第八-十节-土石坝的坝基处理、土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物的连接、抗震设计
- 格式:ppt
- 大小:1.59 MB
- 文档页数:37
一、土石坝的地基处理1、砂卵石地基的处理砂卵石地基的特点:具有较高的抗剪能力和承载 能力,压缩变形小,抗渗性能差,因此对这类地 基的处理以渗流控制为主。
原则:前堵后排。
处理措施:v垂直防渗:粘土(混凝土)截水槽、砼防渗 墙,灌浆帷幕,高压喷射灌浆;v水平防渗:铺盖;v下游设排水减压设施。
v覆盖层深度不大,一般在10~15m以内。
v结构简单,工作可靠,防渗效果好。
应用广,如官厅 坝、清河坝等。
(1)粘性土截水槽v当砂砾石透水层较深时(>30米),采用粘土截水墙不 经济。
v施工快,材料省,防渗效果好。
应用广泛,如碧口 坝、毛家村坝等(2)混凝土防渗墙(3)帷幕灌浆v当透水层很厚时,用粘土截水墙或混凝土防渗墙有 困难,不经济。
v帷幕灌浆施工期长,效果不如防渗墙。
应用较广, 如罗贡坝,谢尔庞桑坝。
v世界最深的帷幕灌浆:埃及,阿斯旺心墙坝,高 111m,帷幕深174m。
v由心墙、斜墙等防渗体或均质坝体向上游水平延伸而 成。
v世界最长的铺盖:巴基斯坦,塔培拉坝,高147m,铺 盖长2347m,厚1.5~10m(4)水平防渗铺盖(5)排水减压等其他措施v相对不透水层——排水沟、减压井2、软土地基处理(1)淤泥质地基处理v层薄,能短时间固结——不挖v范围不大、埋藏较浅——全部挖除v范围广、埋藏深——预压,设砂井排水固结v反压法——坝趾处堆放土石料,以限制淤泥等软土层 外挤(2) 细砂地基处理v主要是防止振动液化破坏。
v浅层:清除v较厚:上下游截水墙或板桩封闭v很厚:坝趾附近设砂井,降低水头;振冲法加固v官厅坝——2~4m厚的细砂层,用振冲法加固处理后, 相对密度从0.53增大到0.85,效果好,施工快(3)软粘土及黄土地基(a) 软粘土地基v较薄:清除v较厚:坝基设排水井,加速固结(b)黄土地基v湿陷性大,可预先浸水湿陷;表层挖除换土、压实;夯实,破坏其天然结构,使之密实二、土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物的连接土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物的接触面容易形成 集中渗流,造成渗透破坏。
土石坝的坝基处理及渗流变形的防治1 土石坝的坝基处理土坝对地基的要求比混凝土坝低,一般不必挖除地表透水土壤和砂砾石等。
但是,为了满足渗透稳定、静力和动力稳定、容许沉降量和不均匀沉降等方面的要求,保证坝的安全经济运行,也必须根据需要对地基进行处理。
1.1岩基处理针对土石坝的特点,岩基的处理主要应注意以下四点:(1)岩基上的覆盖层。
对中、低土石坝,只需将防渗体坐落在基岩上,形成截水槽以隔断渗流即可。
对高土石坝,最好挖除全部覆盖层,使防渗体和坝壳均建在基岩上。
(2)防渗体与基岩的连接。
防渗体与基岩的接触面应紧密结合。
以前多要求在防渗体的基岩面上浇筑混凝土垫层或混凝土齿墙。
但混凝土垫层和齿墙的作用并不明显,受力条件不佳,易产生裂缝,因此,现在的发展趋势是将防渗体直接建在基岩上。
(3)基岩内部防渗处理。
主要是防渗帷幕。
一定要做到万无一失,防渗幕是很重要的一项工程。
(4)对不良地质构造的处理。
