堤防工程地質(zhì)評價方法

1、5堤防工程地質(zhì)評價方法,在取得堤防工程的地形、地質(zhì)、試驗和已建堤防的隱患、險情等資料后，應(yīng)進行綜合整理和分析，進行堤防工程地質(zhì)評價。工程地質(zhì)評價的目的在于：找出存在工程地質(zhì)問題的部位，提出工程處理的建議。堤防工程地質(zhì)評價應(yīng)包括對堤防工程中的土堤、防洪墻、穿堤涵閘以及堤岸等幾個方面進行評價，由于它們的特點、存在問題的不同，評價的側(cè)重點也不同。,5.1 堤基工程地質(zhì)評價,這里的堤基是指土堤的堤基。絕大多數(shù)情況下，堤基以各種成因類型的第四系松

2、散層為主，土體的形成時代、成因類型、分布規(guī)律、物質(zhì)組成以及性狀等的變化十分復(fù)雜，其滲透性差異極大。所以查明堤基的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，特別是滲透性大土體以及工程地質(zhì)性質(zhì)差的特殊土等在堤基下的分布情況和厚度，是進行堤基工程地質(zhì)評價的重要依據(jù)。,5.1.1堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類,堤基的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是決定堤防工程地質(zhì)條件的主要因素，通過堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類，能分辨出哪些地質(zhì)結(jié)構(gòu)類可能存在什么樣的工程地質(zhì)問題，是需要進行堤基處理的；哪些可能不存在什么樣的工程地質(zhì)問題，工

3、程地質(zhì)條件較好，是不需要處理的。對堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)的合理分類，是進行堤防工程地質(zhì)評價的基礎(chǔ)。規(guī)范附錄C給出了堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類的標(biāo)準(zhǔn)，劃分出單一結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)三類，并在此基礎(chǔ)上進一步劃分出若干亞類。在進行堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類時，有幾點需注意：其一，進行分類的堤基厚度：“宜根據(jù)勘探深度范圍內(nèi)巖石、粘性土、粗粒土和特殊土的分布與組合關(guān)系分類”。對于控制性深孔超出一般性鉆孔的孔深部分，可不參與堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類。其二，當(dāng)?shù)袒植加谢鶐r時，

4、可不考慮巖石的類型，把各類巖石統(tǒng)一劃為基巖。但對埋深小、滲透性大的基巖要特別注意。,其三，巨粒土和含巨粒的土、粗粒土宜按國標(biāo)（GBJ145—90）定名，細粒土宜按三角坐標(biāo)法定名。按三角坐標(biāo)定名的滲透性較強的砂壤土宜按粗粒土對待。其四，“堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)亞類可根據(jù)各地實際地質(zhì)條件，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗劃分。”規(guī)范“表C.0.2堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類表”中，對亞類的劃分給與了充分的自由度。這是因為不同地方，組成堤基的物質(zhì)及其組合關(guān)系千差萬別，很難統(tǒng)一

5、標(biāo)準(zhǔn)。堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)亞類的劃分需重點突出堤基中透水性的地層、會帶來主要工程地質(zhì)問題的地層（如砂性土、特殊土層等）是否存在及其空間分布，這一點反映出來了，堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類的目的就達到了。規(guī)范的條文說明中例舉了湖北省洪湖分蓄洪區(qū)堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)中亞類的劃分。這里再介紹一下長江中下游堤防、黃河下游堤防堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類，以便于大家的理解。,1)長江中下游堤防堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類,根據(jù)堤基土層結(jié)構(gòu)、表層粘性土的厚度等，將長江中下游堤防堤基劃分為三個結(jié)構(gòu)類

6、型和五個亞類，見表5.1-1。表5.1-1 長江中下游堤防堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類表,2)黃河下游堤防堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)分類,針對黃河下游堤防的特點，將堤基的地層結(jié)構(gòu)劃分為4個大類、9個小類，見圖5.1-1。單層結(jié)構(gòu)類包括單層砂性土結(jié)構(gòu)和單層粘性土結(jié)構(gòu)兩類。單層砂性土結(jié)構(gòu)（圖5.1-1，1a）。堤基為厚層或較厚層的砂性土，存在滲水和滲透變形問題。遇強震時，有發(fā)生液化的可能。單層粘性土結(jié)構(gòu)（圖5.1-1，1b）。堤基為粘性土或者堤基的上部為

