堤防工程地质评价方法

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。
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。
➢ 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。
➢ 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。
定。
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（Ⅰ2）
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 （Ⅱ）
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。
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。
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。
上薄层粘性土、下 砂土双层结构亚类
（Ⅱ1）
漫滩、河流阶地冲 积成因。
上厚层粘性土、下 砂土双层结构亚类
（Ⅱ2）
上砂性土、下粘性 土双层结构亚类
（Ⅱ3）
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 （Ⅲ）
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。
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。
➢ 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。
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
➢ 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。
➢ 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。
➢ 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。
类
单一结 构类 （Ⅰ）பைடு நூலகம்
堤基主要由 一类土体组 成。按性状 可分为两个 亚类。
结构特征
亚类
主要成因
堤基由粘土、粉质粘土组成，抗
较稳定的江湖水势
渗条件好或较好，堤岸耐冲、稳 单一粘性土类（Ⅰ1） 条件下，相对静水
图5.1-1 黄河大图5堤.1-1的黄河地大堤基的地地基层地层结结构构类型类示型意图示意图
➢ 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。
江湖变迁，动、静 水环境反复交替的 复杂成因。
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。