土坝裂缝产生的原因及处理

土坝裂缝产生的原因及处理

【摘要】土坝是土料堆积而成,具有一定的透水性的堤坝。因此水库蓄水后总会有较小的裂缝,这是不可避免的。土坝裂缝是一种较为普遍的现象，对土坝的安全威胁很大，尤其是细小的横向裂缝也有可能发展成为坝体内集中渗漏通道；而有的纵向裂缝则可能是坝体滑坡的预兆，也有的坝体会内部产生裂缝，因此,对土坝的裂缝必须引起注意,及时采取措施进行处理。

【关键词】土坝裂缝；产生原因；处理方法

1.土坝裂缝的类型和产生原因

1.1干缩裂缝多系由于坝体的土体中水分大量蒸发，在土体收缩时而产生的裂缝

干缩裂缝一般只发生在坝体的表面，多是不规则分布，纵横交错裂缝深度不大，一般不超过1米，缝宽小于1厘米，因此也把这类裂缝称为表面裂缝。干缩裂缝一般不影响坝体安全。但如不及时处理，雨水沿缝渗入，将增大土体含水量，降低裂缝区域土体抗剪强度，促使其他病害情况的发展。必须指出，斜墙和铺盖的干裂缝可能会引起严重的渗透破坏，应予及早处理。

1.2坝体和坝基，在荷重作用下，其土体发生垂直方向的压缩，就叫做沉陷

同一个土坝，沿坝轴线方向的坝高不同，由于坝体和坝基的土质不同，其压缩性不同，因此土坝将产生不均匀沉陷，当不均匀沉陷超过一定限度时，就会产生不均匀沉陷裂缝。

沉陷裂缝一般可分为横向沉陷裂缝，纵向沉陷裂缝，内部裂缝三种形式。（1）、横向裂缝的走向与堤坝轴线垂直或斜交，一般垂直(或稍有倾斜)伸入坝体，深达几米至几十米，缝宽几毫米至十几厘米，裂缝两侧可能错开几厘米到几十厘米，严重的可发展到堤坝坡，甚至贯通上下游造成集中渗漏，直接危及堤坝的安全，因此对于土坝的横向裂缝应予以重视。产生横向裂缝的原因，主要是相邻堤坝段坝基产生较大的不均匀沉陷。（2）纵向裂缝的走向与堤坝轴线平行或接近平行，多出现在堤坝顶部或堤坝坡上部，裂缝逐渐向坝体内部垂直延伸，裂缝两侧填土的错距，一般不大于30厘米，缝深几米至几十米，缝宽几毫米至十几厘米，它一般比横向裂缝长，若不及时处理，雨水入侵后会造成大坝脱坡险情。纵向裂缝产生原因：一种因分期加高，压实质量和填筑材料不同；用贴坡培厚法处理背水坡渗水时，贴坡砂层未灌水也不压实，致使蓄水后砂层浸水下沉，培土表面发生纵向裂缝；另一种因施工碾压不实，施工质量不好，筑坝土料含水量过高；初次蓄水，或汛期水位骤降导致堤坝坡失稳，产生脱坡初期的纵向裂缝。

1.3龟形裂缝、横向裂缝和纵向裂缝都出现在堤坝体表层，缝口随着深度变窄而消失

而在堤坝体内部也可能发生裂缝，这种裂缝是堤坝体的隐患，容易引起集中渗漏，甚至发展成为管涌通道，对堤坝危害很大，应予认真检查。

产生内部裂缝的原因和可能出现的部位有：如在狭窄山谷压缩性大的地基上修建土坝，在坝体沉降过程中，上部坝体重量通过剪力和拱的作用，被传递到两端山体和基岩中去，而坝体下部沉陷，有可能使坝体在某一平面上被拉开，形成水平裂缝；此外，堤坝坝基或堤坝与建筑物接触处因产生不均匀的沉陷而产生内部裂缝等。

