35-第五章-地基及基础工程一

第五章-地基及基础工程（一）第五节 地基及基础工程一、基础防渗墙工程防渗墙是一种修建在松散透水地层或土石坝（堰）中起防渗作用的地下连续墙。（一）防渗墙的作用防渗墙是一种防渗结构，但其实际的应用已远远超出了防渗的范围，可用来解决防渗、防冲、加固、承重及地下截流等工程问题。具体的运用主要有：控制闸、坝基础的渗流；控制土石围堰及其基础的渗流；防止泄水建筑物下游基础的冲刷；加固一些有病害的土石坝及堤防工程；作为一般水工建筑物基础的承重结构；拦截地下潜流，抬高地下水位，形成地下水库。（二）防惨墙的凝结体形式防渗墙的类型较多，但从其构造特点来说，主要是两类：槽孔（板）型防渗墙和桩柱型防渗墙。前者是我国水利水电工程中混凝土防渗墙的主要形式。防渗墙立面布置有两种形式：封闭式与悬挂式。（三）施工方法、程序及工艺在松散透水的地层和坝（堰）体内进行造孔成墙，如何维持槽孔孔壁的稳定是防渗墙施工的关键技术之一。工程实践表明，泥浆固壁是解决这类问题的主要方法。泥浆固壁的原理是：由于槽孔内的泥浆压力要高于地层的水压力，使泥浆渗入槽壁介质中，其中较细的颗粒进入空隙，较粗的颗粒附在孔壁上，形成泥皮。泥皮对地下水的流动形成阻力，使槽孔内的泥浆与地层被泥皮隔开。泥浆一般具有较大的密度，所产生的侧压力通过泥皮作用在孔壁上，就保证了槽壁的稳定。造孔成槽工序约占防渗墙整个施工工期的一半。槽孔的精度直接影响防渗墙的质量。选择合适的造孔机具与挖槽方法对于提高施工质量、加快施工速度至关重要。用于防渗墙开挖槽孔的机具，主要有冲击钻机、回转钻机、钢绳抓斗及液压铣槽机等。进行造孔挖槽时，为了提高工效，通常要先划分槽段，然后在一个槽段内，划分主孔和副孔，采用钻劈法、钻抓法或分层钻进等方法成槽。槽孔（板）型的防渗墙，是由一段段槽孔套接而成的地下墙。尽管在应用范围、构造形式和墙体材料等方面存在各种类型的防渗墙，但其施工程序与工艺是类似的，主要包括：造孔前的准备工作；泥浆固壁与造孔成槽；终孔验收与清孔换浆；槽孔浇筑；全墙质量验收等过程。二、振冲地基（一）振冲地基采用振冲机具加密地基土或在地基中建造碎（卵）石桩柱并和周围土体组成复合地基，以提高地基的强度和抗滑及抗震稳定性的地基处理技术称为振冲法。（1）按施工工艺分，振冲法施工可分为湿法和干法两类。（2）按对地基土加密效果，振冲可分为振冲加密和振冲置换两大类。（三）施工过程质量控制施工过程中质量控制主要有：桩位偏差、桩长、填料、施工技术参数控制，以及在施工过程中对桩体密实度和桩间土加密效果进行跟踪抽检。桩体骨料宜采用含泥量不大于10%，有一定级配的碎石、 砾石、矿渣或其他无腐蚀性、无环境污染的硬质材料。粒径要求30kW型振冲器20100mm；75kW型振冲器20150mm。要核对进入施工场地的填料的总量和填入孔内填料的总量，发现后者大于前者时，应检查施工记录并安善处理。4.施工技术参数控制施工技术参数有加密电流、留振时间、加密段长、水压、填料数量。必要时通过设计变更，适当改变加密电流、留振时间，以保证工程质量。5.跟踪检测跟踪检测指在施工过程中对碎石桩密实度和桩间土加密效果进行跟踪检测，以便及时发现问题和质量缺陷，采取改进措施。检查桩体密实度宜用重型动力触探，以每次贯入10cm深度的锤击数确定。三、混凝土灌注桩基础灌注桩是一种直接在桩位用机械或人工方法就地成孔后，在孔内下设钢筋笼和浇筑混凝土所形成的桩基础。灌注桩在各个建筑领域的应用都十分广泛，在水利水电建设中主要用于水闸、渡槽、输电线塔、变电站、防洪墙、工作桥等的基础，也经常应用于防冲、挡土、抗滑等工程中。