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水工建筑物基础(第2版)
1.9.4.2 二、防止渗透变形的措施
二、防止渗透变形的措施

土体发生渗透变形的原因主要取决于渗透坡降、土的颗粒组成和孔隙率等,所以应尽量降低渗透坡降和增加渗流出口处土体抵抗渗透变形的能力。为防止渗透变形,通常采用的工程措施有全面截阻渗流、延长渗径、设置排水设施、反滤层等。

这里只介绍反滤层的有关问题,其他措施在本书第九章中介绍。

反滤层的作用是既安全又顺利地排除坝体和地基土中的渗透水流。设置反滤层是提高土体的抗渗变形能力,防止各类渗透变形特别是防止管涌的有效措施。在土质防渗体(包括心墙、斜墙、铺盖和截水墙等)与坝壳和坝基透水层之间以及下游渗流出溢处,渗流流入排水设施处,如不满足反滤要求,均必须设置反滤层。

(1)反滤层的结构。反滤层一般是由2~3层不同粒径的非黏性土组成。层次排列应尽量与渗流的方向垂直,各层次的粒径则按渗流方向逐层增加,如图6-21所示。

图6-21 反滤层的构造

人工施工时,水平反滤层的最小厚度为0.3m,垂直或倾斜反滤层的最小厚度可采用0.5m。采用机械化施工时,最小厚度应根据施工方法确定。

(2)反滤层的材料。反滤层的材料首先应该是耐久的、能抗风化的砂石料。为保证滤土排水的正常工作,反滤层必须符合下列要求:

1)被保护土壤的颗粒不得穿过反滤层。但对细小的颗粒(如粒径小于0.1mm的砂土),则可允许被带走。因为它的被带走不会使土的骨架破坏,不至于产生渗透变形。

2)各层的颗粒不得发生移动。

3)相临两层间,较小的一层颗粒不得穿过较粗一层的孔隙。

4)反滤层不能被堵塞,而且应具有足够的透水性,以保证排水畅通。

(3)反滤层级配的设计。根据SL 274—2001《碾压式土石坝设计规范》中提出的设计要求进行。

反滤料、过渡层料、排水体料,应有较高的抗压强度,良好的透水性、抗冻性和抗风化性,达到规范规定的级配要求。反滤料和排水体料中粒径小于0.075mm的颗粒含量应不超过5%。