土石坝坝基防渗处理

12023/5/23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22023/5/23

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。32023/5/23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。42023/5/23

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。52023/5/23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。62023/5/23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72023/5/23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82023/5/23一、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。92023/5/23二、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。112023/5/23

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122023/5/231.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132023/5/23(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。142023/5/23

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。152023/5/23

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。162023/5/23172023/5/2318202具3/5缴/5要求：范围：窗横贯整谅个河床泽，并延厨伸到河灾岸槽形皱：梯妹形上部：络与防渗仗体连成尘整体下部：可与基岩雕紧密结嫌合1920重23叠/5遗/5(2)混凝蓝土防吴渗墙深厚砂推砾石地火基采用幕混凝土摩防渗墙追是比较蛛有效咏和经济拖的防渗骗设施。愁一般做帐法是用齐冲击钻住分段建纸造槽形喷孔，以熟泥浆固少壁，然即后在槽茫孔内用患水下浇雁注混凝宅土的方雕法浇筑振成墙，2020者23多/5弯/5振动切监槽施工2120土23析/5夜/52220导23恢/5赠/5混凝土阵防渗墙23202串3/5懂/5要求：范围轮：横四贯整锄个河番床，艺并延必伸到叉河岸槽形搭：冲盲击钻傅分段消建造债槽形同孔上部舍：插腔入防对渗体尝≮1/化10陕H，且≮2m下部辆：嵌闯入弱猛风化具基岩恶≮0.晋5～1.0仇m墙厚：0.6～1.3成m2420接23出/5姐/52520脾23咬/5涨/52620丛23呆/5满/527202坊3/5除/5墙底嵌陪入弱风探化基岩厘，深度鼻不小于0.5～1.贸0m，墙桂顶插卡入防瘦渗体赠内的浙深度墨应大竞于1/逐10坝高，伸并不得鞋小于2m。墙厚薄按施工锻条件可列在0.6～1.3萄m范围妇内选念用，罩一般0.8湖m左右。28202黄3/5可/5(3娇)灌浆滤帷幕采用展高压阴定向外喷射丧灌浆匹技术促，通讲过喷患嘴的温高压酒气流站切割毕地层锄成缝切槽，低在缝季槽中戚灌压画力水颠泥砂雀浆，觉凝结立后形丽成防坐渗板戴墙。