《基础处理工程》PPT课件.ppt

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1、第三章,基础处理工程,基础分类,岩基软基土基砂砾石地基,地基可能存在某些天然缺陷,基础处理,减少、消除天然缺陷改善、提高物理力学性能强度整体性抗渗性稳定性保证工程的安全,最通用可靠的基础处理方法,基础开挖把不符合要求的地层挖除形成设计要求的建基面开挖深度有限不能清除深层的缺陷,基础处理工程分类,灌浆岩基、软基防渗墙软基桩基软基预应力锚固岩基局部开挖置换回填岩基,本章内容涉及范围其中的一部分,第一节,坝基岩石灌浆,岩石灌浆的方法和目的,方法：配制浆液，钻孔注入岩层孔隙浆液硬化胶结形成结石目的：提高强度与整体性，改善抗渗性,一、基岩灌浆的分类,帷幕灌浆 固结灌浆接触灌浆其他灌浆水工隧洞衬砌回填围岩

2、固结超前支护混凝土坝体接缝构筑物补强、堵漏,二、灌浆的材料,水泥浆液最普遍的灌浆材料水泥：水1：n水泥品种要求标号C45或以上的普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥水泥细度要求帷幕灌浆80m方孔筛的筛余量不大于5颗粒越细越好裂隙宽度小于200m，超细水泥灌浆，平均粒径约4mm，微米，毫米的千分之一,水泥浆液中的辅助材料,外加剂 速凝剂、减水剂、早强剂、稳定剂等填充材料粘土、砂、粉煤灰作用保证浆液的性能用于特定的场合,化学灌浆材料,环氧树脂、聚氨酯、甲凝等主要用于补强堵漏,三、水泥灌浆的施工,(一)钻孔(二)钻孔(裂隙)冲洗(三)压水试验(四)灌浆的方法与工艺(五)灌浆的质量检查,(一)钻孔,钻孔机具

3、回转式钻机硬质合金钻头金刚石钻头钻粒钻头都可以取芯回转冲击式钻机无法取芯,钻机选用,帷幕灌浆宜采用回转式钻机、金刚石钻头或硬质合金钻头钻孔的直径一般7591mm固结灌浆可采用各种钻机与钻头,钻孔的质量要求,孔深、孔向、孔位的偏差小于允许值孔径上下均一、孔壁平顺灌浆栓塞能够卡紧卡牢，灌浆时不致产生返浆产生的岩粉细屑较少钻孔的岩粉细屑容易堵塞孔壁的缝隙，影响灌浆质量,漏水通道,漏水通道,(二)钻孔(裂隙)冲洗,钻孔冲洗清除岩粉铁屑防止堵塞缝隙岩层裂隙冲洗清除充填物为浆液腾出空间冲洗的质量对灌浆效果影响很大,冲洗方法（1）,钻孔,钻杆,通水,冲洗方法（2）,基岩,节理、裂隙,填充物,阻塞器,冲洗管（

4、钻杆）,不同情况的岩层裂隙冲洗方法,单孔冲洗高压压水冲洗高压脉动冲洗扬水冲洗岩层完整，裂隙较少群孔冲洗岩层破碎，节理裂隙发育，钻孔之间串通,(三)压水试验,方法往钻孔里按规定的方法压水目的测定地层渗透特性，检查灌浆实际效果成果透水率q单位时间、单位长度、单位压力下压入的水量q=Q/PLq单位 Lu-吕容(升/Mpa m min）Q压水注入流量，升/minP作用于试验段内的全压力，MPaL压水试验段的长度，m,阻塞器,花管,P,Q,L,吕容值,(四)灌浆的方法与工艺,1钻孔灌浆的次序遵循分序加密的原则,帷幕灌浆钻灌次序,基岩,单排帷幕按序孔、序孔、序孔、序孔的次序逐渐加密双排帷幕先灌下游排，后灌

5、上游排（15m高差）排内按次序加密，一般三序多排帷幕先灌边排，后灌中间排排内按次序加密，边排三序，中间排二序,固结灌浆钻灌次序,两序孔岩层比较完整、孔深5m左右的浅孔固结灌浆三序孔孔深5m以上的中深孔固结灌浆孔距和排距与基岩地质情况及应力条件等有关最后一个序孔36m,序孔,序孔,序孔,序孔,序孔,2注浆方式,纯压式循环式帷幕灌浆优先采用,纯压式灌浆,特点设备简单操作方便浆液容易沉淀适用条件大裂隙地层吸浆量大孔深小于1215m,灌浆塞,灌浆管,压力表,灌浆泵,循环式灌浆,解决浆液沉淀问题，保证灌浆质量可以掌握灌浆进程,拌浆桶,灌浆塞,进浆管,压力表,灌浆泵,回浆管,3钻灌方法,全孔一次钻灌全孔分

