基础处理工程

基础处理工程基础处理工程是为了提高地基承载能力和稳定性、改善和加强其抗渗性能及整体性所采取的工程措施。这些措施、主要有灌浆、防渗墙、桩基、预应力锚索、开挖回填等方法或几种方法的组合应用。其中灌浆是水利水电工程基础处理中最常用的有效手段。基础处理的目的（1）提高地基的承载能力，改善其变形特性；（2）改善地基的剪切特性，防止剪切破坏，减少剪切变形；（3）改善地基的压缩性能，减少不均匀沉降；（4）减少地基的透水性，降低扬压力和地下水位，提高地基的稳定性；（5）改善地基的动力特性，防止液化；（6）防止地下洞室围岩坍塌和边坡危岩、陡壁滑落；（7）在地基中设置人工基础构筑物，使其与地基共同承受各种荷载。基础处理工程分类1．钻孔灌浆2．地下连续墙（防渗墙）3．桩基4．高压喷射灌浆5．预应力锚固6．开挖回填基础处理工程的施工特点（1）地基处理属于地下隐蔽工程：由于地质条件复杂且情况多变，一般难以全面了解。因此，施工前必须充分地调查研究，掌握比较准确的勘测试验资料。必要时应进行补充地质勘探，据以制订相应的技术措施。（2）施工质量要求高：水工建筑物地基处理的施工质量，关系到工程的安危，一般难以全面准确地直接进行检测；发生质量事故，又难以补救。因此在施工过程中要继续搜集资料，及时分析、处理发现的问题，确保工程质量，不留隐患。（3）工程技术复杂、施工难度大：已建或在建工程的地基处理中，因地质条件的不同，很少有先例可以直接参考套用。因此在施工过程中需要进行室内或现场试验，逐步取得各项参数和施工经验，以供选择处理方案和解决施工中的技术问题。（4）工艺要求严格、施工连续性强：地基处理工程，特别是防渗墙和灌浆工程施工环节多、工艺要求严格，每一作业循环都要求按顺序连续快速进行，稍有延误和疏忽，就可能造成质量事故和重大经济损失。（5）工期紧、干扰大：地基处理工程施工，一般会受到汛期和工作面的限制，大部分施工先于或与主体工程交错进行，施工工期紧、干扰矛盾大。因此需要按枢纽工程施工总进度，统筹制定施工措施和施工计划，以利地基处理工程施工顺利进行。帷幕灌浆

（一）岩石基础帷幕灌浆1．施工特点钻孔较深，一般延伸到相对不透水层之中；钻孔呈线性排列，平行坝轴线，多靠近上游侧。2．施工次序岩石基础帷幕灌浆施工次序划分的原则是逐序缩小孔距，即钻孔逐渐加密其通常由单排、二排或三排孔构成。单排孔的施工次序为：先钻灌第Ⅰ次序孔，再钻灌第Ⅱ次序孔，最后钻灌第Ⅱ次序孔，分序施工，一般孔距1～3m。对于排与排之间（二排或三排）的施工次序为：先钻灌下游排，再钻灌上游排，最后钻灌中间排。3．施工程序基岩帷幕灌浆施工程序一般为：施工准备→钻孔→冲洗→表面处理→压水试验→灌浆→封孔→质量检查压水试验压水试验是在一定压力下（可借助水头自重压力或使用机械压力），通过钻孔将水压入孔壁四周缝隙中，根据压入的流量和压力，计算出代表岩层渗透特性的技术参数其表示方法：单位时间内压入水量的多少来表示岩石的渗透性。压水试验目的是确定地层的渗透特性，为岩基处理设计和施工提供必要的技术资料和依据。它是测定地层渗透性最常见的一种试验方法。灌浆浆灌浆浆顺顺序序：：同一一地地段段的的基基岩岩灌灌浆浆必必须须按按先先固固结结后后帷帷幕幕灌灌浆浆。。灌浆浆方方式式：：按照照灌灌浆浆时时浆浆液液灌灌注注和和流流动动的的特特点点，，可可分分为为纯纯压压式式和和循循环环式式灌灌浆浆。。