对断层、破碎带等不良地基构造,主要考虑起渗透稳定性和抗溶蚀性能,而不太看重其承载力和不均匀沉降。
处理方法主要有:水泥灌浆或化学灌浆、混凝土塞、混凝土防渗墙、设置防渗铺盖等。
1.2砂砾石地基处理砂砾石具有足够的承载能力,压缩性不大,干湿变化对体积的影响也不大。
但砂砾石地基的透水性很大,渗漏现象严重,而且可能发生管涌、流土等渗透变形。
砂砾石地基的处理,主要是对地基的防渗处理。
1.3垂直防渗设施垂直防渗是解决坝基渗流问题效果最好的措施。
垂直防渗的效果,相当于水平防渗效果的三倍。
因此,在土石坝的防渗措施中,应优先选择垂直防渗措施。
垂直防渗措施主要有:粘性土截水墙、混凝土防渗墙、灌浆帷幕、板桩等。
1. 4粘性土截水墙(1)当砂砾石透水地基的深度不大时,可将截水墙直接伸入岩基,并与岩基紧密相连。
这种情况下的截水墙结构简单,工作可靠,防渗效果好;当砂砾石透水地基的深度较大时,可将截水墙深入坝基一定深度,不与岩基相连,称为悬挂式截水墙,但防渗效果较差。
论土石坝的地震液化验算和坝坡抗震稳定计算土石坝作为重要的水工建筑物之一,其地震液化验算和坝坡抗震稳定计算是保障其安全稳定运行的重要方面。
本文将从土石坝地震液化验算和坝坡抗震稳定计算两个方面进行探讨。
土石坝地震液化验算是地震工程中的一个重要环节,主要是为了评估土石坝在地震作用下可能发生液化现象的潜在危险。
液化是指当土体受到地震力作用时,土体内部排水受阻,导致孔隙水压力上升,使土体丧失抗剪强度,变得类似液态的现象。
液化的发生会导致土石坝的稳定性丧失,从而引发灾害。
地震液化验算通常包括以下几个步骤。
首先,需要确定土石坝所在地区的地震烈度和地震动参数,包括峰值加速度、地震频谱等。
然后,通过地震动监测和野外勘探等手段,获取土体的物理力学参数和水文地质特征,包括饱和度、孔隙比、液限等。
接下来,可以采用数学模型,如有限元模型或数值模型等,模拟土体在地震下的动力响应过程,评估土体的临界孔隙水压力和抗剪强度。
最后,结合土石坝的结构特点和地质条件等,综合分析地震液化的潜在风险,并提出相应的防治措施。
坝坡抗震稳定计算则是针对土石坝在地震作用下的抗震能力进行评估。
土石坝的抗震稳定性包括静态稳定和动态稳定两个方面。
静态稳定主要通过计算土石坝在地震荷载下的抗滑稳定系数和抗倾覆稳定系数来进行评估。
动态稳定则涉及到土石坝在地震动力荷载下的抗震位移和抗震加速度等。
坝坡抗震稳定计算的主要步骤为:首先,确定土石坝所在地区的设计地震烈度和地震动参数。
然后,根据土石坝的几何形态和结构特点,建立合适的有限元分析模型,考虑材料的非线性和土石坝的非均匀性等因素。
接下来,进行受力分析,包括重力荷载、地震荷载和渗流荷载等。
最后,通过计算土石坝的位移和应力分布,评估其抗震稳定性,并根据需要提出相应的抗震措施。
在土石坝的地震液化验算和坝坡抗震稳定计算中,需要充分考虑土石坝的地质条件、水文地质特征和结构特点等因素,以确保计算结果的准确性和可靠性。
此外,还需结合相关规范和标准,采用适当的计算方法和技术手段,不断完善和提高土石坝的抗震能力,确保其在地震作用下安全稳定地运行。
土石坝的地基处理与裂缝成因及控制土石坝是利用当地土料、砂砾、卵砾石渣、石料等建筑而成。
按施工方法不同可以分为碾压式土石坝、水中填土石坝和水力冲填坝,现代土石坝多由碾压而成。
按筑坝材料、坝内的配置又可分为均质土坝、分区坝和人工防渗材料坝。
土石坝设计的总体要求是,大坝在正常和非正常工作条件的荷载组合条件下,必须保证完成它能长期安全运用和充分发挥经济效益,满足稳定变形、渗流以及规定的超高等要求。
