水利基礎(chǔ)處理工程ppt版（共42）

第三三章章基基礎(chǔ)礎(chǔ)處處理理工工程程水工工建建筑筑物物的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，按按照照地地層層的的性性質(zhì)質(zhì)可可分分為為兩兩大大類類型型：：①巖基②軟基（包包括土基基和沙礫礫石基））。一．各類類型的水水工建筑筑物對地地基基礎(chǔ)礎(chǔ)的要求求1．具有足足夠的強強度，能能夠承受受上部結(jié)結(jié)構(gòu)傳遞遞的應(yīng)力力；2．具有足足夠的整整體性和和均一性性，能夠夠防止基基礎(chǔ)的滑滑動和不不均勻沉沉陷；3．具有足足夠的抗抗?jié)B性和和耐久性性，防止止發(fā)生嚴嚴重的滲滲漏和滲滲透破壞壞及地下下水的侵侵蝕破壞壞。二．地地基處處理的的方法法1．地基基開挖挖：在在地基基范圍圍內(nèi)將將不合合設(shè)計計要求求的覆覆蓋層層、分分化破破碎有有缺陷陷的巖巖層挖挖掉，，是一一種最最通用用可靠靠的處處理方方法2．斷層層、軟軟弱夾夾層、、破碎碎帶處處理方方法砼塞、、砼拱拱、截截水槽槽、防防滲墻墻常用用巖溶處處理可可用堵堵、鋪鋪、截截、圍圍、導(dǎo)導(dǎo)、灌灌3．砂礫礫石、、軟土土地基基處理理防滲：：截水水槽、、打板板樁、、防滲滲墻加固：：預(yù)壓壓、換換砂、、砂井井、振振動密密實、、打樁樁、灌灌漿等等第一節(jié)節(jié)壩壩基基巖石石灌漿漿一．巖巖基灌灌漿的的分類類及部部位巖基灌灌漿按按目的的可分分為帷帷幕灌灌漿、、固結(jié)結(jié)灌漿漿和接接觸灌灌漿。。1．帷幕幕灌漿漿：①目的的：減減少壩壩基的的滲流流量、、降低低滲透透壓力力，保保證地地基的的滲透透穩(wěn)定定。②部位位：布布置在在壩基基迎水水面下下的基基礎(chǔ)內(nèi)內(nèi)，形形成一一道連連續(xù)而而垂直直或向向上游游傾斜斜的幕幕墻。。③特點點：孔孔較深深，通通常要要求孔孔深入入到巖巖基，，多采采用單單孔灌灌漿，，使用用的灌灌漿壓壓力較較大；；斜幕幕一般般比直直幕效效果好好，但但施工工較復(fù)復(fù)雜；；灌漿時時間應(yīng)應(yīng)在水水庫蓄蓄水前前完成成；通通常都都在基基礎(chǔ)灌灌漿廊廊道內(nèi)內(nèi)進行行，廊廊道尺尺寸通通常寬寬2～3m，高3～4m。(圖3-1)2．固結(jié)結(jié)灌漿漿：①目的的：提提高和和改善善巖基基的物物理力力學(xué)性性能(強度和和整體體性)，減少少開挖挖深度度，增增強防防滲效效果。。②部位位：灌灌漿的的范圍圍主要要根據(jù)據(jù)大壩壩地基基的地地質(zhì)條條件、、巖石石破碎碎情況況、壩壩型和和基礎(chǔ)礎(chǔ)巖石石應(yīng)力力等條條件而而定。。③特點點：孔孔深一一般為為5～8m，也有有深達達15～40m；孔在在平面面上呈呈網(wǎng)格格交錯錯布置置，通通常采采用群群孔沖沖洗和和群孔孔灌漿漿；灌灌漿時時間多多是在在基礎(chǔ)礎(chǔ)開挖挖和壩壩基基基礎(chǔ)部部位混混凝土土澆筑筑等工工序間間穿插插進行行。3．