纯压压式式灌灌浆浆：：单纯纯的的把把浆浆液液沿沿灌灌浆浆管管路路一一次次压压入入钻钻孔孔，，再再扩扩张张到到岩岩层层裂裂隙隙中中，，不不再再返返回回。。这种种方方式式设设备备简简单单，，操操作作方方便便，，但但由由于于灌灌浆浆段段内内浆浆液液不不是是经经常常处处于于有有一一定定流流速速的的状状态态，，特特别别是是长长时时间间的的灌灌注注，，当当吃吃浆浆量量逐逐渐渐变变小小时时，，浆浆液液流流动动逐逐渐渐变变慢慢，，浆浆液液中中的的水水泥泥颗颗粒粒易易沉沉淀淀，，并并堵堵塞塞岩岩层层裂裂隙隙和和管管路路，，影影响响灌灌浆浆效效果果。。因此此，，这这种种方方式式适适用用于于裂裂隙隙较较大大、、岩岩石石漏漏水水量量很很大大、、吸吸浆浆量量多多和和孔孔深深不不超超过过15m的的岩岩层层；；或或孔孔径径很很小小，，难难以以下下循循环环式式灌灌浆浆栓栓塞塞的的情情况况。。循环环式式灌灌浆浆：：浆液液通通过过进进浆浆管管压压入入钻钻孔孔后后，，一一部部分分被被压压入入裂裂隙隙，，另另一一部部分分由由回回浆浆管管返返回回拌拌浆浆筒筒。。这这样样，，一一方方面面可可使使浆浆液液始始终终保保持持流流动动状状态态，，防防止止泥泥浆浆沉沉下下，，保保证证了了浆浆液液的的稳稳定定和和均均匀匀，，提提高高灌灌浆浆效效果果；；另另一一方方面面又又可可根根据据进进浆浆浆浆液液比比重重和和回回浆浆浆浆液液比比重重的的差差值值，，判判断断岩岩层层吸吸浆浆情情况况。。施工工方方法法基岩岩的的钻钻进进方方法法主主要要有有:硬质合金钻进进钻粒钻进金刚石钻进牙轮钻进基岩的灌浆方方法（单孔灌灌浆）有以下下几种：（1）一次灌灌浆法将孔一次钻到到设计深度，，再沿全孔一一次灌浆（即即把全孔作为为一段来灌浆浆）。施工简简便，多用于于孔深10m内，基岩较较完整、透水水性不大的地地层。（2）分段灌灌浆法①自上而下分分段灌浆法②自下而上分分段灌浆法③综合灌浆法法④孔口封闭灌灌浆法自上而下分段段灌浆法特点：钻一段，灌一一段（即自上上而下逐段钻钻进，逐段安安设灌浆塞，，逐段进行灌灌浆）。施工程序：钻一段（一段段不超过5m）——冲洗洗——简易压压水试验———灌浆——待待凝（待孔段段孔口无涌水水的情况时，，在灌浆结束束后，一般可可不待凝）———钻进下一一段。如此钻钻、灌交替，，直至设计深深度。优点：由于灌浆塞安安设在已灌段段的底部，已已堵塞严密，，不至发生绕绕塞返浆；随随着灌浆段位位深度的增加加，能逐段加加大灌浆压力力，灌浆质量量比较好。缺点：钻、灌工序交交叉，工效低低。适用范围：多用于岩层破破碎、竖向节节理裂隙发育育等地质条件件不良地段。。自下而上分段段灌浆法特点：一次将孔钻到到设计深度，，然后自下而而上利用灌浆浆塞逐段灌浆浆。优点：工序简化，钻钻灌连续，省省工省时。缺点：灌浆塞常难堵堵塞严密，故故不能采用较较高压力，以以免浆液绕塞塞上窜影响灌灌浆质量适用范围：一般适用于岩岩层较完整坚坚固的地层、、以及裂隙不不很发育，渗渗透性不很大大的岩层中。。综合灌浆法：：通常接近地表表的岩层较破破碎，越往下下则越完整，，所以，上部部采用自上而而下分段，下下部采用自下下而上分段，，使之能保证证质量，又可可加快速度。。孔口封闭灌浆浆法将灌浆塞设在在孔口上，自自上而下分段段钻进，分段段灌浆，并不不待凝就钻灌灌下一段。