岩土工程复习资料

岩土工程复习资料1.1水井概述水井定义用于开发利用地下水的工程建筑物分类按用途：供水井、降水井、地热井、排污井、排渗井、水文地质勘察、勘探、观测孔按深度：浅井（＜100m）、中深井（100~300m）、深井（＞300m）按地下水类型：潜水井、承压水井按井身结构形式：直井、定向井、扩底井、集水井井身结构特征井深：以含水层的层位埋深决定，多层含水以最下层确定井径：开孔直径、中间变径、终孔直径1.2水井井身施工冲击钻进原理：借助一定重量的钻头，在一定高度内，周期性冲击破碎井底岩石，每冲击一次后，钻头回转一定角度，使钻孔呈圆柱形钻进过程中利用泥浆悬浮钻渣岩屑，每进尺0.5~1m提出钻头，下入抽筒捞取岩屑工艺参数：钻具重力、冲击高度、冲击次数、泥浆密度回转钻进原理：用钻机回转器或孔底动力机具转动钻头来破碎孔底岩石的钻进方法分类：钻头：硬质合金、金刚石、牙轮、钢粒、刮刀 动力位置：地面动力、孔底动力 破碎岩石：取芯、扩孔、全面 工艺参数：钻压、转速、泵压、泵量、泥浆密度…… 水井施工主要问题核心：大直径钻探1）排渣问题：过流断面大→流速慢→携渣效率低2）取芯问题：岩芯直径大→超过钻机提升负载3）扩孔问题：钻孔尺寸大→钻具钻头加工复杂、钻进效率低、成本高，容易造成钻进事故4）软岩问题：容易糊钻（钻头打滑）、缩径（地层坍塌）、扩径（掉钻）1.3水井成井工艺安装井内取水装置的技术工作，保证成井水质/量使含水层（目的层）的水自由流入井内封闭或隔离非目的层的水，防止地下含水层的水相互串通或污染主要工作内容:1.选择井管2.下井管3.填砾4.止水5.洗井6.抽水试验（1）选择井管井管类型井壁管：安装在非取水层，起隔水护壁作用滤水管：安装在开采含水层，起滤水挡砂和护壁作用沉砂管：安装在井底部，沉积水中泥沙，防止淤塞过滤管（2）选择井管滤水管(2）下井管准备工作：强度校核、探井（井深、井斜、井径）、破壁（清除泥皮）、换浆（更换井内泥浆）下管方法：直接提吊法：直接用卷扬机将井管提吊下入井内 托盘提吊下管法：钻杆/钢绳托盘下管法 二次下管法：将井管分两次下入井内，井内对接 浮力塞提吊下管法：利用井内液体对封底的井管

