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2014.09,执业资格培训包,一级建造师水利水电工程管理与实务1F410000水利水电工程技术主讲人胡老师安徽水利水电职业技术学院,水利水电建筑工程,,,,1F413000水利水电工程地基处理与灌浆施工,1F413010地基基础的要求及地基处理的方法,,,1F413011地基基础的要求,一、水工建筑物的地基分类水工建筑物的地基分为两大类型，即岩基和软基。1．岩基是由岩石构成的地基，又称硬基。2．软基是由淤泥、壤土、砂、砂砾石、砂卵石等构成的地基。又可细分为砂砾石地基、软土地基。1砂砾石地基是由砂砾石、砂卵石等构成的地基，它的空隙大，孔隙率高，因而渗透性强。2软土地基是由淤泥、壤土、粉细砂等细微粒子的土质构成的地基。孔隙率大、压缩性大、含水量大、渗透系数小、水分不易排出、承载能力差、沉陷大、触变性强等特点，在外界的影响下很易变形。,二、水工建筑物对地基基础的基本要求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。能够避免发生严重的渗漏和渗透破．坏。4．具有足够的耐久性。能够防止在地下水长期作用下发生侵蚀破坏。,1F413011地基基础的要求,1F413012地基处理的方法,水利水电工程地基处理的基本方法主要有开挖、灌浆、防渗墙、桩基础、锚固，还有置换法、排水法以及挤实法等。一开挖开挖处理是将不符合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉，是地基处理最通用的方法。二灌浆灌浆是利用灌浆泵的压力，通过钻孔、预埋管路或其他方式，把具有胶凝性质的材料水泥和掺合料如黏土等与水搅拌混合的浆液或化学溶液灌注到岩石、土层中的裂隙、洞穴或混凝土的裂缝、接缝内，以达到加固、防渗等工程目的的技术措施。,,,三防渗墙防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，以泥浆固壁，孔内浇灌混凝土或其他防渗材料等，或安装预制混凝土构件，而形成连续的地下墙体。也可用板桩、灌注桩、旋喷桩或定喷桩等各类桩体连续形成防渗墙。四置换法置换法是将建筑物基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，换填无侵蚀性及低压缩性的散粒材料，从而加速软土固结的一种方法。,1F413012地基处理的方法,,五排水法排水法是采取相应措施如砂垫层、排水井、塑料多孔排水板等，使软基表层或内部形成水平或垂直排水通道，然后在土壤自重或外荷压载作用下，加速土壤中水分的排除，使土壤固结的一种方法。排水固结的过程六挤实法挤实法是将某些填料如砂、碎石或生石灰等用冲击、振动或两者兼而有之的方法压人土中，形成一个个的柱体，将原土层挤实，从而增加地基强度的一种方法。,1F413012地基处理的方法,,七桩基础可将建筑物荷载传到深部地基，起增大承载力，减小或调整沉降等作用。桩基础有打入桩、灌注桩、旋喷桩及深层搅拌桩。1．打入桩。将不同材料制作的桩，采用不同工艺打入、振入或插入地基。2．灌注桩。向使用不同工艺钻出不同形式的钻孑L内，灌注砂、砾石碎石或混凝土，建成砂桩、砾碎石桩或混凝土灌注桩。3．旋喷桩。利用高压旋喷射流，将地层与水泥基质浆液搅动混合而成的圆断面桩。4．深层搅拌桩。以机械旋转方法搅动地层，同时注入水泥基质浆液或喷入水泥干粉，在松散细颗粒地层内形成的桩体。,1F413012地基处理的方法,水利水电建筑工程,,,,1F413000水利水电工程地基处理与灌浆施工,1F413020灌浆与防渗墙施工,,,,1F413021灌浆施工要求一、灌浆分类一按灌浆材料分类按浆液材料主要分为水泥灌浆、黏土灌浆和化学灌浆等。二按灌浆目的分类按灌浆目的分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆和回填灌浆等。1．帷幕灌浆。帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成防水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。2．固结灌浆。用浆液灌人岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆。,1F413020灌浆与防渗墙施工,3．接触灌浆。通过浆液灌人混凝土与基岩或混凝土与钢板之间的缝隙，以增加接触面结合能力的灌浆。4．接缝灌浆。