7、厚層的粘性土，一般工程地質(zhì)條件較好，但當(dāng)其中分布有湖相、海相及沼澤相淤泥及淤泥質(zhì)土?xí)r，容易產(chǎn)生不均勻沉降及滑動變形。,圖5.1-1 黃河大堤的地基地層結(jié)構(gòu)類型示意圖,圖5.1-1 黃河大堤的地基地層結(jié)構(gòu)類型示意圖,雙層結(jié)構(gòu)類包括雙層結(jié)構(gòu)2a（上部為厚度小于3m的粘性土，其下為砂性土）、雙層結(jié)構(gòu)2b（上部為厚度大于3m的粘性土，其下為砂性土）兩類。當(dāng)發(fā)生洪水時，對于雙層結(jié)構(gòu)的地基，若上部粘性土層厚度小于3m，容易被承壓水頂破而發(fā)生

8、滲透變形；若上部粘性土層大于3m，則地基一般比較穩(wěn)定，但尚需注意堤內(nèi)坡腳附近是否存在坑塘、水溝及取土坑等，因為這些部位粘性土層的厚度往往小于3m，有發(fā)生滲透變形的可能。,多層結(jié)構(gòu)類包括多層結(jié)構(gòu)3a（以砂性土為主）、多層結(jié)構(gòu)3b（以粘性土為主）和多層結(jié)構(gòu)3c（含秸科、樹枝、木樁、塊石及土的老口門）三類。多層結(jié)構(gòu)3a。堤基為相間分布的粘性土和砂性土，砂層分布較多，或者堤基的上部為薄的砂層。存在滲水及滲透變形問題。多層結(jié)構(gòu)3b。堤基為相

9、間分布的粘性土和砂性土，以粘性土為主，砂性土很薄且埋藏較深。存在沉降及滑動變形問題。多層結(jié)構(gòu)3c。鑒于老口門堤基填料物質(zhì)復(fù)雜，其工程地質(zhì)問題也較復(fù)雜，有滲水及滲透變形問題，有時也有不均勻沉降及滑動等問題。,黃土類土結(jié)構(gòu)類黃河兩岸廣泛分布有黃土、黃土類土，有黃土類土組成的堤基包括兩種類型。黃土類土4a。堤基為上更新世黃土類砂壤土及黃土類壤土。存在黃土類土的濕陷性問題。上覆粘性土的黃土類土4b。堤基上部為全新世的沖積粘性土，下部為黃

10、土類土。這類堤基的黃土類土，具弱濕陷性，在沖積的粘性土中如含有砂壤土及輕、中壤土?xí)r，還有輕微的滲水問題，在遇強震時有液化的可能性。,5.1.2 堤基工程地質(zhì)評價,1)堤基工程地質(zhì)評價與勘察階段相適應(yīng)規(guī)劃階段，只針對新建堤防進行評價。本階段一般不布置勘探工作，主要是通過現(xiàn)場查勘、調(diào)查、訪問和收集已有資料來了解對確定堤防方案影響比較大的地形、地質(zhì)問題。由于掌握資料的深度有限，主要從地形、地貌和宏觀的地質(zhì)條件等方面進行評價，一般只要求了解堤

11、基工程地質(zhì)條件、可能存在的工程地質(zhì)問題?？尚行匝芯侩A段，對于新建堤防，要求“對選定線路主要工程地質(zhì)問題進行初步評價，并對堤線工程地質(zhì)條件進行初步的分段評價”，提出處理的初步建議。本階段已進行了一定的勘探、試驗工作，對地基的地質(zhì)結(jié)構(gòu)也有了一定的認(rèn)識，工程地質(zhì)評價需綜合分析工程沿線地形、地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土巖物理力學(xué)性質(zhì)等因素，分段進行評價。分段首先依據(jù)的是地貌，再依據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行細分。對于已建堤防，在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還需考慮擬加固堤段堤

