巖土工程復(fù)習(xí)資料

1、巖土工程復(fù)習(xí)資料1.1 水井概述水井定義用于開發(fā)利用地下水的工程建筑物分類按用途：供水井、降水井、地?zé)峋?、排污井、排滲井、水文地質(zhì)勘察、勘探、觀測孔按深度：淺井（100m）、中深井（100300m）、深井（300m）按地下水類型：潛水井、承壓水井按井身結(jié)構(gòu)形式：直井、定向井、擴(kuò)底井、集水井井身結(jié)構(gòu)特征井深：以含水層的層位埋深決定，多層含水以最下層確定井徑：開孔直徑、中間變徑、終孔直徑1.2 水井井身施工沖擊鉆進(jìn)原理：借助一定重量的鉆頭，在一定高度內(nèi)，周期性沖擊破碎井底巖石，每沖擊一次后，鉆頭回轉(zhuǎn)一定角度，使鉆孔呈圓柱形鉆進(jìn)過程中利用泥漿懸浮鉆渣巖屑，每進(jìn)尺0.51m提出鉆頭，下入抽筒撈取巖屑工

2、藝參數(shù)：鉆具重力、沖擊高度、沖擊次數(shù)、泥漿密度回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)原理：用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)器或孔底動(dòng)力機(jī)具轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭來破碎孔底巖石的鉆進(jìn)方法分類： 鉆頭：硬質(zhì)合金、金剛石、牙輪、鋼粒、刮刀 動(dòng)力位置：地面動(dòng)力、孔底動(dòng)力 破碎巖石：取芯、擴(kuò)孔、全面 工藝參數(shù)：鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵壓、泵量、泥漿密度水井施工主要問題核心：大直徑鉆探1）排渣問題：過流斷面大流速慢攜渣效率低2）取芯問題：巖芯直徑大超過鉆機(jī)提升負(fù)載3）擴(kuò)孔問題：鉆孔尺寸大鉆具鉆頭加工復(fù)雜、鉆進(jìn)效率低、成本高，容易造成鉆進(jìn)事故4）軟巖問題：容易糊鉆（鉆頭打滑）、縮徑（地層坍塌）、擴(kuò)徑（掉鉆）1.3 水井成井工藝安裝井內(nèi)取水裝置的技術(shù)工作，保證成井水質(zhì)/量使含水層（目

3、的層）的水自由流入井內(nèi)封閉或隔離非目的層的水，防止地下含水層的水相互串通或污染主要工作內(nèi)容:1.選擇井管2.下井管3. 填礫 4.止水5.洗井6.抽水試驗(yàn)（1）選擇井管井管類型井壁管：安裝在非取水層，起隔水護(hù)壁作用濾水管：安裝在開采含水層，起濾水擋砂和護(hù)壁作用沉砂管：安裝在井底部，沉積水中泥沙，防止淤塞過濾管（2）選擇井管濾水管l(2）下井管準(zhǔn)備工作：強(qiáng)度校核、探井（井深、井斜、井徑）、破壁（清除泥皮）、換漿（更換井內(nèi)泥漿）下管方法： 直接提吊法：直接用卷揚(yáng)機(jī)將井管提吊下入井內(nèi) 托盤提吊下管法：鉆桿/鋼繩托盤下管法 二次下管法：將井管分兩次下入井內(nèi)，井內(nèi)對(duì)接 浮力塞提吊下管法：利用井內(nèi)液體對(duì)封

4、底的井管 產(chǎn)生浮力 綜合提吊法(3）填礫定義：在濾水管和井壁之間圍填礫料目的：在濾水管周圍形成人工過濾層，濾水擋砂礫料選擇：質(zhì)量、直徑、均勻性、填礫厚度、礫料量估算填礫方法：靜水填礫法 抽水填礫法 送水填礫法 鉆桿泵入法(4）止水定義：封閉井孔中非開采目的層段的工作目的：隔離有害地下水，防止各含水層的相互串通止水方法： 粘土止水：粘土搓成小球投入井中，用工具壓實(shí) 水泥止水：水泥攪拌成水泥漿，泵送至井壁和井管之間檢查方法：水位差檢查法、泵壓檢查法、試驗(yàn)擴(kuò)散檢查法(5）洗井定義：清除井壁泥皮，抽出滲入含水層的泥漿，恢復(fù)含水層孔隙，抽出細(xì)砂顆粒方法：活塞洗井 抽水洗井 空壓機(jī)震蕩洗井 CO2洗井 鹽

