坝体绝大部分由石料经过抛填或碾压而成的坝。坝体采用砂砾石碾压建成的坝习惯上也称为堆石坝。堆石坝是土石坝的一种，但也有人将堆石坝和土石坝作为不同类型，认为石料占坝剖面50％以上的称为堆石坝，反之则称为土石坝。堆石坝主要由堆石体、防渗体和过渡层3部分组成。
堆石坝的特点 与其他坝型相比，堆石坝具有如下特点：①对自然条件有广泛的适应性，多雨、寒冷等因素对修建堆石坝的影响不大，施工速度快，从而可缩短工期，减小投资。②可就地取材，坝坡可较陡，填筑方量较小，在经济上具有优越性。③对地基条件的要求比混凝土坝低，且抗震性能较好。④可承受水头不大的坝顶溢流，较之土坝有较大的安全性，施工度汛时也允许有少量漫水。
堆石坝的类型 根据防渗体的位置，可分为心墙堆石坝、斜墙堆石坝、沥青混凝土面板堆石坝和混凝土面板堆石坝；根据防渗体材料的性质，可分为刚性防渗体（如混凝土、钢筋混凝土、钢板等）堆石坝和柔性防渗体（如土料、沥青混凝土等）堆石坝，也可以分为土质防渗体堆石坝和人工材料防渗体堆石坝；根据施工方法，可分为抛填堆石坝、碾压堆石坝、定向爆破堆石坝等（见图）。
堆石体的构造 堆石体是支承防渗体并维持稳定的坝体主要部分。堆石体一般呈梯形断面，其边坡坡度根据稳定要求而定。坝型、坝高、坝体材料、防渗体材料不同，堆石坝边坡坡度也有所不同。对下游坡坡度，如为石渣料，一般取为1:1.3~1:1.4。当石料质量或地质条件较差或采用砂砾石料时，一般应将边坡放缓，如1：1.6～1：2.2。当下游护坡采用大块石时，边坡可以放陡。对上游坡坡度，主要取决于防渗体的位置、材料和结构，变化范围较大。采用混凝土防渗面板时，一般为1：1.3～1：1.4；采用沥青混凝土防渗面板时，一般为1：1.6～1：2.0；采用心墙时，需放缓到1：2.0或更缓；地震地区更宜放缓。
堆石体的石料，在用抛填法筑坝时，一般应采用新鲜、完整、坚硬和耐久的石料，保证具有足够的坚固性和抗风化、抗冻的能力。当采用碾压法筑坝时，对石料的要求较低，包括砂卵石、碎石、石渣等，都可使用。
为了协调和改善防渗体与堆石体之间的受力、变形及渗透破坏情况，在土质防渗体和堆石体之间应设置反滤层，在混凝土面板与堆石体之间应设置垫层，在防渗体与堆石体之间还应设置过渡层。
堆石坝是一种古老的坝型。埃及很早就修建堆石坝。中国在公元前256～前251年修建的都江堰工程中的飞沙堰，就是用竹笼装卵石垒成的。堆石坝的发展经历了块石抛填期（1940年以前）、抛填到碾压的过渡期（1940～1965年）和振动碾等重型机具碾压施工（1965年以后）等阶段。大型土石方机械和重型碾压设备的发展、碾压筑坝技术的进步，使得堆石坝特别是混凝土面板堆石坝在现代高坝建设中的比重逐渐增大。
心墙堆石坝 防渗体置于坝体中部的堆石坝。根据防渗材料，分为土质防渗体和人工材料防渗体两类。土质防渗体心墙堆石坝包括土质心墙堆石坝、土质斜心墙堆石坝；人工防渗材料心墙堆石坝包括沥青混凝土心墙堆石坝、钢筋混凝土心墙堆石坝。木质心墙堆石坝由于其耐久性差，已极少采用。