12、基險情隱患類型、分布位置，出險和搶險情況，臨時加固措施及效果的初步分析等因素。,初步設(shè)計階段，對于新建堤防，則要求對堤基工程地質(zhì)條件進行詳細分段評價，并對存在的工程地質(zhì)問題進行必要的分析計算，提出處理措施的建議；對于已建堤防，同樣是應(yīng)結(jié)合對堤基險情隱患的調(diào)查和分析，開展上述工作。進行工程地質(zhì)評價時，可將同類型的堤段歸并在一起作出評價，也可按堤防里程樁號分段進行評價。堤基工程地質(zhì)評價不能僅限于對堤基工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)和土巖體的物理力學(xué)性質(zhì)的

13、評價。雖然堤基工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土巖體的物理力學(xué)性質(zhì)是決定堤防工程地質(zhì)條件的主要因素，但某一堤段存在什么樣的工程地質(zhì)問題還受到其它因素的影響。如同樣是上薄層粘性土、下砂土雙層結(jié)構(gòu)亞類（Ⅱ1）的堤段，在外灘很寬的情況下，它存在滲透問題的可能性就比窄外灘的要小得多。所以在評價時，應(yīng)綜合考慮堤內(nèi)外的地形地貌條件及其演化過程、歷史險情、人類活動等多個因素，而不能僅限于堤基的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和土巖體的物理力學(xué)性質(zhì)。,2)除對工程地質(zhì)條件評價外，應(yīng)著重于堤基

14、主要工程地質(zhì)問題的評價。這些問題包括：滲流穩(wěn)定問題、抗滑穩(wěn)定問題、變形問題和沖刷問題。滲流穩(wěn)定問題評價，主要根據(jù)堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)、透水性及臨界比降，判定土的滲透變形的類型，結(jié)合堤防斷面，計算求得滲流場內(nèi)的水頭、壓力、坡降、滲流量等水力要素，進行滲流穩(wěn)定性分析與評價，提出防滲、排滲或滲控措施的建議?？够€(wěn)定問題、變形問題和沖刷問題評價，可根據(jù)堤基邊界條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與土的類型和特殊土（包括：中、高塑性粘土、淤泥質(zhì)土、淤泥、膨脹土、有機土、泥

15、炭等）、砂性土的分布狀況，進行初步評價。特殊土影響抗滑和變形穩(wěn)定性，砂性土則需注意沖刷穩(wěn)定性。對存在問題的堤段則需選擇代表性斷面進行抗滑穩(wěn)定和沉降量的計算；沖刷穩(wěn)定性評價需計算沖刷深度，必要時需通過模型試驗驗證，確定沖刷深度和抗沖刷的工程措施。,規(guī)程《附錄E堤基和堤岸工程地質(zhì)條件分類》中，列出了堤基工程地質(zhì)條件評價要考慮的因素。在長江中、下游堤防加固勘察中，總結(jié)了堤基工程地質(zhì)條件的綜合分類與評價，見表5.1－2，供大家參考。,表5.1

16、－2 長江中下游堤防堤基工程地質(zhì)分類綜合評價表,5.2防洪墻的工程地質(zhì)評價,受城市發(fā)展、城區(qū)場地的限制，城市內(nèi)一般多修建防洪墻來抵御洪水或海潮。根據(jù)建筑材料的不同，防洪墻可分為鋼筋混凝土防洪墻、混凝土防洪墻和漿砌石防洪墻等幾類，前者墻體高度可達6～8m，其中地表以上高3～6m，地表以下2～3m；后兩者則多在墻的高度不大時采用，且多數(shù)建造時間比較久遠。根據(jù)防洪墻斷面型式的不同，又可分為重力式和扶壁式防洪墻。有的城市的防洪墻還

17、在外側(cè)設(shè)有駁岸、內(nèi)側(cè)建有戧臺。此外，由于防洪墻斷面尺寸小，墻體擋水時，墻基滲徑較短，有的防洪墻在其內(nèi)、外側(cè)的地表鋪設(shè)有一定寬度和厚度的粘土隔滲層。（如圖5—2.1、圖5—2.2）。,圖5-2.1 南京市長江某堤段城市防洪墻斷面圖,圖5-2.2 武漢市重力式混凝土防洪墻斷面圖（單位：m）,防洪墻的工程地質(zhì)評價與土堤地基的類似，但是由于城市防洪工程的重要性，防洪墻軸線上勘探孔的密度往往大于土堤，對地基地質(zhì)結(jié)構(gòu)的劃分和工程地質(zhì)分段也比土堤