29202优3/5从/53020爽23瘦/5尾/5灌浆撞材料仗：水睛泥粘害土浆骗；配形比：披水泥玻占20～50％灌浆钟厚度恒：由绘容许另比降杠确定夕，J≤为3～4可灌年性：D15/d85<5薪,不可灌滔；=5~建10可灌耕性差紫；>10可灌水孩泥粘土浆；>15可灌水吃泥浆；深度受：达域到基碌岩或址相对隆不透民水层31202摸3/5勾/5帷幕黑灌桨树既可宇以处搏理较范深的柴砂砾慕石层裹；也大可以梅处理秤局部屋不便页于用弟其他云防渗齐方法拜施工鹿的地钓层；芽还可筑以作渐为其排他防袄渗结谜构的抬补强天措施凤。3220箱23杀/5举/5帷幕渗灌桨裕存在繁的问言题是愤工艺姿较复垂杂，纺费用教偏高晚，地务表需裂加压贩重，渐否则疏灌浆臭质量骡达不迎到要读求。均对地似层的缝适应油性差折，即耕这种模灌浆隐方法樱是否竟宜于阴采用鸦，取愚决于阔地层所的可膀灌性扬。33202掘3/5歼/52.上游水屠平防渗微铺盖用粘性泪土料修梢筑铺盖觉与坝身殿防渗体粥相连接异，并向峰上游延晨伸至要警求的长持度，也况是土石稼坝常用宵的防渗翼设施。脉铺盖的肺作用是冰延长渗矩径，从锈而使坝保基渗漏肆损失和霜渗流坡狐降减小旺至容许扫范围以俱内。34202毙3/5暑/535202虑3/5由/5当坝忽基覆容盖层纵深厚灾，缺究乏采迈用垂妇直防攀渗设太施的滔条件端或其会造价时昂贵匹难以镰实现喇时，候适于减采用纹铺盖父防渗孔。当早上游秘有天贼然铺喘盖或仓坝前绵淤积廉物较觉厚可嫁以利镇用时细更值搂得考淡虑。3620乎23董/5两/5铺盖不睁能像垂惠直防渗伏设施那怒样可以魄完全截纺阻渗流塌，其防捷渗效果洲有一定续限度，妥故多在达中、小旁工程中食使用，询对高坝敬多和其树他防渗田设施配暗合使用法。37202胃3/5恨/5范围挨：下拉端与呆防渗义体相凯连，浅上游择延伸吼到需卡要长层度目的非：延幼长渗烘径，汤减小餐渗流辈比降邀到容隙许范附围防渗效棍果：不爹能截阻牌渗流，始防渗效谊果有一优定限度适用范层围：中励、小型踩工程或许大型工熔程的辅顺助设施魔。铺盖瓦渗透候系数到：<k砂砾宴石/1筒00册0铺盖长翅度：6～8倍水头铺盖厚鸽度：最瘦薄处≮0.5～1.因0m38202渔3/5否/53.下游塔排水生设施停，包括：(1)水平讽排水贝层(2)排水添沟(3)减压傲井(4切)透水盖最重等。这些设昼施可以义单独使翠用，也暴可以综猴合使用衣。3920礼23床/5竿/5水平排涝水：主这要采用当褥垫排束水垂直排利水：排坝水沟或氏减压井40202宵3/5缎/541202把3/5酸/5减压井可以有效地蔽排除渗擦水，降突低坝基凡扬压力蔑。它是深入依坝基透采水层中膛的连续肺并排，胡井径一土般大于15c吸m。井凶贯入赢强透向水层仅中不爹应少考于其祸厚度钟的25%，一般抵采用50政%~画70耐%，但10合0%效果贫最好拌。42202志3/5罚/5出口行高程斩宜尽啄量降寄低，抓但应郊高于载排水糊沟底驱面。哀井周灾设置阵反滤红层。降减压妙井的给缺点撒是加损了坝稿基渗阀水量称。减傅压井裙与其伯它防掌渗排绝水设尘施共泳同使衬用时总，应乒统一勒考虑赠，权听衡利摆弊。4320倚23胆/5功/54420折23先/5鼻/5减压井4520衬23除/5下/5三、细砂、映软粘土驾和湿陷泥性黄土台坝基处叹理1.细砂等棋易液化迹土坝基2.软粘角土坝未基3.湿陷性骨黄土坝唇基46202佩3/5瞒/51.细砂裕等易幻玉液化贵土坝斧基坝基中奶的细砂袋等地震万时易液植化的土包料对坝辽的稳定星性危害算很大。液化是叶在震动布荷载作严用下，棋土坝内殿孔隙水目来不及僵排出，劣土体内江孔隙压标力上升鬼，使土温体颗粒缸间的连陶接强度手降低，渴而处于盼流动状眨态。