5、酸洗井 焦硫酸鈉洗井(6）抽水試驗(yàn)意義：獲得水井的實(shí)際出水量、水位下降與涌水量的變化關(guān)系 求得含水層滲透系數(shù)，查明水質(zhì)、水溫和單孔影響半徑等資料 檢查止水質(zhì)量和洗井效果方法：潛水泵、離心泵、深井泵、空壓機(jī)2.1 基本概念基礎(chǔ) VS 地基基礎(chǔ)：承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)物荷載并將荷載傳遞到地層，起承上啟下作用，屬于結(jié)構(gòu)物的一部分地基：承受基礎(chǔ)傳來的建筑物荷載的那一部分地層地基處理地基處理是指為提高地基承載力，改變其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采用的人工處理地基的方法處理對(duì)象軟弱地基、特殊土地基2.2 地基檢測方法(1）平板載荷試驗(yàn)通過一定面積的剛性承壓板向地基逐級(jí)施加荷載，測定地基的沉降隨荷載的變化，以確定地基土的承

6、載能力和變性特征的現(xiàn)場試驗(yàn)(2）螺旋板載荷試驗(yàn)將一螺旋形承壓板旋入地下試驗(yàn)深度，通過傳力桿對(duì)螺旋板施加載荷，觀測螺旋板的沉降，以獲得荷載-沉降-時(shí)間關(guān)系(3）動(dòng)力觸探利用一定的落錘能量，將一定尺寸一定形狀的探頭打入土中，根據(jù)打入的難易程度（貫入度）來確定土體物理力學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)場試驗(yàn)方法(4）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)用63.5kg的錘，自76cm的高度自由落下，將長度51cm、外徑51mm、內(nèi)徑34.9mm的貫入器擊入土中，根據(jù)貫入器在貫入30cm得到的錘擊數(shù)來判定土層的性質(zhì)(5）靜力觸探通過一定的機(jī)械裝備，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力以恒定速率壓入土層中，同時(shí)測量土層對(duì)探頭的貫入阻力，以此來判斷、分析確定地基

7、土的物理力學(xué)性質(zhì)(6）旁壓試驗(yàn)將一個(gè)圓柱形的旁壓器放到鉆孔內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高，加壓使得旁壓器橫向膨脹，根據(jù)試驗(yàn)的讀數(shù)可以得到鉆孔橫向擴(kuò)張的體積-壓力關(guān)系曲線，據(jù)此可用來估計(jì)地基物理力學(xué)性質(zhì)(7） 十字板剪切試驗(yàn)將十字板頭壓入孔底軟土中以均勻的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，測量得到將土體剪切破壞所需力矩，從而計(jì)算出土的抗剪強(qiáng)度(8）扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)利用靜力或錘擊動(dòng)力將一扁平鏟形測頭貫入土中，達(dá)到預(yù)定深度利用氣壓將扁鏟測頭上的剛膜片向外膨脹，分別使膜片中心向外膨脹不同距離（0.05mm和1.10mm）時(shí)讀取氣壓值，用以計(jì)算地基土參數(shù)的原位試驗(yàn)2.3 擠密樁定義以振動(dòng)、沖擊或帶套管等方法成孔，向孔內(nèi)填入砂、石、土（灰土、二灰、水泥