（二）灌注桩的分类1.按桩的受力情况分类（1）摩擦型桩。桩的承载力以侧摩擦阻力为主。摩擦型桩又可分为摩擦型桩和端承摩擦型桩。（2）端承型桩。桩的承载力以桩端阻力为主。端承型桩又可分为端承型桩和摩擦端承型桩。2.按功能分类（1）承受轴向压力的桩。主要承受建筑物的垂直荷载。大多数桩是这种作用的。（2）承受轴向拔力的桩。用以抵抗外荷对建筑物的上拔力，如抗浮桩、塔架锚固桩。（3）承受水平荷载的桩。用以支护边坡或基坑，如挡土桩、抗滑桩等。3.按成孔方法分类灌注桩通常使用机械成孔，当地下水位较低、涌水量较小时，桩径较大的灌注桩也可人工挖孔。常用的机械成孔方法可分为挤土成孔灌注桩（沉管灌注桩）和取土成孔灌注桩（包括少量挤土的成孔方法）两大类。取土成孔灌注桩又可分为泥浆护壁钻孔灌注桩、干作业成孔灌注桩和全套管法（贝诺脱法）成孔灌注桩三类。其中泥浆护壁钻孔灌注桩包括正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水电钻钻孔、冲击钻机钻孔、旋挖钻机成孔、抓斗成孔等成孔方法的灌注桩；干作业成孔灌注桩包括长螺旋钻孔、短螺旋钻孔、洛阳铲成孔等成孔方法的灌注桩。四、沉井沉井是在预制好的钢筋混凝土井筒内挖土，依靠井筒自重克服井壁与地层的摩擦阻力逐步沉入地下，以实现工程目标的一项施工技术。沉井技术具有结构可靠、所需机械设备简单、施工安全等优点。（一）沉井的构造沉井是钢筋混凝土结构，主要由井筒（井壁）、隔墙和刃脚等组成。1.井筒。井筒一般为重度较大和刚度较高的钢筋混凝土结构，可根据需要制成方形、圆形或椭圆形断面。井筒的壁厚通常为0.41.2m。2.隔墙。即井筒内的间隔墙。其作用是减少井筒跨度，改善受力条件，增强筒体刚度。隔墙厚度一般为0.5m。3.刃脚。刃脚指底节井筒下端的钢制尖角，其作用是保护底节井筒和便于沉井切入土层中。五、灌浆工程（一）灌浆材料1.坝基岩石灌浆岩基灌浆的浆液，一般应该满足如下要求：（1）浆液在受灌的岩层中应具有良好的可灌性，即在一定的压力下，能灌入裂隙、空隙或孔洞中，充填密实。（2）浆液硬化成结石后，应具有良好的防渗性能、必要的强度和黏结力。（3）为便于施工和增大浆液的扩散范围，浆液应具有良好的流动性。（4）浆液应具有较好的稳定性，析水率低。基岩灌浆以水泥灌浆最普遍。灌入基岩的水泥浆液，由水泥与水按一定配比制成，水泥浆液呈悬浮状态。水泥灌浆具有灌浆效果可靠，灌浆设备与工艺比较简单，材料成本低廉等优点。一般情况下，可采用标号不低于C45的普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥，如有耐酸等要求时，选用抗硫酸盐水泥。对于帷幕灌浆，对水泥细度的要求为通过80m方孔筛的筛余量不大于5%。当遇到一些特殊的地质条件如断层、破碎带、细微裂隙等，采用普通水泥浆液难于达到工程要求时，也可采用化学灌浆，即灌注以环氧树脂、聚氨酯、甲凝等高分子材料为基材制成的浆液。其材料成本比较高，灌浆工艺比较复杂。在基岩处理中，化学灌浆仅起辅助作用，一般是先进行水泥灌浆，再在其基础上进行化学灌浆，这样既可提高灌浆质量，也比较经济。2.砂砾石地层灌浆岩基灌浆以水泥灌浆为主，而砂砾石地层的灌浆，一般以水泥黏土浆为宜。因为在砂砾石地层中灌浆，多限于修筑防渗帷幕，对浆液结石强度要求不高，28d强度0.40.5MPa就可满足要求，而帷幕体的渗透系数则要求在10-410-6cm/s以下。配制水泥黏士浆所使用的黏土，要求遇水以后，能迅速崩解分散，吸水膨胀，具有