堤防工程地质评价方法课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5,堤防工程地质评价方法,在取得堤防工程的地形、地质、试验和已建堤防的隐患、险情等资料后，应进行综合整理和分析，进行堤防工程地质评价。工程地质评价的目的在于：找出存在工程地质问题的部位，提出工程处理的建议。堤防工程地质评价应包括对堤防工程中的土堤、防洪墙、穿堤涵闸以及堤岸等几个方面进行评价，由于它们的特点、存在问题的不同，评价的侧重点也不同。,5堤防工程地质评价方法在取得堤防工程的地形、地质、试验和已建,1,5.1,堤基工程地质评价,这里的堤基是指土堤的堤基。绝大多数情况下，堤基以各种成因类型的第四系松散层为主，土体的形成时代、成因类型、分布规律、物质组成以及性状等的变化十分复杂，其渗透性差异极大。所以查明堤基的地质结构，特别是渗透性大土体以及工程地质性质差的特殊土等在堤基下的分布情况和厚度，是进行堤基工程地质评价的重要依据。,5.1 堤基工程地质评价,2,5.1.1,堤基地质结构分类,堤基的地质结构是决定堤防工程地质条件的主要因素，通过堤基地质结构分类，能分辨出哪些地质结构类可能存在什么样的工程地质问题，是需要进行堤基处理的；哪些可能不存在什么样的工程地质问题，工程地质条件较好，是不需要处理的。对堤基地质结构的合理分类，是进行堤防工程地质评价的基础。,规范附录,C,给出了堤基地质结构分类的标准，划分出单一结构、双层结构和多层结构三类，并在此基础上进一步划分出若干亚类。在进行堤基地质结构分类时，有几点需注意：,其一，进行分类的堤基厚度：“宜根据勘探深度范围内岩石、粘性土、粗粒土和特殊土的分布与组合关系分类”。对于控制性深孔超出一般性钻孔的孔深部分，可不参与堤基地质结构分类。,其二，当堤基分布有基岩时，可不考虑岩石的类型，把各类岩石统一划为基岩。但对埋深小、渗透性大的基岩要特别注意。,5.1.1堤基地质结构分类堤基的地质结构是决定堤防工程地质条,3,堤防工程地质评价方法课件,4,堤防工程地质评价方法课件,5,类,结 构 特 征,亚 类,主要成因,单一结构类（,）,堤基主要由一类土体组成。按性状可分为两个亚类。,堤基由粘土、粉质粘土组成，抗渗条件好或较好，堤岸耐冲、稳定。,单一粘性土类（,1,）,较稳定的江湖水势条件下，相对静水环境成因。,堤基为砂性土，厚度不等，或上部粘性土小于,2m,，抗渗条件差，易崩岸，是汛期的险工险段。,单一砂性土类（,2,）,古河道、并岸古砂洲、溃口扇等河势变化的动水环境成因。,双层结构类（,）,上部有较厚的粘性土或砂土；下 部为 砂性土或粘性土。根据上部粘性土层的厚度及砂层分布，可分为三个亚类。,上部粘性土层厚度一般,2,5m,，下部砂层厚，堤岸抗冲性及堤基抗渗性能较差，汛期易出险。,上薄层粘性土、下砂土双层结构亚类（,1,）,漫滩、河流阶地冲积成因。,上部粘性土层厚度大于,5m,，下部砂层厚度大。在粘性土无破坏情况下，抗渗性好。,上厚层粘性土、下砂土双层结构亚类（,2,）,上部砂性土厚度小于,15m,，下部粘性土厚度大，堤岸抗冲性差，堤基抗渗性能差，是险工险段。,上砂性土、下粘性土双层结构亚类（,3,）,古河道、并岸古砂洲、溃口扇等河势变化的动水环境成因。,多层结构类（,）,由厚度一般小于,2m,的粘土、粉质粘土、壤土、砂壤土或砂砾石呈互层或夹层透镜状组成的复杂结构堤基，抗渗性能取决于表层粘性土的厚薄及砂壤土、砂砾石层的水力联系性，江岸易冲刷。,江湖变迁，动、静水环境反复交替的复杂成因。,类结 构 特 征亚 类主要成因单一结构类（）堤基主,6,2),黄河下游堤防堤基地质结构分类,针对黄河下游堤防的特点，将堤基的地层结构划分为,4,个大类、,9,个小类，见图,5.1-1,。,单层结构类,包括单层砂性土结构和单层粘性土结构两类。,单层砂性土结构（图,5.1-1,，,1a,）。堤基为厚层或较厚层的砂性土，存在渗水和渗透变形问题。