灌浆与防渗墙施工.ppt

THE END,谢谢 观看,水利水电工程管理与实务,精讲班,主讲老师：,王飞寒,1F413000,水利水电工程地基处理与灌浆施工,1F413010,地基基础的要求及地基处理的方法,1F413011掌握地基基础的要求,一、水工建筑物的地基分类,水工建筑物的地基分为两大类型，即,岩基,和,软基,。,1岩基是由岩石构成的地基，又称硬基。,2软基是由淤泥、壤土、砂、砂砾石、砂卵石等构成的地基。又可细分为,砂砾石地基,、,软土地基,。,(1)砂砾石地基是由砂砾石、砂卵石等构成的地基，它的空隙大，孔隙率高，因而,渗透性强。,(2)软土地基是由淤泥、壤土、粉细砂等细微粒子的土质构成的地基。,孔隙率大、压缩性大、含水量大、,渗透系数小,、水分不易排出、,承载能力差,、沉陷大、触变性强等特点，在外界的影响下很易变形。,1F413011掌握地基基础的要求,二、水工建筑物对地基基础的基本要求,1具有足够的,强度,。能够承受上部结构传递的应力。,2具有足够的,整体性,和,均一性,。能够,防止基础,的滑动和不均匀沉陷。,3具有足够的,抗渗性,。能够避免发生严重的渗漏和渗透破坏。,4具有足够的,耐久性,。能够防止在地下水长期作用下发生侵蚀破坏。,1F413011掌握地基基础的要求,1F413012掌握地基处理的方法,水利水电工程地基处理的基本方法主要有,开挖,、,灌浆,、,防渗墙,、桩基础、锚固，还有置换法、排水法以及挤实法等。,(一)开挖,开挖处理是将不符合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉，是地基处理,最通用,的方法。,(,二,),灌浆,灌浆是利用灌浆泵的压力，通过钻孔、预埋管路或其他方式，把具有胶凝性质的材料(水泥)和掺合料(如黏土等)与水搅拌混合的浆液或化学溶液灌注到岩石、土层中的裂隙、洞穴或混凝土的裂缝、接缝内，以达到,加固,、,防渗,等工程目的的技术措施。,1F413012掌握地基处理的方法,(三)防渗墙,防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，以泥浆固壁，孔内浇灌混凝土或其他防渗材料等，或安装预制混凝土构件，而形成,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。,(,四,),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，从而加速软土固结的一种方法。,1F413012掌握地基处理的方法,(五)排水法,排水法是采取相应措施如砂垫层、排水井、塑料多孔排水板等，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。,(,排水固结的过程,),(,六,),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。,1F413012掌握地基处理的方法,(七)桩基础,可将建筑物荷载传到深部地基，起,增大承载力，减小或调整沉降,等作用。桩基础有,打入桩、灌注桩、旋喷桩及深层搅拌桩。,1打入桩。将不同材料制作的桩，采用不同工艺打入、振入或插入地基。,2灌注桩。向使用不同工艺钻出不同形式的钻孑L内，灌注砂、砾石(碎石)或混凝土，建成砂桩、砾(碎)石桩或混凝土灌注桩。,1F413012掌握地基处理的方法,3旋喷桩。利用高压旋喷射流，将地层与水泥基质浆液搅动混合而成的圆断面桩。,4深层搅拌桩。以机械旋转方法搅动地层，同时注入水泥基质浆液或喷入水泥干粉，在松散细颗粒地层内形成的桩体。,1F413012掌握地基处理的方法,例题,1.,水工建筑物地基可分为软基和（）。,A,砂砾石地基,B,软土地基,C,岩基,D,淤泥,1F413012掌握地基处理的方法,2.,水工建筑物对地基基础的基本要求是（）。,A,具有足够的强度，能够承受上部结构传递的应力,B,具有足够的整体性，能够防止基础的滑动,C,具有足够的抗渗性，能够避免发生严重的渗漏和渗透破坏,D,具有足够的耐久性，能够防止在地下水长期作用下发生侵蚀破坏,E,具有足够的均一性，能够防止基础的沉陷超过设计要求,1F413012掌握地基处理的方法,1F413020,灌浆与防渗墙施工,1F413021,掌握灌浆施工要求 一、灌浆分类,(,一,),按灌浆材料分类,按浆液材料主要分为水泥灌浆、黏土灌浆和化学灌浆等。