地基處理與灌漿施工方法（53頁）

1、水利水電工程管理與實務(wù)精講班主講老師：王飛寒1F413000 水利水電工程地基處理與灌漿施工1F413010地基基礎(chǔ)的要求及地基處理的方法 1F413011掌握地基基礎(chǔ)的要求一、水工建筑物的地基分類水工建筑物的地基分為兩大類型，即巖基和軟基。1巖基是由巖石構(gòu)成的地基，又稱硬基。2軟基是由淤泥、壤土、砂、砂礫石、砂卵石等構(gòu)成的地基。又可細分為砂礫石地基、軟土地基。(1)砂礫石地基是由砂礫石、砂卵石等構(gòu)成的地基，它的空隙大，孔隙率高，因而滲透性強。(2)軟土地基是由淤泥、壤土、粉細砂等細微粒子的土質(zhì)構(gòu)成的地基?？紫堵蚀?、壓縮性大、含水量大、滲透系數(shù)小、水分不易排出、承載能力差、沉陷大、觸變性強等特

2、點，在外界的影響下很易變形。 1F413011掌握地基基礎(chǔ)的要求二、水工建筑物對地基基礎(chǔ)的基本要求1具有足夠的強度。能夠承受上部結(jié)構(gòu)傳遞的應(yīng)力。2具有足夠的整體性和均一性。能夠防止基礎(chǔ)的滑動和不均勻沉陷。3具有足夠的抗?jié)B性。能夠避免發(fā)生嚴重的滲漏和滲透破壞。4具有足夠的耐久性。能夠防止在地下水長期作用下發(fā)生侵蝕破壞。 1F413011掌握地基基礎(chǔ)的要求1F413012掌握地基處理的方法 水利水電工程地基處理的基本方法主要有開挖、灌漿、防滲墻、樁基礎(chǔ)、錨固，還有置換法、排水法以及擠實法等。 (一)開挖 開挖處理是將不符合設(shè)計要求的覆蓋層、風化破碎有缺陷的巖層挖掉，是地基處理最通用的方法。 (二)

3、灌漿 灌漿是利用灌漿泵的壓力，通過鉆孔、預埋管路或其他方式，把具有膠凝性質(zhì)的材料(水泥)和摻合料(如黏土等)與水攪拌混合的漿液或化學溶液灌注到巖石、土層中的裂隙、洞穴或混凝土的裂縫、接縫內(nèi)，以達到加固、防滲等工程目的的技術(shù)措施。1F413012掌握地基處理的方法 (三)防滲墻 防滲墻是使用專用機具鉆鑿圓孔或直接開挖槽孔，以泥漿固壁，孔內(nèi)澆灌混凝土或其他防滲材料等，或安裝預制混凝土構(gòu)件，而形成連續(xù)的地下墻體。也可用板樁、灌注樁、旋噴樁或定噴樁等各類樁體連續(xù)形成防滲墻。(四)置換法 置換法是將建筑物基礎(chǔ)底面以下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，換填無侵蝕性及低壓縮性的散粒材料，從而加速軟土固結(jié)的一種方法。

4、1F413012掌握地基處理的方法 (五)排水法 排水法是采取相應(yīng)措施如砂墊層、排水井、塑料多孔排水板等，使軟基表層或內(nèi)部形成水平或垂直排水通道，然后在土壤自重或外荷壓載作用下，加速土壤中水分的排除，使土壤固結(jié)的一種方法。(排水固結(jié)的過程)(六)擠實法 擠實法是將某些填料如砂、碎石或生石灰等用沖擊、振動或兩者兼而有之的方法壓人土中，形成一個個的柱體，將原土層擠實，從而增加地基強度的一種方法。1F413012掌握地基處理的方法 (七)樁基礎(chǔ) 可將建筑物荷載傳到深部地基，起增大承載力，減小或調(diào)整沉降等作用。樁基礎(chǔ)有打入樁、灌注樁、旋噴樁及深層攪拌樁。1打入樁。將不同材料制作的樁，采用不同工藝打入、