遇强震时，有发生液化的可能。,单层粘性土结构（图,5.1-1,，,1b,）。堤基为粘性土或者堤基的上部为厚层的粘性土，一般工程地质条件较好，但当其中分布有湖相、海相及沼泽相淤泥及淤泥质土时，容易产生不均匀沉降及滑动变形。,2)黄河下游堤防堤基地质结构分类针对黄河下游堤防的特点，将,7,图,5.1-1,黄河大堤的地基地层结构类型示意图,图,5.1-1,黄河大堤的地基地层结构类型示意图,图5.1-1 黄河大堤的地基地层结构类型示意图图5.1-1,8,双层结构类,包括双层结构,2a,（上部为厚度小于,3m,的粘性土，其下为砂性土）、双层结构,2b,（上部为厚度大于,3m,的粘性土，其下为砂性土）两类。,当发生洪水时，对于双层结构的地基，若上部粘性土层厚度小于,3m,，容易被承压水顶破而发生渗透变形；若上部粘性土层大于,3m,，则地基一般比较稳定，但尚需注意堤内坡脚附近是否存在坑塘、水沟及取土坑等，因为这些部位粘性土层的厚度往往小于,3m,，有发生渗透变形的可能。,双层结构类,9,多层结构类,包括多层结构,3a,（以砂性土为主）、多层结构,3b,（以粘性土为主）和多层结构,3c,（含秸科、树枝、木桩、块石及土的老口门）三类。,多层结构,3a,。堤基为相间分布的粘性土和砂性土，砂层分布较多，或者堤基的上部为薄的砂层。存在渗水及渗透变形问题。,多层结构,3b,。堤基为相间分布的粘性土和砂性土，以粘性土为主，砂性土很薄且埋藏较深。存在沉降及滑动变形问题。,多层结构,3c,。鉴于老口门堤基填料物质复杂，其工程地质问题也较复杂，有渗水及渗透变形问题，有时也有不均匀沉降及滑动等问题。,多层结构类,10,黄土类土结构类,黄河两岸广泛分布有黄土、黄土类土，有黄土类土组成的堤基包括两种类型。,黄土类土,4a,。堤基为上更新世黄土类砂壤土及黄土类壤土。存在黄土类土的湿陷性问题。,上覆粘性土的黄土类土,4b,。堤基上部为全新世的冲积粘性土，下部为黄土类土。这类堤基的黄土类土，具弱湿陷性，在冲积的粘性土中如含有砂壤土及轻、中壤土时，还有轻微的渗水问题，在遇强震时有液化的可能性。,黄土类土结构类,11,5.1.2,堤基工程地质评价,1),堤基工程地质评价与勘察阶段相适应,规划阶段,，只针对新建堤防进行评价。本阶段一般不布置勘探工作，主要是通过现场查勘、调查、访问和收集已有资料来了解对确定堤防方案影响比较大的地形、地质问题。由于掌握资料的深度有限，主要从地形、地貌和宏观的地质条件等方面进行评价，一般只要求了解堤基工程地质条件、可能存在的工程地质问题。,可行性研究阶段,，对于新建堤防，要求“对选定线路主要工程地质问题进行初步评价，并对堤线工程地质条件进行初步的分段评价”，提出处理的初步建议。本阶段已进行了一定的勘探、试验工作，对地基的地质结构也有了一定的认识，工程地质评价需综合分析工程沿线地形、地貌、地质结构、土岩物理力学性质等因素，分段进行评价。分段首先依据的是地貌，再依据地质结构进行细分。对于已建堤防，在上述内容的基础上，还需考虑拟加固堤段堤基险情隐患类型、分布位置，出险和抢险情况，临时加固措施及效果的初步分析等因素。,5.1.2 堤基工程地质评价1)堤基工程地质评价与勘察阶段相,12,初步设计阶段,，对于新建堤防，则要求对堤基工程地质条件进行详细分段评价，并对存在的工程地质问题进行必要的分析计算，提出处理措施的建议；对于已建堤防，同样是应结合对堤基险情隐患的调查和分析，开展上述工作。,进行工程地质评价时，可将同类型的堤段归并在一起作出评价，也可按堤防里程桩号分段进行评价。,堤基工程地质评价不能仅限于对堤基工程地质结构和土岩体的物理力学性质的评价。,虽然堤基工程地质结构、土岩体的物理力学性质是决定堤防工程地质条件的主要因素，但某一堤段存在什么样的工程地质问题还受到其它因素的影响。如同样是上薄层粘性土、下砂土双层结构亚类（,1,）的堤段，在外滩很宽的情况下，它存在渗透问题的可能性就比窄外滩的要小得多。