土石坝的地基处理内容丰富

12023/5/16§5－8土石坝的地基处理一、概述二、坝基防渗措施

三、加强地基承载力措施四、与坝基、岸坡及其它建筑物的连接22023/5/16

土石坝底面积大，坝基应力较小，坝身具有一定适应变形的能力，坝身断面分区和材料的选择也具有灵活性，所以，对天然坝基的要求低于混凝土坝。对坝基处理的要求也不能放松。据统计，土石坝失事约有40%是由于坝基问题引起的。坝基处理的范围包括河床和两岸岸坡。32023/5/16处理的主要目的是：

1.控制渗流，减少渗流坡降，避免管涌等有害的渗流变形，控制渗流量；

2.保持坝体和坝基的静力和动力稳定，不产生过大的有害变形，不发生明显的均匀沉降，竣工后，坝基和坝体的总沉降量一般不宜大于坝高的1%；

3.在保证坝安全运行的条件下节省投资。42023/5/16

坝基处理技术近年来业已取得了很大的进展，从国内外坝工建设的成就来看，很多地质条件不良的坝基，经过适当处理以后，都成功地修建了高土石坝。52023/5/16如：加拿大在深120m的覆盖层上采用混凝土防渗墙，修建了高107m的马尼克3号坝；埃及则在厚225m的河床冲积层上，采用水泥粘土灌浆帷幕，修建了高111m的阿斯旺坝。我国在深厚覆盖层上的防渗技术也已进入国际先进行列。铜街子坝，小浪底坝，防渗墙的深度均达70m左右。62023/5/16常见的土石坝地基：山区：岩基或浅覆盖层砂卵石强透水地基平原：细砂或有淤泥地基粘土或黄土地基可能出现的技术问题：渗漏问题承载能力低振动液化问题72023/5/16地基处理主要解决的问题：岩石地基 解决接触面上的集中渗流 岩石裂缝严重时需灌浆 承载能力无问题，需清除表面腐殖土非岩石地基 粘土地基：渗流、强度 砂砾石地基：渗流问题 细砂、淤泥、黄土地基：承载能力问题与岸坡、地基及其它建筑物的连接82023/5/16一、岩基处理参见混凝土坝覆盖层较薄时，做截水槽，阻截渗流；较高土石坝应挖除，坐落于基岩上。防渗体与基岩的接触面要求结合紧密。不需过多考虑断层、破碎带、软弱夹层等的承载力和不均匀沉降问题。主要研究抗渗稳定性和抗溶蚀性能。基岩透水性较强时需做帷幕灌浆。92023/5/16二、砂砾石坝基处理

常见的砂砾石坝基，其河床段上部多为近代冲积的透水砾石层，具有明显的成层结构特性。在这种坝基上即使建造高土石坝，其地基承载力一般也是足够的，而且压缩性不大。

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如:坝基土层中夹有松散砂层，淤泥层，软粘土层，则应考虑其抗剪强度与变形特性，在地震区还应考虑可能发生的振动液化造成坝基和坝体失稳的危险。为此，需进行专门的分析研究，必要时，可采取挖除、排水预压、抗冲加固等措施。112023/5/16

在砂砾石地基上建坝的主要问题是进行渗流控制，解决的方法是作好防渗和排水。

1.垂直防渗设施

2.上游水平防渗铺盖

3.下游排水设施122023/5/161.垂直防渗设施包括:

(1)粘性土截水槽

(2)混凝土防渗墙

(3)灌浆帷幕132023/5/16(1)

粘性土截水槽

当坝基砂砾石层不太深厚时，截水槽是最常用而又稳妥可靠的防渗设施。一般布置在大坝防渗体的底部（均质坝则多设在靠上游1/3至1/2坝顶宽处），横贯整个河床并延伸到两岸。142023/5/16

槽身开挖断面呈梯形，切断砂砾石层直达岩基，岩面经处理后回填粘性土料，槽下游侧按级配要求铺设反滤料，槽底宽应该根据回填土料的容许渗流坡降、与岩基接触面抗渗流冲刷的容许坡降以及施工条件确定。152023/5/16

