沉降稳定问题对工程地质与水文地质的影响

沉降稳定问题是坝基岩体产生过大垂直压缩变形而引起的，特别是发生不均匀沉陷时，可导致坝体裂缝、倾斜、甚至失稳破坏。只要坝基岩体的沉降量不超过设计规范的容许值，则对于大坝的安全和正常使用来说是允许的。

（一）沉降稳定问题的分析

一般由坚硬岩体组成的坝基，因本身强度高，压缩性小，往往沉降量很小。而由软弱岩体组成的坝基，则可产生较大的沉降变形。当坝基岩体由非均质岩层组成、且岩性差异显著时，将产生不均匀沉陷变形，如图5-4 所示。此外，软弱夹层的产状及其在坝基下的分布位置对岩体变形也有很大影响。如软弱夹层的产状平缓且位于坝基表层时，易产生较大的沉降变形如图5-5（a）；当软弱夹层位于坝趾附近时，因这里压应力集中，而岩体较软弱，受压易引起坝趾产生过大沉降变形，并导致坝身向下游歪斜倾覆，如图5-5（b）；当软弱夹层位于坝踵附近时，主要受拉力作用，则可导致岩体被拉裂，如图5-5（c）。所以，坝址应尽量选在均质的、抵抗变形能力强的岩体上。

（二）岩基容许承载力的确定

坝基岩体是否会产生沉降问题，除了上面的定性分析外，常用岩基容许承载力这个指标来定量评价。设计时，建筑物的荷载应控制在岩基容许承载力范围内，否则，需采取地基处理、调整建筑物结构等措施。岩基容许承载力，是指在保证建筑物安全稳定和正常运用的前提下，岩石地基所能承受的最大压强。可用以下方法确定。

图5-4　坝体因不均匀沉降而产生断裂

1—含砾石粘土；2—砂砾石；3—花岗片麻岩；4—沉降与裂缝

图5-5　软弱夹层与坝基稳定示意图

（a）水平夹层位于坝下；（b）倾斜夹层位于坝踵；（c）倾斜夹层位于坝趾(www.xing528.com)

1.公式计算法

它是根据岩石的单轴饱和极限抗压强度，结合岩石的坚硬程度和风化程度，经折减以后确定的。计算公式为

式中fk——岩基容许承载力，kPa；

Rb——岩石单轴饱和极限抗压强度，kPa；

ξ——折减系数，其取值为特别坚硬岩石：1／20～1／25；一般坚硬岩石：1／10～1／20；

软弱岩石：1／5～1／10；风化岩石：参照上述标准相应地降低25%～50%。

2.查表法

根据野外对岩石的岩性和风化程度鉴别结果，可查表5-1 确定岩基容许承载力。岩基的承载力一般较高，大多能满足筑坝要求，故fk 往往不是设计中的控制性指标。