产生浮力 综合提吊法(3）填砾定义：在滤水管和井壁之间围填砾料目的：在滤水管周围形成人工过滤层，滤水挡砂砾料选择：质量、直径、均匀性、填砾厚度、砾料量估算填砾方法：静水填砾法抽水填砾法送水填砾法钻杆泵入法(4）止水定义：封闭井孔中非开采目的层段的工作目的：隔离有害地下水，防止各含水层的相互串通止水方法：粘土止水：粘土搓成小球投入井中，用工具压实 水泥止水：水泥搅拌成水泥浆，泵送至井壁和井管之间检查方法：水位差检查法、泵压检查法、试验扩散检查法(5）洗井定义：清除井壁泥皮，抽出渗入含水层的泥浆，恢复含水层孔隙，抽出细砂颗粒方法：活塞洗井抽水洗井空压机震荡洗井CO2洗井盐酸洗井焦硫酸钠洗井(6）抽水试验意义：获得水井的实际出水量、水位下降与涌水量的变化关系求得含水层渗透系数，查明水质、水温和单孔影响半径等资料根据施工方法分类：灌注桩VS预制桩 沉管灌注桩钻（冲、磨）孔灌注桩人工挖孔桩爆扩灌注桩3.2灌注桩施工工艺1施工前准备2成孔3清孔4下放钢筋笼5浇灌混凝土施工工艺(1）施工前准备：收集技术资料、编写施工组织设计、场地准备（三通一平、复测基线基点、埋设护筒）(2）成孔：回转成孔法：利用地表钻机带动地下钻头回转实现成孔螺旋成孔法：利用螺旋钻具切削、输送钻渣的成孔方法旋挖成孔法：利用钻斗自重和回转，耙齿压入并切削土层，收集切削下来的土块进入斗内，装满后提出孔外冲击成孔法：借助于一定重量的钻头，在一定高度内周期地冲击井底岩石，使岩石受动载破碎而获得进尺冲抓锥成孔法：用具有冲击功能并由锥瓣直接抓取土石的冲抓锥来凿岩成孔人工挖掘成孔法：人工在孔底挖掘取土，每挖一段，浇筑一段混凝土护壁圈，直至设计深度的成孔方法桩孔扩底工艺：人工挖扩、爆扩、钻扩法(3）清孔：清除孔底沉渣、清除孔壁泥皮、降低孔内泥浆相对密度，根据不同成孔工艺选择不同施工方法(4）下放钢筋笼：意义：提高混凝土桩承压能力，增加抗拉和抗剪强度组成：主筋、箍筋、加强筋、保护块吊放：两点起吊法(5）浇灌混凝土：直接浇灌法VS水下导管灌注法灌注参数：初灌量、导管埋深、灌注半径、漏斗高度、灌注强度3.3预制桩定义是在工厂或施工现场预先制成的各种材料、各种形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中分类钢筋混凝土预制桩钢管桩钢筋混凝土预制桩施工程序：预制→吊运→堆放→沉桩/植桩→送桩/接桩/截桩(1）预制：考虑长度、场地、模板、骨架、材料、强度(2）吊运：强度、吊点选择、吊装原则、运输原则(3）堆放：按种类/顺序堆放、地面、垫木钢筋混凝土预制桩施工程序：预制→吊运→堆放→沉桩/植桩→送桩/接桩/截桩(4）沉桩：锤击沉桩VS静压沉桩锤击沉桩：利用各种桩锤(包括落锤、蒸汽锤、柴油锤、液压锤和振动锤等)的反复跳动冲击力和桩体的自重，将桩体沉到设计标高的一种施工方法静压沉桩：借助专用桩架自重以及桩架上的压重，通过液压系统或机械系统将压力施加在桩上，将桩逐渐压入地基中钢筋混凝土预制桩施工程序：预制→吊运→堆放→沉桩/植桩→送桩/接桩/截桩(4）沉桩：施工顺序：需要考虑沉桩对土体的挤密作用以及对周围建筑物的影响 (1）先沉的桩受水平推挤而造成偏移和变位，或被垂直挤拔造成浮桩 (2）后打入的桩因土体挤密和产生超孔隙水压力，难以达到设计标高，造成土体隆起钢筋混凝土预制桩施工程序：预制→吊运→堆放→沉桩/植桩→送桩/接桩/截桩(4）沉桩：锤击沉桩施工过程：桩架就位（控制垂直度）→吊装就位（控制垂直度）→安装桩帽、垫木（保护桩、锤安全）→开始沉桩（重锤低击）→正常沉桩静压沉桩施工过程：采用分段压入、逐节接长的方式钢筋混凝土预制桩施工程序：预制→吊运→堆放→沉桩/植桩→送桩/接桩/截桩(5）植桩：在沉桩部位，按设计要求的孔径和孔深先用钻机成孔，再向孔内插入预制钢筋混凝土桩，利用锤击或振动将桩打入设计标高(6）送桩：使桩顶沉入土中一定深度(7）接桩：焊接法VS浆锚法VS法兰连接(8）截桩：按设计要求截去桩头多余的部分连续墙定义利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并向其内浇筑适当的材料而形成的一道具有防渗水、挡土和承重功能的连续的地下墙体工艺原理4.2施工设计设计内容(1）施工方案(2）施工组织设计(3）单元槽段长度：现场地质、作业、机械条件确定4.3施工工艺修筑导墙→制备泥浆→单元槽段施工→钢筋笼制备→单元槽段连接→清底→混凝土灌注4.3施工工艺(1）修筑导墙定义：地下连续墙挖槽之间修筑的临时结构作用：控制连续墙各项指标的基准，连续墙的地面标志挡土作用：防止槽壁顶部坍塌支承台作用：支承导管、机械、钢筋笼的荷载 维持泥浆液面稳定：提供高于地面的泥浆液面(2）制备泥浆作用：防止槽壁坍塌：泥浆借助自身密度，在槽内对槽