5、振入或插入地基。2灌注樁。向使用不同工藝鉆出不同形式的鉆孑L內(nèi)，灌注砂、礫石(碎石)或混凝土，建成砂樁、礫(碎)石樁或混凝土灌注樁。1F413012掌握地基處理的方法3旋噴樁。利用高壓旋噴射流，將地層與水泥基質(zhì)漿液攪動混合而成的圓斷面樁。4深層攪拌樁。以機械旋轉(zhuǎn)方法攪動地層，同時注入水泥基質(zhì)漿液或噴入水泥干粉，在松散細顆粒地層內(nèi)形成的樁體。1F413012掌握地基處理的方法例題1.水工建筑物地基可分為軟基和（）。A砂礫石地基 B軟土地基C巖基 D淤泥1F413012掌握地基處理的方法2.水工建筑物對地基基礎(chǔ)的基本要求是（）。A具有足夠的強度，能夠承受上部結(jié)構(gòu)傳遞的應(yīng)力B具有足夠的整體性，能夠防

6、止基礎(chǔ)的滑動C具有足夠的抗?jié)B性，能夠避免發(fā)生嚴重的滲漏和滲透破壞D具有足夠的耐久性，能夠防止在地下水長期作用下發(fā)生侵蝕破壞E具有足夠的均一性，能夠防止基礎(chǔ)的沉陷超過設(shè)計要求 1F413012掌握地基處理的方法1F413020 灌漿與防滲墻施工1F413021掌握灌漿施工要求 一、灌漿分類 (一)按灌漿材料分類按漿液材料主要分為水泥灌漿、黏土灌漿和化學灌漿等。1F413021掌握灌漿施工要求 (二)按灌漿目的分類按灌漿目的分為帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、接觸灌漿、接縫灌漿和回填灌漿等。1帷幕灌漿。帷幕灌漿是用漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成防水幕，以減小滲流量或降低揚壓力的灌漿。2固結(jié)灌漿。用漿液灌

7、人巖體裂隙或破碎帶，以提高巖體的整體性和抗變形能力的灌漿。1F413021掌握灌漿施工要求 3接觸灌漿。通過漿液灌人混凝土與基巖或混凝土與鋼板之間的縫隙，以增加接觸面結(jié)合能力的灌漿。 4接縫灌漿。通過埋設(shè)管路或其他方式將漿液灌人混凝土壩體的接縫，以改善傳力條件增強壩體整體性的灌漿。5回填灌漿。用漿液填充混凝土與圍巖或混凝土與鋼板之間的空隙和孔洞，以增強圍巖或結(jié)構(gòu)的密實性的灌漿。1F413021掌握灌漿施工要求 1 . 帷幕浂漿2 . 固結(jié)浂漿3 . 接觸浂漿4 . 接縫浂漿5 . 回填浂漿二、鉆孔灌漿用的機械設(shè)備 (一)鉆孔機械 有回轉(zhuǎn)式、回轉(zhuǎn)沖擊式、沖擊式三大類。目前用得最多的是回轉(zhuǎn)式鉆機，

8、其次是回轉(zhuǎn)沖擊式鉆機，純沖擊式鉆機用得很少。 (二)灌漿機械 灌漿機械主要有灌漿泵、漿液攪拌機及灌漿記錄儀等。1F413021掌握灌漿施工要求 三、灌漿方式和灌漿方法 (一)灌漿方式灌漿方式有純壓式和循環(huán)式兩種。1純壓式 （1）概念：純壓式灌漿是指漿液注入孔段內(nèi)和巖體裂隙中，不再返回的灌漿方式。(只進不出)（2）特點：這種方式設(shè)備簡單，操作方便；但漿液流動速度較慢，容易沉淀，堵塞巖層縫隙和管路，（3）適用：多用于吸漿量大，并有大裂隙存在和孔深不超過15m的情況。1F413021掌握灌漿施工要求 2循環(huán)式（1）概念：循環(huán)式灌漿是指漿液通過射漿管注入孔段內(nèi)，部分漿液滲入到巖體裂隙中，部分漿液通過回

