水工建筑物地基处理 ——砂砾石地基防渗布置  授课对象：水工专业2003级 任课教师：王润英 时间：2006年4月~2006年5月 授课内容 第一节  影响砂砾地基防渗方案选择的因素 一、覆盖层厚度与组成 二、上部建筑物型式及承担水头 三、要求防渗效果和时间 四、环境影响 五、施工条件 授课内容 第二节  各种渗流控制措施 一、上游阻渗措施（铺盖） 二、中部截渗措施 三、下游排渗措施  影响砂砾地基防渗方案选择的因素——覆盖层厚度与组成 1、厚度 透水砂砾层深度10—15m以内 →可采用截断透水层的明挖回填黏土截水槽。 开挖深度在30m以内的透水地基→泥浆槽。 深厚的透水地基，水头不大时 →上铺结合下排。 更深的砂砾地基→防渗墙及灌浆帷幕防渗。    影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——覆盖层厚度与组成 2、颗粒粒径 垂直防渗系统需通过各种施工机械造孔、造墙、抽槽或打人板桩，形成防渗体。各种施工机械都有一定适用条件，受颗粒大小影响较大。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——覆盖层厚度与组成 3、颗粒级配 水平防渗系统适用于颗粒级配好或相对均匀、颗粒较细的砂砾地基； 强透水层或透水性极不均匀地层，应首先考虑采用垂直防渗措施。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——覆盖层厚度与组成 4、成层结构 上层为弱透水层、下层为强透水层的双层结构地基，可采用上铺下排，且下游排水设备必须穿通砂砾层以消减地基承压水； 而对上层为强透水层、下层为弱透水层地基，宜采用截水槽挖至弱透水层上，再接上游铺盖。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——覆盖层厚度与组成 多层结构的砂砾地基，以及砾石地基深厚、水平层次非常显著，水平方向渗透性远大于垂直方向渗透性，以及具有强渗漏带的地基，宜采用垂直防渗措施，将覆盖层全部截断，并在关键部位设置排水反滤措施。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素——上部建筑物型式及承担水头 1、土石坝 当承担水头比较小时，尽可能利用当地粘性土或配合土作为防渗材料； 若坝基地质条件复杂、处理工程量大、工期长，为不影响坝体填筑，坝身可采用斜墙或心墙加短铺盖，在坝体的上游部位开挖截水槽或设置混凝土防渗墙作为砂砾地基防渗措施； 均质坝及厚斜墙坝的防渗轮廓线长，有利于采用上游铺盖防渗，且可利用均质坝体或斜墙底部宽度，减少铺盖长度。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——上部建筑物型式及承担水头 2、水闸 一般承担水头不大； 修建在粘性土上的轻型闸室结构，地基防渗布置以降低闸基扬压力、提高闸身稳定为主要目的，宜上游设置水平铺盖。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——上部建筑物型式及承担水头 影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——上部建筑物型式及承担水头 当地基为砂性土时，地基防渗布置应以减少渗漏和防止渗透变形为主要目的； 对于均匀粉砂、细砂地基，为防止振动液化，有时在闸底板下游端也加一道板桩，将闸室下面的粉砂地基封闭起来； 对上层为弱透水层，下层为强透水层的双层或多层地基，还要加强下游排水措施，布置垂直排水减压井深入强透水层。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——上部建筑物型式及承担水头 影响砂砾地基防渗方案选择的因素 ——上部建筑物型式及承担水头 3、江河大堤 宜在背水侧采用排渗及反滤盖重措施； 当砂砾层浅薄、采用垂直防渗措施又不致恶化水文地质环境时，可采用施工速度快、投资省的薄型垂直防渗体。  