接觸觸灌漿漿：①目的的：加加強壩壩體混混凝土土與岸岸坡或或地基基之間間的結(jié)結(jié)合能能力，，提高高壩體體的抗抗滑穩(wěn)穩(wěn)定性性，同同時也也能增增加巖巖基的的固結(jié)結(jié)強度度和防防滲性性能②部位位：在在固結(jié)結(jié)灌漿漿部位位，可可結(jié)合合固結(jié)結(jié)灌漿漿進行行③特點點：可可通過過混凝凝土鉆鉆孔壓壓漿或或預(yù)先先在接接觸面面上埋埋設(shè)灌灌漿盒盒及相相應(yīng)的的管道道系統(tǒng)統(tǒng)；應(yīng)應(yīng)安排排在壩壩體混混凝土土達到到穩(wěn)定定溫度度后，，防止止混凝凝土冷冷縮拉拉裂；；灌漿漿壓力力通常常不超超過0.1～0.3MPa。二、巖巖基灌灌漿材材料漿液應(yīng)應(yīng)具備備可灌灌性；；有防防滲性性，強強度和和粘結(jié)結(jié)力；；流動動性；；穩(wěn)定定性水泥灌灌漿、、水泥泥粘土土灌漿漿、化化學(xué)灌灌漿。三種材材料比比較：：水泥漿漿液最最為普普遍，，可靠靠、設(shè)設(shè)備和和工藝藝簡單單、成成本低低廉的的優(yōu)點點；水泥粘粘土漿漿雖成成本低低但結(jié)結(jié)石強強度不不高；；化學(xué)灌灌漿是是為解解決有有特殊殊地質(zhì)質(zhì)條件件或建建筑物物的裂裂縫等等采用用通常常的顆顆粒材材料難難以灌灌進，，成本本較高高，施施工復(fù)復(fù)雜，，工藝藝要求求嚴。。二．水水泥灌灌漿對對材料料的要要求1．水泥泥：顆顆粒細細、穩(wěn)穩(wěn)定性性好、、膠結(jié)結(jié)性強強、結(jié)結(jié)石強強度高高和耐耐久性性好，，標號號不低低于425號。水水泥細細度要要求一一般來來講水水泥顆顆粒粒粒徑應(yīng)應(yīng)不大大于巖巖石裂裂隙寬寬度的的1/3～1/5，水泥泥漿才才易于于灌入入。2．摻合合料：：惰性性材料料如砂砂、粘粘土、、粉煤煤灰用用以節(jié)節(jié)約水水泥；；活性性材料料如減減水劑劑、速速凝劑劑、緩緩凝劑劑等有有助于于加強強漿液液流動動性和和擴散散性，，提高高灌漿漿效果果。3．水：：與一一般混混凝土土拌和和用水水一樣樣。。三、水水泥灌灌漿施施工1．鉆孔孔：①鉆孔孔機械械：回回轉(zhuǎn)式式鉆機機②要求求：孔孔位、、孔向向、孔孔深應(yīng)應(yīng)符合合設(shè)計計要求求。孔孔位偏偏差不不超過過10cm，對垂垂直或或傾角角小于于5度的帷帷幕孔孔其孔孔斜偏偏差不不得大大于規(guī)規(guī)定數(shù)數(shù)值；；孔徑徑上下下均一一，孔孔壁平平整；；帷幕幕鉆孔孔方向向原則則上應(yīng)應(yīng)較多多地穿穿過裂裂隙和和巖層層層面面，鉆鉆孔角角度通通?？乜刂圃谠?度～10度之間間。（（圖3-2）2．沖洗洗：在在灌漿漿以前前將殘殘存在在孔底底和粘粘滯在在孔壁壁的巖巖粉鐵鐵末沖沖洗出出孔外外，并并將巖巖層裂裂隙和和孔洞洞中的的充填填物沖沖洗干干凈。。沖沖洗方方法有有單孔孔沖洗洗和群群孔沖沖洗。。3．壓水水試驗驗：壓壓水試試驗主主要是是測定定巖層層的滲滲透特特性，，為巖巖基灌灌漿或或處理理提供供必要要的依依據(jù)。。在一一定壓壓力之之下，，通過過鉆孔孔將水水壓入入孔壁壁四周周的縫縫隙中中，根根據(jù)壓壓入的的水量量和壓壓水時時間，，計算算出代代表巖巖層滲滲透特特性的的技術(shù)術(shù)參數(shù)數(shù)q。