9、漿管返回，保持孔段內(nèi)的漿液呈循環(huán)流動狀態(tài)的灌漿方式。（2）特點：漿液保持流動狀態(tài)，防止水泥沉淀，灌漿效果好；根據(jù)進漿和回漿液比重的差值，判斷巖層吸收水泥的情況。（有進有出）1F413021掌握灌漿施工要求 1F413021掌握灌漿施工要求 圖1F413021-1 漿液灌注方式（a）純壓式；（b）循環(huán)式1-水 ；2-拌漿筒；3-灌漿泵；4-壓力表；5-灌漿管；6-灌漿塞；7-回漿管（a）（b） (二)灌漿方法 灌漿方法可分為全孔一次灌漿法、自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法和孔口封閉灌漿法等。1全孔一次灌漿將孔一次鉆完，全孔段一次灌漿。特點：施工簡便。適用：孔深不深，地質(zhì)條件比較

10、良好，基巖比較完整的情況。1F413021掌握灌漿施工要求 2自下而上分段灌漿 將灌漿孔一次鉆進到底，然后從鉆孔的底部往上，逐段安裝灌漿塞進行灌漿，直至孔口的灌漿方法。3自上而下分段灌漿法 從上向下逐段進行鉆孔，逐段安裝灌漿塞進行灌漿，直至孔底的灌漿方法。1F413021掌握灌漿施工要求 1F413021掌握灌漿施工要求 （a）（b）（c）（d）（a）（b）（c）（d）（e）（f）圖1F413021-2 自下而上分段灌漿（a）鉆孔（b）第三段灌漿（c）第二段灌漿（d）第一段灌漿圖1F413021-3 自上而下分段灌漿（a）鉆孔（b）第三段灌漿（c）第二段灌漿（d）第一段灌漿（e）第三段鉆孔（f

11、）第三段灌漿4綜合灌漿法 某些段采用自上而下分段灌漿，另一些段采用自下而上分段灌漿的方法。5孔口封閉灌漿法 在鉆孔的孔口安裝孔口管，自上而下分段鉆孔和灌漿，各段灌漿時都在孔口安裝孔口封閉器進行灌漿的方法。 灌漿孔的基巖段長小于6m時，可采用全孔一次灌漿法；大于6m時，可采用自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法或孔口封閉灌漿法。1F413021掌握灌漿施工要求 四、帷幕灌漿工藝：鉆孔、鉆孔沖洗、壓水試驗、灌漿和灌漿的質(zhì)量檢查等。(一)鉆孔帷幕灌漿宜采用回轉(zhuǎn)式鉆機和金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進。鉆孔質(zhì)量要求有：1鉆孔位置與設(shè)計位置的偏差不得大于10cm。2孔深應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。1F41

12、3021掌握灌漿施工要求 (一)鉆孔 3灌漿孔宜選用較小的孔徑，鉆孔孔壁應(yīng)平直完整。4鉆孔必須保證孔向準確。鉆機安裝必須平正穩(wěn)固；鉆孔宜埋設(shè)孔口管；鉆機立軸和孔口管的方向必須與設(shè)計孔向一致；鉆進應(yīng)采用較長的粗徑鉆具并適當?shù)乜刂沏@進壓力。1F413021掌握灌漿施工要求 (二)鉆孔沖洗、裂隙沖洗和壓水試驗 灌漿孔(段)在灌漿前應(yīng)進行鉆孔沖洗，孔內(nèi)沉積厚度不得超過20cm。同時在灌漿前宜采用壓力水進行裂隙沖洗，直至回水清凈時止。沖洗壓力可為灌漿壓力的80，該值若大于1MPa時，采用1MPa。1F413021掌握灌漿施工要求 沖洗時，可將沖洗管插入孔內(nèi)，用阻塞器將孔口堵緊，用壓力水沖洗，壓力水和壓縮

13、空氣輪換沖洗或壓力水和壓縮空氣混合沖洗。 帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法時，先導孔應(yīng)自上而下分段進行壓水試驗，各次序灌漿孔的各灌漿段在灌漿前宜進行簡易壓水；采用自下而上分段灌漿法時，先導孔仍應(yīng)自上而下分段進行壓水試驗。各次序灌漿孔在灌漿前全孔應(yīng)進行一次鉆孔沖洗和裂隙沖洗。除孔底段外，各灌漿段在灌漿前可不進行裂隙沖洗和簡易壓水。壓水試驗應(yīng)在裂隙沖洗后進行，采用五點法或單點法。 1F413021掌握灌漿施工要求 （三）灌漿方式和灌漿方法1灌漿方式優(yōu)先采用循環(huán)式，射漿管距孔底不得大于50cm。2灌漿方法帷幕灌漿必須按分序加密的原則進行。 由三排孔組成的帷幕，應(yīng)先進行邊排孔的灌漿，然后進行中排孔的灌漿

