水利基础处理工程二

第三章基础处理工程

水工建筑物的基础，按照地层的性质可分为两大类型：①岩基②软基（包括土基和沙砾石基）。一．各类型的水工建筑物对地基基础的要求

1．具有足够的强度，能够承受上部结构传递的应力；

2．具有足够的整体性和均一性，能够防止基础的滑动和不均匀沉陷；

3．具有足够的抗渗性和耐久性，防止发生严重的渗漏和渗透破坏及地下水的侵蚀破坏。二．地基处理的方法

1．地基开挖：在地基范围内将不合设计要求的覆盖层、分化破碎有缺陷的岩层挖掉，是一种最通用可靠的处理方法

2．断层、软弱夹层、破碎带处理方法

砼塞、砼拱、截水槽、防渗墙常用

岩溶处理可用堵、铺、截、围、导、灌

3．砂砾石、软土地基处理

防渗：截水槽、打板桩、防渗墙

加固：预压、换砂、砂井、振动密实、打桩、灌浆等

第一节坝基岩石灌浆一．岩基灌浆的分类及部位

岩基灌浆按目的可分为帷幕灌浆、固结灌浆和接触灌浆。1．帷幕灌浆：①目的：减少坝基的渗流量、降低渗透压力，保证地基的渗透稳定。

②部位：布置在坝基迎水面下的基础内，形成一道连续而垂直或向上游倾斜的幕墙。

③特点：孔较深，通常要求孔深入到岩基，多采用单孔灌浆，使用的灌浆压力较大；斜幕一般比直幕效果好，但施工较复杂；

灌浆时间应在水库蓄水前完成；通常都在基础灌浆廊道内进行，廊道尺寸通常宽2～3m，高3～4m。(图3-1)2．固结灌浆：

①目的：提高和改善岩基的物理力学性能(强度和整体性)，减少开挖深度，增强防渗效果。

②部位：灌浆的范围主要根据大坝地基的地质条件、岩石破碎情况、坝型和基础岩石应力等条件而定。

③特点：孔深一般为5～8m，也有深达15～40m；孔在平面上呈网格交错布置，通常采用群孔冲洗和群孔灌浆；灌浆时间多是在基础开挖和坝基基础部位混凝土浇筑等工序间穿插进行。3．接触灌浆：

①目的：加强坝体混凝土与岸坡或地基之间的结合能力，提高坝体的抗滑稳定性，同时也能增加岩基的固结强度和防渗性能

②部位：在固结灌浆部位，可结合固结灌浆进行

③特点：可通过混凝土钻孔压浆或预先在接触面上埋设灌浆盒及相应的管道系统；应安排在坝体混凝土达到稳定温度后，防止混凝土冷缩拉裂；灌浆压力通常不超过0.1～0.3MPa。二、岩基灌浆材料浆液应具备可灌性；有防渗性，强度和粘结力；流动性；稳定性水泥灌浆、水泥粘土灌浆、化学灌浆。三种材料比较：

水泥浆液最为普遍，可靠、设备和工艺简单、成本低廉的优点；

水泥粘土浆虽成本低但结石强度不高；

化学灌浆是为解决有特殊地质条件或建筑物的裂缝等采用通常的颗粒材料难以灌进，成本较高，施工复杂，工艺要求严。

二．水泥灌浆对材料的要求

1．水泥：颗粒细、稳定性好、胶结性强、结石强度高和耐久性好，标号不低于425号。水泥细度要求一般来讲水泥颗粒粒径应不大于岩石裂隙宽度的1/3～1/5，水泥浆才易于灌入。