因此,对土石坝的地基处理与裂缝控制不容忽视。
1土石坝的地基处理土石坝的底面积大,坝基应力较小,坝体具有一定的适应变形的能力,坝体断面分区和材料的选择也具有灵活性。
因此,土石坝对天然地基在强度和变形方面的要求以及处理措施、应达到的标准等,均可比混凝土坝相对较低,但防渗要求上则与混凝土坝基本相同。
土石坝对不同的地基有不同的处理方法,着重对土石坝地基处理与软土地基处理的方法作以介绍。
1.1砂卵石地基处理许多土石坝建在砂卵石地基上,对于砂卵石地基的处理主要是解决渗流控制问题。
处理的主要措施有垂直防渗措施、水平防渗措施和下游排水设施及盖垂等,垂直防渗措施可有效地截断坝基渗流,在技术条件许可且较经济合理时,应优先采用。
1.1.1垂直防渗设施。
垂直防渗设施包括黏性土截水槽、混凝土防渗墙和灌浆帷幕等(1)黏性土截水槽。
当坝基砂砾石层深度不大时,可开挖深槽直达不透水层或基岩,槽内回填黏性土,与坝内防渗体连称之为截水槽。
它结构简单、工作可靠、防渗效果好、应用较广,适用于砂砾石层深度在15m以内,最大深度一般不超过20m截水槽底宽根据回填土的容许渗透坡降及施工条件而定。
为防止截水墙与基岩间可能出现的集中渗流常在基岩上设置混凝土齿墙或垫座, 必要时还需要进行灌浆(2)混凝土防渗墙。
当坝基砂砾石层较深时,采用混凝土防渗墙是经济而又有效的防渗措施。
施工时用冲击钻分段在土层中造成圆孔或槽形孔,以泥浆固壁,然后在槽孔内浇筑混凝土,最后连成整体,形成混凝土防渗墙。
土石坝地震工程学土石坝地震工程学一、地震基本原理地震是由于地球内部的地壳运动引发的自然灾害,具有突发性和不可预测性。
地震波在地壳中传播,由于不同的介质和地质构造,会导致地震波的能量在不同地方集中或消散,从而产生破坏性的影响。
了解地震波的运动规律和地壳结构的特征,是进行地震工程学研究的基础。
二、土石坝震损机制土石坝是由土和石料堆积而成的挡水建筑物,在地震作用下,可能会产生裂缝、滑坡、液化等现象,导致土石坝的结构破坏和失稳。
深入理解土石坝的震损机制,包括地震对坝体材料的动力特性的影响,地震波在坝体中的传播规律等,是进行土石坝抗震设计和加固的重要依据。
三、土石坝抗震设计抗震设计是确保土石坝在地震作用下能够保持稳定的关键环节。
设计时应充分考虑地震的随机性和不确定性,采用基于概率的抗震设计方法,制定合理的设计标准。
同时,要考虑到施工条件和材料的性能,以及地震发生时可能产生的各种工况,确保设计既安全又经济。
四、土石坝抗震加固对于已经建成的土石坝,如果存在抗震性能不足的问题,需要进行抗震加固。
加固措施包括改善坝体材料的抗震性能、提高坝体的整体稳定性、防止裂缝的产生和扩展等。
在选择加固措施时,应充分考虑地震可能产生的最不利工况,并确保加固后的土石坝能够满足抗震设计的要求。
五、土石坝地震反应分析地震反应分析是研究土石坝在地震作用下的动态响应和稳定性的重要手段。
通过建立土石坝的动力学模型,进行数值模拟和分析,可以预测土石坝在地震作用下的变形和应力分布情况,为抗震设计和加固提供科学依据。
六、土石坝地震监测与预警建立有效的地震监测系统,可以对地震进行实时监测和预警,为抢险救灾提供宝贵的时间。
同时,通过对地震监测数据的分析,可以深入了解地震对土石坝的影响规律,为今后的抗震设计和加固提供经验和参考。
七、土石坝震后修复与重建地震过后,如果土石坝出现损坏或失稳,需要及时进行修复和重建。