47202庸3/5挣/5细砂售坝基甘处理山：①打板它桩封闭悼或压重铸，目的真是增加柱土体的浓约束力榨。②可采消用振冲耻、强夯仁、爆破致、挤密政、震动碑碾压等侵加密方伙法加固铸，提高巷土体的滔密实度供和颗粒辫骨架的誉稳定性容。③排水服和减压响，创造躺排水条狐件以使俗振动孔辰隙水压明力很快48202没3/5循/5淤泥地辞基处理淤泥地岔基的主链要问题策是天然容含水量套高，抗惠剪强度沾低，承追载能力低。处理徐方法眼有：①挖除于；②设职置砂责井加奏速排购水；③坝鲜脚压视重，丹以保害持地隐基的枝稳定彼性。49202律3/5筹/52.软粘土迷坝基软弱粘鞠性土抗庄剪强度妻低，压胶缩性高谋，在这业种地基仙上筑坝俊，会遇县到下列促问题：(1)天然地日基承载办力很低楚，高度桑超过3~6宴m的坝掀就足缎以使虚地基霞发生乘局部评破坏津；50202解3/5聋/5(2隆)土的惹透水罪性很番小，汗排水只固结颜速率揪缓慢耐，地腐基强剃度增渔长不张快，璃沉降异变形风持续遗时间糠很长诱，在牧建筑催物竣答工后象仍将戚发生匹较大擦的沉聚降，墙地基紧长期狐处于牲软弱称状态栋；(3释)由于蚊灵敏渣度较傻高，晨在施谨工中伯不宜血采用比振动刑或挤架压措粪施，只否则害易扰轿动土钥的结醒构，近使土宋的强租度迅删速降鹿低造蛮成局钞部破陵坏和骑较大枯变形赶。51202惨3/5影/5软粘旦土地洗基一肢般不叼宜用秒作地仰基，本仅在叮采取抽有效樱处理蚊措施仓后，渔才可环能修粮建高婆度不井大的耐坝。我国撤在软诊土地盲基上骗筑坝兄也取舌得了蚂一定篮的经拆验，泪如：徒杜湖浪土坝碌，坝位高17.侮5m，采用敢砂井处定理办法君；溪口予土坝，仁坝高23钥m，采用籍镇压层润方法。声国外在消软土地耗基上建佳坝的实山例有委车内瑞拉颂的古里盾坝，坝遭高90m，地撒基为运高压衫缩性站残积游土，朋采取揭了部虹分挖改除、撒预浸叠水、给设戗柿台、辱加强执反滤场等措垃施。52202债3/5蓄/5处理方蠢法有：①挖暑除；②设置信砂井加惑速排水须；③坝脚宏压重，瓦以保持愤地基的哲稳定性到。5320绞23丢/5助/5砂井直吼径约３铅０～40棍cm，井距胖与井径雕之比为6～8，按梅坊花形布茶置，砂耳井顶面轮铺设厚框约1m的砂陪垫层矩。54202剧3/5解/5如：杜湖水牌库土坝刺坝基表倍层有11～13m厚的我淤泥点质粘骡土层乞，抗盟剪强梅度只党有0.顿01晕5M察pa，采系用砂昌井加弯固后音，随事坝体新增高他，坝沸基强猪度增蜂长较网快，印当大蚀坝填丛筑到14m高度塔时，遥坝基加土的绞抗剪秋强度京已增挑至0.幻玉05幅Mp尤a，满香足了立稳定泊要求吉。建叛软粘澡土地痕基上淹的坝软，宜党尽量亿减小坏坝基键中的桐剪应钟力，归防渗撞体填种筑的劲含水两量宜曲略高合于最匀优含帐水量狱，以旋适应星较大蚂的不枝均匀踩沉降厘。5520供23扎/5骂/556202浮3/5林/53.湿陷档性黄胁土坝浪基湿陷昼性黄廊土坝鼻基的栏主要相危害躲是浸扇水后惧产生搏过大司的不秤均匀汪沉降肉，造暗成坝巩体裂稍缝。性这种僻地基钩也不梁宜建茄坝，坐只有粒经过每充分思论证战和处很理后视才可毫建低甜坝。5720弟23旗/5课/5一般千处理须措施辛是挖缴除、急翻压处或通振过强安夯以浙消除蜡其湿拾陷性御，也铜可通辅过预求先浸懒水处换理，缴使湿柄陷量纱大部扔在建梯坝前尺或施伏工完歇成。5820映23附/5偷/5与坝基抛、岸坡拴及其它济建筑物裳的连接1、与坝浓基地基躲与坝盟体土书质相弯近，物清基累后直才接填怠土地基与困坝体土爪质不同僵，在结虎合面做坛槽与基岩展连接时罪，设混仍凝土齿单墙2、与岸新坡岸坡存炭在的问束题：渗透前性大芦，容葵易出散现集插中渗涌流；它稳定顷性差笋，容侮易出藏现滑毕动和箭裂缝希。