,1F413021,掌握灌浆施工要求,(,二,),按灌浆目的分类按灌浆目的分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆和回填灌浆等。,1,帷幕灌浆。帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成防水幕，以,减小渗流量或降低扬压力,的灌浆。,2,固结灌浆。用浆液灌人岩体裂隙或破碎带，以,提高岩体的整体性,和,抗变形能力的灌浆。,1F413021,掌握灌浆施工要求,3,接触灌浆。通过浆液灌人混凝土与基岩或混凝土与钢板之间的缝隙，以,增加接触面结合能力,的灌浆。,4,接缝灌浆。通过埋设管路或其他方式将浆液灌人混凝土坝体的接缝，以,改善传力条件增强坝体整体性,的灌浆。,5,回填灌浆。用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的空隙和孔洞，以,增强围岩或结构的密实性的灌浆。,1F413021,掌握灌浆施工要求,1.,帷幕浂浆,2.,固结浂浆,3.,接触浂浆,4.,接缝浂浆,5.,回填浂浆,二、钻孔灌浆用的机械设备,(,一,),钻孔机械,有回转式、回转冲击式、冲击式三大类。目前用得最多的是回转式钻机，,其次是回转冲击式钻机，纯冲击式钻机用得很少。,(,二,),灌浆机械 灌浆机械主要有灌浆泵、浆液搅拌机及灌浆记录仪等。,1F413021,掌握灌浆施工要求,三、灌浆方式和灌浆方法,(,一,),灌浆方式灌浆方式有,纯压式,和,循环式,两种。,1,纯压式 （,1,）概念：纯压式灌浆是指浆液注入孔段内和岩体裂隙中，不再返回的灌浆方式。,(,只进不出,),（,2,）特点：这种方式设备简单，操作方便；但浆液流动速度较慢，容易沉淀，堵塞岩层缝隙和管路，（,3,）适用：多用于,吸浆量大,，并有,大裂隙,存在和,孔深不超过,15m,的情况。,1F413021,掌握灌浆施工要求,2,循环式（,1,）概念：循环式灌浆是指浆液通过射浆管注入孔段内，部分浆液渗入到岩体裂隙中，部分浆液通过回浆管返回，保持孔段内的,浆液呈循环流动状态,的灌浆方式。（,2,）特点：浆液保持流动状态，防止水泥沉淀，灌浆效果好；根据进浆和回浆液比重的差值，判断岩层吸收水泥的情况。（有进有出）,1F413021,掌握灌浆施工要求,1F413021,掌握灌浆施工要求,图,1F413021-1,浆液灌注方式,（,a,）纯压式；（,b,）循环式,1-,水；,2-,拌浆筒；,3-,灌浆泵；,4-,压力表；,5-,灌浆管；,6-,灌浆塞；,7-,回浆管,（,a,）,（,b,）,(,二,),灌浆方法 灌浆方法可分为,全孔一次灌浆法,、,自上而下分段灌浆法,、,自下而上分段灌浆法,、,综合灌浆法,和,孔口封闭灌浆法,等。,1,全孔一次灌浆将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。特点：施工简便。适用：孔深不深，地质条件比较良好，基岩比较完整的情况。,1F413021,掌握灌浆施工要求,2,自下而上分段灌浆 将灌浆孔一次钻进到底，然后从钻孔的底部往上，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔口的灌浆方法。,3,自上而下分段灌浆法 从上向下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底的灌浆方法。,1F413021,掌握灌浆施工要求,1F413021,掌握灌浆施工要求,（,a,）（,b,）（,c,）（,d,）,（,a,）（,b,）（,c,）（,d,）（,e,）（,f,）,图,1F413021-2,自下而上分段灌浆,（,a,）钻孔（,b,）第三段灌浆,（,c,）第二段灌浆（,d,）第一段灌浆,图,1F413021-3,自上而下分段灌浆,（,a,）钻孔（,b,）第三段灌浆,（,c,）第二段灌浆（,d,）第一段灌浆,（,e,）第三段钻孔（,f,）第三段灌浆,4,综合灌浆法 某些段采用自上而下分段灌浆，另一些段采用自下而上分段灌浆的方法。