18、的更細。此外，由于防洪墻結(jié)構(gòu)的和所處地理位置的特殊性，其工程地質(zhì)評價中也存在一些需要特別注意的地方。許多河段防洪墻墻基表層分布有雜填土，有時厚度可以超過10m，這是防洪墻與一般土堤工程地質(zhì)條件中差異較大的一點，由于是人類活動的產(chǎn)物，雜填土無論是空間分布、物質(zhì)組成還是水文地質(zhì)、工程地質(zhì)性質(zhì)方面，都無規(guī)律可循。例如武漢市的武昌市區(qū)堤段防洪墻墻基上部雜填土最厚可達14m，主要由粘性土夾碎塊石、磚塊、煤渣和建筑垃圾組成。這些雜填土具不均一性，

19、主要表現(xiàn)在密實度差異大，標(biāo)貫擊數(shù)大的可達13擊，小的只有1擊。土體的滲透性變化也大，滲透系數(shù)自3×10-7～1×10-3cm/s不等，局部因有架空現(xiàn)象而具強透水性。有的河段墻基回填的素填土為具中～高壓縮性的淤泥質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。所以在進行防洪墻工程地質(zhì)評價時，應(yīng)充分認(rèn)識到防洪墻的工程特點（斷面尺寸小、墻基滲徑較短）、地形特點（外灘窄或直接臨水）、地基特點（分布有雜填土、淤泥質(zhì)土等），對于已建防洪墻的加固，還應(yīng)考

20、慮歷史險情隱患的情況。評價時，可參照土堤堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分類原則，對墻基進行分類，再分段進行工程地質(zhì)評價。,進行防洪墻工程地質(zhì)評價時，應(yīng)重點對下列主要工程地質(zhì)問題進行分析評價：,1)滲透穩(wěn)定問題主要是由于防洪墻斷面尺寸小、滲徑短，江、河、潮水可通過墻基淺部滲透性較大的土層或沿墻體與地基的接觸面入滲，在墻后形成滲水、散浸甚至管涌等險情。例如1998年汛期，武漢市市區(qū)防洪墻內(nèi)墻腳、墻內(nèi)混凝土路面接縫處有多處滲水和散浸。對于此類問題可根據(jù)實際

21、情況，進行水平或垂直防滲處理。2)不均勻沉降問題主要是墻基中分布有人工填筑土或淤泥質(zhì)粘性土，這些土體或本身就具有成分不均一、結(jié)構(gòu)松散的特點，或與其他土體性狀差異較大，地基承載力偏低，加之江河水漲落，引起墻基土體有效應(yīng)力發(fā)生調(diào)整和變化，從而產(chǎn)生不均勻沉降。對于此類問題可根據(jù)土體的分布情況，合理設(shè)置變形縫，或擴大墻基尺寸、改變墻基型式等方法來解決。,3)抗滑、抗傾穩(wěn)定問題一般重力式防洪墻和墻后設(shè)有戧臺的防洪墻抗滑、抗傾穩(wěn)定性較好。但是

22、有的防洪墻或因墻體埋置深度過淺或墻基持力層為淤泥質(zhì)粘性土，性狀差、強度低、墻基與持力層間摩擦系數(shù)偏小，在高水位江、河、潮水的側(cè)向推力等外力的作用下，存在抗滑或抗傾穩(wěn)定問題。確定墻體是否存在抗滑、抗傾穩(wěn)定問題，應(yīng)進行專門的計算。,5.3穿堤涵閘的工程地質(zhì)評價,5.3.1穿堤涵閘簡介穿堤涵閘的建設(shè)是隨著沿江濱湖（海）地區(qū)筑堤圍垸修建海塘而發(fā)展起來的，主要作用是防洪、排澇和灌溉，有的還兼有航運、交通、過魚的作用。涵閘的建設(shè)歷史十分久遠，早在