14、。邊排孔宜分為三序施工，中排孔可分為二序或三序施工；由兩排孔組成的帷幕，宜先進行下游排孔的灌漿，然后進行上游排孔的灌漿。每排孔宜分為三序施工；單排帷幕灌漿孔應(yīng)分為三序施工。1F413021掌握灌漿施工要求 1F413021掌握灌漿施工要求 1F413021-4 帷幕灌漿孔的施工序P先導孔 ：、第一、二、三次序孔：C檢查孔 帷幕灌漿段長度宜采用56m，特殊情況下可適當縮減或加長，但不得大于10m。采用自上而下分段灌漿法時，灌漿塞應(yīng)塞在已灌段段底以上0.5m處，以防漏灌；孔口無涌水的孔段，灌漿結(jié)束后可不待凝，但在斷層、破碎帶等地質(zhì)條件復雜地區(qū)則宜待凝。采用自下而上分段灌漿法時，灌漿段的長度因故超過

15、10m，對該段宜采取補救措施。1F413021掌握灌漿施工要求 (四)灌漿壓力和漿液變換1灌漿壓力 純壓式灌漿，壓力表應(yīng)安裝在孔口進漿管路上；循環(huán)式灌漿，壓力表應(yīng)安裝在孔口回漿管路上。灌漿應(yīng)盡快達到設(shè)計壓力，但注入率大時應(yīng)分級升壓。 灌漿漿液的濃度應(yīng)由稀到濃，逐級變換。漿液水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七個比級。開灌水灰比可采用5:1。1F413021掌握灌漿施工要求 2灌漿漿液變換 不變條件：當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比（注入率相對減少）。 改變條件：當某一比級漿液的注入量已達300L以上

16、或灌注時間已達1h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應(yīng)改濃一級；當注入率大于30Lmin時，可根據(jù)具體情況越級變濃。（量、率、時間） 灌注細水泥漿液，可采用水灰比為2:1、1:1、0.6:1，或1:1、0.8:1、0.6:1 三個比級。1F413021掌握灌漿施工要求 (五)灌漿結(jié)束標準和封孔方法1灌漿結(jié)束標準（兩種情況） 自上而下分段灌漿：在規(guī)定的壓力下，當注入率不大于0.4L/min時，繼續(xù)灌注60min；或不大于1L/min時，繼續(xù)灌注90min，灌漿可以結(jié)束。 自下而上分段灌漿：繼續(xù)灌注的時間可相應(yīng)地減少為30min和60min，灌漿可以結(jié)束。1F413021掌握灌漿施工要求

17、 五)灌漿結(jié)束標準和封孔方法 2封孔方法 （兩種情況） 自上而下分段灌漿：灌漿孔封孔應(yīng)采用“分段壓力灌漿封孔法”； 自下而上分段灌漿：應(yīng)采用“置換和壓力灌漿封孔法”或“壓力灌漿封孔法”。1F413021掌握灌漿施工要求 (六)特殊情況處理 冒漿漏漿：應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進行處理。 串漿：如串漿孔具備灌漿條件，可以同時進行灌漿。應(yīng)一泵灌一孔。否則應(yīng)將串漿孔用塞塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對串漿孔并行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進和灌漿。1F413021掌握灌漿施工要求 注：灌漿必須連續(xù)進行，若中斷，及早恢復灌漿。否則沖洗后恢復灌漿；若無法沖洗或沖洗無

18、效，應(yīng)進行掃孔，而后恢復灌漿?；謴凸酀{時，應(yīng)先使用開灌比級的水泥漿進行灌注。1F413021掌握灌漿施工要求 (七)工程質(zhì)量檢查 以檢查孔壓水試驗成果為主，結(jié)合對竣工資料和測試成果的分析，綜合評定。 灌漿檢查孔應(yīng)在下述部位布置：1帷幕中心線上；2巖石破碎、斷層、大孔隙等地質(zhì)條件復雜的部位；3鉆孔偏斜過大、灌漿情況不正常以及經(jīng)分析資料認為對帷幕灌漿質(zhì)量有影響的部位。1F413021掌握灌漿施工要求 檢查孔的數(shù)量：灌漿孔總數(shù)的l0。一個壩段或一個單元工程內(nèi)，至少應(yīng)布置一個檢查孔； 檢查孔壓水試驗時間：灌漿結(jié)束14d后進行；同時應(yīng)自上而下分段卡塞進行壓水試驗，試驗采用五點法或單點法。 檢查孔壓水試驗

