三峡大学：《水工建筑物》第七讲 地基处理

●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● §7地基处理 概述 坝基防渗措施 加强地基承载力措施 四、与坝基、岸坡及其它建筑物的连接 五、土石坝裂缝控制 2021/2/22

2021/2/22 1 §7 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 五、土石坝裂缝控制

●●●●● ●●●● ●●0 ●●● 概述 ●●●● 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。处理的主要要求 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。 2021/2/22

2021/2/22 2 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。处理的主要要求 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。 一、概述

●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 对地基的一般要求: ◆有足够的抗剪强度 ◆有足够的承载能力 ◆透水性小 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 2021/2/22

2021/2/22 3 对地基的一般要求： ◆有足够的抗剪强度 ◆有足够的承载能力 ◆透水性小 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

●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 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 2021/2/22

2021/2/22 4 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

●●●●● 坝基防渗工程措施 ●●●● ●●0 ●●● 1、截水槽:截断渗流 ●●●● 粘土截水槽:最简单、最普通的措施 混凝土截水槽 泥浆截水槽 混凝土防渗墙 3、灌浆帷幕 水泥灌浆 粘土灌浆 沥青灌浆 化学灌浆 4、板桩 5、防渗铺盖:延长渗径 6、其他 2021/2/22

2021/2/22 5 1、截水槽：截断渗流 粘土截水槽：最简单、最普通的措施 混凝土截水槽 泥浆截水槽 2、混凝土防渗墙 3、灌浆帷幕 水泥灌浆 粘土灌浆 沥青灌浆 化学灌浆 4、板桩 5、防渗铺盖：延长渗径 6、其他 二、坝基防渗工程措施

●●●●● ●●●● ●●0 ●●●● 0.25 (a) 0.750.950.75 混凝土防渗墙 2021/2/22

2021/2/22 6 混凝土防渗墙

●●●●● 三、加强地基承载力的工程措脑 ●●●● ●●0 ●●● 、换砂法 ●●●● 提高强度、维持坝和坝基稳定,改善排水,加快固结 2、压重法 在土坝上下游坡脚处,填筑石料压重,借以增加坝基 稳定性 缺点:增加压重后会增大坝基沉陷 3、砂井法 在坝基中钻孔,然后在孔中填入沙砾,在地基中形成砂 桩,提高坝基承载力 4、预压加固法 5、控制填土速率 6、抽水加固法 7、填土挤淤法 8、爆炸加固松砂法 2021/2/22

2021/2/22 7 三、加强地基承载力的工程措施 1、换砂法 提高强度、维持坝和坝基稳定，改善排水，加快固结 2、压重法 在土坝上下游坡脚处，填筑石料压重，借以增加坝基 稳定性 缺点：增加压重后会增大坝基沉陷 3、砂井法 在坝基中钻孔，然后在孔中填入沙砾，在地基中形成砂 桩，提高坝基承载力。 4、预压加固法 5、控制填土速率 6、抽水加固法 7、填土挤淤法 8、爆炸加固松砂法

●●●●● 四、与坝基、岸坡及其它建筑物的连接 ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 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,家宽心墙或斜墙以延长渗径,岸坡 岩石灌浆防止绕渗 2021/2/22

2021/2/22 8 四、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，家宽心墙或斜墙以延长渗径，岸坡 岩石灌浆防止绕渗

●●●●● ●●●● 3、与其它建筑物 ●●0 ●●● 设置原因:在连接处,由于士坝沉降过大,容易°。 造成土坝裂缝,结合处容易出现集中渗流 土坝与混凝土建筑物结合类型 翼墙式:使混凝土与土坝翼墙相连接 插入式:混凝土插入土坝坝身中特点:结构简 单,安全可靠,造价低,高坝用得多 翼墙的常用形式: 围墙式 围墙一翼墙式 上下翼墙式 注意: 在翼墙背面设齿墙,延长渗径 翼墙背面坡度>0.1,使土体与翼墙结合良好 2021/2/22

2021/2/22 9 3、与其它建筑物 设置原因：在连接处，由于土坝沉降过大，容易 造成土坝裂缝，结合处容易出现集中渗流 土坝与混凝土建筑物结合类型： 翼墙式：使混凝土与土坝翼墙相连接 插入式：混凝土插入土坝坝身中 特点：结构简 单，安全可靠，造价低，高坝用得多 翼墙的常用形式： 围墙式 围墙—翼墙式 上下翼墙式 注意： 在翼墙背面设齿墙，延长渗径 翼墙背面坡度>0.1，使土体与翼墙结合良好

●●●●● 五、土石坝裂缝控制 ●●●● ●●0 ●●● 裂缝的类型和成因 ●●●● 纵缝:走向与坝轴线平行,多数在坝顶和坝坡中部,心 墙土料沉降速度慢,坝壳沉降速度快。 横缝:走向与坝轴线垂直,多发身在两岸坝肩 内部裂缝:水平,主要由于不均匀沉降造成。 裂缝防治措施 改善坝体结构或平面布置 重视坝基处理 适当选用坝身土料 采用合适的施工措施和运行方式 裂缝处理 对表面裂缝,砂土回填,粘土封填 对深部裂缝,灌浆处理 对严重的裂缝,混凝土防渗墙 2021/2/22

2021/2/22 10 裂缝的类型和成因 纵缝：走向与坝轴线平行，多数在坝顶和坝坡中部，心 墙土料沉降速度慢，坝壳沉降速度快。 横缝：走向与坝轴线垂直，多发身在两岸坝肩。 内部裂缝：水平，主要由于不均匀沉降造成。 裂缝防治措施 改善坝体结构或平面布置 重视坝基处理 适当选用坝身土料 采用合适的施工措施和运行方式 裂缝处理 对表面裂缝，砂土回填，粘土封填 对深部裂缝，灌浆处理 对严重的裂缝，混凝土防渗墙 五、土石坝裂缝控制