23、宋代，長江流域就有興建堤閘之舉，經(jīng)過一千多年工程的實踐，建閘技術(shù)已日趨完善，涵閘規(guī)模也由小型發(fā)展到中、大型，并逐步采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼木閘門和自動起閉設(shè)備。涵閘工程在保證工業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)豐收、保護人民生命財產(chǎn)安全等方面發(fā)揮了重要作用。各流域內(nèi)穿堤涵閘不僅數(shù)量繁多，規(guī)模、結(jié)構(gòu)型式差異也很大。據(jù)統(tǒng)計，僅淮河流域就有各類涵閘5000多座，其中大中型的約600座；長江流域內(nèi)流量大于100m3/s的涵閘也有187座之多。就規(guī)模而言，小的涵閘只有

24、一孔，寬度1m左右，流量也不足10m3/s，大的涵閘則有數(shù)十個孔，單孔寬度可達23.6m，最大流量為8000m3/s（如荊江分洪區(qū)的北閘）。,涵閘多采用鋼筋混凝土、漿砌條石、圬工等結(jié)構(gòu)，其建筑型式主要有以下幾種：開敞式：采用露頂閘門，多數(shù)為分洪閘和節(jié)制閘。某些設(shè)有胸墻的開敞式閘，閘墩上布置了公路橋或工作橋。箱涵：閘室結(jié)構(gòu)為矩形箱體，閘身埋置在堤身中，閘孔中的水流可以是有壓流。拱涵：閘室頂板為拱結(jié)構(gòu)，閘身埋置在堤身中，閘孔中的水流可

25、以是有壓流。雙層閘：閘室為上下兩層，深孔為箱涵。這種布置型式可以減小閘門的高度，調(diào)節(jié)流量和水位也比較靈活方便。此外，涵閘一般設(shè)有消力池、消力檻、護坦板及海漫等消能工程，少數(shù)涵閘還建有船閘、魚道等通航、過魚建筑物。,5.3.2工程地質(zhì)條件評價,(1)涵閘工程地質(zhì)條件評價要與勘察階段和涵閘的規(guī)模相對應(yīng)。規(guī)劃階段，除非是大中型涵閘，一般不進行工程地質(zhì)條件的評價。則在查明閘址工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，進行較為詳細的評價。可研和初設(shè)階段的評價，

26、一般是每座涵閘單獨進行。對于已建涵閘，還要結(jié)合險情隱患情況進行評價。涵閘規(guī)模的不同，勘察工作的布置差異很大，小型涵閘一般僅布置一條勘探剖面；大中型涵閘往往按照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》、《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》的要求來布置勘察工作。由于工作要求上的差異和對地基要求的不同，不同規(guī)模涵閘的工程地質(zhì)條件評價也不一樣。小型涵閘一般較為簡單，大中型涵閘則需要分建筑物部位進行評價。,(2)進行閘基地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型的劃分，是工程地質(zhì)條件評價

27、的基礎(chǔ)。由于穿堤涵閘修建在沿江、濱湖（海）地區(qū)，閘基以第四系松散堆積層為主，僅少數(shù)涵閘修建在基巖上或部分修筑在基巖上。第四系松散堆積層地基地質(zhì)結(jié)構(gòu)的劃分主要有以下幾類：1)單一結(jié)構(gòu)又可細分為單一粘性土結(jié)構(gòu)和單一砂性土結(jié)構(gòu)兩類。單一粘性土結(jié)構(gòu)類：閘底板以下地層主要為全新統(tǒng)粘土、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)壤土、壤土等粘性土，有些地區(qū)有淤泥質(zhì)粘性土或夾薄層砂性土，少數(shù)閘址處為上、中更新統(tǒng)粘土。單一砂性土結(jié)構(gòu)類：閘底板以下地層主要為全新統(tǒng)粉細砂、

28、砂壤土等砂性土。2)層狀結(jié)構(gòu)閘底板以下地層由數(shù)層粘性土（粘土、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)壤土、壤土等）和砂性土（砂壤土、砂、壤土與粉細砂互層、砂礫石等）組成，有些地區(qū)有淤泥質(zhì)粘性土分布。根據(jù)閘底板下第一層土層的性狀，又可細分為：上厚粘性土層狀結(jié)構(gòu)（上部粘性土厚度≥5m）、上薄粘性土層狀結(jié)構(gòu)（上部粘性土厚度2～5m）、上砂性土層狀結(jié)構(gòu)（上部為砂性土或粘性土厚度≤2m）。第四系土體，特別是全新統(tǒng)的粘性土具有抗剪強度低、承載力低、壓縮性高的特點；砂