壁产生一定的液体压强，形成液体支撑 防止地下水渗入：泥浆自由水渗入地层，在槽壁

形成泥皮，防止地下水渗入槽内，稳定槽壁 悬浮土渣：泥浆具有一定的粘度，能悬浮土渣，

随同泥浆一同排出槽外控制参数：相对密度、粘度、pH值、胶体率、含沙量、失水量、泥皮性质、稳定性(2）制备泥浆制备：计算加量→试配→膨润土预水化→外加剂→静置循环：抓斗挖槽→泥浆静止；钻头切削→泥浆循环泥浆处理：土渣分离处理VS化学处理 机械分离：振动筛、除砂器、除泥器 沉降分离(3）单元槽段施工桩排式施工法：是密集的单孔灌注桩或注浆的组合槽段式施工法：抓斗式、冲击式、铣槽机、多头式(4）清底沉淀法：土渣基本沉淀到槽底之后再进行清除置换法：挖槽结束后在土渣没有完全沉淀之前用新鲜泥浆（比重≤1.15）把槽内悬浮由土渣的泥浆置换出槽外(5）单元槽段连接槽段间的接缝是地下连续墙的薄弱部分，接缝数量越少越好；长槽段施工不一定经济，单元槽段长度与经济的挖掘次数相符合分类：纵向接头VS横向接头施工方法：接头管施工接头箱施工隔板和预制接头(6）钢筋笼制备制作：预留导管空间、混凝土流动间隙、合理保护层、起吊用高强度钢筋吊装：两点起吊、防止变形、防止碰撞、安放到位(7）混凝土灌注多管同时灌注灌注参数：导管作用半径、导管出水高度、导管插入深度、导管布置5.1概述锚固定义受拉杆件一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，另一端与工程结构物相连，以达到有效调用和提高岩土自身强度与自稳能力的技术锚固原理悬挂作用：通过锚杆将松软、不稳定的岩土体悬挂在深层稳定的岩土体上，防止分离层滑脱组合梁作用：在薄层状岩层中，利用锚杆的拉力将层状地层组合起来形成组合梁结构进行支护挤压加固作用：在破碎围岩中，利用多根锚回弹形成的重叠压缩带固定围岩锚杆构造锚头：台座、承压板、紧固器拉杆：中心受拉部分锚固段：可分为灌浆和非灌浆两类锚杆分类预应力锚杆VS非预应力锚杆机械式锚杆：管缝式、胀管式、楔缝/楔管式灌浆式锚杆：圆柱型、端部扩大型、连续球体型锚杆承载机理总目标：锚杆能够承受拉力拉力传递路径：岩体坍塌→构筑物→拉杆→砂浆→地层5.2锚固施工施工准备→锚杆成孔→锚杆制作与安放→锚杆防腐→注浆→锚杆张拉与锁定→锚杆试验5.2锚固施工(1）施工准备技术资料&施工组织设计(2）锚杆成孔根据锚固所处岩土层的不同性质，选择合适的成孔机械成孔要求：确定锚固位置是否牢固、保证孔壁稳定、孔眼清洁、地下水、成孔精度(3）锚杆制作与安放制备：钢筋锚杆VS钢绞线锚杆存储：防潮、防腐蚀安放：检查钻孔→检查锚杆→均匀推送→保护孔壁(4）锚杆防腐锚头、自由段、锚固体防腐临时性防腐VS永久性防腐 (5）注浆注浆材料：注意材料成分，防止腐蚀锚杆注浆方法：一次注浆法：一次低压注浆VS一次高压注浆 两次注浆法：锚固段和非锚固段分别灌浆 可重复高压注浆锚杆(6）锚杆张拉与锁定意义：通过张拉设备使锚杆杆体自由段产生弹性变形，从而对锚固结构产生所要求的预应力值，以达到加固锚固结构的目的设备：千斤顶、液压油泵（压力表、油管）、测力计、百分表张拉方法：直接拉拔(7）锚杆试验试验目的：确定锚杆极限承载力；验证锚杆设计参数与施工工艺的合理性；验证锚杆的工程质量能否满足设计要求；掌握锚杆在软弱地层中的变性特征试验类型：基本试验：观测新型锚杆和地层