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水工建筑物____土石壩-資料下載頁

2025-05-31 18:07本頁面
  

【正文】 透系數至少應比地基砂礫石的相應值小100倍以上,最好達1000倍。鋪蓋長度超過6~8倍水頭以后,防滲效果增長緩慢。~,末端與心墻或斜墻連接處的厚度按容許坡降確定。由于天然沖積層大多數不是很均勻的,單純依靠鋪蓋難以完全達到預期的效果,因而常和下游壩基的排水減壓設施同時使用,以便有效地控制滲流,保證壩的穩(wěn)定。(五) 下游排水減壓設施  設置排水的目的是為了防排結合,控制滲流。排水有水平排水與豎向排水兩種形式。水平褥墊排水的設計詳見第七節(jié)。壩后反濾蓋重由透水材料作成,用以平衡壩基揚壓力,其長度和高度根據計算確定,通常從壩腳處向下游延伸,與壩基土層之間按要求設置反濾層。  對于成層結構的砂礫石地基,單純采用水平防滲設施,常常不能有效地降低滲透壓力,特別是當下游壩基有較不透水的土層覆蓋時,在其下臥的砂礫石層中可能產生較大的揚壓力,導致管涌、流土以及下游沼澤化。這種情況即使采用垂直防滲設施,如果防滲效果不夠徹底,也有類似情況發(fā)生。此時,可采用排水溝或減壓井。當下游當下游側表層土較薄時,可開挖排水溝深入下部透水層,溝底及邊坡設反濾層,表面用塊石砌護或做成暗管式。當表層土較厚或壩基深部有強透水層時,則采用減壓井較為有效。減壓井是深入壩基透水層中的連續(xù)并排,井徑一般大于15cm。井貫入強透水層中不應少于其厚度的25%,一般采用50%~70%,但100%效果最好。出口高程宜盡量降低,但應高于排水溝底面。井周設置反濾層。減壓井的缺點是加了壩基滲水量。減壓井與其它防滲排水設施共同使用時,應統(tǒng)一考慮,權衡利弊。 、軟粘土和濕陷性黃土壩基處理(一) 細砂等易液化土壩基壩基中的細砂等地震時易液化的土料對壩的穩(wěn)定性危害很大。關于液化的判別標準參見本章第十節(jié)。對判定可能液化的土層,應盡可能挖除后換填好土。當挖除比較困難或很不經濟時,可首先考慮采取人工加密措施,使之達到與設計地震烈度相適應的密實狀態(tài),然后采取加蓋重、加強排水等附加防護設施。   在易液化土層的人工加密措施中,對淺層土可以進行表面振動加密,對深層土則以振沖、強夯等方法較為經濟和有效。振沖法是依靠振動和水沖使砂土加密,并可在振沖孔中填入粗粒料形成砂石樁。強夯法是利用幾十噸的重錘反復多次夯擊地面,夯擊產生的應力和振動通過波的傳播影響到地層深處,可使不同深度的地層得到不同程度的加固。 (二) 軟粘土壩基  軟弱粘性土抗剪強度低,壓縮性高,在這種地基上筑壩,會遇到下列問題:天然地基承載力很低,高度超過3~6m的壩就足以使地基發(fā)生局部破壞;土的透水性很小,排水固結速率緩慢,地基強度增長不快,沉降變形持續(xù)時間很長,在建筑物竣工后仍將發(fā)生較大的沉降,地基長期處于軟弱狀態(tài);由于靈敏度較高,在施工中不宜采用振動或擠壓措施,否則易擾動土的結構,使土的強度迅速降低造成局部破壞和較大變形。   軟粘土地基一般不宜用作地基,僅在采取有效處理措施后,才可能修建高度不大的壩。我國在軟土地基上筑壩也取得了一定的經驗,如:杜湖土壩,采用砂井處理辦法;溪口土壩,壩高23m,采用鎮(zhèn)壓層方法。國外在軟土地基上建壩的實例有委內瑞拉的古里壩,壩高90m,地基為高壓縮性殘積土,采取了部分挖除、預浸水、設戧臺、加強反濾等措施?! ?對軟粘土,一般宜盡可能將其挖除。當厚度較大或分布較廣,難以挖除時,可以通過排水固結或其他化學、物理方法,以提高地基土的抗剪強度,改善土的變形特性。常用的方法是:利用砂井加速排水,使大部分沉降在施工期內完成,并調整施工進度,結合壩腳鎮(zhèn)壓層,使地基土強度的增長與填土重量的增長相適應,以保持地基穩(wěn)定。砂井直徑約30~40cm,井距與井徑之比為6~8,按梅花形布置,砂井頂面鋪設厚約1m的砂墊層。杜湖水庫土壩壩基表層有11~13m厚的淤泥質粘土層,采用砂井加固后,隨壩體增高,壩基強度增長較快,當大壩填筑到14m高度時,滿足了穩(wěn)定要求。建軟粘土地基上的壩,宜盡量減小壩基中的剪應力,防滲體填筑的含水量宜略高于最優(yōu)含水量,以適應較大的不均勻沉降。 