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土石坝裂缝成因及处理方法【摘要】本文分析了土石坝产生裂缝的原因，强调了防止裂缝的产生、早期发现裂缝（尤其是内部裂缝）出现的重要性；阐述了土石坝裂缝的常用处理措施。
【关键词】土石坝；裂缝成因；灌浆；防渗体土石坝因可就地取材，造价低，施工方法灵活，施工技术简单，对地质、地形条件要求较低等优点而被广泛采用。
但其在应用中也不可避免的存在着一些缺点，如土石坝易产生裂缝就是其中一个很严重的问题。
土石坝裂缝一般是指土石坝防渗体（粘土心墙或粘土斜墙）内出现裂缝，这是土石坝常见隐患。
由于裂缝的出现，使水库效益不能充分发挥，甚至使整个坝体溃决，造成严重灾害。
一、土石坝裂缝的成因（一）干缩和冻融裂缝干缩裂缝是由于土体表面水分蒸发而收缩，而土体内部不收缩（或收缩很小），使表层土受到约束，产生接应力而形成裂缝。
造成冻融裂最主要的原因是土壤温度发生急剧变化，有冻裂状态到解冻会使得土壤内部结构极不稳定，表面疏松。
在通常的情况下，干缩与冻融裂缝都呈现不规则形状，裂缝条纹众多且深度千差万别，最深的可以达到一米。
裂缝呈现标准的漏洞状态，上面宽度较大，随着深度的增加，裂缝宽度降低。
在土质含水量丰富，沙粒较细，植被覆盖率低的地方，这种现象最为常见。
此外，需要注意的是，干缩裂缝与冻融裂缝也会出现在流水冲击过的地面，沙滩等地方。
在修建水利工程时，为了保证工程的质量，应当加强防范此现象。
（二）变形裂缝变形裂缝，顾名思义裂缝不规则，这种裂缝是泥土沉降不均匀导致的。
变形裂缝广泛的出现在大坝内部，严重威胁大坝的安全。
根据其走向，大致归为以下几类：1 、纵向裂缝纵向裂缝是变形裂缝的一种，裂缝的方向与坝轴一致，通常分布在坝顶与坝坡上，由于大坝的各个分肢受力分均匀，在形变剧烈程度上表现各异，尤其是坝顶相对位移最大，所以坝顶的裂缝宽度也最大。
2 、横向裂缝与纵向裂缝相反，横向裂缝与坝轴的方向互相垂直。
横向裂缝一般分布在大坝的与地面接触的地方。
在大坝与地面接触的横截面上，大坝的高度具有一定的差异性，高度不同，建设过程坝基也不同。
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。
土石坝裂缝原因分析以及防治处理措施综述张敏摘要：土石坝是水库枢纽建筑物工程中应用较为广泛的一种坝型。
与其他坝型相比较，从经济和施工工艺方面，土石坝具有较大的优势，据不完全统计，中国土石坝数量占到大坝总数的93%。
土石坝常见的病害有裂缝、渗漏、滑坡等，如何预防裂缝的产生和对裂缝的处理是土石坝工程建设和运行管理中非常重要的工作。
关键词：土石坝；裂缝；防治处理1.土石坝设计的技术要求1.1.不允许水流漫顶，对洪水总量估计偏低、坝顶高程不足、溢洪道设计过流量偏小、水库调度运用不当等都可能导致土石坝漫顶事故。
统计资料表明在土石坝的事故中由于水流漫顶而失事的约占1/3，所以须要设计泄洪能力足够大的泄水建筑物。
要考虑坝体沉降预留超高，防止水库近坝区的滑坡、涌浪，运行时要加强管理优化调度水库。
1.2.满足渗流控制要求土石坝易存在坝体渗流和绕坝渗流等问题。
若渗流量太大，会影响水库效益，因此在避免坝体和坝基渗透变形发生的同时，还需设计合理的防渗体并确保施工质量。
1.3.坝体、坝基稳定可靠在土石坝的事故中，由于坝体滑坡导致的险情约占1/4，所以需设计合适的坝坡坡比以保证大坝安全运行；另需考虑土石坝抗震设计烈度，确保地震发生时，坝体仍能稳定运行。
1.4.抵抗其他自然界的破坏作用土石坝还要抵抗其他自然力的破坏作用，如风浪淘刷坝坡、雨水冲刷坝体、冬季冰冻裂缝、夏季日晒龟裂、白蚁蛀空坝体等。