处理办容法：缓坡连痒接，不狗宜陡坡梯或台阶匆形，以顽防裂缝,坝体与逐岸坡连朗接要紧旅密，加目宽心墙异或斜墙苏以延长宅渗径，秩岸坡岩厘石灌浆汗防止绕规渗59202哲3/5脾/53、与床其它遇建筑料物设置顺原因寺：在模连接剪处，估由于楼土坝裂沉降瓣过大葱，容聚易造它成土逃坝裂填缝，辜结合京处容鼓易出音现集棉中渗才流土坝寸与混东凝土烈建筑迁物结浇合类池型：翼墙总式：养使混猎凝土因与土随坝翼圾墙相肆连接插入钱式：绣混凝域土插返入土坚坝坝绩身中址特朴点：永结构鹿简单矮，安昨全可陡靠，楚造价山低，裁高坝末用得已多翼墙煮的常模用形保式：围墙式围墙—翼墙式上下坦翼墙暴式注意：在翼票墙背吓面设揭齿墙陈，延虑长渗煎径翼墙穴背面引坡度>0.陆1，使润土体姻与翼骆墙结伯合良政好6020共23岗/5饼/5从砼坝馆与土石草坝的连联接部位零开始，杜砼坝的敬断面逐春渐减小脖，最后继成刚性插入土俗石坝的绳心墙内沉。6120迅23堆/5佳/5土石砼6220砌23佳/5密/5图5-胜39插入式仓连接示僚意图1-混凝土败重力坝欺；2-土石欠坝；3-半插爬入段泳；4-插入63202砌3/5赏/5图5-4榜0翼墙谜式连改接1-土石坝乒；2-溢流重辣力坝；3-圆弧僚形翼吓墙4-斜降式采翼墙；5-边墩；二、土赶石坝的塞裂缝控吴制干缩裂贿缝冻融裂络缝不均匀勺沉降裂糊缝滑坡裂陆缝水力桶劈裂击裂缝6420罗23危/5讲/51.类型和拾成因（1）纵缝走向野大体傍上与魂坝轴固线平尤行，揪多数杨发生击在坝哗顶和笋坝坡杆中部浅。●在睁心墙翻坝和贩多种钓土质低坝中阶，由膀于心川墙土溜料的城固结漂比较炮缓慢幻玉，坝回壳土导料的翼沉降按速度泡比心匹墙快锻，坝股壳和堪心墙据之间拳发生请应力存传递肯，在馒坝顶命部出刑现拉完应力唐区导州致裂惑缝。璃多发绞生在猎竣工物初期匀，或血初次承蓄水遮时。●土颗质斜拢墙坝降的坝劲壳材霉料，艰如压端实不责足，毁沉降完变形广大，鸭上部建和下孤部沉号降不借均，惹都可碧使斜阵墙断鸡裂，梯形成伍纵向厅裂缝崖。●高压甜缩性地妇基上也雁易形成逼坝坡面英和坝内水部的纵企向裂缝扎。（2）横趣缝走向甲与坝嫁轴线吃近乎却垂直袄，多睛发生箱在两萝岸坝喷肩附床近。当岸霞坡比遗较陡俱峻，搂或是残岸坡截地形弊突然敞变化磨时，越都易展发生咬这种磨裂缝研。横另缝常辣贯穿威坝的请防渗赔体，荐在渗控流作探用下纹继续绩发展胶，危搂害极铸大。（3）内彼部裂行缝主要由迟坝基和啄坝体的以不均匀狠沉降引辫起。在洽坝体表谨面很难厉发现，押它可能丛发展成汁为集中洞的渗流崖通道，烤危害性弄也很大解。在较华薄的粘罚土心墙进坝中，域坝壳沉队降速度须快，较竟早达到投稳定，茫而心墙廊由于固极结速度夏慢，还何在继续圣沉降，孩坝壳将俱对心墙猛产生拱稠效应，忙使心墙后中的竖股向应力至减小，倒甚至可川能由压食应力转童变为拉允应力，右从而产刚生内部责裂缝。地震区折土石坝亮震害的妨主要形少态是出智现纵缝沉和横缝忍；由于售水力劈弱裂作用些也可以妖产生裂搜缝。⑴纵缝：哑与坝轴记线大体锈平行，发多发生驳在坝顶仆和坝坡像中部因坝壳等与心墙竟、或多栏种土质绳坝固结肌速度的委差异形君成拉应叨力而裂纱缝多发生归在竣工汉期前后宋。纵缝横缝⑵横缝：畏与坝轴堆线大体悼垂直，歼多发生棒两岸坝弊肩附近因岸侵坡陡教峻或兆岸坡君突变轨而致横缝永常贯俗穿防工渗体采，危撕害很开大。水平缝⑶内欢缝：梨出现健在坝旺体内扫部因坝吨基与伍坝体生的不势均匀要沉降锦而致易形冒成集梦中渗咏流通案道，泪危害虹很大把。心墙掌坝的夫内部洞水平西裂缝局部凉高压胁缩性轿地基错上土苏石坝部底部臣的裂谎缝混凝登土防堡渗墙瓣引起同的坝牲体内胁部裂馆缝2.裂缝次的防孔止与普控制祥措施（1）提高填芬土的压梨实质量，可娃减小