,5,孔口封闭灌浆法 在钻孔的孔口安装孔口管，自上而下分段钻孔和灌浆，各段灌浆时都在孔口安装孔口封闭器进行灌浆的方法。,灌浆孔的基岩段长小于,6m,时，可采用全孔一次灌浆法；大于,6m,时，可采用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。,1F413021,掌握灌浆施工要求,四、帷幕灌浆,工艺：钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆和灌浆的质量检查等。,(,一,),钻孔帷幕灌浆宜采用回转式钻机和金刚石钻头或硬质合金钻头钻进。钻孔质量要求有：,1,钻孔位置与设计位置的偏差不得大于,10cm,。,2,孔深应符合设计规定。,1F413021,掌握灌浆施工要求,(,一,),钻孔,3,灌浆孔宜选用较小的孔径，钻孔孔壁应平直完整。,4,钻孔必须保证孔向准确。钻机安装必须平正稳固；钻孔宜埋设孔口管；钻机立轴和孔口管的方向必须与设计孔向一致；钻进应采用较长的粗径钻具并适当地控制钻进压力。,1F413021,掌握灌浆施工要求,(,二,),钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验 灌浆孔,(,段,),在灌浆前应进行钻孔冲洗，孔内沉积厚度不得超过,20cm,。同时在灌浆前宜采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力可为,灌浆压力的,80,，该值若大于,1MPa,时，采用,1MPa,。,1F413021,掌握灌浆施工要求,冲洗时，可将冲洗管插入孔内，用阻塞器将孔口堵紧，用,压力水冲洗，压力水和压缩空气轮换冲洗或压力水和压缩空气混合冲洗,。帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，,先导孔应自上而下分段进行压水试验，各次序灌浆孔,的各灌浆段在灌浆前宜进行,简易压水,；采用自下而上分段灌浆法时，先导孔仍应自上而下分段进行压水试验。各次序灌浆孔在灌浆前全孔应进行一次钻孔冲洗和裂隙冲洗。除孔底段外，各灌浆段在灌浆前可不进行裂隙冲洗和简易压水。压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用,五点法或单点法,。,1F413021,掌握灌浆施工要求,（三）灌浆方式和灌浆方法,1,灌浆方式,优先采用循环式，,射浆管距孔底不得大于,50cm,。,2,灌浆方法帷幕灌浆必须按,分序加密,的原则进行。由三排孔组成的帷幕，应先进行边排孔的灌浆，然后进行中排孔的灌浆。边排孔宜分为三序施工，中排孔可分为二序或三序施工；由两排孔组成的帷幕，宜,先进行下游,排孔的灌浆，然,后进行上游,排孔的灌浆。每排孔宜分为三序施工；单排帷幕灌浆孔应分为三序施工。,1F413021,掌握灌浆施工要求,1F413021,掌握灌浆施工要求,1F413021-4,帷幕灌浆孔的施工序,P,先导孔 ：,、,、,第一、二、三次序孔：,C,检查孔,帷幕灌浆段长度,宜采用,5,6m,，特殊情况下可适当缩减或加长，但,不得大于,10m,。采用自上而下分段灌浆法时，灌浆塞应塞在已灌段段底以上,0.5m,处，以防漏灌；孔口无涌水的孔段，灌浆结束后可不待凝，但在断层、破碎带等地质条件复杂地区则宜待凝。采用自下而上分段灌浆法时，灌浆段的长度因故超过,10m,，对该段宜采取补救措施。,1F413021,掌握灌浆施工要求,(,四,),灌浆压力和浆液变换,1,灌浆压力 纯压式灌浆，,压力表应安装在孔口进浆管路上；,循环式灌浆，,压力表应安装在孔口回浆管路上。,灌浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。灌浆浆液的浓度应由,稀到浓，逐级变换,。浆液水灰比可采用,5:1,、,3:1,、,2:1,、,1:1,、,0.8:1,、,0.6:1,、,0.5:1,七个比级,。开灌水灰比可采用,5:1,。