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水工建筑物基础(第2版)
1.7.5.1 一、坝基的开挖清理
一、坝基的开挖清理

地基开挖与清理的目的是使坝体坐落在稳定、坚固的岩基上。开挖深度应根据坝基应力、岩体强度以及坝基整体性、均匀性、抗渗性和耐久性等,结合上部结构对地基的要求和地基加固处理的效果、工期和费用等研究确定。按照《混凝土重力坝设计规范》(SD 319—2005),100m以上的混凝土重力坝需建在新鲜、微风化或弱风化下部基岩上;坝高50~100m时,可建在微风化至弱风化中部基岩上;坝高小于50m时,可建在弱风化的中部至上部基岩上;两岸地形较高部位的坝段,可适当放宽。为保护坝基面完整,宜采用梯段爆破、预裂爆破,最后0.5~1.0m用小药量爆破。

重力坝的基坑形状应根据地形地质条件及上部结构的要求确定,坝段的基础面上、下游高差不宜过大,并略向上游倾斜,若基础面高差过大或向下游倾斜,应开挖成带钝角的大台阶状。

在坝体混凝土浇筑之前需用风镐或撬棍清除坝基面起伏度很大的和松动的岩块,用混凝土回填封堵勘探钻孔、竖井和探洞等,对坝基面进行彻底清理和冲洗,保证混凝土与岩基面黏结牢固。

(1)对断层破碎带的处理。对于倾角较陡、走向近于顺河流流向的断层破碎带可采用开挖回填混凝土的措施做成混凝土塞,如图4-31所示。在选择坝址时,应尽量避开走向近于垂直河流流向的断层破碎带,因为它将导致坝基渗透压力或坝体位移增大,如难以避开,其开挖深度应适当加大。

图4-31 断层破碎带处理

(2)对软弱夹层处理。当夹层埋藏较浅时可在坝踵或坝趾部位做混凝土深齿墙,切断软弱夹层直达完整基岩,对埋藏较深较厚、倾角平缓的软弱夹层,可在夹层内设置混凝土塞,或在岩体内设置预应力锚索,如图4-32所示。

图4-32 软弱夹层的处理(单位:m)

(a)深齿坎;(b)抗滑桩;(c)预应力锚索

(3)对溶洞的处理。浅层溶洞可直接开挖清除充填物,冲洗干净后回填混凝土,深层溶洞如尺寸不大可进行帷幕灌浆,规模较小时可采用回填方法处理。

对岸坡较陡的坝段,在平行坝轴线方向宜开挖成有足够宽度的台阶状,并使水平台阶位于坝段的下部,斜坡位于坝段的上部,如图4-33(a)所示;避免在同一坝段内的岩基面出现较大的凸角,如图4-33(b)所示。若岸坡特别陡,可采取其他结构措施,如锚筋、横缝灌浆等,以确保坝段的侧向稳定。对于岸坡特别陡的中低坝情况,如果岸边岩体没有倾向河床的结构面,可将岸坡开挖成较大的台阶,使每一坝段基本建在各自的平台上,将横缝设置在台阶的凸角处,如图4-33(c)所示,不需作横缝灌浆处理。

图4-33 陡岸坡坝段坝基开挖和坝段布置示意图

(a)建议的开挖形状与布置;(b)应避免的横缝布置;(c)特陡岸坡的开挖与布置