截水槽上部与坝的防渗体连成整体，下部与岩基紧密结合，形成一个完整的防渗体系。（如图示）我国在60年代前建成的大坝曾广为应用。截水槽的最大开挖深度一般不超过20m。国外高土石坝截水槽的开挖深度有的较大，如：加拿大的下诺赫坝最大挖深达82m。162023/5/16172023/5/16182023/5/16要求：范围：横贯整个河床，并延伸到河岸槽形：梯形上部：与防渗体连成整体下部：与基岩紧密结合192023/5/16(2)混凝土防渗墙

深厚砂砾石地基采用混凝土防渗墙是比较有效和经济的防渗设施。一般做法是用冲击钻分段建造槽形孔，以泥浆固壁，然后在槽孔内用水下浇注混凝土的方法浇筑成墙，202023/5/16振动切槽施工21202欢3/5顶/22220仆23殿/5柔/2混凝土毕防渗墙2320予23柜/5光/2要求队：范围：煮横贯整服个河床蛇，并延训伸到河拘岸槽形：令冲击钻逝分段建努造槽形暖孔上部：然插入防赛渗体≮1/1呼0H，且≮2m下部末：嵌沉入弱奴风化化基岩第≮0.5～1.士0m墙厚：0.塞6～1.3榆m2420作23趟/5轮/22520广23急/5超/22620助23斜/5库/22720峡23狡/5嫂/2墙底嵌稀入弱风忽化基岩着，深度秤不小于0.伴5～1.赴0m，墙趴顶插穴入防燥渗体琴内的孤深度老应大告于1/机10坝高，膛并不得喷小于2m。墙厚才按施工缺条件可赏在0.阔6～1.3捞m范围内写选用，矮一般0.8股m左右亩。28202叹3/5相/2(3战)灌浆帷鸭幕采用高战压定向穷喷射灌戚浆技术折，通过瘦喷嘴的疗高压气克流切割耐地层成箱缝槽，早在缝槽造中灌压驴力水泥泥砂浆，每凝结后轮形成防臣渗板墙券。2920叶23碑/5迅/23020但23证/5隙/2灌浆材胶料：水毯泥粘土隆浆；配程比：水愉泥占20～50％灌浆礼厚度踪蝶：由盐容许粥比降参确定紧，J≤斧3～4可灌屡性：D15/d85<5,不可浅灌；=5~洗10可灌造性差隆；>10可灌卵水泥可粘土浆；>1南5可灌砍水泥往浆；深度描：达幕到基价岩或冻相对轰不透舅水层31202鸽3/5御/2帷幕灌盾桨既可到以处理绣较深的陵砂砾石料层；也滚可以处惑理局部疯不便于阴用其他凯防渗方买法施工庙的地层匙；还可屈以作为渣其他防开渗结构搏的补强倘措施。32202储3/5侨/2帷幕相灌桨宏存在搭的问夏题是勇工艺馒较复搂杂，香费用问偏高止，地赴表需外加压吵重，北否则滋灌浆饰质量蠢达不掠到要蛇求。刚对地挖层的奇适应衔性差颗，即弹这种添灌浆淋方法津是否遇宜于仗采用淹，取诊决于然地层卷的可烘灌性做。3320展23除/5汤/22.上游密水平黎防渗究铺盖用粘性屋土料修止筑铺盖悬与坝身秧防渗体呈相连接紧，并向酷上游延经伸至要演求的长命度，也译是土石焦坝常用冲的防渗央设施。岔铺盖的急作用是踏延长渗档径，从稿而使坝超基渗漏惜损失和蚊渗流坡耳降减小纷至容许果范围以疮内。3420稳23羊/5宇/235202估3/5膝/2当坝你基覆甜盖层侨深厚太，缺玩乏采因用垂皂直防诞渗设诸施的夺条件冈或其烟造价燃昂贵判难以客实现夏时，净适于音采用宴铺盖排防渗球。当摔上游我有天包然铺忍盖或五坝前凤淤积赌物较乌厚可子以利恰用时极更值影得考耀虑。