在修复和重建过程中,应充分考虑剩余抗震能力和未来可能面临的地震风险,制定合理的修复和重建方案。
水工建筑物习题第一部分课内训练第一章绪论 (2)第二章重力坝 (3)第三章拱坝 (7)第四章土石坝 (11)第五章水闸 (16)第六章河岸溢洪道 (20)第七章水工隧洞与坝下涵管 (21)第八章渠系建筑物 (22)第九章水利枢纽 (25)第一部分课内训练第一章绪论一、填空题1.我国人均水资源约为世界水资源的。
2.河道常用的防洪体系为、、。
3.水利工程按所承担的任务可分、、、和。
4.水工建筑物按用途可分为、、、、和。
5.水工建筑物按使用时间可分为、。
6.组成水库枢纽的“三大件”包括、和等类型建筑物。
二、名词解释1.水利工程2.水利枢纽3.水工建筑物4.水利事业三、判断题1.我国地大物博,河流众多,是一个水资源充沛的国家。
()2.我国的水资源分布情况大体是南涝北旱的局面。
()3.水工建筑物的级别越高所采用的洪水重现期越短。
()4.所谓水利工程,是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配,以达到除害兴利目的而修建的工程。
()四、简答题1.我国水资源分布的特点是什么?2.水利工程按所承担的任务分为哪几类?3.简述水工建筑物的特点?4.水工建筑物按用途分为哪几类?5.为什么要在江河上兴建水利工程?6.兴建水利工程对国民经济、自然环境有哪些影响?如何充分利用其有利方面并做好不利方面的转化工作。
7.什么是水工建筑物的工作条件,工作条件应包括哪些内容?8.水工建筑物有哪些结构特点,有哪些工作特点?9.如何对水工建筑物分类?10.为什么要对水利水电枢纽工程分等和对水工建筑物分级,分等分级的原则、方法是什么,分等分级有哪些作用?11.请以三峡水利枢纽工程为例,说明水利工程的根本任务。
12.拟建高50m的土石坝,形成总库容2.0亿m3、装机容量9.0千kW、灌溉面积20万亩的水电枢纽工程。
试问该水利工程属几等?各主要、次要、临时建筑物属几级?13.下列哪些指标是确定水利工程等别的依据?哪些指标是提高挡水建筑物级别的依据?①水利兴利库容:②坝高;③总库容;④挡水建筑物类型;⑤水电站的装机容量;⑥水电站年发电量;⑦设计灌溉面积;⑧保护农田面积;⑨保护城镇及工矿区;⑩淹没损失;⑾过坝陆上交通货运量。
水利工程土石坝施工方案1. 引言水利工程土石坝是一种主要用于水库、河流和水渠等水利工程中的常见建筑物。
通过堆筑土石等材料,形成一道坝体,以阻挡和调节水流,达到控制洪水、蓄水和水资源利用的目的。
本文档旨在提供一份水利工程土石坝施工方案,详细介绍从坝基处理到坝体浇筑的具体步骤和施工要点。
2. 坝基处理坝基处理是土石坝施工中的重要环节,它的目的是保证坝基的稳定性和承载能力,防止地基沉降和渗漏。
坝基处理的主要步骤如下:•地质勘测:通过钻孔等方式对坝基的地质情况进行勘测,了解地质结构、土层分布以及地下水位等信息。
•坝基开挖:根据勘测结果,使用挖掘机等设备对坝基进行开挖,将松软的土壤和不稳定的地层移除,并清理坝基上的杂物和污染物。
•坝基加固:对于不稳定的地层,可以采取灌浆、喷射混凝土等加固措施,提高地基的稳定性和承载能力。
•排水系统:为了防止坝体受到地下水的冲刷和渗漏,需要建设排水系统,包括排水沟、排水管道等,在坝基中排除地下水。
3. 坝体建设坝体建设是指在坝基处理完成后,对坝体进行填筑和浇筑的过程。
