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利用土、砂、石等当地材料填筑堤坝，有着悠久的历史，施工经验也相当丰富。土石坝的施工方法很多，应用早，采用广泛的是分层压实法（见图），以后又相继应用水力冲填法筑坝、振动碾压法筑坝以及定向筑坝等。由于岩土力学理论的发展和新技术、新设备的采用，土石坝的施工技术不断提高。主要表现在：①施工机械化程度日益提高，许多工程从料场开采、运输、上坝到铺散、压实的全过程实现了机械化联合作业，上坝强度高，用人少，工期短，填筑质量可以保证；②筑坝材料使用范围扩大，重型压实机具的采用使劣质当地材料得到合理利用；③充分利用溢洪道、水工隧洞等开挖出来的土石料筑坝，尽量做到挖填平衡，降低造价；④高土石坝的比重逐步上升。20世纪70年代，在新建的高度超过100m的高坝当中，土石坝占65%。上已建成的高土石坝为苏联的罗贡坝。该坝坝高335m，坝体方量7550万立方米。修建比较快的为美国奥罗维尔斜心墙土石坝，坝高235m，坝体方量5960万立方米，施工人数500人，工期4年(1963～1967)，日上坝6.1～7.6万立方米，高年上坝1728万立方米。 中国土石坝的发展不均衡。在已建的水库中，土石坝居大多数，但截至1982年坝高超过100m的19座高坝中，土石坝仅有5座。由于施工机械不配套，用人较多，工期较长，加上其他因素，造价较高。中国的大体积土坝为岳城水库土坝，坝体方量2600万立方米；高的土石坝为台湾的曾文坝，坝高133m；填筑较快是密云水库粘土斜墙土坝，坝高66.4m，主副坝坝体方量2012万立方米，两年建成(1958～1960)，高月上坝235.5万立方米，高日上坝11.8万立方米。60年代南水水电站采用定向法施工修建粘土斜墙堆石坝，坝高81.3m。80年代关门山水库和西北口水库采用混凝土面板堆石坝，坝高分别为58.5m和95m（见彩图）。混凝土面板堆石坝是具有竞争力的坝型。

常用的处理方法是把覆盖层及风化破碎的岩石挖掉，这是比较彻底而能保证工程质量的措施。但如覆盖层较深或风化层较厚时，完全挖掉有困难或不经济，且影响造价、工期，这就需要采取其他的技术措施。如：①灌浆，包括用以防渗的帷幕灌浆，加固岩石的固结灌浆，防止接触冲刷的接触灌浆以及填补岩基与混凝土之间空隙的回填灌浆等。大坝岩基的防渗处理多用水泥帷幕灌浆；砂砾石地基有用水泥或水泥粘土帷幕灌浆的；对于某些用水泥灌浆不能解决问题的可用化学灌浆处理。②采用混凝土防渗墙，可有效地截断地下渗流。施工工艺基本程序是：用冲击钻钻孔成槽孔形式，泥浆固壁，在泥浆中浇筑混凝土并将各槽孔连接成墙。造孔技术已由冲击钻发展到无钻杆反循环钻机、液压导板抓斗、回转冲击钻机、多轮钻机等，适用于各类地层。采用高速锤式制浆机，可连续制浆，工效高，体积小。墙体材料采用在水泥中掺粉煤灰或粘土，也可采用自凝灰浆等。③软弱地基加固，如换土或采用砂垫层、桩基础、沙井、沉井、沉箱、压密、锚喷、预应力锚固等措施。常用的振冲桩是用振冲器振动和射水透孔，分层填入砂、砾石或碎石等材料并振压后成为加固的桩体，施工简便，造价较低。
由于地基处理技术的不断提高及建筑物基础设计的日益完善，在许多地质条件较差的地基上也能修建高坝。例如中国乌江渡水电站的拱形重力坝，坝高165m，建在石灰岩地区，溶洞分布深、规模大，溶蚀裂隙发育。该工程采用水泥灌浆帷幕，总面积18.7万立方米，灌浆压力60kg/c㎡，帷幕平均单位吸水率小于0.001L/(min·m·m)满足了设计要求，这项岩溶处理获得成功。又如埃及阿斯旺高坝坝高111m，覆盖层大深度225m，采用水泥粘土灌浆帷幕，大灌浆压力60kg/c㎡。