土石壩筑壩土料選擇

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1、（一）筑壩土料的選擇（重點(diǎn)、難點(diǎn)）土石壩也稱為當(dāng)?shù)夭牧蠅?，其最大?yōu)點(diǎn)是可就地取材。所以，筑壩材料應(yīng)盡可能采用壩址附近的材料，包括樞紐其他建筑物的開(kāi)挖土石料。土石壩設(shè)計(jì)前，必須查明壩址附近各種天然土石料的種類、儲(chǔ)量、分布、性能，以及樞紐建筑物開(kāi)挖料的性質(zhì)、可用數(shù)量等，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇適當(dāng)?shù)膲涡?、填筑?biāo)準(zhǔn)及施工方法。筑壩土料選擇的基本原則：（1）按照材料在壩體中所起作用的不同選擇材料。（2）就地、就近取材。（3）充分利用樞紐建筑物開(kāi)挖料。由于不同壩型及壩體中的不同部位（壩殼、防滲體、排水設(shè)施等）的土石料所起的作用不同，所以對(duì)土石料的要求

2、不一樣，現(xiàn)講述如下：1、均質(zhì)壩材料均質(zhì)壩的壩體既是防滲體，又是支撐體，所以要求土料具有一定的抗?jié)B性和強(qiáng)度，同時(shí)易于壓實(shí)和壓縮性小等。土料的滲透系數(shù)K不宜大于10-4cm/s；粘粒含量為10%~30%；有機(jī)含量按重量計(jì)不超過(guò)5%；塑性指數(shù)為8~10的壤土為宜，水溶鹽含量不超過(guò)3%，還應(yīng)具有一定的抗剪強(qiáng)度。最常用于均質(zhì)壩的土料是砂質(zhì)粘土和壤土。2、防滲體土料我國(guó)修建土石壩防滲體常用的土料是粘土、粘壤土和壤土。對(duì)防滲土料的基本要求是：（1）滲透系數(shù)：均質(zhì)壩不大于1×10-4cm/s，心墻和斜墻不大于1×10-5cm/s。（2）水溶鹽含量（指易溶

3、鹽和中溶鹽，按質(zhì)量計(jì)）不大于3%。（3）有機(jī)質(zhì)含量（按質(zhì)量計(jì)）：均質(zhì)壩不大于5%。心墻和斜墻不大于2%，超過(guò)此規(guī)定需進(jìn)行論證。（4）有較好的塑性和滲透穩(wěn)定性。（5）壓縮性與壩殼料相近，浸水與失水時(shí)體積變化較小。（6）含水量最好接近最優(yōu)含水量。（7）顆粒級(jí)配良好。塑性指數(shù)大于20和液限大于40%的沖擊粘土；膨脹土；開(kāi)挖、壓實(shí)困難的干硬粘土；凍土；分散性粘土不宜作為壩的防滲體填筑料，必須采用時(shí)，應(yīng)根據(jù)其特性采取相應(yīng)的措施。應(yīng)用實(shí)例：近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有些工程采用礫質(zhì)粘土或人工礫粘土作防滲體取得良好的效果，如我國(guó)云南魯布革水電站粘土心墻壩（壩高101

4、m），采用一層粘土碾壓后再翻起，拌勻后填筑到心墻上，使粗料空隙全部被細(xì)粒所填充，具有了足夠的抗?jié)B性和抗?jié)B穩(wěn)定性。我國(guó)南方地區(qū)的棕、黃或紅色殘積，西北、華北地區(qū)的失陷性黃土，均可作為較低均質(zhì)壩材料和防滲體材料。3、壩殼土石料心墻的上下游壩殼或斜墻后的壩體主要起支撐作用，以保持壩體穩(wěn)定。所以要求填筑壩殼部位的土石料應(yīng)具有排水性能好、抗剪強(qiáng)度高、易于壓實(shí)、抗?jié)B透穩(wěn)定和抗震穩(wěn)定性好，具有一定的抗風(fēng)化能力。料場(chǎng)開(kāi)采和建筑物開(kāi)挖的砂、礫石、卵石、漂石等無(wú)粘性土及石料、風(fēng)化料、礫石土均可作為壩殼料，并應(yīng)根據(jù)材料性質(zhì)用于壩殼的不同部位。均勻中、細(xì)砂及粉砂