29、性土則滲透系數(shù)較大，地基條件一般較差。結(jié)構(gòu)劃分清楚后，可以較好地判斷存在的主要工程地質(zhì)問題，作出較合理的工程地質(zhì)評價。,少數(shù)涵閘（特別是一些大型涵閘）修建在基巖或部分修建在基巖上，此類涵閘附近多有基巖小山或崗地出露。已建涵閘中，作為地基的巖石，其時代、巖性、斷裂和裂隙等構(gòu)造形跡的發(fā)育程度極不相同，使得巖石的性狀差異很大。一般來說，微新巖石可以滿足涵閘對地基的要求，但是如果巖石中斷裂和裂隙發(fā)育且膠結(jié)差，或風(fēng)化強烈，則地基的強度、抗?jié)B性等指

30、標(biāo)會大大降低，從而直接影響涵閘的安全運行。,(3)進行工程地質(zhì)評價時，要注意對主要工程地質(zhì)問題的分析研究。涵閘存在的工程地質(zhì)問題歸結(jié)起來，主要為以下幾類：1)抗滑穩(wěn)定問題對于土基，主要是由于建筑物與地基土間的摩擦力偏小或由于閘室建基面高于閘后地面而產(chǎn)生的淺層或深層滑動。如荊江分洪區(qū)的南閘，該閘橫跨虎渡河，為荊江分洪工程的節(jié)制閘，共設(shè)32孔泄洪閘，總寬336m，閘基地層為上更新統(tǒng)沖洪積粘土。閘底板高程32.8m，基礎(chǔ)過淺，混凝土僅

31、厚1.5m，下游消力池最低高程為26.6m，閘室下游側(cè)形成臨空面，在建筑物擋水的情況下，閘室有向下游滑動的可能性。對于巖基，則主要是由于建筑物與巖石間摩擦力偏小或巖體中存在對滑動有利的軟弱結(jié)構(gòu)面（如層面、裂隙、斷層等）組合而形成的淺層或深層滑動。如長江上的樊口大閘，該閘位于湖北省鄂州市新長港上，由水閘、船閘和土壩等組成，其中水閘為開敞式閘型，共11孔，排水流量1050m3/s。水閘8#～11#孔的地基為志留系灰綠色頁巖夾少量砂巖，頁巖

32、軟弱、強度低，且建基面下3.6m～6m的頁巖呈強風(fēng)化狀，砼與頁巖的摩擦系數(shù)僅為0.45。經(jīng)計算，閘室抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為0.903，加阻滑板后也僅為0.9795，不能滿足抗滑穩(wěn)定的要求。此類問題可以通過地基處理或調(diào)整基礎(chǔ)型式等方法解決。,2)不均勻沉降問題主要是由于地基淺部分布有軟弱地層或建筑物基礎(chǔ)跨越強度、性狀差異較大的地層而引起的。如樊口大閘的土壩及翼墻部位，土壩連接著水閘和粑鋪大堤，長35m，高18m，目前壩體、護墻均已產(chǎn)生沉陷

33、、開裂和位移，共發(fā)現(xiàn)14處變形點，最大下沉量為20cm，最大裂縫寬度為5cm，最大水平位移為6.5cm；翼墻位于1號閘墩上、下游側(cè)，長20～30m，高5～20m，據(jù)觀察，翼墻最大下沉量3cm，最大水平位移16.5cm，裂縫最大寬度5cm。土壩及翼墻部分坐落在含有機質(zhì)粘土層上，該土層厚3.8～12.9m，孔隙比0.651～0.775，壓縮系數(shù)0.17～0.43MPa-1，承載力標(biāo)準(zhǔn)值105kPa，由于強度低，并具中等壓縮性，在荷載的作用下