所以在评价时，应综合考虑堤内外的地形地貌条件及其演化过程、历史险情、人类活动等多个因素，而不能仅限于堤基的地质结构和土岩体的物理力学性质。,初步设计阶段，对于新建堤防，则要求对堤基工程地质条件进行详细,13,2),除对工程地质条件评价外，应着重于堤基主要工程地质问题的评价。这些问题包括：渗流稳定问题、抗滑稳定问题、变形问题和冲刷问题。,渗流稳定问题评价，主要根据堤基地质结构、透水性及临界比降，判定土的渗透变形的类型，结合堤防断面，计算求得渗流场内的水头、压力、坡降、渗流量等水力要素，进行渗流稳定性分析与评价，提出防渗、排渗或渗控措施的建议。,抗滑稳定问题、变形问题和冲刷问题评价，可根据堤基边界条件、地质结构与土的类型和特殊土（包括：中、高塑性粘土、淤泥质土、淤泥、膨胀土、有机土、泥炭等）、砂性土的分布状况，进行初步评价。特殊土影响抗滑和变形稳定性，砂性土则需注意冲刷稳定性。对存在问题的堤段则需选择代表性断面进行抗滑稳定和沉降量的计算；冲刷稳定性评价需计算冲刷深度，必要时需通过模型试验验证，确定冲刷深度和抗冲刷的工程措施。,2)除对工程地质条件评价外，应着重于堤基主要工程地质问题的评,14,规程,附录,E,堤基和堤岸工程地质条件分类,中，列出了堤基工程地质条件评价要考虑的因素。,在长江中、下游堤防加固勘察中，总结了堤基工程地质条件的综合分类与评价，见表,5.1,2,，供大家参考。,表,5.1,2,长江中下游堤防堤基工程地质分类综合评价表,规程附录E堤基和堤岸工程地质条件分类中，列出了堤基工程地,15,类型,分 段 因 素,工程地质问题,及处理建议,综合评价,堤基地质结构,与性状,堤外滩宽度,堤内外渊塘,(,坑,),的分布,汛期险情,上覆粘性土层均一，厚度大于,10m,，基本无淤泥质土和砂层；下部为砂。,无工程地质问题，不需进行处理。,工程地质条件好。,上覆粘性土层厚,5,10m,，夹少量薄层砂或淤泥质土；下部为砂。,外滩较宽，宽度在,500,100m,。,有渊塘分布，但深度较浅，局部较深。,险情较少，局部有崩岸。,局部有冲刷稳定问题，可结合河道整治，进行必要的护岸。,工程地质条件较好。,上覆粘性土层厚,2,5m,，夹有粉细砂薄层，淤泥质土或杂填土；下部为砂。,外滩较窄，宽度在,100,50m,。,较多渊塘，有的较深，已破坏了上覆粘性土层。,险情较多，局部崩岸严重。,有渗透变形、抗滑稳定、变形稳定以及冲刷稳定问题，需选取代表性断面，进行计算分析，针对存在的问题，采取相应的工程措施。,工程地质条件较差。,上覆粘性土层厚度小于,2m,或无，为粉细砂或性状差的淤泥质土，或有较厚的杂填土；下部，部份有粘性土。,外滩窄，宽度小于,50m,或无外滩。,众多渊塘，且距堤脚近,险情多，崩岸严重,存在渗透稳定，抗滑稳定、变形稳定及冲刷稳定问题。需进行计算分析，采取相应的工程措施，进行处理。,工程地质条件差,类型分 段 因 素工程地质问题,16,5.2,防洪墙的工程地质评价,受城市发展、城区场地的限制，城市内一般多修建防洪墙来抵御洪水或海潮。根据建筑材料的不同，防洪墙可分为钢筋混凝土防洪墙、混凝土防洪墙和浆砌石防洪墙等几类，前者墙体高度可达,6,8m,，其中地表以上高,3,6m,，地表以下,2,3m,；后两者则多在墙的高度不大时采用，且多数建造时间比较久远。根据防洪墙断面型式的不同，又可分为重力式和扶壁式防洪墙。有的城市的防洪墙还在外侧设有驳岸、内侧建有戗台。此外，由于防洪墙断面尺寸小，墙体挡水时，墙基渗径较短，有的防洪墙在其内、外侧的地表铺设有一定宽度和厚度的粘土隔渗层。（如图,52.1,、图,52.2,）。,5.2防洪墙的工程地质评价受城市发展、城区场地的限制，城市内,17,图,5-2.1,南京市长江某堤段城市防洪墙断面图,图5-2.1 南京市长江某堤段城市防洪墙断面图,18,图,5-2.2,武汉市重力式混凝土防洪墙断面图（单位：,m,）,堤防工程地