土质心墙堆石坝 见图(a)。早期修建的土质心墙厚度较大，边坡为1：0.5或更缓，底宽1.0H（H为水头）以上。随着施工质量的提高，心墙逐渐减薄，边坡为1：0.25或更陡，底宽在0.1H～0.06H之间。如果心墙过薄，则由于心墙与坝壳的沉降不同，容易产生水平裂缝。为防止沿心墙与基岩接触面产生集中渗流，心墙底部应适当加宽，或增设截水墙。心墙坝的剖面较小，可节省工程量；但心墙位于堆石体的中部，且须与堆石体同步上升，施工干扰大。
土质斜心墙堆石坝 见图（b）。斜心墙略偏向上游。上游坡一般为1：0.25～1：1，下游呈倒坡，常用1：0～1：0.5。其优点是斜1:0~心墙与堆石共同沉降，碾压的堆石变形较小，有利于防止心墙出现水平裂缝。土质斜心墙坝的上游坡又可以较土质斜墙坝为陡。因此，在堆石坝建设中，斜心墙有逐渐代替斜墙或直心墙的趋势。
沥青混凝土（斜）心墙堆石坝 包括斜心墙和心墙两种。这种坝型出现较晚，但很有发展前途。其优点是防渗体柔性大，能适应坝体较大的变形，抗震性能较好；施工简便，不需分缝，不透水性好；当坝区缺乏防渗土料时此种坝型更具优越性。
钢筋混凝土心墙堆石坝 在坝体中部设置竖向的钢筋混凝土心墙。心墙在水压力作用下应力条件复杂，容易产生裂缝，已较少采用。
斜墙堆石坝 防渗体置于坝体内上游侧的堆石坝。根据防渗材料，又可分为土质防渗体和人工材料防渗体两类。土质防渗体斜墙堆石坝一般指土质斜墙堆石坝；人工材料防渗体斜墙堆石坝包括沥青混凝土斜墙堆石坝、钢筋混凝土面板堆石坝。通常所说的斜墙堆石坝一般是指土质斜墙堆石坝。
土质斜墙堆石坝见图。早期采用抛填式堆石坝的施工方法时曾广泛采用。优点是堆石体可以先施工，受气候影响小，与防渗体和基础防渗处理的施工干扰少；土斜墙与防渗铺盖或天然淤积物的连接较好；透水坝体中浸润线低，下游坝坡稳定性好，坡度可以放陡。定向爆破筑坝多采用这种坝型。缺点是上游坡较缓，工程量较大。
混凝土面板堆石坝 以堆石体为支承结构，在其上游表面浇筑混凝土面板作为防渗结构的堆石坝，简称面板堆石坝或面板坝。它属于土石坝类型，其典型结构如图1所示。
面板坝依坝体填筑施工方法的不同，可分为碾压堆石坝和抛填堆石坝；依坝体材料的不同，可分为面板堆石坝和面板砂砾石坝。最为常见的是面板堆石坝。
发展过程 面板堆石坝最早出现在美国西部，与当时美国西部的采矿和淘金业发展有关：矿业需要用水，矿工熟悉爆破技术，于是这种坝型应运而生。最初曾以木面板防渗，后来为混凝土面板所代替，以承受更高的水压力。
面板坝的发展经历了3个阶段：①1850～1940年。堆石的施工方法为抛石填筑，辅以高压水枪冲实的工艺，堆石体不够密实，沉降和水平位移量较大。抛石填筑一般仅适用于坝高小于70m的中低坝。②1940～1965年。为抛填堆石坝向碾压堆石坝过渡阶段，在此期间，由于筑坝高度不断增加，刚性的混凝土面板不能适应抛填堆石的变形而开裂，出现严重渗漏的大坝明显增加，与此相反，带有反滤层的黏土心墙却能适应抛填堆石的较大变形，而保证其防渗性能，因此，面板堆石坝逐渐被黏土心墙或斜墙堆石坝所替代。③1965年以后。由于大型振动碾的出现和堆石分层碾压技术渐趋成熟，使得堆石填筑质量明显提高，面板堆石坝再度显现其优越性。到20世纪末，世界上最高的面板堆石坝高度已达190m，为墨西哥阿瓜密尔巴（Aguamil-pa）坝。中国现代意义的混凝土面板堆石坝建设始于1985年，发展迅速，到20世纪末，无论在数量还是在高度方面，均居世界前列。中国最高的混凝土面板堆石坝是天生桥一级坝，坝高178m。
