土石坝筑坝材料地基处理

1、3-5 3-5 土石坝的土石坝的筑坝材料筑坝材料 防渗体土料防渗体土料 坝壳料坝壳料 排水材料排水材料 土石料的填筑标准土石料的填筑标准 材料设计的要求材料设计的要求 ： 选择合理的结构型式，对坝体材料进行适当配置，满足经选择合理的结构型式，对坝体材料进行适当配置，满足经济合理、安全可靠、便于施工。济合理、安全可靠、便于施工。材料要求：材料要求：u具有与使用目的相适应的工程性质、长期稳定性；具有与使用目的相适应的工程性质、长期稳定性；u就地、就近取材，减少弃料（环境污染），少占或不占农田，就地、就近取材，减少弃料（环境污染），少占或不占农田，并优先考虑枢纽建筑物开挖料的利用；并优先考虑枢纽建筑

2、物开挖料的利用；u便于开采、运输和压实便于开采、运输和压实 近近2020年来土石坝建设的突出进步之一就是筑坝材料应用范年来土石坝建设的突出进步之一就是筑坝材料应用范围越来越广。风化料、软岩、砾石土等也可用于筑坝。对不符围越来越广。风化料、软岩、砾石土等也可用于筑坝。对不符合要求的材料进行处理后也可采用。合要求的材料进行处理后也可采用。筑坝土石料分类筑坝土石料分类粘性土粘土，粘质，粉质、砂质粘土，壤土， 砂壤土 小，k 低， 适于做防渗体无粘性土砂砾石，石块、开挖料、风化渣0c 大， k 大，适于做坝壳、反滤体、排水体不宜筑坝土地表土、耕植土、沼泽土、 有机质含量过高土0c 抗渗性 抗剪强度 易

3、于压实 压缩性小粘粒含量：10%30%塑性指数：810的壤土K：不宜大于10-4cm/s一一、坝质坝对土料的要求、坝质坝对土料的要求1、选择原则 抗渗性：小于坝壳的1/1000，不应小于 10-5cm/s 塑性：粘粒含量为15%30%或塑性指数为1017的壤土等抗剪强度 压缩性 抗渗稳定性 含水率: 最优含水率 颗粒级配可溶盐及有机质含量二二 、防渗体对土料的要求防渗体对土料的要求2、国内外土石坝防渗体材料 粘土、粘质土、粉质、砂质、 砾质粘土 壤土、砂壤土 : 砾石土: 努列克坝(300m) 风化砾石土: 新美浓坝(190.5m) 鲁布革坝(103.8m) 特殊土类: 红粘土、 黄土1、选择

4、原则 抗剪强度 排水性能 易于压实 抗渗 抗震2、可用作坝壳的材料 砂 砾石 卵石 漂石 碎石 石渣料.支撑防渗体稳定挡水，透水减压三、坝壳对土石料的要求注意注意: : 填筑坝壳的土石料填筑坝壳的土石料 1、排水性能好、抗剪强度高、易于压实和抗渗、抗震、稳定性好等。2、颗粒级配好的中砂、粗砂、砾石、卵石及其混合料都可筑坝。3、在浸润线以下的土石料，有机质含量不应超过5%，不溶盐含量不应 超过8%。4、均匀的中、细砂及粉砂，地震区避免使用；5、软化系数较低、渗透稳定性差，浸水后可能出现抗剪强度降低、压缩性增加的风化料，用于干燥区；6、云母含量多的风化砂，不宜筑坝。四、排水设备、护坡对石料的要求1

5、. 反滤料、过渡料保护防渗体，保护坝脚、坝基质地坚硬，耐风化，抗冻融细粒含量（d0.075）不大于5有机质含量 1可溶盐含量 3清洁、透水性好，层间 k 值差在102左右2. 排水体、护坡料坚硬，抗水溶性，抗冻性，透水石块，卵石等五五、土石料填筑标准的确定土石料填筑标准的确定 坝体填土需要经过碾压, 使其达到一定的密实度, 才能使填土具有足够的抗剪强度和较小的压缩性, 以保证土坝坝坡的稳定, 使沉降量在允许的范围内, 并满足渗流控制要求。(1) 粘性土的压实标准 设计控制指标: 压实干容重。max/ddP设计填筑干容重标准击实功能下的平均最大干容重压实度; 对I、II级坝及各种等级的高坝应不低

