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
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前言第一章总则第二章坝轴线和坝型选择第三章筑坝材料的选择与填筑标准的确定第四章坝体结构第五章坝基处理第六章土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接第七章坝的计算第八章分期施工与扩建加高第九章原型观测打印刷新碾压式土石坝设计规范SDJ218—84编制说明前言一、编写过程1962年在原水利电力部技术委员会、水利水电建设总局主持下,由水利水电科学研究院(主编)、北京勘测设计院、原水利电力部东北勘测设计院、华北水利水电学院共同编写了《碾压式土石坝设计技术规范》(初稿),(以下简称原规范),分发国内有关单位征求意见后,于1964年由原水利电力部技术委员会及水利水电建设总局主持审查通过。
以后因故未能正式颁发。
1973年由水利电力部基建司将《碾压式土石坝设计规范》的修订任务下达给原水利电力部第五工程局设计组负责。
1977年9月由五局设计组提出编写提纲,原水利电力部规划设计管理局组织讨论修改,并安排有关单位分工编写。
1978年11月在山东临朐县召开了合稿协调会,进行《碾压式土石坝设计规范》正文的核稿。
而后由原水利电力部西北勘测设计院白龙江设计队汇总提出《规范》第一稿,于1980年3月送有关单位征求意见。
1980年8月由原水利电力部西北勘测设计院根据各单位意见再次进行修改后提请审查。
1981年2月由原水利电力部规划设计管理局主持,在北京召开了审查会议,会议请原水利电力部西北勘测设计院再作修改后提出送审修改稿。
在此以前,曾对几个附录分别召开过专题审查会议。
1983年初,由原水利电力部主持,组织部内各有关司局及在京单位对送审修改稿进行审查,并责成水利水电规划设计院和水利水电科学研究院对规范正文和附录修改定稿后报部审批。
1984年11月原水利电力部正式批准《碾压式土石坝设计规范》SDJ218-84(以下简称《规范》)试行。
二、参加《规范》编写的单位及其分工第一章总则原水利电力部第五工程局、西北勘测设计院第二章坝轴线和坝型选择原水利电力部西北勘测设计院第三章筑坝材料的选择与填筑标准的确定原水利电力部第五工程局第四章坝体结构原水利电力部第五工程局、西北勘测设计院、广西壮族自治区水电局第五章坝基处理山东省水利勘测设计院、原水利电力部西北勘测设计院、原水利电力部昆明勘测设计院、陕西省水利水电勘测设计院、浙江大学第六章土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接辽宁省水利勘测设计院第七章坝的计算原水利电力部西北勘测设计院、南京水利科学研究院第八章分期施工和扩建加高原水利电力部天津勘测设计院第九章原型观测原水利电力部西北勘测设计院附录一波浪和护坡计算华东水利学院、广西壮族自治区水电局附录二反滤层设计水利水电科学研究院、南京水利科学研究院附录三稳定计算原水利电力部西北勘测设计院附录四沉降计算原水利电力部西北勘测设计院、辽宁省水利勘测设计院附录五本规范用词说明原水利电力部西北勘测设计院还有原水利电力部昆明勘测设计院、成都科技大学、广西大学、黑龙江水利勘测设计院、河北省水利专科学校参加一些专题和试验工作。
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。
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。
水利水电工程中土石坝设计中的接合部位的处理无论是在国内的水利水电工程的建设中,还是在国外的项目工程建设中,土石坝都是一种主要的坝型,其数量已经远远超出了混凝土坝型的数量。