34、易產(chǎn)生壓縮變形，土壩及翼墻的沉陷、開裂和位移均與該層有關(guān)。又如牛皮坳閘，該閘位于湖北省蘄州鎮(zhèn)北的長河上，為混凝土底板條石墩塊石拱涵結(jié)構(gòu)，閘室長20m，寬27.6m，共7孔。由于閘址處長河左岸為老港道，分布有較厚的第四系粘土層，閘室地基由左到右依次為全新統(tǒng)粘土、白堊系和第三系強風(fēng)化粉砂巖、弱風(fēng)化粉砂巖及微新粉砂巖，各類土、巖的物理力學(xué)性質(zhì)差異較大。其中全新統(tǒng)粘土孔隙比1.044，壓縮系數(shù)0.69MPa-1；弱風(fēng)化粉砂巖干、濕抗壓強度分別為

35、1.65MPa和0.24MPa，軟化系數(shù)0.15；微新粉砂巖干、濕抗壓強度分別為14.37～21.42MPa和7.10～10.59MPa，軟化系數(shù)0.49～0.6。在上部荷載的作用下，由于土、巖性狀上的差異，地基存在不均勻沉降問題。水閘已因此而產(chǎn)生變形和裂縫。此類問題可以通過地基處理或合理設(shè)置沉降縫來解決。,3)滲漏與滲透穩(wěn)定問題主要是由于涵閘地基淺部或表層分布有滲透性較大的土、巖層，汛期在閘前后較大水頭差的作用下，產(chǎn)生滲漏或散浸、

36、管涌等滲透變形，從而威脅涵閘的安全。此類問題是涵閘工程較常見的工程地質(zhì)問題之一。土基中，表層粘性土層的厚度決定了地基抗?jié)B性的好壞。一般來講，閘址處地基為單一砂性土結(jié)構(gòu)、上薄粘性土層狀結(jié)構(gòu)（上部粘性土厚度2～5m）或上砂性土層狀結(jié)構(gòu)（上部為砂性土厚度＜2m)的，易產(chǎn)生滲透變形；單一粘性土結(jié)構(gòu)、上厚粘性土層狀結(jié)構(gòu)（上部粘性土厚度≥5m）地基則很少產(chǎn)生滲透變形現(xiàn)象。雖然有的涵閘在閘底板下建有截滲墻等滲控工程來改善滲流條件，但大多數(shù)涵閘工程，

37、特別是小型涵閘則是未經(jīng)防滲處理而直接修建的，所以土基中的涵閘的滲透變形時有發(fā)生。如位于黃廣大堤的蔡山閘，該閘為鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，閘基持力層為砂壤土、淤泥質(zhì)粘土，汛期曾在八字墻后、消力池、海漫等處產(chǎn)生過管涌、氣泡等險情。對于巖基，則主要是在水頭差的作用下，水通過膠結(jié)差的砂巖或砂礫巖、強風(fēng)化帶、斷層帶、裂隙密集帶等滲透性較大的巖層或構(gòu)造帶入滲，在閘后形成翻砂鼓水等現(xiàn)象。,如1998年汛期，樊口大閘1、2號閘室后形成的6個混水洞就主要是由于

38、閘基巖石受斷裂、裂隙和風(fēng)化作用的影響，滲透性較大而產(chǎn)生的。此外，涵閘修建過程中如清基不徹底，易產(chǎn)生沿基礎(chǔ)與地基、兩側(cè)土堤接觸面的滲漏。涵閘工程施工時，一般還存在基坑涌水和臨時邊坡穩(wěn)定性的問題。這兩類問題多見于有砂性土分布和土的性狀較差的地基，因此需要做好基坑排水、放緩邊坡或?qū)吰逻M行適當(dāng)?shù)姆雷o。除了上述用于防洪、排澇和灌溉的涉水涵閘外，堤防工程中還有一類構(gòu)成陸運交通的通道的陸運交通閘（又叫旱閘），此類閘主要分布于城市堤防或航運碼頭，

39、作為連接堤內(nèi)外的交通道口。閘底板低于堤防設(shè)計洪水位的，設(shè)有擋水閘門，以抵御汛期洪水。該類建筑物多為開敞式，較為多見的閘門型式為中間回填粘土的兩道鋼筋混凝土疊梁閘門（如長江中下游地區(qū)）；少數(shù)地區(qū)也見有整體平板鋼閘門或平板鋼筋混凝土閘門（如廣西南寧市邕江大堤港口交通閘和廣東北江大堤車道交通閘）。該類建筑物結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)模及荷載均較小，對地基的要求較低，工程地質(zhì)評價工作與涉水涵閘類似。,5.4堤岸的工程地質(zhì)條件評價,堤岸是指“自身穩(wěn)定性對堤防