优点：采用孔口封闭闭器封闭孔口口，由于孔口口封闭，灌浆浆效果好，可可以采用较大大压力；使全全部孔段都能能得到复灌，，对于结构松松散，易塌孔孔地层效果较较好，同时有有利于提高灌灌浆质量，省省去了待凝时时间，加快了了施工进度。。缺点：由于全孔经过过多次复灌，，消耗水泥较较多。（二）砂砾石石基础帷幕灌灌浆砂砾石基础帷帷幕灌浆施工工遵循的原则则：先边排，后中中排先外后内砂砾石地基的的特点松散体，须固固壁；孔壁不光滑、、不坚固，故故不能直接下下塞；孔隙大、吸浆浆量大，故大大多采用水泥泥粘土浆。砂砾石层的钻钻进一般采用用跟管钻进，，其方法主要要有：按造孔的方式式分：冲击钻钻进和回转钻钻进按冲洗液分：：清水冲洗钻钻进和泥浆护护壁钻进。砂砾石层的灌灌浆方法1．打花管灌灌浆法2．套管护壁壁灌浆法3．循环灌浆浆法（边钻边边灌法）4．预埋花管管法5．袖阀管法法1．打花管灌灌浆法使用刚度大、、强度高的厚厚壁无缝下部部带尖头的花花管（钢管）），将直接打打入砂砾石层层中(a)，，然后冲洗进进入管中的砂砂土(b)，，最后自下而而上分段拔管管灌浆(c)。此法虽然简单单，但遇卵石石及块石时打打管很困难，，故只适用于于较浅的砂土土层。灌浆时时容易沿管壁壁冒浆，也是是此法的缺点点。2．套管护壁壁灌浆法边钻孔边打入入护壁套管，，直至预定的的灌浆深度（（a），然后后冲洗钻孔，，干净后，接接着下入灌浆浆管(b)，，然后拔套管管灌注第一灌灌浆段（c）），再用同法法灌注第二段段(d)及其其余各段，如如此循序自下下而上逐段灌灌浆，直至孔孔顶。此法的的缺点也是打打管较困难，，为使套管达达到预定的灌灌浆深度，常常需在同一钻钻孔中采用几几种不同直径径的套管。3．循环灌浆浆法（边钻边边灌法）仅在地表埋设设护壁管，而而无需在孔中中打入套管，，缺点也是容容易冒浆，而而且由于是全全孔灌浆，灌灌浆压力难于于按深度提高高，灌浆质量量难于保证。。4．预埋花管管法在钻孔内预先先下入带有射射浆孔的灌浆浆花管，管外外与孔壁将花花管组装与结结构如示意图图。其施工程序为为：钻孔→清孔→→下花管→下下填料→待凝凝→下塞→开开环→灌浆。。1-花管；2-防滑环；3-橡皮箍；4-射浆孔二、坝基固结结灌浆为了增强大坝坝岩石地基的的整体性，提提高弹性模量量和抗压强度度，通常要进进行坝基固结结灌浆。1．施工特点点一般在基岩表表层钻孔，经经灌浆将岩石石固结。（1）一般宜宜在混凝土盖盖层的条件下下进行，盖层层混凝土必须须达到50%设计强度度后方可施工工；（2）多在基基坑开挖和坝坝体混凝土浇浇筑等工序之之间穿插进行行，干扰性大大，突击性强强；（3）在建基基面的大面积积上进行，钻钻孔布置采用用三角形、正正方形、六边边形等形式为为宜；（4）一般采采用单孔或群群孔灌浆。2．施工程序序基础固结灌浆浆的施工程序序：同基岩帷帷幕灌浆。其其中不同之处处如下：钻孔的孔径和和深度为：浅孔固结孔（（深度≤5m）：φ32~50mm中深孔固结孔孔（深度5~15m）；；φ50~65mm深孔固结孔（（深度≥15m）；φ75~91mm3．施工方法法固结灌浆施工工以一台灌浆浆机灌一个孔孔为宜。必要要时，可考虑虑将几个吸浆浆量小的灌浆浆孔并联灌浆浆，严禁串联联灌浆。并联联灌浆的孔数数，不宜多于于4个，并控控制压力，防防止混凝土面面或岩面抬动动。