20xx一級建造師水利水電專業講義(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 能力差、沉陷大、 17 觸變性強等特點，在外界的影響下很易變形。 二、水工建筑物對地基基礎的基本要求 強度 。能夠承受上部結構傳遞的應力。 整體性和均一性 。能夠防止基礎的滑動和不均勻沉陷。 抗滲性 。能夠避免發生嚴重的滲漏和滲透破壞。 耐久性 。能 夠防止在地下水長期作用下發生侵蝕破壞。 1F413012 掌握地基處理的方法 水利水電工程地基處理的基本方法主要有開挖、灌漿、防滲墻、樁基礎、錨固，還有置換法、排水法以及擠實法等。 （一）開挖 開挖處理是將不符合設計要求的覆蓋層、風化破碎有缺陷的巖層挖掉，是地基處理 最通用的方法 。 （二）灌漿 灌漿是利用灌漿泵的壓力，通過鉆孔、預埋管路或其他方式，把具有膠凝性質的材料（水泥）和摻合料（如黏土等）與水攪拌混合的漿液或化學溶液灌注到巖石、土層中的裂隙、洞穴或混凝土的裂縫、接縫內，以達到加 固、防滲等工程目的的技術措施。 （三）防滲墻 防滲墻是使用專用機具鉆鑿圓孔或直接開挖槽孔，以泥漿固壁，孔內澆灌混凝土或其他防滲材料等，或安裝預制混凝土構件，而形成連續的地下墻體。也可用板樁、灌注樁、旋噴樁或定噴樁等各類樁體連續形成防滲墻。 （四）置換法 置換法是將建筑物基礎底面以下一定范圍內的軟弱土層挖去，換填無侵蝕性及低壓縮性的散粒材料，從而加速軟土周結的一種方法。 （五）排水法 排水法是采取相應措施如砂墊層、排水井、塑料多孔排水板等，使軟基表層或內部形成水平或垂直排水通道，然后在 土壤自重或外荷壓載作用下，加速土壤中水分的排除，使土壤固結的一種方法。 （六）擠實法 擠實法是將某些 填料如砂、碎石或生石灰 等用 沖擊、振動或兩者兼而有之的方法 壓入土中，形成 一個個的柱體 ，將原土層擠實，從而增加地基強度的一種方法。 （七）樁基礎 可將建筑物荷載傳到深部地基，起增大承載力，減小或調整沉降等作用。樁基礎有 打入樁、灌注樁、旋噴樁及深層攪拌樁 。 。將不同材料制作的樁，采用不同工藝打人、振入或插人地基。 。向使用不同工藝鉆出不同形式的鉆孔內，灌注砂、礫石（碎石） 或混凝土，建成砂樁、礫（碎）石樁或混凝土灌注樁。 。利用高壓旋噴射流，將地層與水泥基質漿液攪動混合而成的圓斷面樁。 。以機械旋轉方法攪動地層，同時注入水泥基質漿液或噴入水泥干粉，在松散細顆粒地層內形成的樁體。 1F413020 灌漿與防滲墻施工 1F413021 掌握灌漿施工要求 18 一、灌漿分類 （一）按灌漿材料分類 按漿液材料主要分為 水泥灌漿、黏土灌漿和化學灌漿 等。 （二）按灌漿目的分類 按灌漿目的分為 帷幕灌漿、固結灌漿、接觸灌漿、接縫灌漿和回填灌漿 等。 。帷幕灌漿是用漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成防水幕，以 減小滲流量或降低揚壓力 的灌漿。 。用漿液灌入巖體裂隙或破碎帶，以 提高巖體的整體性和抗變形能力 的灌漿。 。通過漿液灌入混凝土與基巖或混凝土與鋼板之間的縫隙，以 增加接觸面結合能力 的灌漿。 。通過埋設管路或其他方式將漿液灌入混凝土壩體的接縫，以 改善傳力條件增強壩體整體性的 灌漿。 。用漿液填充混凝土與圍巖或混凝土與鋼板之間的空隙和孔洞，以 增強圍巖或結構的密實性 的灌漿。 19 二、鉆孔灌漿用的機械設備 （一）鉆孔機械 鉆孔機械主要有回轉式、回轉沖擊式、沖擊式三大類。目前用得最多的是回轉式鉆機，其次是回轉沖擊式鉆機，純沖擊式鉆機用得很少。 （二）灌漿機械 灌漿機械主要有灌漿泵、漿液攪拌機及灌漿記錄儀等。 三、灌漿方式和灌漿方法 （一）灌漿方式 灌漿方式有純壓式（圖 1F413021— 1a）和循環式（圖 1F413021— 1b）兩種。 純壓式灌漿是指漿液注入孔段內和巖體裂隙中，不再返回的灌漿方式。這種 方式 設備簡單，操作方便；但漿液流動速度較慢，容易沉淀，堵塞巖層縫隙和管路，多用于吸漿量大，并有大裂隙存在和孔深不超過 15m 的情況 。 循環式灌漿是指漿液通過射漿管注人孔段內，部分漿液滲入到巖體裂隙中，部分漿液通過回漿管返回，保持孔段內的漿液呈循環流動狀態的灌漿方式。