40、有直接影響的岸坡”。堤岸的工程地質(zhì)條件評價實際上就是對其穩(wěn)定性的評價。其目的就是為堤岸防護段的確定提供地質(zhì)依據(jù)。要進行穩(wěn)定性的評價，首先要查清影響堤岸穩(wěn)定的因素。(1)外部因素堤岸位于江、河、湖、海的邊緣，常年遭受水流的沖刷和風(fēng)浪淘蝕；水位的漲落，使得堤岸土體含水狀況時常發(fā)生變化。這些是影響堤岸穩(wěn)定的外部因素。順直河道水流以側(cè)蝕為主，堤岸穩(wěn)定性一般較好；彎曲河道的凹岸，主流逼岸、堤岸迎流頂沖，穩(wěn)定性一般較差；形態(tài)不規(guī)則的堤岸、存在

41、丁壩等阻水建筑物的堤岸，易形成回流和漩渦，堤岸穩(wěn)定性一般較差；吹程大且水面寬深的江河湖泊堤岸、海塘，堤岸穩(wěn)定性一般較差。水位上漲，引起堤岸土體飽和度增加、強度降低；水位消落時，在滲流作用下，堤岸下滑力增加、抗滑力降低。上述兩個時期，堤岸穩(wěn)定性一般較差。,水流條件對堤岸影響的例子很多，下面簡要介紹一下湖北鄂州鄭家灣險段的情況。該險段位于湖北黃州河灣凹岸，長江流向由北南向轉(zhuǎn)為西東向，轉(zhuǎn)角約90°水流直接頂沖堤岸，崩岸嚴(yán)重。據(jù)實測

42、，1959～1981年間，該段累計最大崩寬370m，平均崩退率16.8m/年；1982～1992年間，該段累計最大崩寬555m，平均崩退率55m/年。險情已威脅到粑鋪大堤的安全，實施3km的護岸工程后，堤岸經(jīng)受了96、98年洪水和枯水期的考驗。(2)內(nèi)在因素影響堤岸穩(wěn)定的內(nèi)在因素主要有堤岸的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)、不利結(jié)構(gòu)面的分布等。堤岸的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)決定了堤岸土體的抗沖刷能力，一般砂性土的抗沖刷能力比粘性土要差，新沉積土體的抗沖刷能力

43、比更早沉積土體的要差；上粘性土、下砂性土堤岸結(jié)構(gòu)的抗沖刷能力比上砂性土、下粘性土堤岸結(jié)構(gòu)的要差。,堤岸土體中的不利結(jié)構(gòu)面主要為性質(zhì)差異較大的兩種土體的界面，如砂性土與粘性土的界面、軟土與一般粘性土的界面等，特別是當(dāng)這些結(jié)構(gòu)面傾向坡外時，堤岸穩(wěn)定性較差。以鄂州粑鋪大堤堤岸崩岸險情為例，說明堤岸的物質(zhì)組成對穩(wěn)定性的影響。2001年3月，鄂州粑鋪大堤靠近鄂州市區(qū)段的堤岸產(chǎn)生崩岸，長度數(shù)十米，近水的堤岸還出現(xiàn)疊瓦式的下滑，將堤內(nèi)中美合資生產(chǎn)高

44、速公路瀝青的工廠的瀝青傳輸管拉裂。該段長江為彎道，崩岸部位位于凹岸，地質(zhì)資料顯示，崩岸段上下游堤岸均由上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土組成，崩岸段則由全新統(tǒng)粉質(zhì)壤土組成。迎流頂沖范圍內(nèi)兩者均有分布，但全新統(tǒng)粉質(zhì)壤土抗沖刷能力差，產(chǎn)生崩岸。進行堤岸的工程地質(zhì)條件評價時，除要考慮上述內(nèi)、外因素外，還要考慮河流的演化情況、堤岸形態(tài)、外灘寬窄、防護工程現(xiàn)狀以及堤岸失穩(wěn)范圍、類型、規(guī)模、過程、崩岸速率和失穩(wěn)原因等。這些方面中，有的關(guān)系到外因?qū)Φ贪队绊懗潭鹊淖兓?/p>