以我国为例,在进行水利水电工程建设的过程中,土石坝的数量已经达到90%以上,尤其是在当前社会如此看重水利水电建设的今日,更加应当从根本上保证土石坝的整体坚固性,并且在平安性以及抗震性方面多下功夫,这些都是设计人员应当重点考虑的问题。
本文以接合部分为例,对水利水电工程中土石坝的设计做出了分析,重点对其处理进行了讨论,以避开消失更多的平安事故,从而影响到土石坝的正常应用。
盼望通过本文的论述,能够令水利水电工程的使用寿命得到进一步的强化,从而实现更好的进展。
1 土石坝的形成与进展我国是一个进展的大国,在各个领域都处于佼佼者的位置。
其中,水利水电工程是最为基本的建设项目之一,对人们的生活具有重要的影响。
纵观其进展的一系列历程,土石坝是其中进展最为显著的一种坝型,并且渐渐成为最主要的组成部分。
最早的坝型为土坝,紧接着进展为石坝,在经受了不断的变迁之后,最终形成了的当前所应用的土石坝,土石坝实际上是土坝与石坝两种类型的结合体。
可以说结合了二者之间的优势,因此在整体性方面更加显著,在性能方面也更为优越。
假如根据专业化的方面对土石坝的优越性进行分析,那么土坝的特点是土质较软,并且渗透性微小,在颗粒方面也具有肯定的优势,同时需要较大的断面。
另外石坝的主要特点是拥有较高的强度,具有透水性的特点,在颗粒以及断面的需求方面与土坝恰恰相反。
将这两种类型结合后,就产生了土石坝这种新型的坝体。
不但各自的优势都能够得到充分的发挥,同时也变得更加坚固与有用。
从材料的协作方面进行分析,并不具有一个固定的标准,依据工程的实际状况不同,对于土料与石料的混合比也是不固定的,所以还是要详细问题详细分析。
2 土石坝与岸坡接合部位的处理方法在土石坝的设计中,应尽量避开岸坡消失垂直的台阶面,而是要将其设置为倾斜面、倾斜折面等形式,这样就有效减小了结合面的坡度。
SDJ 218-84 碾压式土石坝设计规范修改和补充规定打印刷新碾压式土石坝设计规范SDJ218-84修改和补充规定关于修改《碾压式土石坝设计规范》SDJ218—84的通知电办[1993]187号《碾压式土石坝设计规范》SDJ218—84自1984年颁发以来,经实践检,多数条文适用有效,但也有部分条文不符合当前大坝建设的实际。
水利水电规划设计总院委托水利水电科学研究院在广泛征求意见的基础上,对部分条文作了修改和补充。
经两部审查通过,现发布《碾压式土石坝设计规范SDJ218—84修改和补充规定》,自发布之日起实施。
各单位在执行中应总结经验,积累资料,有何意见请告水利水电规划设计总院。
附件:《碾压式土石坝设计规范》SDJ218—84修改和补充规定1993.7.241.0.1土石坝的坝高应从防渗体(不含混凝土防渗墙、灌浆帷幕、截水槽等地基防渗设施)底面算至坝顶(不含防浪墙)。
(本条作为《SDJ218—84》第1.0.2条有关部分的修改)1.0.2取消设计条件中“非常工作条件遇地震应视为特殊情况”的规定。
(本条作为《SDJ218—84》第1.0.4条有关部分的修改)1.0.3泄水引水建筑物进口附近的坝坡与岸坡,应有可靠的护坡措施。
泄水建筑物出口处应有妥善防护措施,保证在宣泄设计洪水时的安全和正常运行,并在宣泄校核洪水时不影响枢纽中主要建筑物的安全,特别是不得冲刷土石坝下游坡脚。
(本条用以代替《SDJ218—84》第1.0.6条“四”)1.0.4对Ⅱ级及其以下的低坝,经论证可采用土工膜作为防渗体材料。
(本条作为《SDJ218—84》第2.2.1条的补充)1.0.5对坝壳堆石料(包括料场开采和各建筑物开挖的石料),开采使用时要求:(1)料场开采前,应彻底清除覆盖层,并根据不同要求处理和利用强风化层。
(2)高坝下游坝壳干燥区可使用饱和抗压强度低于30MPa的软岩石料。
(本条作为《SDJ218—84》第3.1.14条“一”的修改和“三”的补充)1.0.6粘性土的填筑密度按如下要求确定:(1)对不含砾或少量砾的粘性土料,以干容重为设计指标,按击实试验最大干容重乘以压实系数确定。