這種方式一方面使漿液保持流動狀態，可 防止水泥沉淀，灌漿效果好 ；另一方面可以 根據進漿和回漿液比重的差值，判斷巖層吸收水泥的情況 。 圖 1F413021— 1 漿液灌注方式 （ a）純壓式；（ 6）循環式 1 一水； 2 一拌漿筒； 3 一灌漿泵； 4 一壓力表 5 一灌漿管； 6 一灌漿塞； 7 一回漿管 （二）灌漿方法 灌漿方法可分為 全孔一次灌漿法、自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法和孔口封閉灌漿法 等。 全孔一次灌漿是將孔一次鉆完，全孔段一次灌漿。這 種方法施工簡便，多用于孔深不深，地質條件比較良好，基巖比較完整的情況。 自下而上分段灌漿法是將灌漿孔一次鉆進到底，然后從鉆孔的底部往上，逐段安裝灌漿塞進行灌漿，直至孔口的灌漿方法。如圖 1F413021— 2 所示。 自上而下分段灌漿法是從上向下逐段進行鉆孔，逐段安裝灌漿塞進行灌漿，直至孔底的灌漿方法。 20 綜合灌漿法是在鉆孔的某些段采用自上而下分段灌漿，另一些段采用自下而上分段灌漿的方法。 孔口封閉灌漿 法是在鉆孔的孔口安裝孔口管，自上而下分段鉆孔和灌漿，各段灌漿時都在孔口安裝孔口封閉器進行灌漿的方法。 灌漿孔的基巖段長小于 6m 時，可采用全孔一次灌漿法；大于 6m 時，可采用自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法或孔口封閉灌漿法。 四、帷幕灌漿 帷幕灌漿施工工藝主要包括：鉆孔、鉆孔沖洗、壓水試驗、灌漿和灌漿的質量檢查等。 （一）鉆孔 帷幕灌漿宜采用回轉式鉆機和金剛石鉆頭或硬質合金鉆頭鉆進。鉆孔質量要求有： l0cm。 計規定。 ，鉆孔孔壁應平直完整。 。鉆機安裝必須平正穩固；鉆孔宜埋設孔口管；鉆機立軸和孔口管的方向必須與設計孔向一致；鉆進應采用較長的粗徑鉆具并適當地控制鉆進壓力。 （二）鉆孔沖洗、裂隙沖洗和壓水試驗 （三）灌漿方式和灌漿方法 帷幕灌漿應 優先采用循環式 ，射漿管距孔底不得大于 50cm。 帷幕灌漿必須按 分序加密的原則 進行。 由 三排孔組成的帷幕 ，應先進行邊排孔的灌漿，然后進行中排孔的灌漿。邊排孔宜分為 三序施工，中排孔可分為二序或三序施工；由兩排孔組成的帷幕，宜先進行下游排孔的灌漿，然后進行上游排孔的灌漿。每排孔宜分為三序施工；單排帷幕灌漿孔應分為三序施工。 帷幕灌漿段長度宜采用 5～ 6m，特殊情況下可適當縮減或加長，但不得大于 l0m。采用自上而下分段灌漿法時，灌漿塞應塞在已灌段段底以上 處，以防漏灌；孔口無涌水的孔段，灌漿結束后可不待凝，但在斷層、破碎帶等地質條件復雜地區則宜待凝。采用自下而上分段灌漿法時，灌漿段的長度因故超過 10m，對該段宜采取補救措施。 （四）灌漿壓力和漿液變換 灌漿壓力宜通過灌漿試驗確定，也可通過公式計算或根據經驗先行擬定，而后在灌漿施工過程中調整確定。 采用循環式灌漿，壓力表應安裝在孔口回漿管路上；采用純壓式灌漿，壓力表應安裝在孔口進漿管路上 。灌漿應盡快達到設計壓力，但注入率大時應分級升壓。 灌漿漿液的濃度應由稀到濃，逐級變換 。漿液水灰比可采用 5： 3： 2： 1： ： ： l、 ： 1 七個比級。開灌水灰比可采用 5： 1。 當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或當注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰 比；當某一比級漿液的注入量已達 300L 以上或灌注時間已達 1h，而灌漿壓力和注人率均無改變或改變不顯著時，應改濃一級；當注入率大于 30L／ rain 時，可根據具體情況越級變濃。 灌注細水泥漿液，可采用水灰比為 2： 1： ： 1，或 l： ： ： 1 21 三個比級。 （五）灌漿結束標準和封孔方法 采用自上而下分段灌漿法時，在規定的壓力下，當注入率不大于 ／ min 時，繼續灌注 60min 或不大于 1L／ min 時，繼續灌注 90min，灌漿可以結束。采用自下而上分段灌漿 法時，繼續灌注的時間可相應地減少為 30min 和 60min，灌漿可以結束。 