5、可用于中、低壩壩殼的干燥區(qū)，但地震區(qū)不宜采用。采用風(fēng)化石料和軟巖填筑壩殼時(shí)，應(yīng)按壓實(shí)后的級(jí)配研究確定材料的物理力學(xué)指標(biāo)，并應(yīng)考慮浸水后抗剪強(qiáng)度降低、壓縮性增加等不利情況。對(duì)軟化系數(shù)低，不能壓碎成礫石土的風(fēng)化石料和軟巖宜填筑在干燥區(qū)。下游壩殼水下部分和上游壩殼水位變動(dòng)區(qū)應(yīng)采用透水料填筑。4、排水體、護(hù)坡石料反濾料、過(guò)渡層料和排水體料必須符合：質(zhì)地致密；抗水性和抗風(fēng)化性能滿足工程運(yùn)用的技術(shù)要求；使用要求的級(jí)配和透水性；反濾料和排水體中的粒徑小于0.075mm的顆粒含量應(yīng)不超過(guò)5%。反濾料可利用天然或經(jīng)篩選的礫砂石料，也可采用塊石、礫石軋制，或

6、天然軋制的摻合料。3級(jí)低壩經(jīng)過(guò)論證可采用土工織物作為反濾層；對(duì)于較重要的壩，壩趾排水的反濾料，最好不采用角礫及碎石，以免施工時(shí)碰擦產(chǎn)生石粉，淤塞反濾層。壩面護(hù)坡反濾料的要求可較低，可采用角礫和碎石。護(hù)坡石料應(yīng)采用質(zhì)地致密、抗水性和抗風(fēng)化性能滿足工程運(yùn)用條件要求的硬巖石料。排水體、護(hù)坡石料的抗壓強(qiáng)度低于40~50MPa，軟化系數(shù)不小于0.75~0.85，巖石的孔隙率不大于3%，吸水率（按空隙體積計(jì)算）不大于0.8，容重大于22kN/m3。（二）土料填筑標(biāo)準(zhǔn)的確定（重點(diǎn)、難點(diǎn)）填筑標(biāo)準(zhǔn)的確定是土石壩設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，它對(duì)施工的難易程度、工期長(zhǎng)

7、短及整個(gè)土石壩的造價(jià)均有很大的影響．應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，如壩型和壩的不同部位、土石料的壓實(shí)特性和壓實(shí)工具、料場(chǎng)的土料性質(zhì)、氣候條件、施工條件以及不同填筑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)造價(jià)和施工難易程度的影響等來(lái)確定。對(duì)于粘性土，主要是確定填筑干容重及含水量；對(duì)于非粘性土，主要是確定孔隙比和相對(duì)密度。1、粘性土料的填筑標(biāo)準(zhǔn)粘性土壓實(shí)的具體指標(biāo)是干密度及相應(yīng)的含水率。因?yàn)檎承酝恋暮蕦?duì)壓實(shí)土料所費(fèi)的功能及可能達(dá)到的干密度有很大影響。土料含水率太小。土粒之間不夠潤(rùn)滑，需要耗費(fèi)較大的壓實(shí)功能去克服阻力才能達(dá)到要求的干密度；含水率太大，施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的孔隙壓力，碾壓

8、機(jī)械所加荷載不能全部傳遞到土粒上，影響壓實(shí)效果。只有當(dāng)最優(yōu)含水率時(shí)，耗費(fèi)壓實(shí)功能最小，干密度最大。故《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，含礫和不含礫的粘性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以壓實(shí)度和最優(yōu)含水率作為設(shè)計(jì)控