[发明专利]一种适用于软土地层的桩拱组合式挡水坝

说明书

本发明公开了一种适用于软土地层的桩拱组合式挡水坝，包括刚性挡水坝、坝体分缝、底板、桩基础、拱端支座、垂直防渗墙和水平防渗铺盖。所述刚性挡水坝在平面上呈向上游弯曲的水平拱形结构，将库水水平作用力由拱形结构传递至两岸山体或承力墩，满足坝体水平抗力要求；所述桩基础为软土地层上方坝体基础，采用钢筋混凝土灌注桩处理，以满足竖向承载力及控制竖向变形的要求；所述底板位于所述刚性挡水坝底部，底板向上游延长，与所述水平防渗铺盖相连，所述垂直防渗墙设置在坝体上游，垂直防渗墙顶部嵌固在所述水平防渗铺盖中，以满足挡水坝整体防渗要求。本发明综合利用拱形结构、基础桩基、防渗墙的结构优点，满足软土地层上挡水坝的功能要求。

技术领域

本发明涉及水利水电工程中的挡水坝，尤其涉及一种适用于软土地层的桩拱组合式挡水坝。

背景技术

在低承载力地层尤其是软土地层，修建挡水坝需要克服基础承载力低和平衡库水水平作用力的问题。

中国专利CN211948277U提供了一种设置在低承载能力地基上的挡水坝，板状结构的挡水板减轻挡水坝的重量，扩大基础以提高地基承载力，但对于承载力更低的软土地层，仅依靠扩大基础与低承载能力地基之间的接触面面积难以满足挡水坝基础承载力要求，同时，这种坝型抗水平承载能力较差。

采用桩基基础可以提高软土地层基础竖向承载力，但抵抗水平作用力效果较差，尤其在水平力作用下水平变形较大、稳定性差，特别是在地震工况下，挡水坝坝体抵抗向下游滑移的能力仍然较差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种受力合理、结构简单的适用于软土地层的桩拱组合式挡水坝。一方面，库水水平作用力由两侧拱端承受，重力等竖向作用力由桩基承受，解决了软土地层桩基抵抗水平力差的问题；另一方面，通过水平向的拱端约束水平位移，可减小基础桩顶水平位移，又有效提高了软土地基中的桩基竖向承载力的发挥。

本发明采用的技术方案是：一种适用于软土地层的桩拱组合式挡水坝，包括刚性挡水坝、底板、桩基础、拱端支座、垂直防渗墙和水平防渗铺盖；所述刚性挡水坝在平面上呈向上游弯曲的水平拱形结构，依靠拱形结构将库水水平作用力由拱端传递给两岸山体或承力墩，以增加坝体抵抗水平滑移能力，提高挡水坝安全度和承载能力；所述桩基础采用钢筋混凝土灌注桩，达到满足坝体竖直向承载力并控制沉降变形的目的；考虑所述刚性挡水坝与所述水平防渗铺盖的连接及混凝土结构抗裂、防渗的需要，所述底板位于所述刚性挡水坝底部，底板向上游延长，与所述水平防渗铺盖相连，以协调所述垂直防渗墙与坝体之间的变形差；所述拱端支座位于坝体左、右岸两端，适用于两岸不对称山体；所述垂直防渗墙设置在坝体上游，为混凝土结构，顶部嵌固在所述水平防渗铺盖前端，并与水平防渗铺盖混凝土现浇成为整体，垂直防渗墙深度需满足防渗要求。

进一步地，所述刚性挡水坝设置有坝体分缝，坝体分缝沿坝体径向设置，将坝体分成若干坝段、坝块，方便分坝段、分层浇筑，降低坝体的温度荷载，防止产生混凝土裂缝。

进一步地，所述桩基础的钢筋混凝土灌注桩根据承载力要求，可采用矩型或梅花型布置。

本发明的有益效果是：

1、桩拱组合式挡水坝通过拱形结构将库水水平作用力传递至两岸山体或承力墩，依靠山体平衡水平作用力，提高挡水坝抵抗水平变形能力。

2、利用挡水坝基础桩基础，解决竖直承载力及变形问题。软土层基础采用钢筋混凝土灌注桩加固形成复合地基，地基竖直承载力及抵抗变形的能力可得到极大的提升。同时挡水坝底板向上游延伸，增加挡水坝与基础接触面面积，减小基础承载力。

3、利用上游侧垂直防渗墙，解决渗流问题。在挡水坝底板上游设置垂直防渗墙，垂直防渗墙嵌固在水平防渗铺盖前端，并将水平防渗铺与底板连接，这种结构能够延长渗径，有效减小坝基渗流。

附图说明

图1是本发明的平面图；