3620男23驰/5省/2铺盖不她能像垂警直防渗脆设施那我样可以叶完全截办阻渗流穴，其防膝渗效果顶有一定钩限度，米故多在槐中、小喝工程中与使用，胃对高坝略多和其桶他防渗班设施配渡合使用劣。3720企23悬/5辣/2范围：副下端与滤防渗体跑相连，模上游延挪伸到需唤要长度目的谨：延夺长渗雹径，奖减小箭渗流乎比降析到容膛许范召围防渗评效果捕：不摔能截隙阻渗怜流，井防渗朋效果照有一布定限塘度适用琴范围源：中户、小脸型工物程或趣大型名工程抱的辅慈助设循施。铺盖末渗透面系数匠：<k砂砾石/1晴00业0铺盖汇长度渠：6～8倍水头铺盖厚饿度：最崭薄处≮0.5～1.握0m3820贼23湖/5他/23.下游掉排水芒设施赏，包括：(1记)水平排怒水层(2)排水沟(3喜)减压赌井(4漆)透水羊盖重咱等。这些设机施可以幕单独使耻用，也尘可以综暗合使用毁。3920与23扶/5客/2水平排冠水：主革要采用夸褥垫排害水垂直排饰水：排托水沟或赵减压井4020极23嗓/5秤/24120听23仇/5樱/2减压写井可以有效愚地排仪除渗疲水，眠降低攻坝基址扬压豆力。它是深琴入坝洞基透锯水层爱中的止连续碎并排饮，井猴径一代般大仇于15c肺m。井艺贯入貌强透逮水层穷中不地应少洗于其慌厚度话的25散%，一为般采胖用50提%~永70网%，但10亡0%效果构最好俊。4220汉23耗/5劫/2出口高法程宜尽递量降低筝，但应惜高于排与水沟底行面。井兰周设置屑反滤层梦。减压弯井的缺职点是加或了坝基咬渗水量伐。减压逝井与其愧它防渗垫排水设飘施共同面使用时汪，应统骡一考虑扁，权衡刘利弊。43202渔3/5亿/24420镇23弯/5啄/2减压附井45202另3/5血/2三、细砂旅、软袖粘土拾和湿鹅陷性珍黄土捎坝基波处理1.细砂等盖易液化炭土坝基2.软粘土语坝基3.湿陷撒性黄威土坝策基46202魂3/5碗/21.细砂悼等易史液化逃土坝传基坝基中绿的细砂踢等地震驼时易液院化的土栗料对坝渡的稳定免性危害伐很大。液化灭是在厕震动淹荷载许作用渴下，涛土坝书内孔杆隙水居来不锯及排钩出，捷土体螺内孔束隙压录力上找升，时使土第体颗熔粒间搅的连片接强盗度降泛低，板而处扬于流祸动状柿态。4720朋23丹/5垃/2细砂坝顽基处理剖：①打板惰桩封闭助或压重酷，目的以是增加弊土体的阶约束力扒。②可采写用振冲恋、强夯翠、爆破壤、挤密填、震动杂碾压等傻加密方启法加固今，提高丑土体的铺密实度绘和颗粒御骨架的宗稳定性滥。③排水界和减压愿，创造妙排水条拾件以使行振动孔伟隙水压万力很快4820掉23帽/5挤/2淤泥地瓦基处理淤泥地近基的主烦要问题到是天然陡含水量疼高，抗挎剪强度倾低，承枪载能力低。处理鸭方法袍有：①挖除隙；②设自置砂印井加忆速排嫌水；③坝篮脚压韵重，健以保胶持地逗基的躲稳定萝性。4920玻23元/5拜/22.软粘土驴坝基软弱粘碗性土抗却剪强度述低，压卷缩性高降，在这记种地基摘上筑坝倘，会遇蔑到下列雅问题：(1)天然地哑基承载周力很低虑，高度愿超过3~6染m的坝毯就足斜以使助地基低发生陶局部恼破坏损；5020谎23透/5炸/2(2虫)土的句透水干性很紫小，巩排水训固结妇速率寒缓慢慰，地宝基强槐度增备长不煤快，与沉降回变形消持续父时间美很长找，在泛建筑婚物竣每工后分仍将杯发生涝较大录的沉崖降，羽地基秩长期贩处于观软弱讲状态编；(3)由于倘灵敏械度较命高，模在施疲工中宋不宜卷采用册振动掠或挤境压措啦施，使否则缝易扰捏动土鸟的结圆构，吼使土拾的强辅度迅痛速降劫低造达成局罚部破忘坏和悬较大仇变形膏。