地層層透水率率q=Q/LPq——地層透水率率，Lu/(min.m.m)Q——壓入流流量，，L/minP——試驗壓壓力，，m，通常常為同同段灌灌漿壓壓力的的70%～80%L——試驗孔孔段長長度，，m，與灌灌漿段段長一一致，，一般般為5～6m在預(yù)定定壓力力下，，每5min測讀一一次流流量，，當試試驗結(jié)結(jié)果符符合下下列標標準之之一時時即可可結(jié)束束試驗驗，以以最終終流量量作為為計算算流量量，標標準如如下：：①流流量之之一大大于5L/min時，連連續(xù)四四次讀讀數(shù)，，其最最大值值與最最小值值之差差小于于最終終值10%。②流流量均均小于于5L/min時，連連續(xù)四四次讀讀數(shù)，，其最最大值值與最最小值值之差差小于于最終終值20%。③連連續(xù)四四次讀讀數(shù)，，流量量均小小于0.5L/min。4．灌漿漿的方方法和和工藝藝：①鉆鉆孔灌灌漿次次序：：遵循循分序序加密密的原原則。。a.分序加加密，漿液液逐漸漸擠壓壓密實實，可可促進進灌漿漿區(qū)域域的連連續(xù)性性；b.逐序提提高灌灌漿壓壓力，有利利于漿漿液的的擴散散和提提高漿漿液的的密實實性；；c.通過后后灌序序孔和和單位位吸漿漿量的的變化化可推推斷先先灌序序孔的的灌漿漿質(zhì)量量和效效果；；d.可減少少相鄰鄰孔串串漿現(xiàn)現(xiàn)象，，有利利于施施工。。地基灌灌漿一一般按按照先先固結(jié)結(jié)后帷帷幕順順序。。②灌灌漿方方法：：按灌灌漿時時漿液液灌注注和流流動的的特點點，分分純壓式式和循環(huán)式式。按鉆孔灌漿漿順序，分分全孔一次次灌漿和分分段灌漿。。③灌漿壓力：通常指作作用在灌漿漿段中部的的壓力，是是灌漿施工工中的重要要控制參數(shù)數(shù)，在不致致破壞巖基基穩(wěn)定和壩壩體安全的的前提下，，盡可能采采用比較高高的壓力。。一般認為帷帷幕灌漿表表層孔段的的灌漿壓力力不宜小于于1～1.5倍帷幕的工工作水頭，，底部則以以2～3倍工作水頭頭為宜；固固結(jié)灌漿的的壓力，淺淺孔無壓重重時，可采采用0.2～0.5MPa，有壓重時時，可采用用0.3～0.7MPa，深孔固結(jié)結(jié)灌漿可參參照帷幕灌灌漿確定。。④灌漿壓力和和吸漿率的的控制及漿漿液稠度的的變換：a．以灌漿壓力力為主的控控制適用于透水水性不大，，裂隙不太太發(fā)育，巖巖層比較堅堅硬完整、、使用的灌灌漿壓力不不高的地層層。優(yōu)點：使細細小的裂縫縫得到充分分的灌注，，有利于提提高灌漿質(zhì)質(zhì)量。缺點：可能能造成漿液液擴散太遠遠，在緩傾傾角地質(zhì)軟軟弱面時，，易引起巖巖層抬動。。可結(jié)合吸漿漿率和漿液液稠度一起起考慮。當當吸漿較小小時應(yīng)灌稀稀漿，盡快快升到規(guī)定定的最大灌灌漿壓力；；當吸漿率率較大時，，應(yīng)灌濃漿漿，并逐漸漸升壓。b．以吸漿率為為主的控制制適用巖層破破碎，透水水性較大或或使用的灌灌漿壓力較較高時。優(yōu)點：可以以減少漿液液的流失，，不易引起起巖層的抬抬動，不需需使用大排排漿量的灌灌漿泵。