坝体建设的主要步骤如下:•填筑材料选择:根据工程要求和地质条件,选择合适的填筑材料,如黏土、砂石等。
填筑材料应具有一定的稳定性和可塑性。
•坝体分层填筑:将填筑材料按照一定的层次和厚度进行堆填,每一层填筑后需进行均匀夯实,以提高填筑层的密实度和稳定性。
•坝体剖面控制:根据设计要求,对坝体的剖面进行控制,保证坝顶宽度、坡度等符合设计标准,提高坝体的稳定性。
•防渗措施:在坝体的填筑过程中,需要采取相应的防渗措施,如铺设防渗材料、设置排水管道等,以防止水流透过坝体。
4. 施工要点在水利工程土石坝的施工过程中,需要注意以下要点:•施工安全:施工人员应严格遵守安全操作规程,正确使用施工设备,佩戴安全防护用具,确保施工过程中的安全。
•质量控制:严格按照设计要求进行施工,保证填筑材料的质量和密实度,防止坝体出现变形、渗漏等质量问题。
浅析土石坝的地基处理摘要:土石坝是当今世界坝工建设中发展最快的一种坝型,本文着重论述了几种典型地基上土石坝的地基处理措施,为土石坝的建设提供一定的技术参考。
关键字:土石坝地基处理土石坝是土坝、堆石坝和土石混合坝的总称,是人类建造最早的坝型,具有悠久的发展历史,在各国使用都极为普遍。
土石坝利用坝址附近土料、石料及砂砾料填筑而成,筑坝材料基本来源于当地,又称“当地材料坝”。
土石坝是由散粒状材料填筑而成的,对地基变形的适应性比混凝土坝好。
土石坝既可建在岩基上,也可建在土基上。
与混凝土坝相比,土石坝的地基处理在强度和变形方面的要求较低,但防渗方面基本相同。
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)要求,当坝基中遇到下列情况:深厚或透水性强的砂砾石层;软土;湿陷性黄土;疏松砂土和含黏粒量小于15%的黏性土,易于液化的土层;岩溶;断裂破碎带、透水性强或有不稳定泥化岩石夹层的岩基;含有大量可溶盐的岩基或土基;下游坝址处地基的表层有连续透水性差的覆盖,下卧有透水性强的土层或岩层时,需特别注意研究,并加以处理。
合理进行地基处理的主要目的是为了满足渗流控制、动静力稳定以及容许沉降量等方面的要求,以保证坝的安全运行。
一、砂卵石地基的处理土石坝修建在砂卵石地基上时,一般情况下地基的承载力是足够的,地基因压缩产生的沉降量也不大。
总的来说,砂卵石地基的处理主要是解决防渗问题,通常采取“上堵”、“下排”相结合的措施达到控制地基渗流的目的。
土石坝渗流控制的基本方式有垂直防渗,水平防渗和排水减压等。
前两者体现了上堵的原则,后者体现了下排的原则。
垂直防渗可采用黏性土截水槽、混凝土截水墙、混凝土防渗墙、水泥黏土灌浆帷幕、高压喷射灌浆等基本形式,水平防渗常用防渗铺盖。
黏性土截水槽黏土截水槽是均质坝部分坝体或斜墙或心墙向下延伸至不透水层而成的一种坝基垂直防渗措施。
适用于透水砂卵石覆盖层深度在10-15m范围内,最多不超过20m,其结构简单、工作可靠、防渗效果好,在我国得到广泛应用。
土石坝地基处理及裂缝处理土石坝地基处理应力求做到技术上可靠,经济上合理。
筑坝前要完全清除表层的腐殖土,以及可能发生集中渗流和滑动的表层土。
1 、坝基清理大坝基础至坝脚线外10米范围内的树林,树根,耕枯土,垃圾,工厂废料,地表孤石,梯田硬石及田边块石,河床底的淤泥,沙壤土等应清理,地质勘探的钻孔,试坑,平洞井。
泵等均应回填。
坝基清理后,应平整密实,无明显陡坎和台阶,坡度一般不陡于1:1.5,为避免土坝与岸坡的接触面产生裂缝现象,坝体岸坡应削成斜面或接触面,不应成台阶状,反坡或突然变坡。
