2F313020 地基与基础工程.doc

2F313020 地基与基础工程 2F313021 掌握地基开挖与清理一、土坝地基的开挖与清理 1 土基开挖与清理( 1 ）坝断面范围内必须清除地基、岸坡上的草皮、树根、含有植物的表土、蛮石、垃圾及其他废料，并将清理后的地基表面土层压实。 ( 2 ）坝体断面范围内的低强度、高压缩性软土及地震时易液化的土层应清除或处理。 ( 3 ）开挖的岸坡应大致平顺，不应成台阶状、反坡或突然变坡，岸坡上缓下陡时，变坡角应小于 200 ，岸坡不宜陡于 1 : 1 . 5 。 ( 4 ）应留有 0 . 2 一 0 . 3m 的保护层，待填土前进行人工开挖。 2 岩基开挖与清理 ( 1 ）坝断面范围内的岩石坝基与岸坡，应清除表面松动石块、凹处积土和突出的岩石。 ( 2 ）对失水时很快风化变质的软岩石（如叶岩、泥岩等），开挖时应预留保护层，待开始回填时，随挖除、随回填，或在开挖后采用喷砂浆或混凝土保护。 ( 3 ）岩石岸坡一般不陡于1：0 . 5 ，若陡于此坡度应有专门论证，并采取必要措施。二、混凝土坝地基的开挖与清理坝基开挖的深度，应根据坝基应力、岩石强度及其完整性，结合上部结构对地基的要求研究确定。高坝应挖至新鲜或微风化基岩；中坝宜挖至微风化或弱风化基岩。开挖过程中的注意事项包括：( 1 ）坝段的基础面上下游高差不宜过大，并尽可能开挖成大台阶状。( 2 ）两岸岸坡坝段基岩面，尽量开挖成有足够宽度的台阶状，以确保向上游倾斜；若基岩面高差过大或向下游倾斜，宜开挖成大台阶状，保持坝体的侧向稳定。对于靠近坝基面的缓倾角软弱夹层，埋藏不深的溶洞、溶蚀面应尽量挖除。 ( 3 ）开挖至距利用基岩面0.5 一 1 .0m 时，应采用手风钻钻孔，小药量爆破，以免造成基岩产生或增大裂隙。( 4 ）遇到易风化的页岩、黏土岩时，应留有 0 . 2 一 0 . 3m 的保护层，待浇筑混凝土前再挖除。基岩开挖后，在浇筑混凝土前，需进行彻底的清理和冲洗，包括清除松动的岩块、打掉凸出的尖角等。2F3 13022 熟悉地基处理技术一、地基处理的基本方法（一）灌浆 1 固结灌浆。是通过面状布孔灌浆，以改善岩基的力学性能，减少基础的变形和不均匀沉陷；改善工作条件，减少基础开挖深度的一种方法。灌浆面积较大、深度较浅、压力较小。 2 帷幕灌浆。是在基础内，平行于建筑物的轴线，钻一排或几排孔，用压力灌浆法将浆液灌人到岩石的裂隙中去，形成一道防渗帷幕，截断基础渗流，降低基础扬压力的一种方法。灌浆深度较深、压力较大。 3 接触灌浆。是在建筑物和岩石接触面之间进行的灌浆，以加强二者间的结合程度和基础的整体性，提高抗滑稳定，同时也增进岩石固结与防渗性能的一种方法。 4 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。这种浆材呈溶液状态，能灌人 0 . 10mm以下的微细裂缝，浆液经过一定时间起化学作用，可将裂缝粘合起来或形成凝胶，起到堵水防渗以及补强的作用。 5 高压喷射灌浆。是采用钻孔，将装上特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置，然后用高压泵将浆液通过喷嘴喷射出来，冲击破坏土体，使土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，与浆液搅拌混合。待浆液凝固以后，在土内就形成一定形状的固结体。（二）防渗墙防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，孔内浇灌混凝土、回填黏土或其他防渗材料等或安装预制混凝土构件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。较浅的透水地基用黏土截水槽，下游设反滤层；较深的透水地基用槽孔型和桩柱体防渗墙，槽孔型防渗墙由一段段槽孔套接而成，桩柱体防渗墙由一个个桩柱套接而成。（三）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、提高地基承载力的一种方法。（四）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，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。（五）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。（六）桩基础 1 端承桩。它穿过软弱层支承在岩石或坚实的土层上，采用混凝土材料，有预制桩打人和现浇灌注两种方法。 2 摩擦桩。它依靠桩身表面与周围土体的摩擦力来承担上部荷载，采用混凝土材料，有预制桩打人和现浇灌注两种方法。 3 振冲砂（或碎石）桩。它是先用振捣棒在软弱地基中造孔，在孔内回填砂砾料，然后用振冲器振冲密实，形成复合地基。 4 高速旋喷桩。