t/h、压力为10kg/cm2的水泵)通过注水管(一般用200mm钢管)注入软土，形成井眼，井眼中填满沙子，成为沙井，如图7所示。用这种方法钻成的井质量好，孔壁可保持24h不坍塌，填砂率可达95%以上。这是一种快速、良好、经济的施工方法。

图7水射流砂钻设备安装示意图

1-人力钻机；2-1t手动绞车；3-注水管；4-排水沟；6-灌砂

2.打空钢管的方法:在履带吊的吊臂上(也可用钢龙门架代替)。适用条件主体设备配有高约13m的导向钢架，如图8所示。导向架上有钢管桩(图9)，桩锤1.5t，用吊车吊起打孔。达到设计深度后，立即上拉0.5 ~ 1m，阀桩尖端自动打开(图10)。可以通过在喷嘴处安装一个漏斗来倒沙子。灌砂后，拔桩形成沙井。

图8打桩机

图9钢管桩

1-桩帽；2-桩头；3-钢管；四桩尖

图10开阀桩尖填砂示意图

活动桩尖结构简单，可重复使用，但有时不易打开。有的用木桩尖，不重复使用，消耗大量木材；所以有的单位用钢筋混凝土桩尖代替。

3.爆破方法:用直径73mm的螺纹钻杆钻一个与砂井相同设计深度的孔，然后在孔内放置由导爆索和炸药组成的条形药包。爆炸后，洞会被扩大。成孔后立即注水，防止孔壁坍塌。竹竿将用于测试爆破，以查看孔是否完好。检验合格后，灌砂，必要时用棒捣实，直至填满为止。