6、于0.981.00 对IIIV级的中低坝应不低于0.960.98最优含水量: 对应最大干容重的含水量。(2) 非粘性土的压实标准设计控制指标: 砂砾石和砂：相对密度 堆石：孔隙率一般要求:Dr0.70.75maxmaxminreeDee试验求得砂土的最大孔隙比砂土的设计孔隙比试验求得砂土的最小孔隙比相对密度地震区干区取 Dr=0.7， 湿区 0.75 0.85rD 3-6 土石坝的地基处理土石坝的地基处理土石坝的地基处理的目的：土石坝的地基处理的目的：控制渗流控制渗流，要求处理后的地基不产生，要求处理后的地基不产生渗透变形渗透变形和和降低坝体浸润线降低坝体浸润线，坝坡和坝基在各种情况下均要渗，

7、坝坡和坝基在各种情况下均要渗透稳定，透稳定，渗流量渗流量在允许的范围内；在允许的范围内；控制稳定控制稳定，处理使坝基具有足够的强度，不致因，处理使坝基具有足够的强度，不致因坝基产生滑坡，坝基产生滑坡，软土层软土层不致被挤出，砂土层不发生不致被挤出，砂土层不发生液化液化等；等；控制变形控制变形，要求，要求沉降量沉降量和不均匀沉降控制在允许和不均匀沉降控制在允许的范围内（竣工后，不应大于坝高的的范围内（竣工后，不应大于坝高的1%1%），），以免影以免影响坝的正常运行。响坝的正常运行。1、岩石地基防渗处理 粘性土截水槽 砼截水墙混凝土塞帷幕灌浆2、砂砾石地基防渗处理1）粘性土截水槽 明挖回填粘土成截

8、水槽, 结构简单、工作可靠、截渗效果好的防渗措施.适用适用:砂砾土层深度在砂砾土层深度在20m以内。以内。位置位置:一般设在大坝防渗体的底部（均质坝则多设在靠上游一般设在大坝防渗体的底部（均质坝则多设在靠上游1/31/2坝底宽处），横贯整个河床并伸到两岸。坝底宽处），横贯整个河床并伸到两岸。尺寸尺寸:截水墙的底宽，应按回填土料的允许比降确定（砂壤土取截水墙的底宽，应按回填土料的允许比降确定（砂壤土取3.0，壤土，壤土3.05.0，粘土，粘土5.010.0），一般取），一般取5m10m，最小宽度，最小宽度3.0m。 插入相对不透层的深度应不小于插入相对不透层的深度应不小于0.51.0m0.5-1

9、.00.5-1.0心 墙( a )( b )2）混凝土防渗墙 适用适用:砂砾石层深度在砂砾石层深度在2080m，高效经济的。，高效经济的。 优点优点:施工进度快，造价较低，防渗效果好。施工进度快，造价较低，防渗效果好。 尺寸尺寸:厚度由厚度由坝高坝高和防渗墙的和防渗墙的允许渗透允许渗透比降、墙体比降、墙体溶蚀速度和溶蚀速度和施工条件施工条件等因素确定等因素确定。据经验，一般据经验，一般允许比降以允许比降以80100为宜，并由最大工作水头除以为宜，并由最大工作水头除以允许比降校核墙的厚度允许比降校核墙的厚度。 从混凝土溶蚀速度考虑，其在渗水作用下带走游从混凝土溶蚀速度考虑，其在渗水作用下带走游离

10、氧化钙而使强度降低，渗透性增加，因此，可离氧化钙而使强度降低，渗透性增加，因此，可按其强度按其强度50%的年限审核的年限审核墙体厚度墙体厚度。 从施工和坝高考虑，用冲击钻造孔，从施工和坝高考虑，用冲击钻造孔，1.3m直径钻直径钻具最大，一般将墙体厚度控制在具最大，一般将墙体厚度控制在0.61.3m的范围内。的范围内。 防渗墙顶部和底部防渗墙顶部和底部是防渗的薄弱部位，应慎重处是防渗的薄弱部位，应慎重处理。防渗墙墙顶应做成光滑的楔形，插入土质防理。防渗墙墙顶应做成光滑的楔形，插入土质防渗体的深度为渗体的深度为1/10坝高；低坝应不小于坝高；低坝应不小于2.0m，并，并在墙顶填筑含水率大于最优含水