通过埋设管路或其他方式将浆液灌人混凝土坝体的接缝，以改善传力条件增强坝体整体性的灌浆。5．回填灌浆。用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的空隙和孔洞，以增强围岩或结构的密实性的灌浆。,1F413021灌浆施工要求,1.帷幕浂浆2.固结浂浆3.接触浂浆4.接缝浂浆5.回填浂浆,二、钻孔灌浆用的机械设备一钻孔机械有回转式、回转冲击式、冲击式三大类。目前用得最多的是回转式钻机，其次是回转冲击式钻机，纯冲击式钻机用得很少。二灌浆机械灌浆机械主要有灌浆泵、浆液搅拌机及灌浆记录仪等。,1F413021灌浆施工要求,三、灌浆方式和灌浆方法一灌浆方式灌浆方式有纯压式和循环式两种。1．纯压式（1）概念纯压式灌浆是指浆液注入孔段内和岩体裂隙中，不再返回的灌浆方式。只进不出（2）特点这种方式设备简单，操作方便；但浆液流动速度较慢，容易沉淀，堵塞岩层缝隙和管路，（3）适用多用于吸浆量大，并有大裂隙存在和孔深不超过15m的情况。,1F413021灌浆施工要求,2．循环式（1）概念循环式灌浆是指浆液通过射浆管注入孔段内，部分浆液渗入到岩体裂隙中，部分浆液通过回浆管返回，保持孔段内的浆液呈循环流动状态的灌浆方式。（2）特点浆液保持流动状态，防止水泥沉淀，灌浆效果好；根据进浆和回浆液比重的差值，判断岩层吸收水泥的情况。（有进有出）,1F413021灌浆施工要求,1F413021灌浆施工要求,图1F413021-1浆液灌注方式（a）纯压式；（b）循环式1-水；2-拌浆筒；3-灌浆泵；4-压力表；5-灌浆管；6-灌浆塞；7-回浆管,（a）,（b）,二灌浆方法灌浆方法可分为全孔一次灌浆法、自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法和孔口封闭灌浆法等。1．全孔一次灌浆将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。特点施工简便。适用孔深不深，地质条件比较良好，基岩比较完整的情况。,1F413021灌浆施工要求,2．自下而上分段灌浆将灌浆孔一次钻进到底，然后从钻孔的底部往上，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔口的灌浆方法。3．自上而下分段灌浆法从上向下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底的灌浆方法。,1F413021灌浆施工要求,1F413021灌浆施工要求,（a）（b）（c）（d）,（a）（b）（c）（d）（e）（f）,图1F413021-2自下而上分段灌浆（a）钻孔（b）第三段灌浆（c）第二段灌浆（d）第一段灌浆,图1F413021-3自上而下分段灌浆（a）钻孔（b）第三段灌浆（c）第二段灌浆（d）第一段灌浆（e）第三段钻孔（f）第三段灌浆,4．综合灌浆法某些段采用自上而下分段灌浆，另一些段采用自下而上分段灌浆的方法。5．孔口封闭灌浆法在钻孔的孔口安装孔口管，自上而下分段钻孔和灌浆，各段灌浆时都在孔口安装孔口封闭器进行灌浆的方法。灌浆孔的基岩段长小于6m时，可采用全孔一次灌浆法；大于6m时，可采用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。,1F413021灌浆施工要求,四、帷幕灌浆工艺钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆和灌浆的质量检查等。一钻孔帷幕灌浆宜采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头钻进。钻孔质量要求有1．钻孔位置与设计位置的偏差不得大于10cm。2．孔深应符合设计规定。3．灌浆孔宜选用较小的孔径，钻孔孔壁应平直完整。4．钻孔必须保证孔向准确。钻机安装必须平正稳固；钻孔宜埋设孔口管；钻机立轴和孔口管的方向必须与设计孔向一致；钻进应采用较长的粗径钻具并适当地控制钻进压力。,1F413021掌握灌浆施工要求,二钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验灌浆孔段在灌浆前应进行钻孔冲洗，孔内沉积厚度不得超过20cm。同时在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力可为灌浆压力的80％，该值若大于1MPa时，采用1MPa。,1F413021灌浆施工要求,冲洗时，可将冲洗管插入孔内，用阻塞器将孔口堵紧，用压力水冲洗，压力水和压缩空气轮换冲洗或压力水和压缩空气混合冲洗。帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，先导孔应自上而下分段进行压水试验，各次序灌浆孔的各灌浆段在灌浆前宜进行简易压水；采用自下而上分段灌浆法时，先导孔仍应自上而下分段进行压水试验。各次序灌浆孔在灌浆前全孔应进行一次钻孔冲洗和裂隙冲洗。除孔底段外，各灌浆段在灌浆前可不进行裂隙冲洗和简易压水。压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用五点法或单点法。,1F413021灌浆施工要求,（三）灌浆方式和灌浆方法1．灌浆方式优先采用循环式，射浆管距孔底不得大于50cm。2．灌浆方法帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行。由三排孔组成的帷幕，应先进行边排孔的灌浆，然后进行中排孔的灌浆。边排孔宜分为三序施工，中排孔可分为二序或三序施工；由两排孔组成的帷幕，宜先进行下游排孔的灌浆，然后进行上游排孔的灌浆。每排孔宜分为三序施工；单排帷幕灌浆孔应分为三序施工。,1F413021灌浆施工要求,1F413021灌浆施工要求,1F413021-4帷幕灌浆孔的施工序P先导孔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ第一、二、三次序孔C检查孔,帷幕灌浆段长度宜采用5～6m，特殊情况下可适当缩减或加长，但不得大于10m。采用自上而下分段灌浆法时，灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5m处，以防漏灌；孔口无涌水的孔段，灌浆结束后可不待凝，但在断层、破碎带等地质条件复杂地区则宜待凝。采用自下而上分段灌浆法时，灌浆段的长度因故超过10m，对该段宜采取补救措施。,1F413021灌浆施工要求,四灌浆压力和浆液变换1．灌浆压力纯压式灌浆，压力表应安装在孔口进浆管路上；循环式灌浆，压力表应安装在孔口回浆管路上。灌浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。浆液水灰比可采用51、31、21、11、0.81、0.61、0.51七个比级。开灌水灰比可采用51。,1F413021灌浆施工要求,2．灌浆浆液变换不变条件当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比（注入率相对减少）。改变条件当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于30L／min时，可根据具体情况越级变浓。（量、率、时间）灌注细水泥浆液，可采用水灰比为21、11、0.61，或11、0.81、0.61三个比级。,1F413021灌浆施工要求,五灌浆结束标准和封孔方法1．灌浆结束标准（两种情况）自上而下分段灌浆在规定的压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注60min；或不大于1L/min时，继续灌注90min，灌浆可以结束。自下而上分段灌浆继续灌注的时间可相应地减少为30min和60min，灌浆可以结束。,1F413021灌浆施工要求,五灌浆结束标准和封孔方法2．封孔方法（两种情况）自上而下分段灌浆灌浆孔封孔应采用“分段压力灌浆封孔法”；自下而上分段灌浆应采用“置换和压力灌浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。,1F413021掌握灌浆施工要求,六特殊情况处理冒浆漏浆应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。串浆如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆。应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。,1F413021掌握灌浆施工要求,注灌浆必须连续进行，若中断，及早恢复灌浆。否则冲洗后恢复灌浆；若无法冲洗或冲洗无效，应进行扫孔，而后恢复灌浆。恢复灌浆时，应先使用开灌比级的水泥浆进行灌注。,1F413021灌浆施工要求,七工程质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。灌浆检查孔应在下述部位布置1．帷幕中心线上；2．岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；3．