三) 濕陷性黃土壩基濕陷性黃土壩基的主要危害是浸水后產生過大的不均勻沉降,造成壩體裂縫。這種地基也不宜建壩,只有經過充分論證和處理后才可建低壩。一般處理措施是挖除、翻壓或通過強夯以消除其濕陷性,也可通過預先浸水處理,使?jié)裣萘看蟛吭诮▔吻盎蚴┕ね瓿??!⊥潦瘔闻c壩基、岸坡及混凝土建筑物的連接是土石壩設計中的一個重要問題。應當重視防滲體與壩基、岸坡等相接觸的結合面的妥善處理,使其結合緊密,避免產生集中滲流;保證壩體與河床及岸坡結合面的質量,不使其形成影響壩體穩(wěn)定的軟弱層面;并不至因岸坡形狀或坡度不當引起的壩體不均勻沉降而產生裂縫?! τ谕临|壩基與岸坡應進行表面清理與壓實。壩體范圍內的低強度、高壓縮性軟土及地震時易液化的土層都需清除或處理。壩的防滲體與地基防滲設施之間應妥善連接。壩殼粗粒料與地基覆蓋層之間如不符合反濾要求時,應增設反濾層。  與防滲體結合處的岸坡應大致平順,避免反坡;當岸坡上緩下陡時,凸出部位變坡角不宜陡于20度。為了使岸坡面上的土壓力大于滲透水壓力,防止水力劈裂和過大的不均勻沉降,岸坡的坡度不宜陡于1:~1:。特殊情況,需要突破這一限制時,應采取必要的措施。國內外工程實踐中,有的岸坡很陡,如:美國的 布魯買扎壩,岸坡陡到1:~1:,尚未出現異?,F象,這是由于:、壓實度高,沉降變形小,填土與岸坡的結合好;,并專門鋪設了含水量稍高,適應變形能力強的土料;。我國密云水庫白河主壩,壩高66m,岸坡坡度1:,多年來運行正常。土質岸坡的坡度不宜陡于1:。此外,還應注意對岸坡本身的整體性和穩(wěn)定性的要求,防止蓄水后岸坡穩(wěn)定條件惡化。如果岸坡巖體風化層深度、節(jié)理裂隙發(fā)育,或有較大的斷層破裂帶,大量清除有困難時,可采取灌漿、加設鋪蓋或開挖截水槽等防滲措施,將岸坡與河床壩基的防滲體系連成整體,再結合岸坡的排水設施,控制有害的繞壩滲流。二.壩體與混凝土建筑物的連接  土石壩與混凝土建筑物的連接基本上有兩種型式:插入式與翼墻式。(一) 插入式  這種連接形式簡單,從混凝土與土石壩的連接部位開始,混凝土壩的斷面逐漸縮小,最后成為剛性心墻插入土石壩心墻內?! ∵@種連接形式,土石壩的坡腳要向混凝土壩延伸較長,故對中高壩不適于直接與混凝土溢流壩相連接。從抗震觀點看,土與混凝土兩種性質不同的的結構地震時易于分離,插入部分斷面變化易引起應力集中,結合部位施工不便,開裂后自愈作用小,修復困難。特別是對于高壩,采用高插入墻,根據受力條件,每隔一定高度需設置柔性鉸,結構也比較復雜。 (二) 翼墻式  在結合部位作成混凝土擋土墻并向上、下游延伸形成翼墻。土石壩與船閘、混凝土溢流壩等建筑物連接時常采用這種形式。   為使接觸面結合緊密,并具有良好的抗震性能,可采取以下措施::,使填土高度緩慢變化,避免出現裂縫;,在結合部位脫開或產生間隙,宜盡可能增大接觸面積,將土石壩的防滲體適當擴大,一旦出現裂縫后使其可以自愈?! 榱诵购?、灌溉、發(fā)電和供水的需要,可在土石壩的巖基或壓縮行很小的土基上埋設涵管。此時,在壩的防滲體與涵管相接的部分,應將防滲體的斷面適當擴寬,并在涵管上設截流環(huán),以增長滲徑。涵管本身分縫,縫中設止水。在壩殼與涵管相接的部分,應在伸縮縫處做好反濾層。在國內外發(fā)生的多次大地震中都有為數不少的土石壩遭受到不同程度的震害,但也有的經受住了強震的考驗。對地震區(qū)的土石壩進行抗震設計并對其安全性作出評價具有十分重要的意義。近年來,由于土動力學、計算分析和實驗技術方面所取得的巨大進步,人們對地震作用下土的動力性質有了比較滲入的了解,在土石壩地震動力反應計算以及抗震穩(wěn)定分析方法的研究方面也都獲得了比較大的進步??梢哉f土石壩的抗震分析目前正處在一個變革的時代。一方面,傳統(tǒng)的分析方法,即將地震作用以等效靜力加于可能滑動體上計算其穩(wěn)定安全系數的方法,在評價土石壩在抗震能力方面所出現的矛盾日益增多。另一方面,新的分析方法,以計算土石壩在地震地過程中的實際表現,并考慮土的非線性變形特性及其強度在地震過程產生變化的影響。但是,新的方法還不夠成熟,定量化仍有一定困難,付諸工程實踐仍有一定距離。這就形成了當前兩種方法并存的局面。
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