,1F413021,掌握灌浆施工要求,2,灌浆浆液变换 不变条件：当灌浆压力保持不变，,注入率,持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比（,注入率相对减少,）。改变条件：当某一比级浆液的,注入量,已达,300L,以上,或灌注时间,已达,1h,，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应,改浓一级,；当注入率大于,30L,min,时，可根据具体情况,越级变浓,。（,量、率、时间,）灌注细水泥浆液，可采用水灰比为,2:1,、,1:1,、,0.6:1,，或,1:1,、,0.8:1,、,0.6:1,三个比级。,1F413021,掌握灌浆施工要求,(,五,),灌浆结束标准和封孔方法,1,灌浆结束标准（两种情况）,自上而下分段灌浆：在规定的压力下，当注入率不大于,0.4L/min,时，继续灌注,60min,；,或不大于,1L/min,时，继续灌注,90min,，,灌浆可以结束。,自下而上分段灌浆：继续灌注的时间可相应地,减少为,30min,和,60min,，,灌浆可以结束。,1F413021,掌握灌浆施工要求,五,),灌浆结束标准和封孔方法,2,封孔方法（两种情况）自上而下分段灌浆：灌浆孔封孔应采用,“,分段压力灌浆封孔法,”,；自下而上分段灌浆：应采用,“,置换和压力灌浆封孔法,”,或,“,压力灌浆封孔法,”,。,1F413021,掌握灌浆施工要求,(,六,),特殊情况处理,冒浆漏浆,：应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。,串浆：,如串浆孔具备灌浆条件，,可以同时进行灌浆,。应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。,1F413021,掌握灌浆施工要求,注：,灌浆必须连续进行，若中断，及早恢复灌浆。否则冲洗后恢复灌浆；若无法冲洗或冲洗无效，应进行扫孔，而后恢复灌浆。恢复灌浆时，应先使用开灌比级的水泥浆进行灌注。,1F413021,掌握灌浆施工要求,(,七,),工程质量检查,以检查孔压水试验成果为主,，,结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。灌浆检查孔应在下述部位布置：,1,帷幕中心线上；,2,岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；,3,钻孔偏斜过大、灌浆情况不正常以及经分析资料认为对帷幕灌浆质量有影响的部位。,1F413021,掌握灌浆施工要求,检查孔的数量：,灌浆孔总数的,l0,。,一个坝段或,一个单元工程内，至少应布置一个检查孔,；检查孔压水试验时间：,灌浆结束,14d,后进行,；同时应自上而下分段卡塞进行压水试验，试验采用,五点法,或,单点法,。检查孔压水试验结束后，按技术要求进行灌浆和封孔；检查孔应采取岩芯，计算获得率并加以描述。,1F413021,掌握灌浆施工要求,五、固结灌浆,(,一,),灌浆方式与施工工艺,固结灌浆灌浆方式有循环式和纯压式两种；灌浆施工工艺和帷幕灌浆基本相同。,(,二,),灌浆技术要求 灌浆孔的施工按,分序加密,的原则进行，可分为二序或三序施工。每孔采取自上而下分段钻进、分段灌浆或钻进终孔后进行灌浆。压水试验采用,单点法。,试验孔数不宜少于总孔数的,5,。,1F413021,掌握灌浆施工要求,注入率不大于,0.4L/min,时，继续灌注,30min,，,灌浆可以结束。灌浆质量压水试验检查，,孔段合格率应在,80,以上，,不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的,50,，,且不集中。灌浆孔封孔应采用,“,机械压浆封孔法,”,或,“,压力灌浆封孔法,”,。,1F413021,掌握灌浆施工要求,六、化学灌浆 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。,(,一,),化学浆液的特点 化学灌浆冻液的黏度低，流动性好，可灌性好，小于,0.1mm,以下的缝隙也能灌人。防渗效果好。