第三章基础处理工程2010
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• 缺点
– 钻、灌交替，设备频繁移动，施工进度慢
第一段 第二段 第三段
(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
第三段 第二段 第一段
(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
• 优点
＞2m
– 工艺简便
– 成本低
– 效率高
– 灌浆效果好
• 缺点
– 操作不当易堵管
– 孔口封闭器质量要求高
孔口封闭器 孔口管 砂浆镶筑
第一段
第二段
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
5～6m
第一段 第二段 第三段
灌浆孔段
4·灌浆压力
❖ 作用在灌浆段中部的压力 ❖ 计算公式：
拌浆桶
灌浆泵
压力表
进浆管
回浆管
基岩
灌浆塞
节理裂缝 钻孔
3·钻灌方法
全孔一次钻灌 全孔分段钻灌
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
第三章基础处理工程 2010
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
Ⅱ序孔 Ⅱ序孔
Ⅲ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12～15m
拌浆桶 基岩
灌浆泵
钻孔
灌浆塞
节理裂缝
压力表 灌浆管
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
P 作用于试验段内的全压力，MPa L 压水试验段的长度，m
阻塞器
吕容值
P Q
花管 L
(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
• 单排帷幕
– 按Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔、Ⅳ序孔的次序逐渐加密
• 双排帷幕
– 先灌下游排，后灌上游排（15m高差）
– 排内按次序加密，一般三序
底部孔段 大于2~3倍工作水头
固结灌浆
浅孔无盖重 0.2~0.5MPa
有盖重 0.3~0.7MPa
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3～4MPa称为高压灌浆
• 岩溶地区主要、可靠的防渗手段
• 工程实例
–隔河岩帷幕
清除岩粉铁屑 防止堵塞缝隙
②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）
通水
钻 杆
钻孔
冲洗方法（2）
压力水
压缩空气 冲洗管（钻杆）
阻塞器
基岩
填充物
节理、裂隙
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/PL
q 单位 Lu-吕容(升/Mpa· m · min） Q 压水注入流量，升/min
❖ 固结灌浆
可采用各种钻机与钻头
钻孔的质量要求
• ①孔深、孔向、孔位的偏差小于允许值 • ②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
• ③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
基岩
相对不透水层
漏水通道
(二)钻孔(裂隙)冲洗
①钻孔冲洗
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
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75~91mm
• 帷幕灌浆80μm方孔筛的筛余量不大于5％
–颗粒越细越好 –裂隙宽度小于200μm，超细水泥灌浆，平均粒径约4μm –μm，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
基础处理工程分类
灌浆
岩基、软基
本章内容涉及范围 其中的一部分
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
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
拌浆桶
灌浆机（泵）
基岩
盖重混凝土 钻孔
节理裂缝
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
P＝P1＋P2±Pf 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？
ห้องสมุดไป่ตู้ 常用灌浆压力范围
帷幕灌浆
表层孔段 大于1~1·5倍帷幕工作水头
• 多排帷幕 Ⅰ序孔 Ⅱ序孔
Ⅲ序孔
Ⅳ序孔
– 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
基岩 >15基m岩
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3～6m
Ⅰ序孔 Ⅰ序孔
– 钻、灌交替，设备频繁移动，施工进度慢
第一段 第二段 第三段
(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
第三段 第二段 第一段
(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
• 优点
＞2m
– 工艺简便
– 成本低
– 效率高
– 灌浆效果好
• 缺点
– 操作不当易堵管
– 孔口封闭器质量要求高
孔口封闭器 孔口管 砂浆镶筑
第一段
第二段
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
5～6m
第一段 第二段 第三段
灌浆孔段
4·灌浆压力
❖ 作用在灌浆段中部的压力 ❖ 计算公式：
拌浆桶
灌浆泵
压力表
进浆管
回浆管
基岩
灌浆塞
节理裂缝 钻孔
3·钻灌方法
全孔一次钻灌 全孔分段钻灌
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
第三章基础处理工程 2010
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
Ⅱ序孔 Ⅱ序孔
Ⅲ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12～15m
拌浆桶 基岩
灌浆泵
钻孔
灌浆塞
节理裂缝
压力表 灌浆管
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
P 作用于试验段内的全压力，MPa L 压水试验段的长度，m
阻塞器
吕容值
P Q
花管 L
(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
• 单排帷幕
– 按Ⅰ序孔、Ⅱ序孔、Ⅲ序孔、Ⅳ序孔的次序逐渐加密
• 双排帷幕
– 先灌下游排，后灌上游排（15m高差）
– 排内按次序加密，一般三序
底部孔段 大于2~3倍工作水头
固结灌浆
浅孔无盖重 0.2~0.5MPa
有盖重 0.3~0.7MPa
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3～4MPa称为高压灌浆
• 岩溶地区主要、可靠的防渗手段
• 工程实例
–隔河岩帷幕
清除岩粉铁屑 防止堵塞缝隙
②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）
通水
钻 杆
钻孔
冲洗方法（2）
压力水
压缩空气 冲洗管（钻杆）
阻塞器
基岩
填充物
节理、裂隙
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/PL
q 单位 Lu-吕容(升/Mpa· m · min） Q 压水注入流量，升/min
❖ 固结灌浆
可采用各种钻机与钻头
钻孔的质量要求
• ①孔深、孔向、孔位的偏差小于允许值 • ②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
• ③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
基岩
相对不透水层
漏水通道
(二)钻孔(裂隙)冲洗
①钻孔冲洗
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
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75~91mm
• 帷幕灌浆80μm方孔筛的筛余量不大于5％
–颗粒越细越好 –裂隙宽度小于200μm，超细水泥灌浆，平均粒径约4μm –μm，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
基础处理工程分类
灌浆
岩基、软基
本章内容涉及范围 其中的一部分
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
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
拌浆桶
灌浆机（泵）
基岩
盖重混凝土 钻孔
节理裂缝
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
P＝P1＋P2±Pf 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？
ห้องสมุดไป่ตู้ 常用灌浆压力范围
帷幕灌浆
表层孔段 大于1~1·5倍帷幕工作水头
• 多排帷幕 Ⅰ序孔 Ⅱ序孔
Ⅲ序孔
Ⅳ序孔
– 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
基岩 >15基m岩
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3～6m
Ⅰ序孔 Ⅰ序孔