宜采用循循环灌浆法，，可根据孔深深及岩石完整整情况采用一一次灌浆法或或分段灌浆法法。三、隧洞灌浆浆在同一个部位位上的灌浆顺顺序，应按先先回填灌浆，，再钢衬接触触灌浆，最后后进行围岩固固结灌浆的顺顺序进行。1．回填灌浆浆2．钢衬接触触灌浆3．固结灌浆浆1．回填灌浆浆（1）施工特特点灌浆压力较小小，复灌次数数较多，耗灰灰量较大，灌灌浆孔采用预预埋管或手风风钻孔；顶拱拱回填要将隧隧洞划分若干干区段，长度度不大于50m；同一区区段内同一次次序的孔可以以全部贯通，，再进行灌浆浆；采用孔口口封闭压入式式灌浆；孔隙隙大，要注入入水泥砂浆。。（2）施工程程序施工准备→钻钻孔（或通孔孔）→灌浆→→压浆试验→→封孔→质量量检查（3）施工方方法一般采用孔口口封闭压入式式灌浆法。在在衬砌混凝土土与围岩之间间的空隙大的的地方，第一一次序孔可用用水泥砂浆采采取填压式灌灌浆法灌浆，，第二次序孔孔可用纯水泥泥浆进行压入入灌浆；空隙隙小的地方，，可直接用纯纯水泥浆进行行静压灌浆。。2．．钢钢衬衬接接触触灌灌浆浆（1））施施工工特特点点灌浆浆压压力力较较小小，，复复灌灌次次数数多多，，耗耗灰灰量量小小，，一一般般采采用用电电钻钻开开孔孔，，孔孔径径较较小小，，但但孔孔径径不不宜宜小小于于12mm。。（2））施施工工程程序序补充充开开孔孔→→焊焊管管→→灌灌浆浆→→封封孔孔→→质质量量检检查查灌浆浆结结束束为为：：在在规规定定压压力力下下，，灌灌浆浆孔孔停停止止吸吸浆浆，，延延续续灌灌注注5min，，灌灌浆浆即即可可结结束束。。（3））施施工工方方法法钢衬衬接接触触灌灌浆浆施施工工方方法法：：宜宜采采用用先先从从低低处处的的一一孔孔或或数数孔孔进进浆浆，，上上方方的的孔孔作作为为排排气气排排水水孔孔。。待待上上方方孔孔排排出出浆浆液液并并达达到到与与进进浆浆浓浓度度接接近近时时，，再再接接上上同同灌灌，，直直到到灌灌浆浆结结束束。。3．．固固结结灌灌浆浆（1））施施工工特特点点①沿沿隧隧洞洞四四周周横横断断面面布布孔孔，，并并按按环环间间分分序序，，环环内内加加密密的的原原则则进进行行布布孔孔；；②大大多多为为浅浅孔孔（（深深入入岩岩基基2~5m）），，灌灌浆浆孔孔为为预预留留或或钻钻孔孔；；（2））施施工工程程序序隧洞洞固固结结灌灌浆浆的的施施工工程程序序：：同同基基础础固固结结灌灌浆浆，，但但当当预预留留孔孔时时，，钻钻孔孔主主要要为为通通孔孔。。另另有有不不同同如如下下：：①钻钻孔孔：：浅浅孔孔固固结结孔孔（（深深度度2~5m））或或预预留留孔孔直直径径不不小小于于50mm。。②质质量量检检查查：：压压水水试试验验的的孔孔数数一一般般不不少少于于总总孔孔数数的的5%；；检检查查孔孔的的数数量量一一般般不不少少干干灌灌浆浆孔孔总总数数的的5%。。（3））施施工工方方法法固结结灌灌浆浆施施工工以以一一台台灌灌浆浆机机灌灌一一个个孔孔为为宜宜。。必必要要时时，，可可考考虑虑将将几几个个吸吸浆浆量量小小的的灌灌浆浆孔孔并并联联灌灌浆浆，，严严禁禁串串联联灌灌。。并并联联灌灌浆浆的的孔孔数数，，对对于于隧隧洞洞固固结结灌灌浆浆不不宜宜多多于于2个个，，孔孔位位保保持持对对称称。。其其他他同同坝坝基基固固结结灌灌浆浆。。四、坝基接接触灌浆1．