稳定性及耐久性均较好。有一定的毒性。分,单液法灌浆,和,双液法灌浆,两种。一般都采用纯压式灌浆。压送浆液的方式有气压法和泵压法。,1F413021,掌握灌浆施工要求,七、高压喷射灌浆,(,一,),高压喷射灌浆的适用范围,软弱土层。,实践证明，,砂类土、黏性土、黄土和淤泥,等地层均能进行喷射加固，效果较好。,(,二,),高压喷射灌浆的基本方法 高压喷射灌浆的基本方法有：,单管法,(,直径达,0.5,0.9m),、,二管法,(0.8,1.5m,),、,三管法,(1.0,2.0m),和多管法等。,1F413021,掌握灌浆施工要求,1F413021,掌握灌浆施工要求,（,a,）,（,b,）,（,c,）,图,1F413021-5,高压喷射灌浆法施工方法,（,a,）单管法；（,b,）二管法；（,b,）三管法,(,四,),高压喷射灌浆的喷射形式 高压喷射灌浆的喷射形式有,旋喷、摆喷、定喷,三种。,1F413021,掌握灌浆施工要求,图,1F413021-6,高喷凝结的形式,（,a,）旋喷体 （,b,）摆喷体（板墙）；,（,c,）定喷体（薄板墙）,图,1F413021-7,高压喷射灌浆施工,流程示意图,(,五,),高压喷射灌浆的施工程序 高喷灌浆应,分排分序,进行。在坝、堤基或围堰中，由多排孔组成的高喷墙应,先施工下游排孔，后施工上游排孔，最后施工中间排孔。,在同一排内如采用钻、喷分别进行的程序施工时，应,先施工,序孔，后施工,序孔。先导孔应最先施工。,施工程序为,钻孔、下置喷射管、喷射提升、成桩成板或成墙,等。,(,六,),高压喷射灌浆的质量检验 检测方法：有开挖检查、室内试验、钻孔检查、载荷试验以及其他非破坏性试验方法等。,1F413021,掌握灌浆施工要求,例题：,1.,为减小地基渗流量或降低扬压力，主要采用（）。,A,帷幕灌浆,B,接触灌浆,c,接缝灌浆,D,固结灌浆,1F413021,掌握灌浆施工要求,例题：,2,在坝、堤基或围堰中，由多排孔组成的高喷墙的施工顺序为（）。,A,先上游排孔，后中间排孔，最后下游排孔,B,先下游排孔，后中间排孔，最后上游排孔,C,先下游排孔，后上游排孔，最后中间排孔,D,先中间腓孔，后下游排孔，最后上游排孔,1F413021,掌握灌浆施工要求,3,帷幕灌浆施工过程中，下列不得改变浆液浓度的是（）。,A,当某一比级浆液的注入量已达,300L,以上，而灌浆压力和注入率均无改变,B,当某一比级浆液的注入时间已达,1h,，而灌浆压力和注入率均无改变,C,灌浆压力保持不变，注入率持续减少,D,注入率大于,30L,min,E,灌浆注入率保持不变而压力持续升高,1F413021,掌握灌浆施工要求,一、防渗墙的类型,(,一,),按墙体结构形式分类,桩柱型,防渗墙、,槽孔型,防渗墙和,混合型,防渗墙三类其中,槽孔型防渗墙使用更为广泛,。,1F413022,熟悉防渗墙分类及施工质量检测方法,（,a,）槽孔型防渗墙；,（,b,）桩柱型防渗墙；,（,c,）混合型防渗墙；,1,、,2,、,3,槽孔编号,图,1F413022-1,水土混凝土渗墙的结构形式,(,二,),按墙体材料分类 有普通混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、黏土混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙和灰浆防渗墙。,(,三,),按成槽方法分类 有钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙和锯槽防渗墙。,1F413022,熟悉防渗墙分类及施工质量检测方法,二、成槽机械 成槽机械：钢绳冲击钻机、冲击式反循环钻机、回转式钻机、抓斗挖槽机、射水成槽机、据槽机及链斗式挖槽机等。施工程序包括：平整场地、挖导槽、做导墙、安装挖槽机械设备、制备泥浆注入导槽、成槽、混凝土浇筑成墙等。,三、深层搅拌防渗墙检测方法,开挖检验、取芯试验（点数不少于,3,点）、注水试验、无损检测。,1F413022,熟悉防渗墙分类及施工质量检测方法,小结：要了解地基基础处理的目的和方法；重点是灌浆分类及作用，灌浆工艺过程及质量要求。,1F413022,熟悉防渗墙分类及施工质量检测方法,