51202拦3/5烧/2软粘净土地顿基一切般不好宜用荡作地哭基，境仅在利采取咽有效悼处理棉措施牲后，极才可词能修市建高蹦度不点大的袜坝。我国什在软治土地淋基上地筑坝穗也取妥得了腹一定阳的经然验，军如：蝇杜湖耀土坝绕，坝杂高17坛.5乒m，采待用砂摊井处刘理办威法；缎溪口旅土坝恐，坝匠高23养m，采用汪镇压层围方法。灭国外在绘软土地庙基上建浴坝的实慎例有委长内瑞拉旧的古里土坝，坝目高90请m，地韵基为绍高压锣缩性织残积禽土，倡采取睛了部遣分挖驱除、袄预浸裤水、村设戗概台、全加强仪反滤物等措拢施。52202罢3/5恳/2处理方甜法有：①挖掌除；②设尼置砂骂井加堆速排擦水；③坝脚殊压重，疮以保持准地基的打稳定性很。53202灶3/5炭/2砂井盲直径酷约３三０～40c旱m，井运距与熔井径锈之比胆为6～8，按轰梅花附形布黑置，瞒砂井烦顶面尿铺设晴厚约1m的砂垫录层。54202窝3/5束/2如：杜湖予水库字土坝兆坝基唯表层久有11～13今m厚的淤脸泥质粘欢土层，爪抗剪强番度只有0.仆01俊5M说pa，采师用砂沟井加携固后血，随汗坝体鉴增高安，坝营基强视度增上长较桶快，楼当大脾坝填湿筑到14狗m高度诞时，猎坝基呼土的窃抗剪肝强度注已增铃至0.铅05零Mp久a，满栽足了据稳定柄要求顽。建倾软粘巴土地无基上园的坝兽，宜绕尽量废减小阻坝基炒中的凯剪应磁力，怕防渗拾体填冬筑的住含水星量宜计略高红于最眯优含享水量淡，以仔适应简较大农的不笑均匀快沉降弓。55202侄3/5债/256202季3/5腥/23.湿陷予性黄摇土坝恭基湿陷河性黄页土坝京基的联主要鲁危害妻是浸株水后酷产生拌过大托的不庆均匀挎沉降敞，造浊成坝筛体裂榨缝。愚这种堵地基幅也不叨宜建河坝，仓只有要经过桂充分享论证县和处席理后潮才可光建低激坝。57202矛3/5莫/2一般处匙理措施赌是挖除蕉、翻压往或通过短强夯以街消除其闪湿陷性罚，也可讨通过预套先浸水粉处理，辣使湿陷杯量大部捐在建坝纺前或施脂工完成亭。58202球3/5枕/2与坝颜基、桌岸坡弓及其沫它建倡筑物烈的连眉接1、与坝载基地基厌与坝愚体土被质相宗近，挂清基励后直五接填格土地基居与坝镇体土董质不产同，晴在结判合面劫做槽与基界岩连阿接时猎，设沉混凝杰土齿流墙2、与羡岸坡岸坡存里在的问亿题：渗透性败大，容杯易出现沸集中渗钥流；稳患定性差露，容易梯出现滑喉动和裂龟缝。处理办质法：缓坡堡连接辛，不封宜陡你坡或湖台阶部形，够以防容裂缝,坝体貌与岸昏坡连抬接要螺紧密使，加诊宽心溪墙或铺斜墙石以延汉长渗捡径，杨岸坡兴岩石叔灌浆婆防止球绕渗5920畜23躬/5愈/23、与男其它早建筑填物设置原泉因：在极连接处毁，由于绢土坝沉骨降过大塌，容易伙造成土竖坝裂缝时，结合销处容易夫出现集同中渗流土坝钉与混务凝土晌建筑允物结含合类妄型：翼墙亏式：犯使混违凝土由与土格坝翼歇墙相每连接插入沿式：克混凝伙土插户入土帅坝坝规身中不特性点：考结构虾简单鸽，安撕全可烤靠，访造价普低，穴高坝耳用得喝多翼墙赌的常终用形屿式：围墙会式围墙—翼墙式上下翼异墙式注意盘：在翼盆墙背旺面设弊齿墙搜，延机长渗咐径翼墙背蛙面坡度>0.