缺點：影響響細小裂縫縫的灌注效效果，增加加鉆孔數(shù)量量。在灌漿過程程中對吸漿漿率大小的的控制，主主要視地質(zhì)質(zhì)結(jié)構(gòu)而定定。對具有有緩傾角裂裂縫和軟弱弱面的巖層層，一般可可控制在5L/（min.m）左右。若若吸漿率大大于規(guī)定值值，就降低低壓力，以以控制吸漿漿率不超過過規(guī)定值。。c．漿液稠度變變換巖基灌漿中中的漿液稠稠即水灰比比有8∶1、5∶1、3∶1、2∶1、1.5∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1。灌漿過程中中，必須根根據(jù)灌漿壓壓力或吸漿漿率的變化化，適時調(diào)調(diào)整漿液稠稠度。漿液稠度的的變換遵循循由稀到濃濃的原則。當灌漿壓壓力保持不不變，吸漿漿率均勻減減少時；或或吸漿率不不變，壓力力均勻升高高時，不得得改變水灰灰比。采用用限量法控控制時一般般當某一級級水灰比漿漿液的灌入入量已超過過限量，而而灌漿壓力力或吸漿率率均無改變變或改變不不明顯時，，應(yīng)加濃一一級水灰比比。⑤灌漿結(jié)束束條件和封封孔a．結(jié)束標準準：一般用兩個指標標控制，一個是殘殘余吸漿量量即灌到最最后的限定定吸漿量；；一個是閉閉漿時間即即在殘余吸吸漿量的情情況下保持持設(shè)計規(guī)定定壓力的延延續(xù)時間。。

國內(nèi)帷帷幕灌漿工工程中，大大多規(guī)定在在設(shè)計規(guī)定定壓力之下下，灌漿孔孔段的單位位吸漿小于于0.4L/min時，延續(xù)30～60min，就可結(jié)束束；固結(jié)灌灌漿的結(jié)束束標準是單單位吸漿量量小于0.4L/min時，延續(xù)時時間30min。b．封孔：灌灌漿結(jié)束后后，隨即將將灌漿孔清清理干凈用用水泥砂漿漿填實。⑥質(zhì)量檢查查鉆檢查孔，，通過壓水水試驗和漿漿液注入率率檢查通過檢查孔孔，鉆芯檢檢查，或鉆鉆孔照相、、攝像，觀觀察質(zhì)量開挖平洞、、豎井或大大口徑鉆孔孔，讓人進進入檢查，，并可直接接進行抗剪剪強度、模模量等試驗驗地球物探方方法，靜（（動）力觸觸探，瑞利利波等四、化學(xué)灌灌漿將有機高分分子材料配配制成的漿漿液灌入地地基或建筑筑物裂縫中中，經(jīng)膠凝凝固化后，，達到防滲滲、堵漏、、補強、加加固的目的的。堵漏類：水玻璃，，聚氨酯類類等；補強類：環(huán)氧樹脂脂類，甲凝凝類等。第二節(jié)砂砂礫石地地層灌漿砂礫石地層層具有結(jié)構(gòu)構(gòu)松散，空空隙率大，，滲透性強強的特點。。采用固結(jié)灌灌漿或帷幕幕灌漿。。一、砂礫石石地基的可可灌性砂礫石地基基的可灌性性是指砂礫礫石地層能能否接受灌灌漿材料灌灌入的一種種特性。它它是決定灌灌漿效果的的先決條件件。1.可灌性決定定因素主要決定于于地層的顆粒粒級配、灌漿材料的的細度、灌漿壓力和和灌漿工藝藝等因素。2.可灌性衡量量參數(shù)在工程實踐踐中,常以可灌比比來進行衡衡量.M=D15/d85式中M-可灌比;M越大，可灌灌性越好。。D15-砂礫石地層層顆粒級配配曲線上含含量為15%的粒徑，mm；d85-灌漿材料顆顆粒級配曲曲線上含量量為85%的粒徑，mm；二、灌漿材材料：以水泥粘土土漿為宜。。