主要特点 ①坝坡的稳定性好。坝坡坡角大致与松散抛填堆石的自然休止角相当，低于碾压堆石的内摩擦角。②防渗面板设于堆石体的上游面，承受水压力的性能好；坝体透水性好，几乎不受渗透力的影响。③坝体具有良好的抗震性能，地震变形小，不因地震而产生孔隙水压力；地震虽可能导致面板裂缝而引起坝体渗漏增加，但不致溃坝。④施工导流与度汛方便。在堆石体施工过程中，可在面板未浇筑时直接利用堆石体挡水；在上游坝坡垫层料上采用铺碾水泥砂浆等保护措施、在下游坝坡采取铺设钢筋网或铺设特大块石后坝体可过水。⑤施工时受气候条件的影响较小。
构造
面板 位于上游表面的薄板防渗结构。
坝体 根据堆石体各部分的工作特性，分别对材料的性质、最大粒径、颗粒级配、压实密实度、变形模量、透水性以及施工工艺提出不同的要求，以充分利用当地材料性能，降低工程造价，方便施工。坝体一般分成3个主要区：I区为防渗补强区，II区为半透水垫层区，皿I区为主堆石区。
I区由防渗铺盖和盖重组成。防渗铺盖采用黏土或无黏性粉细砂铺填，设在周边缝和高程较低处的面板上面，其作用是当接缝和面板开裂时，防渗土料将随水流带进缝中，经面板下垫层料的反滤作用，淤堵裂缝恢复防渗性能。为防止防渗土料失稳，在其上覆盖任意料作为盖重。防渗补强区的设置视具体要求而定。
II区为垫层区，直接位于面板的下面，要求能为面板和接缝底部止水提供均匀、平整、可靠的支撑面；当面板或接缝止水开裂时，能起第二道防渗防线的作用；在施工期，当面板未浇筑时，能满足临时坝体挡水度汛的要求。因此，垫层料应具有高抗剪强度、低压缩性、半透水性和良好的施工性能。垫层料选用质地新鲜、坚硬、不易风化的石料，可以是经过加工的石料，也可以采用天然砂砾料，或者是两者的混合料。垫层料的级配要求比较严格，最大粒径75～100mm，小于5mm的颗粒含量为30％～55％。垫层料的渗透系数要求为1x10-2低～1x10-4cm／s。
垫层区的宽度根据渗透稳定和施工工艺确定，水平宽2～4m，当采用反铲、装载机等配合人工辅助铺料时，可采用1～2m。垫层一般等宽布置，在基础接触区适当扩大。
III区为主堆石区，是面板堆石坝的主体，是承受水荷载和其他荷载的主要支撑体，要求主堆石区坝料具有压缩性、高抗剪强度、良好的透水性和耐久性。为了充分使用当地材料，根据坝体不同部位的变形特性，将III区又分为IIA（过渡区）、IIIB（主堆石区）和IIIC（次堆石区）3个区，各区间应满足水力过渡要求和变形模量递减的原则。其中，IIIC区因远离面板，承受的水荷载较小，可用较差的材料填筑。
座垫 布置在面板周边、坐落于地基上的混凝土结构，又称趾板。
接缝 为消除有害裂缝和方便施工设置的伸缩缝和施工缝。按接缝的位置和作用可分为周边缝、面板垂直缝、趾板伸缩缝、面板与防浪墙水平缝、防浪墙伸缩缝以及施工缝，最重要的接缝是周边缝和面板垂直缝。面板坝的分缝示意图见图2。
