【《胶结坝基础加固措施设计计算案例》3100字】

胶结坝基础加固措施设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u107651.1胶结坝地基条件分析 170291.2沿建基面抗滑稳定计算 1225171.3深层抗滑稳定计算 2312321.4胶结坝加固措施方案 10123291.4.1基础固结灌浆 1040901.4.2基础软弱夹层处理方案 101.1胶结坝地基条件分析根据地质测绘和钻探等揭示：坝址处揭示多条软弱夹层，其中岩块岩屑型16条（R1～R16），岩屑夹泥型7条(YN1～YN7)，泥夹碎屑型1条（NY1）。初步考虑设置齿墙进行加固。根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018）》的规定，抗滑稳定计算应按抗剪或抗剪断强度公式进行。1.2沿建基面抗滑稳定计算规范规定的沿建基面如下表3.5所示。表3.5沿建基面抗滑稳定安全系数荷载组合抗剪断公式抗剪公式基本组合3.01.05特殊组合I2.51.00注：特I指校核洪水情况溢流坝段取坝段单宽进行整体稳定和基础应力计算。根据SL319-2018《混凝土重力坝设计规范》中规定的刚体极限平衡法，按照和抗剪强度公式计算胶结坝的抗滑安全系数。： (32)式中，为；为，这里取0.5；为凝聚力，kPa，这里取0.2MPa；为坝基截面积，；为，；为，。 (3-3)式中，为；、意义同上。计算采用的溢流坝段计算简图如下图3.7所示。图3.7溢流坝段抗滑稳定计算简图根据式（3-1）和式(3-2)计算所得的抗滑稳定安全系数见下表3.6。表3.6溢流坝段沿建基面抗滑稳定计算成果表项目抗剪断强度安全系数抗剪强度安全系数基本组合一13.671.16基本组合二6.971.14特殊组合Ⅰ6.281.08由上表可知，根据抗剪断和抗剪强度公式计算所得沿建基面的均满足规范要求。沿建基面不存在失稳问题。1.3深层抗滑稳定计算据勘探成果及地质测绘，河床坝段基础存在2条软弱夹层，分别是高程1326.16m～1321.70m处的YN4岩屑夹泥型、高程1315.2m～1310.0m处的R4岩块岩屑型，缓倾向下游2.4°，倾向左岸15°，坝基以下埋深2.5m～14.0m，经坝基以下岩层走向及层理分析，YN4岩屑夹泥型位于砂岩与泥质粉砂岩之间，连通率较高，R4岩块岩屑型位于砂岩内部，连通率不及YN4，根据坝体布置情况，坝基建基面高层位于YN4附近，故坝基下部YN4岩屑夹泥型全部挖除回填C15砼，不存在沿YN4岩屑夹泥型的抗滑稳定问题，但需计算R4岩块岩屑型的深层抗滑稳定。从河床地质剖面可以看出，胶凝砾石坝坝基分布R4软弱夹层，缓倾向下游2.4°，倾向左岸15°，本工程坝体沿软弱夹层的滑移模式为典型双滑面的滑移模式。深层抗滑稳定的主要地质计算参数见下表3.7。表3.7结构面、软弱夹层力学参数指标建议值表岩性抗剪强度抗剪断强度（MPa）R4岩块岩屑型0.350.500.08砂岩弱风化0.55～0.600.65～0.700.50～0.55新鲜0.70～0.800.80～0.850.65～0.75泥质粉砂岩弱风化0.35～0.400.62～0.650.38～0.40新鲜0.40～0.450.60～0.650.42～0.45注：下游抗滑块根据深度及岩性不同取加权平均值。采用SL319-2018《混凝土重力坝设计规范》等安全系数法计算，坝基深层滑动计算公式如下： （3-4） （3-5）式中各参数含义如下：、--；W--，kN；H--，kN；G1、G2--岩体ABD、BCD重量的，kN；f1、f2--AB、BC滑裂面的；、--AB、BC滑裂面的；A1、A2--AB、BC，m²；α、β--AB、BC，（°），β；U1、U2、U3--，kN；Q、--BD面上作用力（kN）。公式，求解Q、值。是否考虑齿墙作用的对比示意图如下图3.8、3.9所示，其中沿建基面的抗滑稳定示意图如图3.8所示，考虑齿墙影响的深层抗滑稳定示意图如图3.9所示。图中，齿墙上游侧坡比为1:0.3，下游侧坡比为1:0.5，深层抗滑稳定采用双滑面法沿着软弱夹层进行计算，另外一个滑面由抗力体的滑动面决定，抗力体BCD的破裂角在一定范围变化。图3.8沿建基面抗滑稳定示意图图3.9考虑齿墙影响的深层抗滑稳定示意图逐层计算的深层抗滑稳定计算成果如下表3.8-3.17所示。表3.81315.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪断）成果工况抗剪断安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位36、37、38、39、402.940-2.9443.169-3.1723.00设计洪水位36、37、38、39、402.896-2.9013.123-3.1273.00校核洪水位36、37、38、39、402.877-2.8823.102-3.1042.50

