膠結(jié)壩基礎(chǔ)加固措施設(shè)計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u107651.1膠結(jié)壩地基條件分析 170291.2沿建基面抗滑穩(wěn)定計算 1225171.3深層抗滑穩(wěn)定計算 2312321.4膠結(jié)壩加固措施方案 10123291.4.1基礎(chǔ)固結(jié)灌漿 1040901.4.2基礎(chǔ)軟弱夾層處理方案 101.1膠結(jié)壩地基條件分析根據(jù)地質(zhì)測繪和鉆探等揭示：壩址處揭示多條軟弱夾層，其中巖塊巖屑型16條（R1～R16），巖屑夾泥型7條(YN1～YN7)，泥夾碎屑型1條（NY1）。初步考慮設(shè)置齒墻進行加固。根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》（SL319-2018）》的規(guī)定，抗滑穩(wěn)定計算應按抗剪或抗剪斷強度公式進行。1.2沿建基面抗滑穩(wěn)定計算規(guī)范規(guī)定的沿建基面如下表3.5所示。表3.5沿建基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)荷載組合抗剪斷公式抗剪公式基本組合3.01.05特殊組合I2.51.00注：特I指校核洪水情況溢流壩段取壩段單寬進行整體穩(wěn)定和基礎(chǔ)應力計算。根據(jù)SL319-2018《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的剛體極限平衡法，按照和抗剪強度公式計算膠結(jié)壩的抗滑安全系數(shù)。： (32)式中，為；為，這里取0.5；為凝聚力，kPa，這里取0.2MPa；為壩基截面積，；為，；為，。 (3-3)式中，為；、意義同上。計算采用的溢流壩段計算簡圖如下圖3.7所示。圖3.7溢流壩段抗滑穩(wěn)定計算簡圖根據(jù)式（3-1）和式(3-2)計算所得的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)見下表3.6。表3.6溢流壩段沿建基面抗滑穩(wěn)定計算成果表項目抗剪斷強度安全系數(shù)抗剪強度安全系數(shù)基本組合一13.671.16基本組合二6.971.14特殊組合Ⅰ6.281.08由上表可知，根據(jù)抗剪斷和抗剪強度公式計算所得沿建基面的均滿足規(guī)范要求。沿建基面不存在失穩(wěn)問題。1.3深層抗滑穩(wěn)定計算據(jù)勘探成果及地質(zhì)測繪，河床壩段基礎(chǔ)存在2條軟弱夾層，分別是高程1326.16m～1321.70m處的YN4巖屑夾泥型、高程1315.2m～1310.0m處的R4巖塊巖屑型，緩傾向下游2.4°，傾向左岸15°，壩基以下埋深2.5m～14.0m，經(jīng)壩基以下巖層走向及層理分析，YN4巖屑夾泥型位于砂巖與泥質(zhì)粉砂巖之間，連通率較高，R4巖塊巖屑型位于砂巖內(nèi)部，連通率不及YN4，根據(jù)壩體布置情況，壩基建基面高層位于YN4附近，故壩基下部YN4巖屑夾泥型全部挖除回填C15砼，不存在沿YN4巖屑夾泥型的抗滑穩(wěn)定問題，但需計算R4巖塊巖屑型的深層抗滑穩(wěn)定。從河床地質(zhì)剖面可以看出，膠凝礫石壩壩基分布R4軟弱夾層，緩傾向下游2.4°，傾向左岸15°，本工程壩體沿軟弱夾層的滑移模式為典型雙滑面的滑移模式。深層抗滑穩(wěn)定的主要地質(zhì)計算參數(shù)見下表3.7。表3.7結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層力學參數(shù)指標建議值表巖性抗剪強度抗剪斷強度（MPa）R4巖塊巖屑型0.350.500.08砂巖弱風化0.55～0.600.65～0.700.50～0.55新鮮0.70～0.800.80～0.850.65～0.75泥質(zhì)粉砂巖弱風化0.35～0.400.62～0.650.38～0.40新鮮0.40～0.450.60～0.650.42～0.45注：下游抗滑塊根據(jù)深度及巖性不同取加權(quán)平均值。采用SL319-2018《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》等安全系數(shù)法計算，壩基深層滑動計算公式如下： （3-4） （3-5）式中各參數(shù)含義如下：、--；W--，kN；H--，kN；G1、G2--巖體ABD、BCD重量的，kN；f1、f2--AB、BC滑裂面的；、--AB、BC滑裂面的；A1、A2--AB、BC，m2；α、β--AB、BC，（°），β；U1、U2、U3--，kN；Q、--BD面上作用力（kN）。公式，求解Q、值。是否考慮齒墻作用的對比示意圖如下圖3.8、3.9所示，其中沿建基面的抗滑穩(wěn)定示意圖如圖3.8所示，考慮齒墻影響的深層抗滑穩(wěn)定示意圖如圖3.9所示。圖中，齒墻上游側(cè)坡比為1:0.3，下游側(cè)坡比為1:0.5，深層抗滑穩(wěn)定采用雙滑面法沿著軟弱夾層進行計算，另外一個滑面由抗力體的滑動面決定，抗力體BCD的破裂角在一定范圍變化。圖3.8沿建基面抗滑穩(wěn)定示意圖圖3.9考慮齒墻影響的深層抗滑穩(wěn)定示意圖逐層計算的深層抗滑穩(wěn)定計算成果如下表3.8-3.17所示。表3.81315.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪斷）成果工況抗剪斷安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位36、37、38、39、402.940-2.9443.169-3.1723.00設(shè)計洪水位36、37、38、39、402.896-2.9013.123-3.1273.00校核洪水位36、37、38、39、402.877-2.8823.102-3.1042.50