8、土）、石灰或其他材料，再加以振實(shí)而成為直徑較大的密實(shí)樁體，并和原樁周土組成復(fù)合地基分類土樁/灰土樁、碎石樁（干沖、振沖、干振）、CFG樁土樁/灰土樁分類：土樁、灰樁、灰土樁、二灰樁加固機(jī)理：擠密作用、物化作用、樁體作用施工順序：排孔法、帷幕法、跳打法施工工藝：管內(nèi)成樁法、管外成樁法碎石樁定義：利用振動(dòng)、沖擊或水沖等方式在地基中成孔后，再投入砂、礫石、卵石、碎石等材料并將其擠壓至已成的孔中，形成砂石構(gòu)成的密實(shí)樁體，與原樁周土組成復(fù)合地基的地基處理方法成樁工藝：干沖碎石樁、振沖碎石樁、干振碎石樁CFG樁在碎石樁的基礎(chǔ)上摻入適量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和后制成具有強(qiáng)度的樁體相比傳統(tǒng)碎石樁不易產(chǎn)

9、生鼓脹變形，能大大提高承載力施工方法：沉管法、螺旋成孔法2.4 注漿技術(shù)定義通常是在地層中鉆成一注漿孔，利用注漿泵將具有填充、膠結(jié)、固化性能的漿液，通過注漿孔注入到巖土層中的孔隙、裂縫或空洞中，經(jīng)一定時(shí)間后，漿液凝結(jié)硬化，以減少巖土層的滲透性和增加其強(qiáng)度及穩(wěn)定性，從而達(dá)到巖土加固、防滲的目的分類施工方式：靜壓注漿、高壓旋噴注漿、深層攪拌注漿注漿材料：粒狀漿材、化學(xué)漿材、混合漿材用途：加固、防滲、基礎(chǔ)托換靜壓注漿法定義：借助于壓力（氣、液、電），通過注漿管將漿液注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)一定時(shí)間后，漿液凝結(jié)充填孔隙或裂縫，將原來

10、松散的顆粒膠結(jié)成一個(gè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、防滲性能好的整體材料類型：粒狀漿材 VS 化學(xué)漿材材料選擇：根據(jù)注漿目的和巖土層導(dǎo)漿通道選擇材料性能：滲透、流動(dòng)、析水、防滲、時(shí)間、無毒、成本、其他靜壓注漿法加固原理：充填、滲透、壓密、劈裂、電化學(xué)注漿參數(shù)：擴(kuò)散半徑、注漿孔孔距、注漿壓力、注漿量、注漿順序、凝結(jié)時(shí)間靜壓注漿法材料混合方式：單溶液單管線：凝結(jié)時(shí)間較長 雙溶液單管線：孔口混合，凝結(jié)時(shí)間較短 雙溶液雙管線：孔內(nèi)混合，凝結(jié)時(shí)間極短施工方法： 鉆桿注漿法：打管入土注漿法、鉆孔鉆桿注漿法 套管注漿法：套管護(hù)壁注漿法、單過濾管注漿法、預(yù)埋花管注漿法高壓噴射注漿法施工概述：鉆孔插入注漿管高壓噴射旋轉(zhuǎn)/擺動(dòng)/固定

11、提升、成樁分類：根據(jù)噴射射流移動(dòng)方向劃分 噴射方向旋轉(zhuǎn)旋噴，形成圓柱形樁體 噴射方向小幅度擺動(dòng)擺噴，形成扇形樁截面體 噴射方向固定不變定噴，形成壁狀樁體高壓噴射注漿法加固機(jī)理：噴射破壞作用、旋噴成樁作用、固結(jié)作用工藝類型：單管法、二重管法、三重管法、多重管法工藝參數(shù)：旋轉(zhuǎn)和提升速度2.5 深層攪拌定義利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部將軟土和固化劑強(qiáng)制拌合，使軟土硬結(jié)形成加固體，提高地基的強(qiáng)度和增大變形模量，加固體與天然地基形成復(fù)合地基，共同承擔(dān)建筑物荷載分類固化劑材料種類：水泥土 VS 石灰粉固化劑材料形態(tài)：漿液噴射 VS 粉體噴射工藝流程及對(duì)比水泥漿攪拌