2．掺合料：惰性材料如砂、粘土、粉煤灰用以节约水泥；活性材料如减水剂、速凝剂、缓凝剂等有助于加强浆液流动性和扩散性，提高灌浆效果。

3．水：与一般混凝土拌和用水一样。三、水泥灌浆施工1．钻孔：①钻孔机械：回转式钻机②要求：孔位、孔向、孔深应符合设计要求。孔位偏差不超过10cm，对垂直或倾角小于5度的帷幕孔其孔斜偏差不得大于规定数值；孔径上下均一，孔壁平整；帷幕钻孔方向原则上应较多地穿过裂隙和岩层层面，钻孔角度通常控制在0度～10度之间。（图3-2）2．冲洗：在灌浆以前将残存在孔底和粘滞在孔壁的岩粉铁末冲洗出孔外，并将岩层裂隙和孔洞中的充填物冲洗干净。

冲洗方法有单孔冲洗和群孔冲洗。

3．压数水试赏验：妹压水糕试验丧主要库是测络定岩锻层的畏渗透肃特性竟，为野岩基溉灌浆净或处换理提弟供必鹊要的减依据爸。在摊一定史压力活之下砖，通烟过钻聪孔将洽水压聋入孔输壁四吗周的胳缝隙日中，绩根据运压入刘的水双量和鸭压水代时间斤，计妈算出借代表拘岩层邀渗透网特性诞的技嘱术参库数q。地林层透水纱率q=Q/腹LPq——地层透水失率，Lu田/()Q——压入忆流量稀，L/钞mi谊nP——试验悠压力陵，m，通赤常为枕同段苏灌浆专压力驼的70确%～80局%L——试验木孔段锄长度袄，m，与待灌浆哭段长畜一致绒，一刮般为5～6m在预炮定压叹力下响，每5m舌in测读想一次发流量拜，当训试验救结果典符合之下列疗标准币之一帐时即绳可结待束试偿验，轮以最滩终流辽量作库为计步算流屠量，刮标准愚如下制：①歼流量妻之一促大于5L般/m鸭in时，皱连续晶四次跟读数觉，其贴最大冷值与停最小御值之侵差小捐于最苏终值10鼻%。②倾流量黄均小貌于5L容/m清in时，自连续雀四次威读数闷，其育最大俘值与路最小粱值之缺差小丙于最肿终值20木%。③针连续乏四次牌读数摸，流校量均浮小于0.严5L摸/m还in。4．灌壶浆的位方法待和工扬艺：①壤钻孔锈灌浆佣次序数：遵眠循分弱序加寨密的敞原则木。a.分序赢加密，浆滤液逐迎渐挤朴压密耗实，傅可促怪进灌盾浆区裳域的谋连续效性；b.逐序寨提高步灌浆拐压力，有雅利于尝浆液娱的扩岛散和咐提高剃浆液考的密井实性肤；c.通过锈后灌裂序孔堪和单太位吸巧浆量谋的变镜化可趁推断蹄先灌淡序孔答的灌既浆质方量和棋效果为；d.可减症少相雨邻孔抖串浆棋现象蜂，有纳利于亲施工礼。地基宵灌浆谊一般这按照常先固弊结后雷帷幕胁顺序伴。②僵灌浆附方法揉：按乘灌浆处时浆辉液灌肢注和票流动霉的特投点，病分纯压付式和循环身式。按钻吼孔灌多浆顺嘴序，绕分全塞孔一夏次灌译浆和接分段妇灌浆许。③灌浆距压力：通替常指哄作用攀在灌拌浆段绕中部渐的压纺力，文是灌攻浆施草工中稼的重党要控患制参漫数，抚在不芦致破利坏岩乞基稳险定和肿坝体签安全杏的前舍提下酸，尽挎可能莫采用领比较膨高的更压力堂。一般离认为亩帷幕墓灌浆已表层凳孔段香的灌前浆压覆力不及宜小秤于1～1.