单元9重力坝的地基处理.ppt

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1、水工建筑物重力坝设计主讲人：吴伟民教授专业带头人高级工程师一级建造师土木工程师三峡混凝土实体重力坝故县混凝土实体重力坝潘家口水库宽缝重力坝伊泰普混凝土空心重力坝涌溪碾压混凝土重力坝南告浆砌石重力坝本项目包括以下教学内容重力坝设计非溢流坝的剖面设计重力坝的认知重力坝的地基处理重力坝的荷载及组合·重力坝的材料与构造重力坝的深式泄水孔重力坝的应力分析重力坝的抗滑稳定分析溢流重力坝水利水电建筑工程重力坝设计重力坝的地基处理1.重力坝对地基的要求2.坝基的开挖与清理3.坝基的加固处理4.坝基的防渗和排水5.应用案例6.实训任务7.

2、课堂小结与训练点评8.作业布置教学任务能根据坝基具体情况，进行重力坝的地基处理（包括：坝基开挖清理，进行固结灌浆和防渗帷幕灌浆，设置基础排水系统，对特殊软弱带如断层、破碎带进行专门的处理等）。（1）重力坝对地基的要求；（2）掌握坝基开挖清理的主要技术要求（开挖深度、轮廓形状、平整度等）；（3）理解固结灌浆的概念、作用，掌握固结灌浆布置与设计内容；（1）按时到课，遵守课堂纪律，回答问题；（2）认真练习布置任务，按时上交作业；（3）认真完成预习任务。教学目标知识目标技能目标态度目标任务1、重力坝对地基的要求1.天然基岩缺陷：

3、岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。节理一般是闭合的。风化、节理、裂隙、断层。风化：风化作用（又称侵蚀，风化）是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。节理：满足材料强度和地基承载力；②满足整体性和均匀性，抗滑稳定、不均匀沉降；③抗渗性和耐久性；岩层在内动力作用下断裂并沿断裂面发生位移的一种构造变动形成破碎带和软弱夹层等缺陷。裂隙：裂隙是指固结的坚硬岩石（沉积岩，岩浆岩和变质岩）在各种应力作用下破裂变形而产生的空隙。裂隙一般是有张开度的。断层：2.处

4、理后的地基应满足下列要求开挖方向：顺水流方向（坝体横方向）：控制上下游高差、挖成略向上游倾斜的锯齿状。岩基向下游倾斜时，应开挖成带钝角的大台阶状。任务2、坝基的开挖与清理目的：将坝体座落在坚固、稳定的地基上。开挖范围：覆盖层，风化层、破碎层（两岸基岩、中坝、低坝要求可降低）垂直水流方向（坝体纵方向）：侧向稳定，两岸基岩面，开挖成足够宽的台阶状。清理和冲洗：浇混凝土前，松动的岩块、凸出的尖角，封堵勘探钻洞、探井、探洞，清洗表面尘土、石粉等。局部缺陷处理：靠近坝基面的缓倾角、软弱夹层，埋藏不深的溶洞、溶蚀面等局部的地质缺陷应

5、予以挖除。新基岩保护：风化的页岩、粘土岩，留0.2~0.3m的保护层，待浇筑混凝土前再挖除。坝基加固的目的：①整体性和弹性模量；②不均匀变形；③强度；④渗透性。当基岩在较大范围内节理裂隙发育或较破碎而挖除不经济时，可对坝基进行低压浅层灌水泥浆加固，这种灌浆称为固结灌浆。固结灌浆可提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。任务3、坝基的加固处理（一）固结灌浆（浅层灌浆）布置：梅花形和方格形（二）坝基断层破碎带的处理（1）垂直河流方向的陡倾角断层破碎带；（2）顺河流方向的陡倾角断层破碎带；（3）缓倾角破碎带，斜塞和水平塞(刚

6、性骨架)，斜井和平洞，混凝土塞或混凝土拱。（1）设置混凝土塞；（2）设混凝土深齿墙；（3）预应力锚索加固；（4）设钢筋混凝土抗滑桩。（三）软弱夹层的处理（1）作用：降低渗透压力，减少渗流量，防止坝基管涌。（2）材料：(膨胀)水泥浆(优先采用)和化学浆(灌浆快，抗渗性强，价格贵)。（3）位置：布置在靠近上游坝面的坝轴线附近（4）范围：自河床向两岸延伸，至最高水位线与原地下水位线交点处（5）孔距：1.5-4.0m（6）钻孔方向：铅直（常用）向上游倾斜不大于10°的。任务4、坝基的防渗和排水（一）帷幕灌浆（水库最高库水位以下水

7、的防渗）（7）深度：河床深，两岸渐浅。坝基内透水层浅时，穿透水层，进入相对隔水层3~5m。相对隔水层较深时，常用（0.3~0.7）坝高。多排：中间排达设计深度，其余取设计深度1/2-1/3，坝踵处设补强孔（8）排距：比孔距略小。（9）厚度：满足抗渗稳定。（10）排水孔与排水平洞：最高水位以上的水通过排水孔和排水平洞排出。（11）灌浆时间：坝基固结灌浆和有盖重后。（12）灌浆压力：孔底应大于（2~3）H，表层段大于(1~1.5)H。防渗帷幕和排水孔幕布置1-坝基灌浆排水廊道；2-灌浆孔；3-灌浆帷幕：4-排水孔幕5-φ10

8、0排水钢管；6-φ100三通：7-φ75预埋钢管；8-坝体主孔，一排，深（0.3-0.7）H,入隔水层3-5m，孔距1.5-3m次孔，1-2排，为主孔（1/2-2/3）排水孔幕：主排水孔幕和辅助排水孔幕。主排水孔幕参数：主排水管组成：预埋钢管（坝体部分）、坝基钻孔（帷幕灌浆之后）位置:坝体上游、防渗帷幕下、距大于2m