19、結(jié)束后，按技術(shù)要求進行灌漿和封孔；檢查孔應(yīng)采取巖芯，計算獲得率并加以描述。1F413021掌握灌漿施工要求 五、固結(jié)灌漿 (一)灌漿方式與施工工藝 固結(jié)灌漿灌漿方式有循環(huán)式和純壓式兩種；灌漿施工工藝和帷幕灌漿基本相同。 (二)灌漿技術(shù)要求 灌漿孔的施工按分序加密的原則進行，可分為二序或三序施工。每孔采取自上而下分段鉆進、分段灌漿或鉆進終孔后進行灌漿。壓水試驗采用單點法。試驗孔數(shù)不宜少于總孔數(shù)的5。1F413021掌握灌漿施工要求 注入率不大于0.4L/min時，繼續(xù)灌注30min，灌漿可以結(jié)束。 灌漿質(zhì)量壓水試驗檢查，孔段合格率應(yīng)在80以上，不合格孔段的透水率值不超過設(shè)計規(guī)定值的50，且不集中

20、。 灌漿孔封孔應(yīng)采用“機械壓漿封孔法”或“壓力灌漿封孔法”。1F413021掌握灌漿施工要求 六、化學灌漿 化學灌漿是一種以高分子有機化合物為主體材料的灌漿方法。 (一)化學漿液的特點 化學灌漿凍液的黏度低，流動性好，可灌性好，小于0.1mm以下的縫隙也能灌人。防滲效果好。穩(wěn)定性及耐久性均較好。有一定的毒性。分單液法灌漿和雙液法灌漿兩種。一般都采用純壓式灌漿。壓送漿液的方式有氣壓法和泵壓法。1F413021掌握灌漿施工要求 七、高壓噴射灌漿(一)高壓噴射灌漿的適用范圍 軟弱土層。實踐證明，砂類土、黏性土、黃土和淤泥等地層均能進行噴射加固，效果較好。(二)高壓噴射灌漿的基本方法 高壓噴射灌漿的基

21、本方法有：單管法(直徑達0.50.9m)、二管法(0.81.5m )、三管法(1.02.0m)和多管法等。1F413021掌握灌漿施工要求 1F413021掌握灌漿施工要求 （a）（b）（c）圖1F413021-5 高壓噴射灌漿法施工方法（a）單管法； （b）二管法； （b）三管法(四)高壓噴射灌漿的噴射形式 高壓噴射灌漿的噴射形式有旋噴、擺噴、定噴三種。1F413021掌握灌漿施工要求 圖1F413021-6 高噴凝結(jié)的形式（a）旋噴體 （b）擺噴體（板墻）；（c）定噴體（薄板墻）圖1F413021-7 高壓噴射灌漿施工流程示意圖 (五)高壓噴射灌漿的施工程序 高噴灌漿應(yīng)分排分序進行。在壩、

22、堤基或圍堰中，由多排孔組成的高噴墻應(yīng)先施工下游排孔，后施工上游排孔，最后施工中間排孔。在同一排內(nèi)如采用鉆、噴分別進行的程序施工時，應(yīng)先施工序孔，后施工序孔。先導孔應(yīng)最先施工。施工程序為鉆孔、下置噴射管、噴射提升、成樁成板或成墻等。 (六)高壓噴射灌漿的質(zhì)量檢驗 檢測方法：有開挖檢查、室內(nèi)試驗、鉆孔檢查、載荷試驗以及其他非破壞性試驗方法等。1F413021掌握灌漿施工要求 例題：1.為減小地基滲流量或降低揚壓力，主要采用（）。A帷幕灌漿 B接觸灌漿c接縫灌漿 D固結(jié)灌漿1F413021掌握灌漿施工要求 例題：2在壩、堤基或圍堰中，由多排孔組成的高噴墻的施工順序為（）。A先上游排孔，后中間排孔，最后下游排孔B先下