简5倍帷由幕的厘工作舟水头凤，底偷部则填以2～3倍工颤作水仰头为夜宜；定固结奋灌浆稼的压零力，啦浅孔晴无压活重时班，可病采用0.统2～0.芽5M讲Pa，有梳压重倘时，名可采亿用0.极3～0.脊7M蜡Pa，深碍孔固辜结灌柜浆可壤参照章帷幕元灌浆霉确定隆。④灌浆筝压力碧和吸承浆率杀的控钓制及贤浆液得稠度脊的变牢换：a．以灌桃浆压逐力为足主的尚控制适用幸于透纽奉水性究不大四，裂墓隙不黄太发夫育，洋岩层筑比较妥坚硬博完整拢、使杀用的信灌浆察压力抓不高减的地张层。优点铜：使袍细小挨的裂蓬缝得替到充和分的迷灌注倚，有培利于隆提高钻灌浆域质量看。缺点锄：可王能造课成浆城液扩尚散太谈远，查在缓宣倾角悔地质捷软弱崭面时众，易界引起或岩层短抬动馆。可结既合吸们浆率炸和浆愤液稠狐度一才起考歼虑。宾当吸液浆较姿小时器应灌怎稀浆沫，尽醒快升躲到规浩定的昂最大极灌浆砍压力偷；当纷吸浆茅率较群大时暖，应计灌浓贯浆，词并逐婶渐升盗压。b．以吸陷浆率仍为主催的控汉制适用问岩层更破碎绕，透健水性驱较大谱或使短用的升灌浆纳压力爹较高圆时。优点胶：可异以减姻少浆店液的握流失返，不吧易引垂起岩务层的叶抬动扑，不落需使指用大崖排浆搬量的菜灌浆必泵。缺点筋：影惑响细湾小裂箱缝的塑灌注客效果君，增餐加钻朽孔数切量。在灌罪浆过步程中建对吸蹦浆率巴大小雕的控护制，够主要楼视地为质结继构而开定。催对具散有缓粮倾角清裂缝鼻和软蔽弱面穗的岩吓层，虾一般蕉可控叛制在5L循/（mi死n.腾m）左境右。蚕若吸傍浆率征大于碑规定佛值，第就降扒低压魄力，里以控泥制吸娇浆率弦不超卧过规柴定值持。c．浆液贡稠度厅变换岩基的灌浆迎中的刷浆液弹稠即织水灰掉比有8∶筋1、5∶当1、3∶嘱1、2∶液1、1.荒5∶缸1、1∶鸽1、0.告8∶秘1、0.注6∶肤1、0.柴5∶飞1。灌浆毫过程寸中，月必须斥根据倡灌浆眯压力纺或吸篇浆率系的变绑化，籍适时恭调整随浆液洲稠度外。浆液抓稠度钱的变须换遵盲循由咸稀到映浓的纺原则。当堪灌浆趟压力淹保持阿不变修，吸岂浆率窑均匀丘减少博时；坝或吸犬浆率粱不变恋，压伤力均奇匀升罩高时夏，不报得改滥变水挨灰比岗。采症用限电量法海控制甲时一贪般当锤某一街级水然灰比费浆液券的灌祥入量造已超忧过限道量，吨而灌眨浆压阻力或千吸浆员率均野无改胀变或宫改变秒不明耻显时骑，应挨加浓姐一级惑水灰哀比。⑤灌替浆结抗束条纸件和内封孔a．结舰束标偶准：历一般用两隔个指捐标控明制，一闪个是牧残余争吸浆格量即创灌到睛最后多的限晃定吸善浆量耕；一罪个是煮闭浆昨时间潜即在申残余绒吸浆韵量的疼情况端下保跌持设何计规物定压伏力的孔延续康时间枯。架国内深帷幕辫灌浆头工程住中，酿大多台规定醉在设倘计规家定压止力之旋下，追灌浆芬孔段顽的单争位吸电浆小补于0.惑4L缠/m贞in时，烤延续30～60禾mi辩n，就帝可结敲束；雹固结兄灌浆裂的结址束标竹准是酷单位合吸浆给量小催于0.络4L盗/m长in时，芒延续鼻时间30超mi太n。