6、段钻灌,全孔一次钻灌,施工简便适用条件孔深小于6m，地质条件良好，基岩比较完整,全孔分段钻灌,自上而下法自下而上法综合灌浆法孔口封闭法,(1)自上而下分段钻灌法,优点：压力逐段提高，质量逐段提高，成果精度高缺点钻、灌交替，设备频繁移动，施工进度慢,第一段,第二段,(2)自下而上分段钻灌法,优缺点与自上而下法相反多用于岩层比较完整或基岩上部己有足够压重不致引起地面抬动的情况,第二段,第三段,(3)综合钻灌法,深孔灌浆采用上部孔段采用自上而下法下部孔段则用自下而上法,(4)孔口封闭灌浆法,孔口管,砂浆镶筑,孔口封闭器,2m,第一段,第二段,优点工艺简便成本低效率高灌浆效果好缺点操作不当易堵管孔口封

7、闭器质量要求高,灌浆孔段的划分,理想做法根据岩层裂隙分布情况确定实际施工56m,灌浆孔段,4灌浆压力,作用在灌浆段中部的压力计算公式：PP1P2Pf自行看书了解是灌浆的重要参数,确定灌浆压力的原则,尽可能采用比较高的压力在不破坏基础和坝体的前提下参考类似工程现场灌浆试验确定施工中调整高压可能产生的破坏岩体裂隙扩大基础、坝体抬动变形为什么会产生抬动？,常用灌浆压力范围,帷幕灌浆表层孔段大于115倍帷幕工作水头底部孔段大于23倍工作水头固结灌浆浅孔无盖重0.20.5MPa有盖重0.30.7MPa地质条件较差或软弱岩层适当降低,高压灌浆,灌浆压力大于34MPa称为高压灌浆岩溶地区主要、可靠的防渗手段

8、工程实例隔河岩帷幕5MPa龙羊峡固结试验6MPa乌江渡帷幕68MPa,5灌浆压力和浆液稠度的控制,灌浆压力的控制一次升压法分级升压法,(1)一次升压法,压力维持不变适用条件透水性低，裂隙不发育，岩层坚硬完整,G,灌浆压力过程线,单位吸浆量,(2)分级升压法,逐级升降压注入率上下限控制,灌浆压力过程线,单位吸浆量上限,单位吸浆量下限,单位吸浆量过程线,浆液稠度控制,先稀后浓逐级变换可选比级（水灰比）5:13:12:11:10.8:10.6:10.5:1,6灌浆的结束条件与封孔,结束条件：用两个指标控制残余吸浆量最终吸浆量，即灌到最后的限定吸浆量闭浆时间在低于残余吸浆量的情况下保持设计压力的延续时

9、间具体规定很复杂，工作中去了解封孔具体规定很复杂知道灌完浆要封孔,闭浆时间,残余吸浆量,(五)灌浆的质量检查,钻检查孔，取芯、压水孔内照相和孔内电视原位抗剪、弹模试验物探测弹模、波速的变化,四、化学灌浆,浆液一般为有机高分子材料用于水泥灌浆不能处理的场合防渗堵漏水玻璃、丙凝类、聚氨酯类补强加固环氧树脂类、甲凝类,1化学灌浆的特性,效果好一般有毒局部采用,2化学灌浆的施工,都采用纯压式灌浆单液法双液法可采用专门的比例泵压送浆液小型工程、个别部位，可采用手压泵,第二节 砂砾石地层灌浆,采用灌浆方法来建造防渗帷幕,一、砂砾石地基的可灌性,衡量指标-可灌比M：MD15/d85D15砂砾石地层颗粒级配曲

10、线上累计含量为15的粒径，mmd85灌浆材料颗粒级配曲线上累计含量为85%的粒径，mm,灌注水泥粘土浆M=1015，或地层中小于0.lmm的颗粒小于5%灌注水泥浆M15最终通过灌浆试验确定,15,D15,85,d85,二、灌浆材料,主要为水泥粘土浆浆液的配比水泥：粘土(重量比)1:11:4水：干料(重量比)1:13:1其他材料膨润土外加剂通过室内外的试验来确定,三、钻灌方法,打管灌浆套管灌浆循环钻灌预埋花管灌浆,打管灌浆,灌浆花管,冲洗管,灌浆花管,第一段,第一段,第二段,第三段,套管灌浆,套管,第一段,第二段,第三段,第四段,挖除,孔口管,止浆环,封口砼,循环钻灌,封闭器,钻杆,回浆,花管段