12、法： 固化材料在施工現(xiàn)場全程儲(chǔ)存于密閉系統(tǒng)中，中途不會(huì)發(fā)生粉塵外溢、污染環(huán)境的現(xiàn)象 水泥配比直觀，材料量化較易，有利于質(zhì)量控制粉體噴射攪拌法：可以吸收軟土地基中的水分，加固含水量高的土層效果更顯著 固化劑均布在土中，不會(huì)產(chǎn)生不均勻散亂現(xiàn)象 固化材料量少，無漿液排出，地面無拱起2.6 強(qiáng)夯定義通過830t的重錘（最大可達(dá)200t）和820m的落距（最高可達(dá)40m）反復(fù)對(duì)地基土施加很大的沖擊能，在地基土中產(chǎn)生沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，可提高地基土強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善沙土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等，還可以提高土層的均勻程度，減少未來可能出現(xiàn)的差異性沉降加固機(jī)理 動(dòng)力密實(shí)減小土體孔隙 動(dòng)力固結(jié)

13、排出土體水分 動(dòng)力置換碎石擠入土體中（整式置換/樁式置換）施工工藝2.7 排水固結(jié)定義先在地基中設(shè)置砂井等豎向排水體，在場地分級(jí)逐漸加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)強(qiáng)度逐步提高的方法分類排水系統(tǒng)： 豎向排水體：普通沙井、袋裝沙井、塑料排水管 水平排水體：砂墊層加載系統(tǒng)：堆載、真空、降水、電滲、聯(lián)合加壓3.1 概述定義垂直或稍傾斜的布置于地基中，橫截面相對(duì)長度較小的桿狀構(gòu)件功能通過桿件的側(cè)摩阻力和端阻力將上部結(jié)構(gòu)的縱向荷載傳遞到深部地基中通過樁身將橫向荷載傳遞給側(cè)向土體根據(jù)承臺(tái)分類：高承臺(tái)樁 VS 低承臺(tái)樁根據(jù)受力分類：抗壓樁 VS 抗拔樁 VS 巖土擋樁根據(jù)施工方法

14、分類：灌注樁 VS 預(yù)制樁 沉管灌注樁 鉆（沖、磨）孔灌注樁 人工挖孔樁 爆擴(kuò)灌注樁3.2 灌注樁施工工藝1 施工前準(zhǔn)備2 成孔3 清孔4 下放鋼筋籠5 澆灌混凝土施工工藝(1）施工前準(zhǔn)備：收集技術(shù)資料、編寫施工組織設(shè)計(jì)、場地準(zhǔn)備（三通一平、復(fù)測基線基點(diǎn)、埋設(shè)護(hù)筒）(2）成孔：回轉(zhuǎn)成孔法：利用地表鉆機(jī)帶動(dòng)地下鉆頭回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)成孔螺旋成孔法：利用螺旋鉆具切削、輸送鉆渣的成孔方法旋挖成孔法：利用鉆斗自重和回轉(zhuǎn)，耙齒壓入并切削土層，收集切削下來的土塊進(jìn)入斗內(nèi)，裝滿后提出孔外沖擊成孔法：借助于一定重量的鉆頭，在一定高度內(nèi)周期地沖擊井底巖石，使巖石受動(dòng)載破碎而獲得進(jìn)尺沖抓錐成孔法：用具有沖擊功能并由錐瓣直接

15、抓取土石的沖抓錐來鑿巖成孔人工挖掘成孔法：人工在孔底挖掘取土，每挖一段，澆筑一段混凝土護(hù)壁圈，直至設(shè)計(jì)深度的成孔方法樁孔擴(kuò)底工藝：人工挖擴(kuò)、爆擴(kuò)、鉆擴(kuò)法(3）清孔：清除孔底沉渣、清除孔壁泥皮、降低孔內(nèi)泥漿相對(duì)密度，根據(jù)不同成孔工藝選擇不同施工方法(4）下放鋼筋籠：意義：提高混凝土樁承壓能力，增加抗拉和抗剪強(qiáng)度組成：主筋、箍筋、加強(qiáng)筋、保護(hù)塊吊放：兩點(diǎn)起吊法(5）澆灌混凝土：直接澆灌法 VS 水下導(dǎo)管灌注法灌注參數(shù)：初灌量、導(dǎo)管埋深、灌注半徑、漏斗高度、灌注強(qiáng)度3.3 預(yù)制樁定義是在工廠或施工現(xiàn)場預(yù)先制成的各種材料、各種形式的樁（如木樁、混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼樁等），用沉樁設(shè)備將樁打入