钻孔偏斜过大、灌浆情况不正常以及经分析资料认为对帷幕灌浆质量有影响的部位。,1F413021灌浆施工要求,检查孔的数量灌浆孔总数的l0％。一个坝段或一个单元工程内，至少应布置一个检查孔；检查孔压水试验时间灌浆结束14d后进行；同时应自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用五点法或单点法。检查孔压水试验结束后，按技术要求进行灌浆和封孔；检查孔应采取岩芯，计算获得率并加以描述。,1F413021灌浆施工要求,五、固结灌浆一灌浆方式与施工工艺固结灌浆灌浆方式有循环式和纯压式两种；灌浆施工工艺和帷幕灌浆基本相同。二灌浆技术要求灌浆孔的施工按分序加密的原则进行，可分为二序或三序施工。每孔采取自上而下分段钻进、分段灌浆或钻进终孔后进行灌浆。压水试验采用单点法。试验孔数不宜少于总孔数的5％。,1F413021灌浆施工要求,注入率不大于0.4L/min时，继续灌注30min，灌浆可以结束。灌浆质量压水试验检查，孔段合格率应在80％以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50％，且不集中。灌浆孔封孔应采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。,1F413021灌浆施工要求,六、化学灌浆化学灌浆是一种以高分子有机化合物为主体材料的灌浆方法。一化学浆液的特点化学灌浆冻液的黏度低，流动性好，可灌性好，小于0.1mm以下的缝隙也能灌人。防渗效果好。稳定性及耐久性均较好。有一定的毒性。分单液法灌浆和双液法灌浆两种。一般都采用纯压式灌浆。压送浆液的方式有气压法和泵压法。,1F413021灌浆施工要求,七、高压喷射灌浆一高压喷射灌浆的适用范围软弱土层。实践证明，砂类土、黏性土、黄土和淤泥等地层均能进行喷射加固，效果较好。二高压喷射灌浆的基本方法高压喷射灌浆的基本方法有单管法直径达0.5～0.9m、二管法0.8～1.5m、三管法1.0～2.0m和多管法等。,1F413021灌浆施工要求,1F413021灌浆施工要求,（a）,（b）,（c）,图1F413021-5高压喷射灌浆法施工方法（a）单管法；（b）二管法；（b）三管法,四高压喷射灌浆的喷射形式高压喷射灌浆的喷射形式有旋喷、摆喷、定喷三种。,1F413021灌浆施工要求,图1F413021-6高喷凝结的形式（a）旋喷体（b）摆喷体（板墙）；（c）定喷体（薄板墙）,图1F413021-7高压喷射灌浆施工流程示意图,五高压喷射灌浆的施工程序高喷灌浆应分排分序进行。在坝、堤基或围堰中，由多排孔组成的高喷墙应先施工下游排孔，后施工上游排孔，最后施工中间排孔。在同一排内如采用钻、喷分别进行的程序施工时，应先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。先导孔应最先施工。施工程序为钻孔、下置喷射管、喷射提升、成桩成板或成墙等。六高压喷射灌浆的质量检验检测方法有开挖检查、室内试验、钻孔检查、载荷试验以及其他非破坏性试验方法等。,1F413021灌浆施工要求,一、防渗墙的类型一按墙体结构形式分类桩柱型防渗墙、槽孔型防渗墙和混合型防渗墙三类其中槽孔型防渗墙使用更为广泛。,1F413022防渗墙分类及施工质量检测方法,（a）槽孔型防渗墙；（b）桩柱型防渗墙；（c）混合型防渗墙；1、2、3槽孔编号,图1F413022-1水土混凝土渗墙的结构形式,二按墙体材料分类有普通混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、黏土混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙和灰浆防渗墙。三按成槽方法分类有钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙和锯槽防渗墙。,1F413022防渗墙分类及施工质量检测方法,二、成槽机械成槽机械钢绳冲击钻机、冲击式反循环钻机、回转式钻机、抓斗挖槽机、射水成槽机、据槽机及链斗式挖槽机等。施工程序包括平整场地、挖导槽、做导墙、安装挖槽机械设备、制备泥浆注入导槽、成槽、混凝土浇筑成墙等。三、深层搅拌防渗墙检测方法开挖检验、取芯试验（点数不少于3点）、注水试验、无损检测。,1F413022防渗墙分类及施工质量检测方法,44,主持单位杨凌职业技术学院,参建单位安徽水利水电职业技术学院长江工程职业技术学院,
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