施工特特点河床段的接接触灌浆：：在固结灌灌浆部位，，结合固结结灌浆进行行；在不布布置固结灌灌浆孔的地地区，接触触灌浆在浇浇筑底层混混凝土并具具有一定盖盖重后即可可进行。灌灌浆方法与与坝基固结结灌浆完全全相同。岸坡坝段接接触灌浆：：在接触面面上埋设灌灌浆系统，，用坝体接接缝灌浆方方法进行灌灌浆；先浇浇一层混凝凝土后，风风钻打孔，，深入基岩岩0.5~1m，然然后埋上铁铁管，并联联各孔，引引出坝外，，分别进行行灌浆；也也可与固结结灌浆结合合在一起进进行，即在在混凝土面面上直接钻钻孔，完全全用坝基固固结灌浆的的方法，分分次序逐孔孔灌浆。2．施工程程序（1）坝基基接触灌浆浆施工程序序：同坝基基固结灌将将。（2）灌浆浆结束为：：在规定压压力下，灌灌浆孔停止止吸浆，延延续灌注5min，，灌浆即可可结束。3．施工方方法坝基接触灌灌浆施工方方法：同坝坝基固结灌灌浆。可结结合固结灌灌浆进行。。五、接缝灌灌浆1．施工特特点灌前预埋管管或拔管，，灌浆系统统要求质量量较高，准准备工序较较多；灌浆浆工艺要求求高，可复复灌性差。。2．施工程程序六、地下连连续墙（防防渗墙）1．防渗墙的类类型2．防渗墙墙的应用在一般情况况下，对松松散砂砾石石地基的防防渗处理，，采用防渗渗墙较其它它处理措施施具有工程程量小、施施工简便、、受地层条条件制约较较少、运行行可靠等优优点。在水水利水电工工程中，除除用作大坝坝和围堰的的地基（包包括堰身））防渗外，，并用来对对已建成的的病险土石石坝进行加加固、防渗渗处理。3．施工特特点连续性的特特点，在布布置供电系系统时，要要注意保证证供电不能能中断；对对邻近的结结构和地下下设施影响响很小，可可在建筑物物、构筑物物密集地区区进行施工工；一般施施工振动小小、噪音低低，属低公公害施工；；施工深度度大，最大大深度已达达100m。4．施工程程序防渗墙工程程一般施工工程序槽段施工顺顺序槽孔划分及及施工顺序序(a)分期期施工；(b)顺序施工工；(c)双反反弧接头孔孔连接施工工1、2、3—表示施施工顺序5．施工方方法采用逐段施施工方法，，周而复始始进行。对对于每段混混凝土防渗渗墙的施工工过程，大大致可分以以下几步：：（1）施工工准备：除三通一平平外，还包包括泥浆系系统（搅拌拌、储存））、混凝土土系统、开开挖导向沟沟并埋设导导向槽板、、施工导浆浆平台的构构筑、开槽槽机械的轨轨道铺设和和安装及其其他临时设设施的布置置。（2）造孔孔：在始终充满满泥浆的沟沟槽中，利利用专用挖挖槽机械进进行挖槽。。一般用冲冲击钻较多多，钻具提提升后利用用自重冲击击孔底破碎碎岩石，整整个钻进过过程用泥浆浆固壁，冲冲击钻造孔孔功效不仅仅受地层土土石类别及及架空情况况、钻孔深深度影响，，而且与地地下水水位位、流速等等有很大关关系，随着着孔深的增增加，地下下水位较高高、流速较较大，钻孔孔效率下降降较大。成槽工艺有有钻劈法、、抓斗成槽槽法（单抓抓、多抓））、钻抓法法、铣削法法。其中：：国内应用用最多的为为抓斗成槽槽法和钻抓抓法，国外外应用最多多为铣削法法。（3）泥浆浆护壁过去用粘土土浆，但含含沙量高，，故现多用用膨润土。。其作用：：保证槽壁壁稳定；悬悬浮作用，，能保证钻钻碴不沉淀淀；冷却钻钻头。（4）槽孔孔孔形检查查及验收造孔工作结结束后，应应对造空质质量进行全全面检查验验收（包括括孔位、孔孔斜、孔深深、孔宽、、孔型等））。检查合合格后方可可进行下道道工序，即即清孔、换换泥浆及端端头孔泥皮皮刷洗等。。