2 坝体裂缝原因分析2.1 纵向裂缝（1）纵向沉陷裂缝常成直线，且多垂直向下延伸。
滑坡裂缝应为弧形，位于上游坝坡的滑坡裂缝，其两端将弯向上游；下游坝坡的滑坡裂缝，其两端弯向下游。
（2）纵向沉陷裂缝宽度较窄，一般仅几毫米到几十厘米，缝表面两侧错距较小。
滑坡裂缝宽度则较大，可达1m以上，错距可达数米。
（3）纵向沉陷裂缝的发展，随着土体的固结将逐渐减缓，而滑坡裂缝在开始时发展较慢，当滑坡体失稳后，将突然加快。
（4）纵向沉陷裂缝发展到后期，将趋于稳定。
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。
大坝面板裂缝处理方案1. 引言大坝面板裂缝是指在大坝面板结构上出现的裂纹或裂缝。
这些裂缝可能导致水泄漏或结构不稳定，对大坝的安全性和可靠性产生严重影响。
因此，需要采取有效的处理方案来修复和加固大坝面板裂缝，以确保大坝的正常运行和安全性。
本文将介绍大坝面板裂缝的成因分析，并提出一套可行的处理方案。
通过对裂缝的修复和增强，可以延长大坝的使用寿命并提高其稳定性。
2. 大坝面板裂缝成因分析大坝面板裂缝的成因可能是多种多样的，下面是一些常见的成因分析：2.1 混凝土龟裂混凝土的收缩和温度变化可能导致面板龟裂。
当混凝土收缩时，面板上会出现龟裂，这是由于混凝土在干燥和固化过程中产生的体积变化引起的。
此外，温度变化也会引起面板的收缩和膨胀，从而导致裂缝的产生。
2.2 地基不均匀沉降大坝的地基沉降不均匀也可能导致面板裂缝的产生。
当地基中的某些区域沉降较快或较慢时，会引起大坝局部的变形，从而造成面板裂缝的出现。
2.3 响应地震地震是导致大坝结构破坏的一个重要因素。
在地震发生时，地震波的振动会对大坝结构产生较大的影响，可能导致面板的破裂和裂缝的形成。
3. 大坝面板裂缝处理方案针对以上成因分析，我们提出了以下可行的大坝面板裂缝处理方案：3.1 龟裂修复对于龟裂引起的面板裂缝，可以采取以下措施进行修复： - 清理裂缝：首先，需要清理裂缝，将裂缝中的杂物和灰尘清理干净。
- 压入填缝剂：将适宜的填缝剂压入裂缝中，填补裂缝并加固面板结构。
- 平整处理：使用加固材料进行平整处理，使整个面板表面平滑。
3.2 地基加固对于地基不均匀沉降导致的面板裂缝，可以考虑对地基进行加固：- 增加地基承载力：通过深层处理或加固地基的方法，可以增加地基的承载力，减少地基沉降的不均匀性。
- 安装支撑设施：在地基不稳定的区域，安装支撑设施，增加大坝的稳定性和整体结构的均衡性。
3.3 抗震设计为了应对地震引起的面板裂缝，需要进行抗震设计： - 结构加固：采用钢筋混凝土等加固材料，增加大坝结构的抗震能力。
谈土坝裂缝和渗漏产生的成因及处理方法摘要：土坝是土料堆积而成，具有一定的透水性的堤坝。
因此水库蓄水以后总会有较小的裂缝或渗漏，这是不可避免的。
但是，如果裂缝过宽或者渗漏量过大，坝坡出现台水散浸就会直接危及大坝安全。
因此，对土坝裂缝、渗漏必须引起注意，及时采取措施进行处理。
关键词：土坝裂缝；土坝渗漏1土坝裂缝土坝裂缝就其成因可分为干缩裂缝、冻融裂缝、沉陷裂缝和滑坡裂缝；按其走向分为纵向裂缝、横向裂缝和龟裂。
根据其不同的成因和情况采用不同的方法进行处理，常用的处理方法有：1.1开挖回填法开挖回填法是裂缝处理比较彻底的一种方法，适用于深度不大的表层裂缝及防渗部位的裂缝。
干缩裂缝的处理。
对均质土坝坝面产生的干缩裂缝较深(缝宽大于5mm，深度大于0.50m)，雨水沿缝渗入，将会增大土体含水量，降低裂缝区域的土体抗剪强度，促使裂缝发展，宜用开挖回填方法处理。
处理前应先沿缝灌入少量石灰水，显示出裂缝，再沿石灰痕迹挖槽，并把槽周洒湿，然后用相同土料回填，分层夯实，在表面再填筑砂性保护层，对粘土斜墙的干缩裂缝，应将裂缝表层土全部清除，按原设计的土料干容重分层填筑压实。
