土石坝的地基处理
2020/3/11
35
铺盖不能像垂直防渗设施那样可以完全 截阻渗流,其防渗效果有一定限度,故多在 中、小工程中使用,对高坝多和其他防渗设 施配合使用。
2020/3/11
36
范围:下端与防渗体相连,上游延伸到需要长度 目的:延长渗径,减小渗流比降到容许范围
防渗效果:不能截阻渗流,防渗效果有一定限度
§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
2020/3/11
1
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。
2020/3/11
54
2020/3/11
55
3. 湿陷性黄土坝基
湿陷性黄土坝基的主要危害是浸水后产生 过大的不均匀沉降,造成坝体裂缝。这种地基 也不宜建坝,只有经过充分论证和处理后才可 建低坝。
2020/3/11
56
一般处理措施是挖除、翻压或通过强夯 以消除其湿陷性,也可通过预先浸水处理, 使湿陷量大部在建坝前或施工完成。
27
(3) 灌浆帷幕
采用高压定向喷射灌浆技术,通过喷嘴 的高压气流切割地层成缝槽,在缝槽中灌压 力水泥砂浆,凝结后形成防渗板墙。
2020/3/11
28
2020/3/11
29
2020/3/11
灌浆材料:水泥粘土浆;配比:水泥占20~50% 灌浆厚度:由容许比降确定,J≤3~4 可灌性:D15/d85<5,不可灌;=5~10可灌性差;>10可灌水泥粘土 浆; >15可灌水泥浆; 深度:达到基岩或相对不透水层
41
出口高程宜尽量降低,但应高于排水 沟底面。井周设置反滤层。减压井的缺点 是加了坝基渗水量。减压井与其它防渗排 水设施共同使用时,应统一考虑,权衡利 弊。
2020/3/11
42
2020/3/11
43
2020/3/11
减压井
44
三、细砂、软粘土和湿陷性黄土坝 基处理
1. 细砂等易液化土坝基 2. 软粘土坝基 3. 湿陷性黄土坝基
2020/3/11
10
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
2020/3/11
11
1.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
2020/3/11
12
(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。
2020/3/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
48
2. 软粘土坝基
软弱粘性土抗剪强度低,压缩性高,在这 种地基上筑坝,会遇到下列问题:
(1) 天然地基承载力很低,高度超过3~6m的坝 就足以使地基发生局部破坏;
2020/3/11
49
(2)土的透水性很小,排水固结速率缓慢, 地基强度增长不快,沉降变形持续时间很长, 在建筑物竣工后仍将发生较大的沉降,地基 长期处于软弱状态;
2020/3/11
15
2020/3/11
16
2020/3/11
17
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
2020/3/11
18
(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,
2020/3/11
19
振动切槽施工
2020/3/11
20
2020/3/11
21
混凝土防渗墙
2020/3/11
22
要求:
范围:横贯整个河床,并延伸到河岸 槽形:冲击钻分段建造槽形孔
上部:插入防渗体≮1/10H,且≮2m 下部:嵌入弱风化基岩≮0.5~1.0m 墙厚:0.6~1.3m
2020/3/11
2020/3/11
59
从砼坝与土石坝的连接部位开始,砼坝的断面逐渐减小,最后成刚性 插入土石坝的心墙内。
2020/3/11
60
土石 砼
2020/3/11
61
2 1
图 5-39 插入式连接示意图 1-混凝土重力坝;2-土石坝;3-半插入段;4-插入
2020/3/11
13
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。
2020/3/11
14
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。
2020/3/11
3
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。
2020/3/11
4
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。
8
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。
2020/3/11
9
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。
2020/3/11
32
2.上游水平防渗铺盖
用粘性土料修筑铺盖与坝身防渗体相连 接,并向上游延伸至要求的长度,也是土石 坝常用的防渗设施。铺盖的作用是延长渗径, 从而使坝基渗漏损失和渗流坡降减小至容许 范围以内。
2020/3/11
33
2020/3/11
34
当坝基覆盖层深厚,缺乏采用垂直防渗 设施的条件或其造价昂贵难以实现时,适于 采用铺盖防渗。当上游有天然铺盖或坝前淤 积物较厚可以利用时更值得考虑。
38
水平排水:主要采用褥垫排水 垂直排水:排水沟或减压井
2020/3/11
39
2020/3/11
40
减压井可以有效地排除渗水,降低坝基扬 压力。
它是深入坝基透水层中的连续并排,井径 一般大于15cm。井贯入强透水层中不应少于其 厚度的25%,一般采用50%~70%,但100%效果最 好。
2020/3/11
2020/3/11
45
1. 细砂等易液化土坝基
坝基中的细砂等地震时易液化的土料对坝 的稳定性危害很大。
液化是在震动荷载作用下,土坝内孔隙水 来不及排出,土体内孔隙压力上升,使土体颗 粒间的连接强度降低,而处于流动状态。
2020/3/11
46
细砂坝基处理:
①打板桩封闭或压重,目的是增加土体的约 束力。
2020/3/11
57
与坝基、岸坡及其它建筑物的连接
1、与坝基 地基与坝体土质相近,清基后直接填土 地基与坝体土质不同,在结合面做槽 与基岩连接时,设混凝土齿墙
2、与岸坡 岸坡存在的问题:
渗透性大,容易出现集中渗流;稳定性差,容易 出现滑动和裂缝。 处理办法:
缓坡连接,不宜陡坡或台阶形,以防裂缝,坝体与 岸坡连接要紧密,加宽心墙或斜墙以延长渗径,岸坡 岩石灌浆防止绕渗
②可采用振冲、强夯、爆破、挤密、震动碾 压等加密方法加固,提高土体的密实度和颗粒 骨架的稳定性。
③排水和减压,创造排水条件以使振动孔隙 水压力很快
2020/3/11
47
淤泥地基处理
淤泥地基的主要问题是天然含水量高,抗剪 强度低,承载能力低。
处理方法有: ①挖除; ②设置砂井加速排水; ③坝脚压重,以保持地基的稳定性。
2020/3/11
51
处理方法有:
①挖除; ②设置砂井加速排水; ③坝脚压重,以保持地基的稳定性。
2020/3/11
52
砂 井 直 径 约 3 0 ~ 40cm , 井 距 与 井 径 之比为6~8,按梅花形布置,砂井顶面铺 设厚约1m的砂垫层。
2020/3/11
53
如:杜湖水库土坝坝基表层有11~13m厚的淤 泥质粘土层,抗剪强度只有0.015Mpa,采用砂井 加固后,随坝体增高,坝基强度增长较快,当大 坝填筑到14m高度时,坝基土的抗剪强度已增至 0.05Mpa,满足了稳定要求。建软粘土地基上的坝, 宜尽量减小坝基中的剪应力,防渗体填筑的含水 量宜略高于最优含水量,以适应较大的不均匀沉 降。
适用范围:中、小型工程或大型工程的辅助设施。
铺盖渗透系数:<k砂砾石/1000 铺盖长度:6~8倍水头
铺盖厚度:最薄处≮0.5~1.0m
2020/3/11
37
3.下游排水设施,包括:
(1)水平排水层 (2)排水沟 (3)减压井 (4)透水盖重等。 这些设施可以单独使用,也可以综合 使用。