b．封脆孔：鞋灌浆强结束第后，确随即枯将灌夹浆孔毅清理牢干净躬用水芹泥砂敌浆填染实。⑥质暑量检钓查钻检倾查孔叹，通爸过压芳水试胞验和护浆液孔注入纷率检锈查通过驻检查病孔，院钻芯通检查耻，或踏钻孔杀照相帮、摄依像，居观察榆质量开挖饮平洞帅、竖器井或航大口屑径钻秀孔，枪让人虹进入惠检查炊，并聚可直付接进沫行抗攀剪强赶度、液模量扒等试钓验地球眉物探小方法蔽，静妹（动俱）力搅触探衣，瑞气利波厚等四、烤化学盆灌浆将有脱机高我分子烈材料码配制拾成的定浆液井灌入垮地基枣或建竭筑物乒裂缝愚中，迎经胶鲁凝固揭化后怎，达削到防爪渗、疾堵漏撕、补瓶强、狡加固请的目煮的。堵漏络类：水赛玻璃乖，聚堡氨酯早类等野；补强缘瑞类：环命氧树吸脂类戏，甲拆凝类着等。第二籍节窑砂贝砾石松地层雁灌浆砂砾出石地鸣层具肾有结陪构松疮散，均空隙昂率大裂，渗痰透性劝强的加特点单。采用榜固结蜡灌浆镜或帷持幕灌昂浆期。一、蜘砂砾兼石地欠基的特可灌团性砂砾傲石地舅基的兴可灌断性是兆指砂撞砾石蛮地层汁能否蜘接受烈灌浆惭材料镰灌入亩的一箩种特蛮性。找它是缺决定咸灌浆暗效果尤的先煎决条够件。1.可灌种性决槐定因粮素主要伟决定蚀于地层爸的颗辩粒级恨配、灌浆冲材料桨的细露度、灌浆抬压力眉和灌斜浆工迎艺等因瞎素。2.可灌炒性衡像量参津数在工殖程实聪践中,常以束可灌社比来扔进行剃衡量.M=D15牛/d85式中M-可灌胜比;M越大迎，可电灌性宵越好理。D15谦-砂砾六石地昏层颗练粒级加配曲愉线上骡含量丝式为15俯%的粒略径，mm；d85辰-灌浆恩材料梅颗粒冲级配疾曲线受上含偶量为85拼%的粒叮径，mm；二、柱灌浆扶材料北：以水版泥粘婶土浆掀为宜嫂。三、绣钻灌惩方法射：打管掏灌浆离（螺图3-耍10）自下色而上迅，简腿单，脖防渗胜性能乌较差垒，多哑用于鼠临时住工程馋（围供堰）给。套管狂灌浆边钻洽孔，锣边跟促套管模，自苹下而匙上，毅不会团产生衡坍孔勺埋钻自问题醉，但玩易产殿生地旺表冒穗浆。循环若钻灌穿（图3-岔11）自上益而下划，钻标一段炸灌一肾段，洒钻杆是兼作样灌浆束管。裂应封翠闭孔香口，速防止躬地面模抬动次和地闲表冒版浆。预埋推花管烛灌浆尊（歇图3-缴12）钻机运钻孔蓄，跟衬套管介，套盟管内狮安设食花管从，花柏管与仅套管廊间灌哗注填冶料，乒边拔袜套管则边灌晒注，若形成瓦强度乎后，宿再花盛管注趁浆。可重胖复灌丛浆，恨确保学质量棚，但牲管材做耗用绕多。第三株节弃防渗御墙施聋工一想防渗追墙防渗尖墙是岛修建械在挡组水建树筑物腔和透急水地横层中雁防止承渗透抢的地抚下连惨续墙剖。作用险：1.控制拉闸、辣坝基伶础、闭土石域围堰者及其冬基础蚕渗流返；2.防止虫泄水便建筑杜物下杏游基亏础的龙冲刷3.水工论建筑渐物基述础的萍承重4.加固论病害恳的土齐石坝厉及堤名防工旗程5.地下索水库幻玉的修读筑等二拖防渗援墙的冤基本予型式防渗兴墙的吧基本版型式夏是槽眠孔型漠。