横向裂缝的处理。
横向裂缝因产生顺缝漏水，可能导致坝体穿孔，故对大小横缝均要开挖回填，彻底处理。
开挖时顺缝开槽。
如裂缝较深，沟槽可开挖为阶梯形。
对于贯穿性横缝，开槽时还应开挖与裂缝成十字形相交的结合槽，使沟槽呈梯形断面后再行回填。
纵向裂缝处理。
由于不均匀沉陷产生的纵向裂缝，如宽度和深度较小，对坝身安全无较大威胁，可只封闭缝口，防止雨水渗入；或先封闭缝口，待沉陷趋于稳定后再进行处理。
如纵向裂缝宽度和深度较大，则应开挖回填处理。
1.2灌浆法当土坝裂缝很深或很多，开挖困难或会危及坝坡稳定时，则以采用灌浆法处理为宜。
对坝体内部裂缝，应采用灌浆法处理。
要注意以下几个问题：灌浆孔布置。
应根据调查、探测所掌握的土坝裂缝分布、位置、深度及施工时坝体填筑的质量和蓄水后坝体渗漏等资料拟定。
土石坝的地基处理与裂缝成因及控制摘要土坝是应用较为广泛的挡水建筑物,建筑材料取用方便,土石坝的地基处理及裂缝控制是保证土石坝安全、经济、适用的前提条件。
着重阐述了地基处理和裂缝成因及控制等内容,为筑坝提供技术参考。
关键词土石坝;地基处理;裂缝;成因;控制
中图分类号tv641文献标识码a文章编号
1007-5739(2009)15-0275-02
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,与坝内防渗体连成整体,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。
墙底嵌入弱风化基石,深度不少于0.5~1.0m,
墙顶插入防渗体内的深度1/10坝高。
墙厚一般为0.6~1.3m,多采用0.8m左右。
混凝土防渗墙一般适用砂砾石层深度在80m以内的情况。
(3)灌浆帷幕。
当砂砾石层深度很大时,可采用灌浆的方法进行防渗处理。
也可在土层采用黏土截水槽或混凝土防渗墙,下部采用灌浆帷幕。
砂砾石地基是否适合于灌浆,取决于它的可灌性,其可灌性可根据砂砾料的性质和级配,用可灌比和渗透系数来判别。
根据反滤原理,一般认为m10时,可灌水泥黏土浆;m>15时,可灌水泥浆。
渗透系数k>40m/d,可灌水泥黏土浆;k>80m/d时,可灌水泥浆。
当可灌性不好时,可考虑采用化学灌浆。
砂砾层的帷幕灌浆大多采用水泥黏土浆,它不仅耗费水泥量少,比较经济,而且还有浆液性能好、不易深沉、防渗效果好等优点。
帷幕的厚度按容许坡降确定,而帷幕厚度t=h/j(h为最大设计水头,j为帷幕容许坡降),对于水泥黏土浆,帷幕的渗透坡降可采用3~4。
1.1.2水平防渗铺盖。
防渗铺盖是一种水平防渗设备,可由斜墙、心墙等防渗体或均质坝体向上游水平延伸而成。
其结构简单,防渗可靠,造价较低廉。
铺盖通常采用黏性土料铺筑,也可以采用土工膜作铺盖,铺盖不能完全截断渗流,但能增加渗径,可将坝基渗透坡降和渗流量控制在容许范围内。
当河床透水层很厚时,采用垂直防渗设施有困难时,可以考虑采用铺盖防渗,有时还可以利用天然透水
地基中的1层不透水层作铺盖。
如果地基是渗透性很大的砾石层或渗透稳定性很差的粉细砂,不宜采用铺盖。
铺盖的渗透系数应小于1×10-5cm/s,并至少比地基渗透系数小100倍,铺盖长度应根据地基特性和防渗需要由计算确定,一般为4~6倍水头,铺盖厚度由土料的
容许渗透坡降而定,由上游端向下游端逐渐加厚。
上游端最小厚度可以取0.5~1.0m,铺盖顶面要有保护层,以防蓄水发生干裂及运用
期间的波浪作用和水流冲刷而导致破坏。
1.1.3排水减压等措施。
一般而言,当坝下游表层土较薄时,可开挖排水沟深入到下部透水层、排水沟底和边坡设反滤层;当表层土较厚或深部有强透水层时,设排水减压井比较有效,有时也可采取