它是将水泥与含水量较大的软弱地基土体充分混合搅拌，硬化后形成复合地基。另外，地基处理还有强夯法、沉井基础等。二、不同地基处理的适用方法 1 岩基处理适用方法有灌浆、局部开挖回填等。 2 砂砾石地基处理的适用方法有开挖、防渗墙、帷幕灌浆、设水平铺盖等。 3 软土地基处理的适用方法有开挖、桩基础、置换法、排水法、挤实法等。 2F313023 了解灌浆技术一、灌浆材料灌浆材料可分为两大类，一类是用固体颗粒的灌浆材料（如水泥、戮土或膨润土、砂等）制成的浆液；另一类是用化学灌浆材料（如硅酸盐、环氧树脂、聚氨醋、丙凝等）制成的浆液。水利水电工程中大量常用的浆液主要有水泥浆、水泥黏土浆、黏土浆、水泥黏土砂浆等。二、灌浆方式 1 按浆液的灌注流动方式，分为纯压式（图 2F313023a ）和循环式（图 2F313023b ）。 ( l ）纯压式是一次把浆液压人钻孔中，扩散到地基缝隙中，灌注过程中，浆液单向从灌浆机向钻孔流动的一种灌浆方式。 ( 2 ）循环式是灌浆时浆液进人钻孔，一部分被压入地基缝隙中，另一部分由回浆管路返回拌浆筒中的一种灌浆方式。 2 按灌浆孔中灌浆程序，分为一次灌浆和分段灌浆。 ( l ）一次灌浆是将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。在灌浆深度不大，孔内岩性基本不变，裂隙不大而岩层又比较坚固等情况下可采用该方法。 ( 2 ）分段灌浆是将灌浆孔划分为几段，采用自下而上或自上而下的方式进行灌浆。适用于灌浆孔深度较大，孔内岩性又有一定变化而裂隙又大的情况，此外，裂隙大且吸浆量大，灌浆泵不易达到冲洗和灌浆所需的压力等情况下也可采用该方法。三、灌浆工艺与技术要求（一）固结灌浆 1 灌浆工艺( 1 ）施工程序。固结灌浆施工程序依次是钻孔、压水试验、灌浆（分序施工）、封孔和质量检查等。 ( 2 ）钻孔的布置。钻孔的布置有规则布孔和随机布孔两种。规则布孔形式有正方形布孔和梅花形布孔；随机布孔形式为梅花形布孔。 ( 3 ）压水试验。灌浆前进行简易压水试验，采用单点法，试验孔数一般不宜少于总孔数的 5 。 ( 4 ）灌浆（分序施工）。灌浆分序施工，应严格把握变浆标准及灌浆结束标准。 ( 5 ）封孔。封孔采用“置换和压力灌浆封孔法”，先将孔内余浆置换成浓浆，再将灌浆塞塞在孔口，进行压力灌浆封孔。 ( 6 ）质量检查。灌浆施工中应进行压水试验检查、测试孔检查及对灌浆孔、检查孔的封孔质量抽样检查，以保证灌浆施工质量。基础固结灌浆完成后，应当进行灌浆质量和固结效果的检查。不符合要求的，可通过加密钻孔，补充进行灌浆，以达到要求。 2 主要技术要求 ( l ）固结灌浆孔应按分序加密，浆液应按先稀后浓的原则进行。 ( 2 ）固结灌浆压力一般控制在0.3 一 0 .5MPa 。（二）帷幕灌浆 1 主要参数帷幕灌浆主要参数有防渗标准、深度、厚度、灌浆孔排数和灌浆压力等。 2 技术要求 ( 1 ）浆液浓度的控制。灌浆过程中，必须根据吸浆量的变化情况，适时调整浆液的浓度。开始时用最稀一级浆液，在灌人一定的浆量后若吸浆量没有明显减少时，即改为用浓一级的浆液进行灌注，如此下去，逐级变浓直到结束。 ( 2 ）灌浆压力的控制。灌浆尽可能采用比较高的压力，但应控制在合理范围内。灌浆压力的大小与孔深、岩层性质和灌浆段上有无压重等因素有关，应通过试验来确定，并在灌浆施工中进一步检验和调整。 ( 3 ）回填封孔。回填材料多用水泥浆或水泥砂浆。回填封孔有机械回填法和人工回填法。（三）化学灌浆 1 化学浆液的特性。化学浆液具有黏度低、抗渗性强、稳定性和耐久性好、低毒性等特性。 2 化学浆液类别。化学浆液主要有水玻璃类、丙烯酞胺类、丙烯酸盐类、聚氨醋类、环氧类、甲基丙烯酸醋类等几种类型。 3 化学灌浆施工。 ( 1 ）化学灌浆的工序。化学灌浆的工序依次是：钻孔及压水试验，钻孔及裂缝的处理（包括排渣及裂缝于燥处理），埋设注浆嘴和回浆嘴以及封闭、注水和灌浆。 ( 2 ）化学灌浆方法。按浆液的混合方式分单液法灌浆和双液法灌浆两种。单液法是在灌浆前，将浆液的各组成分先混合均匀一次配成，经过气压或泵压压到孔段内。这种方法的浆液配比比较准确，施工较简单，但余浆不久就会聚合，不能再行使用。双液法是将预先已配制的两种浆液分盛在各自的容器内不相混合，然后用气压或泵压按规定比例送浆，使两液在孔口附近的混合器中混合后送到孔段内。两液混合后即起化学作用，聚合时间一到，浆液即固化成聚合体。这种方法适应性强。 ( 3 ）化学灌浆压送浆液的方式。化学灌浆压送浆液的方式有两种：一是气压法（即用压缩空气压送浆液）；二是泵压法（即用灌浆泵压送浆液）。由于化学材料配制成的浆液中不存在固体颗粒灌浆材料那样的沉淀问题，故化学灌浆都采用纯压式灌浆。 例：1用浆液灌入岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆称为（D）A帷幕灌浆 B接触灌浆C接缝灌浆 D固结