它鹊是由接一段百段槽春孔套命接而光成的订地下娘墙。蕉先施斥工的说槽孔辰称一历期槽技孔,后施专工的鞭称二诸期槽至孔。三秧防渗窃墙的姓材料1.刚性皮材料(1袖)普通爆混凝近土。(2墙)粘土俭混凝映土。(3耕)掺粉泛煤灰膝混凝源土。2.柔性羊材料(1存)塑性慎混凝椒土（庭粘土/膨润桃土）擦。(2街)凝灰浮浆。(3田)固化非灰浆肆。四湖防渗农墙的挑施工1.造孔图准备(1脚)必须秤根据杜防渗缝墙的生设计绣要求猛和槽侨孔长窜度的忍划分,作好月槽孔散的测晚量定呢位工毫作,并在循此基省础上,设置掌导向炮槽。(2达)导向倚槽安跟置好疏后,在槽瓣侧铺略设造加孔钻律机的叠轨道,安装捎钻机,修筑绞运输姥道路,架设送动力吴和照慈明线兵路以垃及供什水供围浆管册道,做好秒排水些、排兼浆系啦统。(3遮)向槽蔬内充柔满泥柏浆,保持屡泥浆朗面在别槽顶页以下30傲-5恒0c零m。2.泥浆该和泥乎浆系律统为了鄙确保诱防渗版墙的毕施工鄙质量,在造楼孔成稿墙的勾过程较中必柱须维纹持槽愉孔孔昆壁的朋稳定校。工度程中安常用树泥浆两护壁停来解合决这租个问制题，额泥浆淡除了固壁牺作用外,在造货孔过索程中,尚有悬浮总岩屑和冷却均润滑鲜钻头的作胜用;成墙央以后,渗入埋孔壁皆的泥贵浆和逢胶结斗在孔馒壁的继泥皮,还有防渗伞作用。3.造孔仅成槽(1烧)钻劈废法，次适用转于砂治砾石命地层(2慌)钻抓并法，阀适用舅于松历散软锈弱地糊层(3奔)分层计钻进帜法(4祖)铣削借法4.混凝值土浇释筑防渗乡丰墙的耐混凝服土浇族筑和猴一般痰的混止凝土闪浇筑扔不同,是在摇泥浆插液面你下进渡行的穴。必悠须：（1）不象允许全形成证泥浆爪夹层楚；（2）确项保混盖凝土颗与基衰础以垃及一野、二迁期混牢凝土馅之间怕的结财合（回施工挠缝）尿；（3）连偶续浇休筑、精一气醉呵成饶。泥浆厨下浇圆筑混莫凝土坦常用壮直升圣导管绵法（拿图3-塘18）。确保到导管腔底端询始终华埋在躺混凝皮土和蚁砂浆尤里面末。五、演质量芳检查倍：槽感孔检永查、溜清孔缝检查否、混笨凝土爽质量仔检查铲、墙止体质筐量检营测。第四亚节竹高压原喷射怖灌浆碑施工一、陪高压腿（10伶-3杯0M婶Pa）喷匀射灌础浆作担用冲切贵掺搅吧作用升扬嫁置换镇作用挤压丧渗透使作用位移屋握裹唉作用二、慨高压警喷射则凝结汁体三、水高压他喷射薯灌浆荣施工挑方法驱：单绞管、粮双管肌、三除管和多我管法剃。四、喇施工赏程序赔与工抚艺：顶造孔自、下稳喷射万管、谊喷射挡提升伸、成付桩（翠墙）济。单管浆液双管内浆外气三管气水浆向家失坝上断游围城堰防办渗墙包壮观榴的施梨工场传景帷幕童灌浆屡施工团现场架（分滨序加厌密施肿工法瘦）高压伟旋喷浑桩施烧工高喷躬防渗举墙在何深厚新覆盖初层施律工第五挽节临软土安地基摄处理战方法1、软招土地拒基的民工程窄问题钳及解测决途聪径含水毫量大宣于液洋限、欲孔隙孤比大迫于1.姻0的粘天性土杨及标境准贯彼入击除数小编于4的砂额性土劲地基隶通称批软基慈。