11、率的高塑性土区。在墙顶填筑含水率大于最优含水率的高塑性土区。墙底应嵌入基岩墙底应嵌入基岩0.51.0m。 高坝深砂砾石层防渗墙，应分析核算墙的应力，高坝深砂砾石层防渗墙，应分析核算墙的应力，为选择混凝土的为选择混凝土的强度强度提供依据。提供依据。 具有足够的具有足够的抗渗性和耐久性抗渗性和耐久性，为此可在混凝土内，为此可在混凝土内掺入适量的粘土、粉煤灰及其他外加剂。为了保掺入适量的粘土、粉煤灰及其他外加剂。为了保证防渗墙的施工质量，对高坝深砂砾石层的混凝证防渗墙的施工质量，对高坝深砂砾石层的混凝土防渗墙、宜采用土防渗墙、宜采用钻孔、物探等方法做强度和渗钻孔、物探等方法做强度和渗透性的质量检查。

12、透性的质量检查。3）灌浆帷幕法 谢尔邦松土石坝 125m 覆盖层深100m 当砂砾石层很深或采用其他防渗截水措施不可当砂砾石层很深或采用其他防渗截水措施不可行时，可采用灌浆帷幕，或在深层灌浆帷幕，上行时，可采用灌浆帷幕，或在深层灌浆帷幕，上层粘土截水墙或混凝土防渗墙等方法截渗。层粘土截水墙或混凝土防渗墙等方法截渗。在灌浆前，先对地基的可灌性和可灌何种料浆在灌浆前，先对地基的可灌性和可灌何种料浆进行评估，可灌性应通过室内及现场试验确定。进行评估，可灌性应通过室内及现场试验确定。1 1）可灌比）可灌比M M d85d85灌注材料中小于其总土重的灌注材料中小于其总土重的85%85%所对应的粒径所对应

13、的粒径，mmmm。 当当M M1515时时, ,可灌水泥浆；可灌水泥浆； M M1010时可灌水泥粘土浆时可灌水泥粘土浆8515dDM D D1515受灌地层中小于总土重的受灌地层中小于总土重的15%15%所对应的粒径，所对应的粒径，mm mm 2 2）渗透系数）渗透系数 除了以可灌比评价之外，也可用渗透系数进行评估。除了以可灌比评价之外，也可用渗透系数进行评估。当地基的渗透系数当地基的渗透系数 cm/scm/s时灌水泥浆时灌水泥浆110当地基的渗透系数当地基的渗透系数 cm/scm/s灌水泥粘土浆灌水泥粘土浆. 210310410所有的砂层和砂砾石层，均可用化学浆材。所有的砂层和砂砾石层，均

14、可用化学浆材。帷幕厚度帷幕厚度应根据大坝承受的工作水头和帷幕本应根据大坝承受的工作水头和帷幕本身的渗透比降确定，一般身的渗透比降确定，一般2.53.5。可按下式计可按下式计算：算： JHT 渗透系数等于渗透系数等于 cm/s 可灌超细水泥浆可灌超细水泥浆.长江大堤灌浆长江大堤灌浆4）防渗铺盖长度厚度J 铺盖的铺盖的作用作用是延长渗径，使渗漏损失和渗流比降是延长渗径，使渗漏损失和渗流比降减小。当坝基透水层深厚，用其他防渗措施经济减小。当坝基透水层深厚，用其他防渗措施经济不合理时可考虑。不合理时可考虑。 特点特点: :就地取材，施工简单，多用于中小工程。就地取材，施工简单，多用于中小工程。 巴基斯坦的塔贝拉坝，坝高巴基斯坦的塔贝拉坝，坝高148m148m，用粘性土铺盖，用粘性土铺盖防渗，铺盖长防渗，铺盖长2.12km2.12km，最大厚度，最大厚度12.8m12.8m，最小厚度，最小厚度4.5m4.5m，虽多次发生陷坑，最终是成功的。，虽多次发生陷坑，最终是成功的。 粘性土防渗铺盖是从坝身防渗体向上游延伸，多粘性土防渗铺盖是从坝身防渗体向上游延伸，多用于斜墙坝。用于