三、鉆灌方方法：打管灌漿（（圖3-10）自下而上，，簡單，防防滲性能較較差，多用用于臨時工工程（圍堰堰）。套管灌漿邊鉆孔，邊邊跟套管，，自下而上上，不會產(chǎn)產(chǎn)生坍孔埋埋鉆問題，，但易產(chǎn)生生地表冒漿漿。循環(huán)鉆灌（（圖3-11）自上而下，，鉆一段灌灌一段，鉆鉆桿兼作灌灌漿管。應(yīng)應(yīng)封閉孔口口，防止地地面抬動和和地表冒漿漿。預(yù)埋花管灌灌漿（圖圖3-12）鉆機鉆孔，，跟套管，，套管內(nèi)安安設(shè)花管，，花管與套套管間灌注注填料，邊邊拔套管邊邊灌注，形形成強度后后，再花管管注漿?？芍貜?fù)灌漿漿，確保質(zhì)質(zhì)量，但管管材耗用多多。第三節(jié)防防滲墻施工工一防滲墻墻防滲墻是修修建在擋水水建筑物和和透水地層層中防止?jié)B滲透的地下下連續(xù)墻。。作用：1.控制閘、壩壩基礎(chǔ)、土土石圍堰及及其基礎(chǔ)滲滲流；2.防止泄水建建筑物下游游基礎(chǔ)的沖沖刷3.水工建筑物物基礎(chǔ)的承承重4.加固病害的的土石壩及及堤防工程程5.地下水庫的的修筑等二防滲墻墻的基本型型式防滲墻的基基本型式是是槽孔型。。它是由一一段段槽孔孔套接而成成的地下墻墻。先施工工的槽孔稱稱一期槽孔孔,后施工的稱稱二期槽孔孔。三防滲墻墻的材料1.剛性材料(1)普通混凝土土。(2)粘土混凝土土。(3)摻粉煤灰混混凝土。2.柔性材料(1)塑性混凝土土（粘土/膨潤土）。。(2)凝灰漿。(3)固化灰漿。。四防滲墻墻的施工1.造孔準備(1)必須根據(jù)防防滲墻的設(shè)設(shè)計要求和和槽孔長度度的劃分,作好槽孔的的測量定位位工作,并在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上,設(shè)置導(dǎo)向槽槽。(2)導(dǎo)向槽安置置好后,在槽側(cè)鋪設(shè)設(shè)造孔鉆機機的軌道,安裝鉆機,修筑運輸?shù)赖缆?架設(shè)動力和和照明線路路以及供水水供漿管道道,做好排水、、排漿系統(tǒng)統(tǒng)。(3)向槽內(nèi)充滿滿泥漿,保持泥漿面面在槽頂以以下30-50cm。2.泥漿和泥漿漿系統(tǒng)為了確保防防滲墻的施施工質(zhì)量,在造孔成墻墻的過程中中必須維持持槽孔孔壁壁的穩(wěn)定。。工程中常常用泥漿護護壁來解決決這個問題題，泥漿除除了固壁作用外,在造孔過程程中,尚有懸浮巖屑和冷卻潤滑鉆鉆頭的作用;成墻以后,滲入孔壁的的泥漿和膠膠結(jié)在孔壁壁的泥皮,還有防滲作用。3.造孔成槽(1)鉆劈法，適適用于砂礫礫石地層(2)鉆抓法，適適用于松散散軟弱地層層(3)分層鉆進法法(4)銑削法4.混凝土澆筑筑防滲墻的混混凝土澆筑筑和一般的的混凝土澆澆筑不同,是在泥漿液液面下進行行的。必須須：（1）不允許形形成泥漿夾夾層；（2）確?；炷僚c基礎(chǔ)礎(chǔ)以及一、、二期混凝凝土之間的的結(jié)合（施施工縫）；；（3）連續(xù)澆筑筑、一氣呵呵成。泥漿下澆筑筑混凝土常常用直升導(dǎo)導(dǎo)管法（圖圖3-18）。確保導(dǎo)管底底端始終埋埋在混凝土土和砂漿里里面。