软土滋的物臂理力泡学特丑性天然员孔隙淋比大皂：e>1天然竟含水沟量高绝：w≥wl压缩查系数雪高渗透博系数笨小抗剪召强度委低灵敏旧度高具有律明显芳的流促变性软土姑地基仓问题众及处锐理方瘦法2、墙在软约基上诵建筑郑工程攻的主堂要问脆题是趁地基潮的强妥度低个，地箱基承指载力妈低，禽引起惠建筑裁物下牙陷量伸大，兔建筑习物易蚀失稳盟。必劣须进底行处冷理，在建筑感物结绝构方面盗采取掌的措魂施采用塌轻质抄材料坡；采分用轻关型结煮构；溜采用晌深基芬础结半构。在地基棚处理醉方面采取庙的措其施：夯实妖法及悼碾压番法换土作垫层鞋法排水毫固结阀预压成法挤密摆法和帽振冲紧法强夯盘法深层倘搅拌叮法高压肥喷射白注浆啦法夯实究法及疫碾压抚法通过晴夯锤超或机桥械，沙夯击抖或碾慨压填续土、邮疏松祸土层找，使扭其孔隙冲体积嚷减少寇、密含实程喜度提巨高，这雷种作略用称烦为压实。压实牙能降携低土茎的压寨缩性齐、提渔高其杨抗剪游强度夜、减加弱土葛的透弯水性会，使西经过掉处理跨的表该层弱舟土成旋为能愈承担告较大瞒荷载随的地咸基持窝力层沾。换土廉垫层罢法当建敬筑物国基础园下的灿持力糠层比味较软脆弱、册不能递满足萍上部月荷载惯对地仔基的登要求直时，洋常采京用换土渠垫层早法来处呀理软缴弱土景地基音，即念将基筐础下倍一定艳深度双内的蜜土层外挖去门，然棋后回姓填以评强度伟较高房诚的砂砌、碎植石或泽灰土罪等，艰并夯匙至密荷实。换土踪蝶垫层逐按其验回填与的材挣料可封分为床砂垫尝层、趴碎石柿垫层宽、灰住土垫拿层等尚。砂垫稠层的犹主要驻作用授：1.提高歉浅基辨础下素地基护的承死载力财；2.减少彩沉降莲量；3.加速福基底些下软视弱土概层的搬排水曲固结申；4.防止齿冻胀瞎；5.消除擦膨胀奋土的殖胀缩纺作用取。换土悔垫层旅法碎石妻垫层姐施工排水兴固结直预压忌法排水葵固结移预压靠法是利慈用地漂基土器排水催固结桃的原渐理，俊通过凭施加捞预压县荷载为，并独增设及各种帆排水咳条件茅（砂斩井、询塑料信排水停板、肺排水惩垫层案等排诵水体雹），苍以加弓速饱言和软积粘土价固结忙发展难的一居种软贿土地艘基处凶理方蓝法。根据卵固结原理论固，粘性推土固取结所份需时颜间与及排水虏距离纠的平祖方成藏正比。因卸此，答为了桶加速瓦土层代的固屿结，社最有祥效的仍方法同是增鼻加土炒层的溉排水际途径蚂，缩哥短排战水距屋离。（1）堆叮载预姻压法（2）塑倘料排秀水板披堆载椒预压它法（3）真尸空预摸压法真空鸡预压猴处理仆软基真空雕预压君处理涌软基塑料嗽排水间板施犯工（1）塑料板排水忠板施迹工（2）挤密景法和冈振冲群法在砂绑土中柳，通正过机滥械振杜动挤贷压或懂加水狠振动笋可以雕使土罚密实匠。挤齐密法余和振驰冲法津就是拉利用乘这个寻原理酱发展未起来盏的两兵种地尝基加签固方舍法。挤密氧法的孙加固葵机理借主要稍靠桩迎管打杂入地烦基中载，对帽土产农生横瘦向挤雪密作蓬用，赠在一畜定挤招密功揪能作迹用下匆，土烘粒彼呈此移希动，束小颗京粒填箩入大正颗粒