表3.91315.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪）成果工况抗剪安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位30、31、32、33、34、351.119-1.1201.362-1.3641.05设计洪水位30、31、32、33、34、351.096-1.0971.335-1.3371.05校核洪水位30、31、32、33、34、351.090-1.0911.327-1.3291.00表3.101314.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪断）成果工况抗剪断安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位36、37、38、39、403.036-3.0403.261-3.2663.00设计洪水位36、37、38、39、402.996-3.0003.219-3.2243.00校核洪水位36、37、38、39、402.976-2.9803.197-3.2022.50

表3.111314.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪）成果工况抗剪安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位28、29、30、31、32、33、341.147-1.1491.383-1.3881.05设计洪水位28、29、30、31、32、33、341.128-1.1301.361-1.3661.05校核洪水位28、29、30、31、32、331.122-1.1241.353-1.3581.00表3.121313.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪断）成果工况抗剪断安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位36、37、38、39、40、413.040-3.0473.264-3.2703.00设计洪水位36、37、38、39、402.996-3.0003.219-3.2243.00校核洪水位36、37、38、39、402.976-2.9803.197-3.2022.50

表3.131313.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪）成果工况抗剪安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位30、31、32、33、34、351.160-1.1621.395-1.3961.05设计洪水位30、31、32、33、341.142-1.1441.374-1.3751.05校核洪水位30、31、32、33、34、35、361.136-1.1421.366-1.3671.00表3.141312.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪断）成果工况抗剪断安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位36、37、38、39、40、413.244-3.2523.462-3.4703.00设计洪水位36、37、38、39、403.213-3.2193.429-3.4373.00校核洪水位36、37、38、39、403.192-3.1983.406-3.4142.50

表3.151312.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪）成果工况抗剪安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位28、29、30、31、32、33、341.202-1.2041.427-1.4321.05设计洪水位28、29、30、31、32、33、341.190-1.1921.413-1.4181.05校核洪水位28、29、30、31、32、331.184-1.1871.405-1.4101.00表3.161311.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪断）成果工况抗剪断安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位36、37、38、39、40、413.319-3.3273.533-3.5433.00设计洪水位36、37、38、39、40、413.292-3.2993.505-3.5143.00校核洪水位36、37、38、39、40、413.271-3.2783.482-3.4912.50

表3.171311.0m处深层抗滑稳定计算成果表（抗剪）成果工况抗剪安全系数抗力体破裂角βK计算值加齿墙后K′计算值规范值正常蓄水位28、29、30、31、32、33、341.243-1.2461.463-1.4681.05设计洪水位28、29、30、31、32、331.236-1.2381.453-1.4591.05校核洪水位28、29、30、31、32、331.230-1.2331.445-1.4511.00由上述深层抗滑稳定计算可知，在不设置深齿槽情况下R4软弱夹层在高程1315.0m～1310.0m及其下部均能满足深层抗滑稳定抗剪计算规范值要求；在高程1315.0m处，抗剪断计算不满足要求，在高程1314.0m～1313.0m处，抗剪断计算仅设计工况非常接近规范要求值，其余工况均满足规范值要求；在高程1312.0m～1310.0m及其下部均能满足深层抗滑稳定抗剪断计算规范值要求。在增加穿越R4软弱夹层的深齿槽后，各高程深层抗滑稳定均满足规范要求。1.4胶结坝加固措施方案1.4.1基础固结灌浆本工程河床坝段基础为泥质粉砂岩，承载力较低，为增强基岩的整体性，提高基岩的弹性模量，增强坝基承载能力，河床坝段坝基全断面进行固结灌浆加固，根据不同地质情况固结灌浆孔、排距为3m~4m，孔深5m~8m，深度穿过浅层软弱夹层，穿过软弱夹层的固结孔内放置钢筋束。1.4.2基础软弱夹层处理方案工程河段地形坡角25～35°，岩层缓倾下游及右岸，岩体层面发育，顺层发育多条软弱夹层，根据地勘资料，河床坝段基础存在2条软弱夹层，分别是高程1326.16m～1321.70m处的YN4岩屑夹泥型、高程1315.2m～1310.0m处的R4岩块岩屑型，缓倾向下游2.4°，倾向左岸15°，坝基以下埋深2.5m～14.0m，经坝基以下岩层走向及层理分析，YN4岩屑夹泥型位于砂岩与泥质粉砂岩之间，连通率较高，坝基建基面高层位于YN4附近，故坝基下部YN4岩屑夹泥型挖除回填C15砼即可。根据前述计算，处理后沿建基面的抗剪及抗剪断安全系数均满足规范要求。R4