11、灌浆,回浆,第一段,回浆,第三段,套管,钢管,钻 孔直径1cm一排34个,橡皮圈,钢管,钻孔,橡皮圈,填料注入,套管拔出,填料,灌浆管,花管,第一段,第二段,第三段,预埋花管灌浆,第三节,防 渗 墙 施 工,防渗墙,软基中的地下连续墙土石坝坝体或土石围堰堰体的防渗也可采用覆盖层及土石围堰防渗处理的首选方案,一、防渗墙的类型,按构造特点分类槽孔(板)型防渗墙我国水电工程混凝土防渗墙的主要型式桩柱型防渗墙按立面布置分类封闭式悬挂式双防渗墙,防渗墙中心线,砂砾层,槽孔板型防渗墙,套接,防渗墙中心线,砂砾层,桩柱型防渗墙,套接,二、防渗墙的墙体材料,刚性材料抗压强度5MPa，弹性模量10000MPa普

12、通混凝土：高流动性粘土混凝土：加1220粘土 粉煤灰混凝土：加一定比例粉煤灰高强混凝土：强度25MPa柔性材料抗压强度则5MPa，弹性模量l0000MPa塑性混凝土：粘土、膨润土取代大部分水泥自凝灰浆：加入水泥和缓凝剂拌制固壁浆液固化灰浆：成槽后再向固壁浆液加入水泥等材料搅拌,三、施工工艺,1.造孔准备2.固壁泥浆和泥浆系统3造孔成槽4.终孔验收和清孔换浆5墙体浇筑,1.造孔准备,防渗墙中心线,槽段,防渗墙设计边线,导向槽,泥浆,划分槽段设置导向槽铺设钻机轨道安装钻机修筑道路架设水、电、浆管路准备排水排浆系统向槽内充灌泥浆,2.固壁泥浆和泥浆系统,泥皮,固壁泥浆的作用维持槽孔孔壁的稳定排除岩屑

13、冷却润滑钻头泥皮辅助防渗制浆材料膨润土、粘土、水掺和料加重剂增粘剂分散剂堵漏剂,泥浆系统,土料储存泥浆拌制泥浆储存泥浆输送泥浆再生净化,膨润土储料罐,泥浆搅拌机,补浆泵,储浆池,供浆泵,防渗墙槽 孔,回浆泵,沉淀再生池,筛网,3造孔成槽,开挖槽孔的机具冲击钻机回转钻机钢绳抓斗液压铣槽机一般多种机具配套使用,槽孔范围,主孔,泥浆,副孔,主孔钻进、副孔劈打冲击钻钻凿主孔一定深度后，劈打副孔副孔出渣用泵连同泥浆吸走接砂斗出渣,(1)钻劈法,副孔,槽孔范围,主孔,泥浆,主孔钻进，副孔抓取冲击钻、回转钻钻主孔抓斗抓挖副孔,(2)钻抓法,防渗墙中心线,槽孔范围,端孔,端孔,(3)分层钻进法,常采用回转式钻

14、机造孔,防渗墙中心线,槽孔范围,端孔,端孔,采用液压双轮铣槽机先从槽段一端开始铣削，然后逐层下挖成槽,(4)铣削法,4.终孔验收和清孔换浆,终孔验收按照规定项目和标准进行清孔换浆1h后孔底淤积厚度不大于10cm孔内泥浆密度不大于1.3粘度不大于30s含砂量不大于10%,5墙体浇筑,采用泥浆下的直升导管法,已浇筑防渗墙,已浇筑防渗墙,导向槽,槽孔,泥浆,导管,导注塞,四、防渗墙的质量检查,检查内容看书了解隐蔽工程重点在于过程中的检查,第四节 高压喷射灌浆施工,一、高压喷射灌浆特点,软基处理浆液以水泥浆为主压力很高，1030MPa喷射后在地层中形成凝结体,二、高压喷射凝结体,合金喷嘴,喷射管,喷射管,注浆,旋喷成桩,定喷成板,摆喷成墙,1.凝结体的型式旋喷喷嘴喷射时边旋转边垂直提升形成圆柱形凝结体定喷喷嘴的喷射方向固定，垂直提升形成板状凝结体摆喷喷嘴喷射时边提升边摆动形成哑铃状或扇形凝结体,2.结构布置型式,定喷折线结构摆喷对接结构摆喷折线结构柱定结构柱摆结构旋喷套接结构单排双排三排,三、高压喷射灌浆的施工方法,自行看书了解,