影响砂砾地基防渗方案选择的因素——要求防渗效果和时间 长期要求防渗的工程，宜采用黏土铺盖、板桩墙、截水槽、混凝土防渗墙； 海水对钢板桩有腐蚀性，海洋环境中不宜采用钢板桩作为永久防渗措施； 在表面有相对不透水层、水平层化显著、地质情况未查明情况下的重要工程，或不容许水量有一定渗漏损失时，采用截渗更为可靠。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素——环境影响 防渗方案选择应结合考虑防止下游浸没及岸边稳定要求，还应考虑采用的施工方法对环境的影响； 在城市砂砾地基防渗处理中，主要采用灌浆法、防渗墙法、冻结法； 丙凝、铬木素等化学浆材有一定毒性，不能在饮水源附近使用。 影响砂砾地基防渗方案选择的因素——施工条件 施工现场应具有采用防渗方案施工时所必须具备的水源、电源、交通、机械设备进场及施工条件； 采用铺盖或土截水槽防渗时，附近应有便于开采、运输的合适土料； 允许设置压重时，可采用水泥灌浆帷幕；无压重条件，宜采用高压喷射灌浆板墙。 各种渗控措施——铺盖 1、铺盖的类型： 根据铺筑材料不同，铺盖分为粘性土铺盖、塑料薄膜铺盖、土工合成材料铺盖沥青混凝土铺盖及钢筋混凝土铺盖。 铺盖由其所处位置不同，分为内铺盖、外铺盖及内外铺盖三种 。 各种渗控措施——铺盖 2、铺盖的作用 铺盖虽不能完全截阻渗流，但可以延长渗径，有效地降低渗透水压力和渗流量。 各种渗控措施——铺盖 3、铺盖的应用： 当地基砂砾覆盖层深厚，渗透系数不大于l00m／d，且为组成较均匀的砂砾时，铺盖防渗效果较有保证； 对减小渗流量要求不高，以及需水下施工部位，铺盖防渗配合适当的排水和反滤盖重后，常是一种有效而又较经济的防渗处理措施； 当砂砾层上部有天然粘土铺盖可资利用时，更显得经济。 各种渗控措施——铺盖 若砂砾地基成层显著，不均一性很大，有许多透镜体、强透水带、不连续带，铺盖也容易局部坍陷，形成集中渗流区。这种情况就不宜采用铺盖防渗； 挡水头较高的重要水工建筑物，高坝、复杂地基和防渗要求较高的工程，选用铺盖应特别慎重。 防渗工程布置——铺盖 4、铺盖的布置 为有利于减少扬压力、降低浸润线，可利用天然铺盖或淤积物防渗。铺盖一般布置在上游面，两侧应与岸坡不透水层相连接。 在多泥沙河道内，斜墙及均质坝的防渗铺盖宜与坝前水平防渗土体连接，以利形成天然防渗铺盖。对心墙坝可在上游透水坝壳下面填筑黏土或粉质黏土铺盖，与心墙相连，并伸到上游坝面，以便与水库淤积物连接形成可靠铺盖。 对于双层地基，下游宜增设减压井。 各种渗控措施——中部截渗措施 中部截渗，主要指各种垂直防渗措施。分为悬挂式及接地式两大类。 常用截渗措施有截水槽、防渗墙、板桩墙、灌浆帷幕、高压喷射灌浆板墙等。  各种渗控措施——中部截渗措施 主要垂直防渗措施优缺点及适用范围比较： 1、截水槽 2、防渗墙 3、板桩墙 4、灌浆帷幕（静压灌浆） 5、高压喷射灌浆板墙 各种渗控措施——中部截渗措施——截水槽 1、截水槽 截水槽是采用开挖方法在砂砾地基中抽槽，然后回填防渗材料形成的垂直防渗系统；  按照抽槽方式和填料不同，又可分为土截水槽、混凝土截水槽及泥浆截水槽三种。 各种渗控措施——中部截渗措施——截水槽 混凝土截水槽主要用于缺少必要的机械设备，又缺乏防渗土料及抽槽深度超过20m的情况； 泥浆截水槽适于底部不透水层为粘性土层，在砂砾透水层深度为15-30m内能获得最经济的效果。 防渗工程布置——截水槽 截水槽上部应与上部结构的防渗部分连成整体，下部与不透水层紧密结合；  当坝体采用心墙或斜墙防渗时，截水槽应与心墙或斜墙相接； 对均质坝则设置在坝轴线的上游部位；必要时，可将截水槽移至上游坝踵附近，通过短铺盖与防渗体连接。 各种渗控措施——中部截渗措施——防渗墙 2、防渗墙 防渗墙结构可靠、防渗效果好，能适应各种不同的地层条件，施工时几乎不受地下水位影响，成墙深度大，又可以在距已有建筑物十分邻近的地方施工，施工速度比较快。当回填钢筋混凝土时，可同时起防

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