（1）周边缝。 是连接面板和趾板的接缝，缝中钢筋断开，设有嵌缝可压缩材料和2～3道止水。由于周边缝两侧结构基础的变形模量相差巨大，在水荷载的作用下，面板与趾板将产生相对位移，是面板坝中最薄弱的环节。
（2）面板垂直缝。 是垂直于坝轴线的面板板间接缝，钢筋不穿过接缝。根据面板的受力特点，位于河床中部的垂直缝将受到挤压，称之为压性缝，一般只设一道底部止水，缝中嵌可压缩材料，有的工程设有2道止水和不设嵌缝材料；位于岸边坝段的垂直缝，则由于面板向中部滑移而受拉，称之为张性缝，缝面涂刷一层防黏合剂，设2～3道止水。垂直缝的间距依河谷形态、温差大小、面板下堆石体可能产生的不均匀沉降及施工条件确定，一般为12～18m，为减小变形梯度和吸收更多的变形，岸边张性缝的间距经常取压性缝间距的一半。
（3）趾板伸缩缝。 为防止基础不均匀沉降和基础强约束使趾板产生不规则的有害裂缝，可设趾板伸缩缝。近期修建的面板坝大多取消了趾板伸缩缝，改为根据混凝土施工分块设施工缝，钢筋穿过缝面。
（4）面板与防浪墙水平缝。 连接面板与防浪墙的水平接缝，设底部和顶部2道止水。由于中国青海省沟后面板坝的失事，中国有关规范规定，面板与防浪墙之间这条水平缝的高程应高于最高静水位。
（5）防浪墙伸缩缝。 为防止防浪墙底堆石体不均匀沉降而影响防浪墙的正常使用，设置该缝。其间距一般与面板垂直缝间距相同，缝中设止水。
（6）施工缝。 高坝的面板浇筑时，常分期施工，因此面板设水平施工缝，钢筋穿过缝面。
堆石 具有一定级配的散粒体材料，通常指人工爆破开采料和天然山麓堆积的粗颗粒材料，其定义本身原不包含砂砾石，但从面板坝堆石材料来说，由于砂砾石也具有与石料类似的特性，通常也将砂砾石包括在内。
面板坝填料的堆石，一般要求：①最大粒径取决于施工要求，一般不大于600～1000mm，小于25mm的颗粒含量不大于50％，小于5mm的颗粒含量不大于30％～40％，小于0.5mm的颗粒含量在10％左右。②应具有能够自由排水的性能，其渗透系数不应小于1x10-x10-3cm/s。
（1）坝料开采。砂砾料、山麓堆积料的开采方法与传统土石坝类同；大规模开采级配石料，以采用梯段微差控制爆破和挤压爆破法较好，亦可通过论证后采用洞室爆破法。
（2）坝体填筑。指堆石坝料经运输、铺填、压实等工序而构筑坝体的过程。坝体填筑包括坝料经皮带机运至坝面，然后用自卸汽车运至填筑地点，或直接用自卸汽车运至填筑地点，进行卸料、铺料、洒水、压实等工序。卸料和铺料方法主要有：进占法、后退法和混合法3种；压实的方法有静压和振动压实两大类。静压法压实效果差，对中、高坝应采用薄层铺料、振动碾分层压实的方法。坝体的填筑质量，特别是面板下的垫层、过渡区及坝轴线以上堆石区的压实质量，是控制坝体沉降变形和防止面板裂缝的前提条件。
面板施工 对于低坝，面板采用一期施工，即在完成堆石坝体填筑后，集中进行面板浇筑；对于中坝，面板宜采用分期施工，即堆石填筑达到一定高度以后浇筑面板混凝土，在面板浇筑的同时，可以进行堆石填筑。当坝较高、工程量较大时，面板可分期浇筑，否则，会因为坝坡太长，给施工导流和施工工艺带来较大困难，同时也不便于组织流水作业。
面板混凝土浇筑一般采用滑动模板施工，但也有采用翻转模板或固定模板的，有的面板甚至采用喷射混凝土法施工。