五、質(zhì)量檢檢查：槽孔孔檢查、清清孔檢查、、混凝土質(zhì)質(zhì)量檢查、、墻體質(zhì)量量檢測。第四節(jié)高高壓噴射灌灌漿施工一、高壓（（10-30MPa）噴射灌漿漿作用沖切摻攪作作用升揚置換作作用擠壓滲透作作用位移握裹作作用二、高壓噴噴射凝結(jié)體體三、高壓噴噴射灌漿施施工方法：：單管、雙雙管、三管管和多管法。。四、施工程程序與工藝藝：造孔、、下噴射管管、噴射提提升、成樁樁（墻）。。單管漿液雙管內(nèi)漿外氣三管氣水漿向家壩上游游圍堰防滲滲墻壯觀的的施工場景景帷幕灌漿施施工現(xiàn)場（（分序加密密施工法））高壓旋噴樁樁施工高噴防滲墻墻在深厚覆覆蓋層施工工第五節(jié)軟軟土地基處處理方法1、軟土地基基的工程問問題及解決決途徑含水量大于于液限、孔孔隙比大于于1.0的粘性土及及標準貫入入擊數(shù)小于于4的砂性土地地基通稱軟軟基。軟土的物理理力學(xué)特性性天然孔隙比比大：e>1天然含水量量高：w≥wl壓縮系數(shù)高高滲透系數(shù)小小抗剪強度低低靈敏度高具有明顯的的流變性軟土地基問問題及處理理方法2、在軟基基上建筑工工程的主要要問題是地地基的強度度低，地基基承載力低低，引起建建筑物下陷陷量大，建建筑物易失失穩(wěn)。必須須進行處理理，在建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)方面采取的的措施采用輕質(zhì)材料料；采用輕型型結(jié)構(gòu)；采用用深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)。在地基處理方面面采取的措施：：夯實法及碾壓壓法換土墊層法排水固結(jié)預(yù)壓壓法擠密法和振沖沖法強夯法深層攪拌法高壓噴射注漿漿法夯實法及碾壓壓法通過夯錘或機機械，夯擊或或碾壓填土、、疏松土層，，使其孔隙體積減少少、密實程度度提高，這種作用稱稱為壓實。壓實能降低土土的壓縮性、、提高其抗剪剪強度、減弱弱土的透水性性，使經(jīng)過處處理的表層弱弱土成為能承承擔較大荷載載的地基持力力層。換土墊層法當建筑物基礎(chǔ)礎(chǔ)下的持力層層比較軟弱、、不能滿足上上部荷載對地地基的要求時時，常采用換土墊層法來處理軟弱土土地基，即將將基礎(chǔ)下一定定深度內(nèi)的土土層挖去，然然后回填以強強度較高的砂砂、碎石或灰灰土等，并夯夯至密實。換土墊層按其其回填的材料料可分為砂墊墊層、碎石墊墊層、灰土墊墊層等。砂墊層的主要要作用：1.提高淺基礎(chǔ)下下地基的承載載力；2.減少沉降量；；3.加速基底下軟軟弱土層的排排水固結(jié)；4.防止凍脹；5.消除膨脹土的的脹縮作用。。換土墊層法碎石墊層施工工排水固結(jié)預(yù)壓壓法排水固結(jié)預(yù)壓壓法是利用地基土土排水固結(jié)的的原理，通過過施加預(yù)壓荷荷載，并增設(shè)設(shè)各種排水條條件（砂井、、塑料排水板板、排水墊層層等排水體）），以加速飽飽和軟粘土固固結(jié)發(fā)展的一一種軟土地基基處理方法。。根據(jù)固結(jié)理論論，粘性土固結(jié)所所需時間與排排水距離的平平方成正比。因此，為了了加速土層的的固結(jié)，最有有效的