减压井加盖的方法。
盖一般采用透水料,盖重与被保护土之间应设反滤层。
1.2 软土地基处理
1.2.1淤泥层地基处理。
淤泥夹层天然含水量大、容量小、抗剪强度低、承截力小。
当分布范围不大,埋藏较浅时,一般应全部挖除;当埋藏较深,分布范围较广时,常采用压重法或采用砂井加速排水
固结。
1.2.2细砂地基处理。
均匀饱和细砂地基在地震或其他突然荷载作用下易于液化,常采取措施加以处理。
当厚度不大且接近地面时,可考虑将其挖除。
若砂层较厚可用上下层截水墙或板桩加以封闭,但此法不够经济。
当砂层很厚时,可在坝址附近设砂井,降低砂层承压水头以防液化。
用振冲器法加固地基,防止液化也有较优的效果。
1.2.3软黏土和黄土地基处理。
软黏土层较薄时,一般全部挖除,当土层较厚时,可用砂换法、振冲器法,或在坝基中设排水砂井加速软土固结,提高承载力。
2土坝的裂缝成因及控制
2.1裂缝成因
由于土石坝的不均匀沉降、地基处理不当、设计和施工过程中的问题,使土石坝产生形态各异的裂缝,大致可以分为以下几类。
2.1.1变形裂缝。
它是由于坝的不均匀沉降所引起的,是破坏坝体完整性的主要裂缝,危害性较大。
根据裂缝的走向和位置,又分为3种:一是纵向裂缝。
缝的走向与坝轴线平行,主要出现在坝顶,有时出现于坝坡或坝体内部。
这是由于坝体或坝基各部位沿横向的不均匀沉降所引起的。
二是横向裂缝。
裂缝的走向与坝轴线垂直,这是由于坝体沿坝轴线方向不均匀沉降所引起的,多出现于坝体或岸坡接头处。
三是水平裂缝。
水平裂缝多出现在较薄的心墙坝中。
2.1.2干缩和冻融裂缝。
它是黏土表面由于失水和冻融而产生的裂缝,呈龟裂状,纵横交错,但深度不大,一般从几厘米到1m。
缝宽常小于1cm,而且上宽下窄,在浅层处逐渐尖灭,所以这种裂缝一般对土坝的危害性不大。
2.1.3滑坡裂缝。
它是坝坡失稳以前产生的裂缝。
它不是一般的变形缝,而是因滑移土体开始发生位移而出现的裂缝。
这种缝多发生在滑坡顶部,在平面上是成形,方向大致与坝轴线平行。
滑坡下部隆起处,也可能出现一些细小的裂缝,这种裂缝是滑坡的前兆。
2.1.4水力甓裂缝。
它是由于水压力所引起的水平或垂直裂缝,水力劈裂缝多发生在水库多次蓄水时,危害性很大。
2.2土石坝裂缝的控制
控制土石坝裂缝的途径,首先是要合理地计算坝体应力和压力的大少及分布,根据试验测定的土体强度特性,分析和估计坝体可能产生裂缝的危险部位、裂缝的性质以及裂缝的几何参数,据此采取相应的地基处理措施;合理地设计土石坝剖面和细部结构;选择适宜的土料并采用合理的设计参数;严格控制施工质量,明确运行管理上的要求,并精心进行管理等。
土石坝一旦出现裂缝,应及时查明性状进行处理。
如处理不当或不及时,常会造成坝的失事。
国内外处理土石坝裂缝常采用挖除回填和灌浆的方法。
2.2.1挖除回填。
此法简单可行,比较彻底可靠,对纵向、横向裂缝均可使用。
对于表面干缩或冻融裂缝,因深度不大可不必挖除,可用砂土填塞,再用低塑黏土封填夯实,以防雨水渗入冲蚀。
深度不大的裂缝可按干缩缝处理,也可挖除裂缝部位土体,回填稍高于最优含水率的土料,严格分层夯实,并采用洒水刨毛等措施,以保证新老土体结合良好。
2.2.2灌浆处理。
当裂缝位于深部或延伸至深部时,常用黏土浆或黏土水泥浆处理。
浅层缝可用自流式灌浆,深层缝应采用低压灌浆,以防产生水力劈裂。
当裂缝严重不能用上述方法处理时,可采用泥凝土或黏土防渗墙,从坝顶开始,直达基岩。
对于滑坡裂缝,应采用反压盖重,加强排
水及至放缓坝坡等措施。
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