16、、壓入或振入土中分類鋼筋混凝土預(yù)制樁 鋼管樁鋼筋混凝土預(yù)制樁施工程序：預(yù)制吊運(yùn)堆放沉樁/植樁送樁/接樁/截樁(1）預(yù)制：考慮長度、場地、模板、骨架、材料、強(qiáng)度(2）吊運(yùn)：強(qiáng)度、吊點(diǎn)選擇、吊裝原則、運(yùn)輸原則(3）堆放：按種類/順序堆放、地面、墊木鋼筋混凝土預(yù)制樁施工程序：預(yù)制吊運(yùn)堆放沉樁/植樁送樁/接樁/截樁(4）沉樁：錘擊沉樁 VS 靜壓沉樁錘擊沉樁：利用各種樁錘(包括落錘、蒸汽錘、柴油錘、液壓錘和振動(dòng)錘等)的反復(fù)跳動(dòng)沖擊力和樁體的自重，將樁體沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高的一種施工方法靜壓沉樁：借助專用樁架自重以及樁架上的壓重，通過液壓系統(tǒng)或機(jī)械系統(tǒng)將壓力施加在樁上，將樁逐漸壓入地基中鋼筋混凝土預(yù)制樁施工程序

17、：預(yù)制吊運(yùn)堆放沉樁/植樁送樁/接樁/截樁(4）沉樁：施工順序：需要考慮沉樁對(duì)土體的擠密作用以及對(duì)周圍建筑物的影響(1）先沉的樁受水平推擠而造成偏移和變位，或被垂直擠拔造成浮樁(2）后打入的樁因土體擠密和產(chǎn)生超孔隙水壓力，難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，造成土體隆起鋼筋混凝土預(yù)制樁施工程序：預(yù)制吊運(yùn)堆放沉樁/植樁送樁/接樁/截樁(4）沉樁：錘擊沉樁施工過程：樁架就位（控制垂直度）吊裝就位（控制垂直度）安裝樁帽、墊木（保護(hù)樁、錘安全）開始沉樁（重錘低擊）正常沉樁靜壓沉樁施工過程：采用分段壓入、逐節(jié)接長的方式鋼筋混凝土預(yù)制樁施工程序：預(yù)制吊運(yùn)堆放沉樁/植樁送樁/接樁/截樁(5）植樁：在沉樁部位，按設(shè)計(jì)要求的孔徑和

18、孔深先用鉆機(jī)成孔，再向孔內(nèi)插入預(yù)制鋼筋混凝土樁，利用錘擊或振動(dòng)將樁打入設(shè)計(jì)標(biāo)高(6）送樁：使樁頂沉入土中一定深度(7）接樁：焊接法 VS 漿錨法 VS 法蘭連接(8）截樁：按設(shè)計(jì)要求截去樁頭多余的部分連續(xù)墻定義利用各種挖槽機(jī)械，借助于泥漿的護(hù)壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并向其內(nèi)澆筑適當(dāng)?shù)牟牧隙纬傻囊坏谰哂蟹罎B水、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體工藝原理4.2 施工設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容(1）施工方案(2）施工組織設(shè)計(jì)(3）單元槽段長度：現(xiàn)場地質(zhì)、作業(yè)、機(jī)械條件確定4.3 施工工藝修筑導(dǎo)墻制備泥漿單元槽段施工鋼筋籠制備單元槽段連接清底混凝土灌注4.3 施工工藝(1）修筑導(dǎo)墻定義：地下連續(xù)墻挖槽之間修筑

