土石坝筑坝材料地基处理概要.pptx

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1、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

2、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。第1页/共32页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、有机质含量过高土第2页/共32页 抗渗性 抗剪强度 易于压实 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

3、的要求第3页/共32页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第4页/共32页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、黄土第5页/共32页1、选择原则 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

4、.支撑防渗体稳定挡水，透水减压三、坝壳对土石料的要求第6页/共32页注意注意: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。第7页/共32页四、排水设备、护坡对石料的要求1.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（

5、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，卵石等第8页/共32页五五、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。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

6、水量。第9页/共32页(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:Dr0.70.75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 第10页/共32页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降低坝体浸润线低坝体浸润线，坝坡和坝基在各种情况下均要渗透稳，坝坡和坝基在各种情况下均要渗透稳定，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

7、够的强度，不致因坝，处理使坝基具有足够的强度，不致因坝基产生滑坡，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的和不均匀沉降控制在允许的范围内（竣工后，不应大于坝高的范围内（竣工后，不应大于坝高的1%1%），），以免影响坝以免影响坝的正常运行。的正常运行。第11页/共32页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第12页/共32页2、砂砾石地基防渗处理1）粘性土截水槽 明挖回填粘土成截水槽,结构简单、工作可靠、截渗效果好的防渗措施.适用:砂砾土层深度在20m以内。位置:

8、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。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3.0，壤土3.05.0，粘土5.010.0），一般取5m10m，最小宽度3.0m。插入相对不透层的深度应不小于0.51.0m第13页/共32页第14页/共32页第15页/共32页2）混凝土防渗墙第16页/共32页适用适用: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。尺尺寸寸:厚厚度度由由坝坝高高和和防防渗渗墙墙的的允允许许渗渗透透比比降降、墙墙体

9、体溶溶蚀蚀速速度度和和施施工工条条件件等等因因素素确确定定。据据经经验验，一一般般允允许许比比降降以以80100为为宜宜，并并由由最最大大工工作作水水头头除除以以允允许比降校核墙的厚度许比降校核墙的厚度。从从混混凝凝土土溶溶蚀蚀速速度度考考虑虑，其其在在渗渗水水作作用用下下带带走走游游离离氧氧化化钙钙而而使使强强度度降降低低，渗渗透透性性增增加加，因因此此，可可按按其其强度强度50%的年限审核的年限审核墙体厚度墙体厚度。从从施施工工和和坝坝高高考考虑虑，用用冲冲击击钻钻造造孔孔，1.3m直直径径钻钻具最大，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。第17

10、页/共32页防防渗渗墙墙顶顶部部和和底底部部是是防防渗渗的的薄薄弱弱部部位位，应应慎慎重重处处理理。防防渗渗墙墙墙墙顶顶应应做做成成光光滑滑的的楔楔形形，插插入入土土质质防防渗渗体体的的深深度度为为1/10坝坝高高；低低坝坝应应不不小小于于2.0m，并并在在墙墙顶顶填填筑筑含含水水率率大大于于最最优优含含水水率率的的高高塑塑性性土土区区。墙底应嵌入基岩墙底应嵌入基岩0.51.0m。高高坝坝深深砂砂砾砾石石层层防防渗渗墙墙，应应分分析析核核算算墙墙的的应应力力，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。具具有有足足够够的的抗抗渗渗性性和和耐耐久久性性，为为此此可可在在混混凝凝土土内

11、内掺掺入入适适量量的的粘粘土土、粉粉煤煤灰灰及及其其他他外外加加剂剂。为为了了保保证证防防渗渗墙墙的的施施工工质质量量，对对高高坝坝深深砂砂砾砾石石层层的的混混凝凝土土防防渗渗墙墙、宜宜采采用用钻钻孔孔、物物探探等等方方法法做做强强度度和和渗渗透性的质量检查。透性的质量检查。第18页/共32页第19页/共32页第20页/共32页第21页/共32页第22页/共32页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。第23页/共32页在灌浆前，先对地基的可灌性和可灌何种

12、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 第24页/共32页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

13、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.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：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.第25页/共32页长江大堤灌浆长江大堤灌浆第26页/共32页4）防渗铺盖长度厚度J第27页/共32页铺铺盖盖的的作作用用是是延延长长渗渗径

14、径，使使渗渗漏漏损损失失和和渗渗流流比比降降减减小小。当当坝坝基基透透水水层层深深厚厚，用用其其他他防防渗渗措措施施经经济济不合理时可考虑。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。巴巴基基斯斯坦坦的的塔塔贝贝拉拉坝坝，坝坝高高148m148m，用用粘粘性性土土铺铺盖盖防防渗渗，铺铺盖盖长长2.12km2.12km，最最大大厚厚度度12.8m12.8m，最最小小厚厚度度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。粘粘性性土土防防渗渗铺铺盖盖是是从从坝坝身身防防渗渗体体向向上上游游延延伸伸，多多用于斜墙坝。用于斜墙坝。第28页/共32页第29页/共32页尺寸确定尺寸确定:前端最小厚度可取前端最小厚度可取0.50.51.0m1.0m，任截面厚度由，任截面厚度由下式计算确定下式计算确定:铺铺盖盖的的长长度度，主主要要取取决决于于下下卧卧土土层层的的允允许许比比降降，国国内内已已建建工工程程，一一般般取取设设计计水水头头的的46倍倍，个个别别工工程最大取至程最大取至11倍水头倍水头。第30页/共32页3、细砂、软弱土层的处理浅层挖除，回填砂砾石饱和砂土、细砂振动加密软粘土地基排水固结第31页/共32页感谢您的观看。第32页/共32页