应对坝基进行平整,振动碾压或夯板夯实。
2 、土石坝的防渗处理坝基防渗措施有截水槽,板铺盖,混凝土防渗墙,帷幕灌浆,化学材料灌浆等。
渗流控制的原则是“上游堵,下游排”。
由于本坝址基岩为闪云斜长花冈岩,属怪硬岩石类。
故本设计采用截水槽与帷幕灌浆相结合。
3 、土石坝与坝基的连接由于坝体是建基岩上的所以本坝在坝底做混凝土齿墙与坝基连接。
4、土石坝与岸坡的连接土石坝的岸坡应清理成缓慢的坡度,不应为阶梯状或反坡。
对不宜消除的反坡用贴补混凝土修整,填补凹坑,当岸坡上缓下陡时,凹出部位的变坡角应小于20 。
开挖坡度不宜太陡,岩石岸坡不陡于1:0.5或1:0.75;土岸坡不陡于1:1.5;砂砾坝壳部位的岸坡以维持岸坡自身稳定为原则。
为延长渗径,黏土心墙在岸坡结合处应适当加宽,心墙一般加宽1/4—1/3。
5、裂缝处理土石坝裂缝按其产生的原因分为干缩和冻融裂缝、变形裂缝、滑动裂缝和水力剪裂缝。
1.干缩和冻融裂缝干缩裂缝是由于土体表面失水发生收缩,而土体内部不收缩或收缩很小使表层土受到约束,产生拉应力而形成裂缝。
冻融裂缝是由于土体冻结后气温骤降,表层冻土收缩时受到内部未降温土的约束,因而发生在表层。
此裂缝深度不大,但要注意不让雨水进入其中,以免发生冲蚀使裂缝扩展,在寒冷地区,土石坝表层有足够厚度的非粘性土保护层,可防止冻裂。
2.变形裂缝由于坝体不均匀沉降引起的,这种裂缝一般规模较大,深入坝体内部,是破坏坝体完整性的主要裂缝。
土石坝设计中的接合部位的处理方法摘要:随着科技发展水平的提升,土石坝基和地基处理、坝坡接触面处理及土石坝与其它建筑物的接合处理已经成为非常重要的环节,在施工过程中若是存在质量问题,将会留下渗漏隐患,直接影响坝体的安全稳定性,进而危及水库安全,因此设计工作人员需要妥善处理好土石坝各接合部位,提高对各个施工环节的重视程度,有助于提高土石坝设计整体质量。
本文首先分析土石坝和地基进行接合处理的方式,其次探讨其他接合部位处理方式及坝身纵横缝的方式,以期对相关研究具有一定的参考价值。
关键词:土石坝设计;接合部位;处理方法引言:在土石坝设计质量不断提高的背景下,这种土石坝设计方式属于一种比较隐蔽的工程,对于施工质量要求比较严格,在土石坝施工过程中各个建筑物的接触面可能会出现一些横缝,将会造成土石坝结构存在质量缺陷,会直接影响土石坝的安全稳定性。
在土石坝的施工过程中,受到当地气候条件产生的影响将会存在一些隐患问题,因而设计人员需要在工作过程中,选择合适的施工技术及材料,以进一步提高土石坝施工质量。
1工程设计中合适材料的选取在土石坝工程设计方面应选取合适的材料,材料质量将会直接影响土石坝工程施工质量,甚至会影响土石坝的安全稳定性,因此设计人员在对坝体以及岸坡进行接合处理时,为防止土石坝产生渗透问题、裂缝问题,选择原材料时,尽量挑选一些不透水的材料,将其均匀的粘贴在坝体结构中。
在进行裂缝施工处理时,使用的主要材料是砂砾材料和黏性石料材料,在设计心墙时,需要使用一些黏性比较大的材料,如粘土、沥青、混凝土等,在沙砾、粘土等天然建筑材料不能切实满足施工规定的时候,工作人员需要使用沥青、混凝土等人工防渗材料进行替换处理。
2土石坝地基和岸坡接合部位处理的方式2.1 抽检取样正常情况下,在土石坝和地基接合部位处理之前,首先,工作人员需要清理地基表层杂物以及污物,将清基周边建筑物全部拆除干净,在清基处理时,需要对土质实施采样处理,确定土石坝的土质情况是否可以切实满足土石坝设计需要。