激1，使土近体与翼败墙结合堵良好60202混3/5缝/2从砼贯坝与权土石订坝的篇连接论部位部开始逗，砼艰坝的棋断面牧逐渐卵减小笋，最近后成究刚性插入捎土石趴坝的尾心墙典内。6120凡23妨/5束/2土石砼6220听23龄/5饲/2图5-易39插入矩式连肃接示朗意图1-混凝角土重楚力坝皇；2-土石坝贯；3-半插入遍段；4-插入63202富3/5盾/2图5-4仁0翼墙式掩连接1-土石坝吧；2-溢流重刘力坝；3-圆弧籍形翼婆墙4-斜降式扒翼墙；5-边墩望；二、土忍石坝的词裂缝控垮制干缩裂纳缝冻融住裂缝不均蜜匀沉插降裂栗缝滑坡辉裂缝水力狂劈裂军裂缝64202暑3/5抽/21.类型桑和成搁因（1）纵缝走向大必体上与农坝轴线深平行，符多数发帐生在坝差顶和坝肺坡中部灵。●在循心墙昆坝和盗多种摊土质女坝中魄，由东于心隆墙土谊料的桥固结梢比较木缓慢落，坝叹壳土茂料的开沉降姐速度肥比心裤墙快埋，坝户壳和血心墙探之间歼发生害应力徐传递仰，在昏坝顶赛部出压现拉偶应力斩区导色致裂宵缝。禾多发滑生在吊竣工疾初期乡丰，或栽初次糊蓄水绝时。●土质览斜墙坝叮的坝壳缴材料，糠如压实小不足，耕沉降变伐形大，堤上部和温下部沉伙降不均央，都可堪使斜墙党断裂，户形成纵捉向裂缝乖。●高压捷缩性地访基上也抢易形成滴坝坡面检和坝内钱部的纵铲向裂缝骑。（2）横期缝走向敬与坝枝轴线质近乎粉垂直傻，多大发生猫在两浅岸坝遵肩附辆近。当岸辛坡比斗较陡子峻，勾或是取岸坡快地形帖突然绳变化遗时，探都易父发生跟这种嚷裂缝筒。横沿缝常隐贯穿耍坝的碰防渗括体，善在渗栏流作嘱用下灾继续像发展肢，危染害极僻大。（3）内废部裂招缝主要由自坝基和哲坝体的蚊不均匀勉沉降引仁起。在饥坝体表冷面很难举发现，栋它可能舟发展成宅为集中瞒的渗流至通道，问危害性抄也很大拿。在较康薄的粘堡土心墙诱坝中，劝坝壳沉把降速度懂快，较透早达到贼稳定，备而心墙帝由于固卸结速度仓慢，还显在继续驳沉降，掏坝壳将捞对心墙净产生拱戚效应，烟使心墙哈中的竖致向应力业减小，却甚至可晓能由压竹应力转补变为拉失应力，离从而产斯生内部兰裂缝。地震备区土溪石坝脚震害贴的主唤要形古态是崇出现挂纵缝析和横额缝；剃由于眉水力对劈裂邀作用耻也可淘以产担生裂绍缝。⑴纵缝：奸与坝轴枪线大体效平行，位多发生拥在坝顶攻和坝坡堆中部因坝轻壳与铸心墙舰、或患多种追土质墓坝固靠结速询度的唱差异殊形成下拉应牌力而刷裂缝多发生裙在竣工明期前后搞。纵缝横缝⑵横缝粪：与嘉坝轴吼线大变体垂狸直，谋多发朴生两至岸坝板肩附牺近因岸坡怨陡峻或检岸坡突遥变而致横缝抓常贯鸡穿防誓渗体桌，危递害很裁大。水平蝇缝⑶内殿缝：兼出现控在坝棍体内版部因坝鼠基与惹坝体懂的不阵均匀螺沉降宰而致易形成堂集中渗唉流通道秀，危害跌很大。心墙坝偶的内部屯水平裂清缝局部眨高压防缩性抹地基都上土缎石坝强底部悦的裂斑缝混凝土听防渗墙映引起的运坝体内恶部裂缝2.裂缝旱的防事止与必控制吗措施（1）提高挺填土帽的压母实质削量，可减质小沉降虑位移和每水平位什移，从状而达到