19、的臨時(shí)結(jié)構(gòu)作用：控制連續(xù)墻各項(xiàng)指標(biāo)的基準(zhǔn)，連續(xù)墻的地面標(biāo)志擋土作用：防止槽壁頂部坍塌支承臺(tái)作用：支承導(dǎo)管、機(jī)械、鋼筋籠的荷載維持泥漿液面穩(wěn)定：提供高于地面的泥漿液面(2）制備泥漿作用：防止槽壁坍塌：泥漿借助自身密度，在槽內(nèi)對(duì)槽 壁產(chǎn)生一定的液體壓強(qiáng)，形成液體支撐 防止地下水滲入：泥漿自由水滲入地層，在槽壁 形成泥皮，防止地下水滲入槽內(nèi)，穩(wěn)定槽壁 懸浮土渣：泥漿具有一定的粘度，能懸浮土渣， 隨同泥漿一同排出槽外控制參數(shù)：相對(duì)密度、粘度、pH值、膠體率、含沙量、失水量、泥皮性質(zhì)、穩(wěn)定性(2）制備泥漿制備：計(jì)算加量試配膨潤土預(yù)水化外加劑靜置循環(huán)：抓斗挖槽泥漿靜止；鉆頭切削泥漿循環(huán)泥漿處理：土渣分離處

20、理 VS 化學(xué)處理 機(jī)械分離：振動(dòng)篩、除砂器、除泥器 沉降分離(3）單元槽段施工樁排式施工法：是密集的單孔灌注樁或注漿的組合槽段式施工法：抓斗式、沖擊式、銑槽機(jī)、多頭式(4）清底沉淀法：土渣基本沉淀到槽底之后再進(jìn)行清除置換法：挖槽結(jié)束后在土渣沒有完全沉淀之前用新鮮泥漿（比重1.15）把槽內(nèi)懸浮由土渣的泥漿置換出槽外(5）單元槽段連接槽段間的接縫是地下連續(xù)墻的薄弱部分，接縫數(shù)量越少越好；長槽段施工不一定經(jīng)濟(jì)，單元槽段長度與經(jīng)濟(jì)的挖掘次數(shù)相符合分類：縱向接頭 VS 橫向接頭施工方法：接頭管施工 接頭箱施工 隔板和預(yù)制接頭(6）鋼筋籠制備制作：預(yù)留導(dǎo)管空間、混凝土流動(dòng)間隙、合理保護(hù)層、起吊用高強(qiáng)度鋼

21、筋吊裝：兩點(diǎn)起吊、防止變形、防止碰撞、安放到位(7）混凝土灌注 多管同時(shí)灌注灌注參數(shù)：導(dǎo)管作用半徑、導(dǎo)管出水高度、導(dǎo)管插入深度、導(dǎo)管布置5.1 概述錨固定義受拉桿件一端固定在邊坡或地基的巖層或土層中，另一端與工程結(jié)構(gòu)物相連，以達(dá)到有效調(diào)用和提高巖土自身強(qiáng)度與自穩(wěn)能力的技術(shù)錨固原理懸掛作用：通過錨桿將松軟、不穩(wěn)定的巖土體懸掛在深層穩(wěn)定的巖土體上，防止分離層滑脫組合梁作用：在薄層狀巖層中，利用錨桿的拉力將層狀地層組合起來形成組合梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)擠壓加固作用：在破碎圍巖中，利用多根錨回彈形成的重疊壓縮帶固定圍巖錨桿構(gòu)造錨頭：臺(tái)座、承壓板、緊固器拉桿：中心受拉部分錨固段：可分為灌漿和非灌漿兩類錨桿分類預(yù)應(yīng)力錨桿 VS 非預(yù)應(yīng)力錨桿機(jī)械式錨桿：管縫式、脹管式、楔縫/楔管式灌漿式錨桿：圓柱型、端部擴(kuò)大型、連續(xù)球體型錨桿承載機(jī)理總目標(biāo)：錨桿能夠承受拉力拉力傳遞路徑：巖體坍塌構(gòu)筑物拉桿砂漿地層5.2 錨固