表3.91315.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪）成果工況抗剪安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位30、31、32、33、34、351.119-1.1201.362-1.3641.05設(shè)計洪水位30、31、32、33、34、351.096-1.0971.335-1.3371.05校核洪水位30、31、32、33、34、351.090-1.0911.327-1.3291.00表3.101314.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪斷）成果工況抗剪斷安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位36、37、38、39、403.036-3.0403.261-3.2663.00設(shè)計洪水位36、37、38、39、402.996-3.0003.219-3.2243.00校核洪水位36、37、38、39、402.976-2.9803.197-3.2022.50

表3.111314.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪）成果工況抗剪安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位28、29、30、31、32、33、341.147-1.1491.383-1.3881.05設(shè)計洪水位28、29、30、31、32、33、341.128-1.1301.361-1.3661.05校核洪水位28、29、30、31、32、331.122-1.1241.353-1.3581.00表3.121313.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪斷）成果工況抗剪斷安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位36、37、38、39、40、413.040-3.0473.264-3.2703.00設(shè)計洪水位36、37、38、39、402.996-3.0003.219-3.2243.00校核洪水位36、37、38、39、402.976-2.9803.197-3.2022.50

表3.131313.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪）成果工況抗剪安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位30、31、32、33、34、351.160-1.1621.395-1.3961.05設(shè)計洪水位30、31、32、33、341.142-1.1441.374-1.3751.05校核洪水位30、31、32、33、34、35、361.136-1.1421.366-1.3671.00表3.141312.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪斷）成果工況抗剪斷安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位36、37、38、39、40、413.244-3.2523.462-3.4703.00設(shè)計洪水位36、37、38、39、403.213-3.2193.429-3.4373.00校核洪水位36、37、38、39、403.192-3.1983.406-3.4142.50

表3.151312.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪）成果工況抗剪安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位28、29、30、31、32、33、341.202-1.2041.427-1.4321.05設(shè)計洪水位28、29、30、31、32、33、341.190-1.1921.413-1.4181.05校核洪水位28、29、30、31、32、331.184-1.1871.405-1.4101.00表3.161311.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪斷）成果工況抗剪斷安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位36、37、38、39、40、413.319-3.3273.533-3.5433.00設(shè)計洪水位36、37、38、39、40、413.292-3.2993.505-3.5143.00校核洪水位36、37、38、39、40、413.271-3.2783.482-3.4912.50

表3.171311.0m處深層抗滑穩(wěn)定計算成果表（抗剪）成果工況抗剪安全系數(shù)抗力體破裂角βK計算值加齒墻后K′計算值規(guī)范值正常蓄水位28、29、30、31、32、33、341.243-1.2461.463-1.4681.05設(shè)計洪水位28、29、30、31、32、331.236-1.2381.453-1.4591.05校核洪水位28、29、30、31、32、331.230-1.2331.445-1.4511.00由上述深層抗滑穩(wěn)定計算可知，在不設(shè)置深齒槽情況下R4軟弱夾層在高程1315.0m～1310.0m及其下部均能滿足深層抗滑穩(wěn)定抗剪計算規(guī)范值要求；在高程1315.0m處，抗剪斷計算不滿足要求，在高程1314.0m～1313.0m處，抗剪斷計算僅設(shè)計工況非常接近規(guī)范要求值，其余工況均滿足規(guī)范值要求；在高程1312.0m～1310.0m及其下部均能滿足深層抗滑穩(wěn)定抗剪斷計算規(guī)范值要求。在增加穿越R4軟弱夾層的深齒槽后，各高程深層抗滑穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求。1.4膠結(jié)壩加固措施方案1.4.1基礎(chǔ)固結(jié)灌漿本工程河床壩段基礎(chǔ)為泥質(zhì)粉砂巖，承載力較低，為增強基巖的整體性，提高基巖的彈性模量，增強壩基承載能力，河床壩段壩基全斷面進行固結(jié)灌漿加固，根據(jù)不同地質(zhì)情況固結(jié)灌漿孔、排距為3m~4m，孔深5m~8m，深度穿過淺層軟弱夾層，穿過軟弱夾層的固結(jié)孔內(nèi)放置鋼筋束。1.4.2基礎(chǔ)軟弱夾層處理方案工程河段地形坡角25～35°，巖層緩傾下游及右岸，巖體層面發(fā)育，順層發(fā)育多條軟弱夾層，根據(jù)地勘資料，河床壩段基礎(chǔ)存在2條軟弱夾層，分別是高程1326.16m～1321.70m處的YN4巖屑夾泥型、高程1315.2m～1310.0m處的R4巖塊巖屑型，緩傾向下游2.4°，傾向左岸15°，壩基以下埋深2.5m～14.0m，經(jīng)壩基以下巖層走向及層理分析，YN4巖屑夾泥型位于砂巖與泥質(zhì)粉砂巖之間，連通率較高，壩基建基面高層位于YN4附近，故壩基下部YN4巖屑夾泥型挖除回填C15砼即可。根據(jù)前述計算，處理后沿建基面的抗剪及抗剪斷安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。R4