采用自 上而下分段灌漿法 時，灌漿孔封孔應采用 “ 分段壓力灌漿封孔法 ” ；采用 自下而上分段灌漿 時，應采用 “ 置換和壓力灌漿封孔法 ” 或 “ 壓力灌漿封孔法 ” 。 （六）特殊情況處理 （七）工程質量檢查 灌漿質量檢查應以檢查孔壓水試驗成果為主，結合對竣工資料和測試成果的分析，綜合評定。灌漿檢查孔應在下述部位布置： ； 、斷層、大孔隙等地質條件復雜的部位； 、灌漿情況 不正常以及經分析資料認為對帷幕灌漿質量有影響的部位。灌漿檢查孔的數量宜為 灌漿孔總數的 l0%。一個壩段或一個單元工程內，至少應布置一個檢查孔；檢查孔壓水試驗應在該部位灌漿結束 14d 后進行；同時應自上而下分段卡塞進行壓水試驗，試驗采用五點法或單點法。 檢查孔壓水試驗結束后，按技術要求進行灌漿和封孔；檢查孔應采取巖芯，計算獲得率并加以描述。 五、固結灌漿 （一）灌漿方式與施工工藝 固結灌漿灌漿方式有循環式和純壓式兩種；灌漿施工工藝和帷幕灌漿基本相同。 （二）灌漿技術要求 灌漿孔的施工按分 序加密的原則進行，可分為二序或三序施工。每孔采取自上而下分段鉆進、分段灌漿或鉆進終孔后進行灌漿。 灌漿孔基巖段長小于 6m 時，可全孔一次灌漿。當地質條件不良或有特殊要求時，可分段灌漿。灌漿壓力大于 3MPa 的工程，灌漿孔應分段進行灌漿。 灌漿孔應采用壓力水進行裂隙沖洗，直至回水清凈時止。沖洗壓力可為灌漿壓力的80%，該值若大于 1MPa 時，采用 lMPa。 六、化學灌漿 化學灌漿是一種以高分子有機化合物為主體材料的灌漿方法。 （一）化學漿液的特點 （二）化學漿液類型化學漿液主要有水玻璃類、 丙烯酰胺類（丙凝）、丙烯酸鹽類、聚氨酯類、環氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類（甲凝）等幾種類型。 （三）化學灌漿施工 七、高壓噴射灌漿 22 （一）高壓噴射灌漿的適用范圍 高壓噴射灌漿防滲和加固技術 適用于軟弱土層 。實踐證明， 砂類土、黏性土、黃土和淤泥 等地層均能進行噴射加固，效果較好。 對粒徑過大的含量過多的礫卵石以及有大量纖維質的腐殖土層 ，一般應通過現場試驗確定施工方法。對含 有較多漂石或塊石的地層 ，應慎重使用。 （二）高壓噴射灌漿的基本方法 高壓噴射灌漿的基本方法有：單管法、二管法、三管法和多管法等。 （三）漿液材料和施工機具 高噴灌漿最常用的材料為水泥漿，在防滲工程中使用黏土（膨潤土）水泥漿?；瘜W漿液使用較少，國內僅在個別工程中應用過丙凝等漿液。 高壓噴射灌漿的施工機械由 鉆機或特種鉆機、高壓發生裝置 等組成。 （三）高壓噴射灌漿的噴射形式 高壓噴射灌漿形成凝結體的形狀與噴嘴移動方向和持續時間有密切關系。噴嘴噴射時，一面提升，一面進行旋噴則形成柱狀體；一面提升，一面進行擺噴則形成啞鈴 體；當噴嘴一面噴射，一面提升，方向固定不變，進行定噴，則形成板狀體。上述三種噴射形式切割破碎土層的作用，以及被切割下來的土體與漿液攪拌混合，進而凝結、硬化和固結的機理基本相似，只是由于噴嘴運動方式的不同，致使凝結體的形狀和結構有所差異。 （五）高壓噴射灌漿的施工程序 高噴灌漿應分排分序進行。在壩、堤基或圍堰中，由多排孔組成的高噴墻應先施工下游排孔，后施工上游排孔，最后施工中間排孔。在同一排內如采用鉆、噴分別進行的程序施工時，應先施工 Ⅰ 序孔，后施工 Ⅱ 序孔。先導孔應最先施工。 施工程序為 鉆孔、下置噴 射管、噴射提升、成樁成板或成墻 等。 （六）高壓噴射灌漿的質量檢驗 1F413022 熟悉防滲墻分類及施工質量檢測方法 一、防滲墻的類型 水工混凝土防滲墻的類型可按墻體結構形式、墻體材料、布置方式和成槽方法分類。 （一） 按墻體結構形式分類 按墻體結構形式分，分為樁柱型防滲墻、槽孔型防滲墻和混合型防滲墻三類，其中 槽孔型防滲墻使用更為廣泛 。 （二）按墻體材料分類 按墻體材料分，主要有普通混凝土防滲墻、鋼筋混凝土防滲墻、黏土混凝土防滲墻、 23 塑性混凝土防滲墻和灰漿防滲墻。 （三）按成槽方法分類 按成槽方法分，主要有鉆挖成槽防滲墻、射水成槽防滲墻、鏈斗成槽防滲墻和鋸槽防滲墻。 二、成槽機械 三、深層攪拌防滲墻檢