（5）清孔孔检查及验验收合格标准为为淤积厚度度≤10cm；孔内内泥浆密度度≤1.3g/cm3；粘度度≤30秒秒；含沙量量≤10%。二期槽槽孔端头孔孔刷洗标准准为刷子钻钻头上基本本不带泥屑屑、孔淤积积不再增加加，清孔验验收合格，，应于4h内浇筑混混凝土，因因下设墙体体内埋件不不能按时浇浇筑，一般般应重新进进行清孔验验收。（6）两端端放入接头头管（又称称锁口管））。（7）将已已制备的钢钢筋笼下沉沉到设计高高度（对钢钢筋混凝土土防渗而言言）。混凝凝土浇铸或或墙体填筑筑：待插入入水下灌注注混凝土导导管后，即即可进行混混凝土浇筑筑。由于是在泥泥浆下浇筑筑混凝土，，一般都采采用直升导导管法。由由于不能振振捣，要利利用混凝土土自重，所所以对混凝凝土级配有有特殊要求求：混凝土土应有良好好的和易性性，规范规规定入孔时时的塌落度度为18～～22cm，扩散度度为34～～40cm，最大骨骨料粒径不不大于4cm。在泥浆下采用用直升导管，，导管底口距距槽底15～～25cm，，将木球（或或可浮起的隔隔离球）放入入导管（球直直径略小于导导管内径），，开浇后挤出出塞球、埋住住导管底端（（即先用砂浆浆，再用多于于导管容积的的混凝土，一一下子把木球球压至管底）），灌满后，，提升20～～30cm，，使木球跑出出，混凝土流流入孔内，连连续上料，但但要保证导管管提升后底部部埋入混凝土土内（深度1～6cm）），随着混凝凝土面的均匀匀上升（上升升速度大于2m/h，高高差小于0.5m），导导管也随之提提升，连续浇浇筑，直至结结束。（8）待混凝凝土初凝后，，拔去接头管管。（9）墙段连连接即一、二期连连接段的施工工，可采用钻钻凿法、接头头管法（预埋埋）、双反弧弧法、铣削法法。（10）成墙墙质量检查在接头处或有有缺陷的地方方打检查孔取取芯（混凝土土芯）、超声声波检测。高压喷射灌浆浆（旋喷法）旋喷法是利用用旋喷机具造造成旋喷桩以以提高地基的的承载能力。。也可以作为为连锁桩施工工或定向喷射射成连续墙用用于地基防渗渗。旋喷法适适用于砂土、、粘性土、淤淤泥等地基的的加固，对砂砂卵石（最大大粒径小于20mm）的的防渗也有较较好的实验效效果。1．施工特点点可控制浆液的的扩散范围；；可控制浆液液的压力、流流量、浓度、、提升速度，，获得所需的的固结体；主主要材料为水水泥；施工设设备轻便、噪噪音小。2．施工程序序施工准备→造造孔（定孔、、钻孔）→试试喷和下喷杆杆→喷射灌浆浆（制浆、喷喷射）→静压压灌浆→冲洗洗→移动机具具→质量检查查3．施工方法法（1）造孔（（定孔、钻孔孔）：将使用用的钻机安置置在设计的孔孔位上，水平平校正，使钻钻杆头对准孔孔位中心；旋旋转振动钻机机或地质钻机机钻孔。（2）试喷和和下喷杆：将将喷射注浆管管插入地层预预定的深度或或与钻孔作业业同时完成。。（3）喷射灌灌浆（制浆、、喷射）：按按要求进行旋旋喷、摆喷或或定喷提升。。（4）清洗、、移动机具：：用清水冲洗洗干净注浆管管等机具设备备；钻机移至至新孔位。（5）质量检检查：质量检检查在高压喷喷射注浆4周周后进行，其其具体内容和和方法不再叙叙述。旋喷法的工艺艺流程，如右右图（a）钻孔；；（b））旋喷开始；；（c））旋喷提升；；（d））成桩桩基（一）振冲桩桩1．施工特点点振冲法即振动动水冲法，是是以振冲器的的振动和挤密密作用，对松