1.4因土坝滑坡而引起的裂缝叫做滑坡裂缝

滑坡裂缝在初期一般先出现纵向裂缝，随着裂缝的发展成弧形，滑坡裂缝开展时发展较慢，当坝坡体失稳后，则突然加快，滑坡裂缝危害性大，也应及时处理。

2.土坝裂缝的解决方法

堤坝发现裂缝后，先查明裂缝的宽度、深度、长度和走向等；注意观测裂缝的发展变化，分析裂缝的原因和性质，制订处理方案，尤其是注意贯穿堤坝体的横向裂缝、内部水平裂缝和脱坡裂缝的处理。同时要注意水位的变化，及时对裂缝部位采取临时保护措施。根据其不同的成因和情况采用不同的方法进行处理, 常用的处理方法有：

对裂缝的处理一般有以下方法：（1）、翻松夯实，灌土封口，（2）、开挖回填法。

开挖回填施工简单，裂缝处理较彻底，效果较好，适用于深度在5m以内，并已停止发展的裂缝。开挖前应沿裂口灌注少量石灰水，以掌握开挖的范围。挖槽深宽均应超过裂缝0.3m～0.5m，长度超出缝端lm。

2.1干缩裂缝的处理

对均质土坝坝面产生的干缩小裂缝(缝宽小于5mm, 深度小于0.5m), 一般在坝体浸水后可自行闭合, 也可不加处理；如干缩裂缝较深, 雨水沿缝渗入, 将会增大土体含水量, 降低裂缝区域的土体抗剪强度, 促使裂缝发展, 宜用开挖回填方法处理。处理前应先沿缝灌入少量石灰水, 显示出裂缝, 再沿石灰痕迹挖槽, 并把槽周洒湿, 然后用相同土料回填, 分层夯实, 在表面再填筑砂性保护层, 对粘土斜墙的干缩裂缝, 应将裂缝表层土全部清除, 按原设计的土料干容重分层填筑压实。

2.2横向裂缝的处理

横向裂缝因产生顺缝漏水, 可能导致坝体穿孔, 故对大小横缝均要开挖回填,

彻底处理。开挖时顺缝开槽。如裂缝较深, 沟槽可开挖为阶梯形。对于贯穿性横缝, 开槽时还应开挖与裂缝成十字形相交的结合槽, 使沟槽呈梯形断面后再行回填。

2.3纵向裂缝处理

由于不均匀沉陷产生的纵向裂缝, 如宽度和深度较小, 对坝身安全无较大威胁, 可只封闭缝口, 防止雨水渗入；或先封闭缝口, 待沉陷趋于稳定后再进行处理。如纵向裂缝宽度和深度较大, 则应开挖回填处理。

3.土坝灌浆法处理措施

当土坝裂缝很深或很多, 开挖困难或会危及坝坡稳定时, 可采用灌浆法，或采取上部开挖回填、下部灌浆的方法处理，以减少抽槽工程量。灌浆部位的顶部必须保持有2m以上的开挖回填层作为阻浆盖，以防止浆液外喷。回填时预埋灌浆管(铁管或竹管)。如条件许可可采用分段回浆的灌浆方法，效果较好。浆液浓度应先稀后稠，灌浆压力由小到大。对坝体内部裂缝, 应采用灌浆法处理。要注意以下几个问题：

3.1灌浆孔布置

应根据调查、探测所掌握的土坝裂缝分布、位置、深度及施工时坝体填筑的质量和蓄水后坝体渗漏等资料拟定。

3.2灌浆压力

灌浆压力的大小直接影响到灌浆质量，要在保证坝体安全的前提下, 选用灌浆压力。

3.3浆液配制

配制的浆液要满足流通性、析水性好以及收缩性小的要求。

3.4施工程序

首先按拟定的孔位钻孔。然后用直径等于或略大于孔径的钢管插入孔中, 将输浆管与钢管相连, 利用手摇灌浆机、泥浆泵等机械。在没有灌浆机械时, 也可用重力灌浆法。

3.5冒浆处理

在灌浆过程中, 发生坝面冒浆或开裂时, 可采取降低压力, 缓慢灌注；改用浓度较大的泥浆；泥浆中渗入砂料、矿渣，加入速凝材料；采用间歇性灌浆法；用粘土填压堵塞冒浆孔或沿缝开挖回填粘土。土坝是土料堆积而成，具有一定的