第15讲-灌浆法特殊土地基处理.pptx

17.1 概 述17.1 Introductionn n 灌浆法是用气压、液压或电化学原理，灌浆法是用气压、液压或电化学原理，将某些能固化的浆液注入岩土体及其他介将某些能固化的浆液注入岩土体及其他介质中的裂缝或孔隙，以改善地基的物理力质中的裂缝或孔隙，以改善地基的物理力学性质，达到地基处理的目的。学性质，达到地基处理的目的。n n对围堰进行灌浆防渗处理对围堰进行灌浆防渗处理 n n灌浆法施工示意图灌浆法施工示意图 一、灌浆的作用一、灌浆的作用n n1 防渗：降低岩土的渗透性，消除或减小地防渗：降低岩土的渗透性，消除或减小地下水的渗流量，提高岩土的抗渗能力，降低下水的渗流量，提高岩土的抗渗能力，降低孔隙水压力等。孔隙水压力等。n n2 堵漏：截断渗透水流，改善工程施工、运堵漏：截断渗透水流，改善工程施工、运行条件。行条件。n n3 固结：提高岩土的力学强度和变形模量，固结：提高岩土的力学强度和变形模量，减小沉降。减小沉降。n n4 防止滑坡：提高边坡岩土体的抗滑能力。防止滑坡：提高边坡岩土体的抗滑能力。n n5 减小地表下沉：降低或均化岩土的压缩减小地表下沉：降低或均化岩土的压缩性，提高其变形模量，改善其不均匀性。性，提高其变形模量，改善其不均匀性。n n6 提高地基承载力：提高岩土的力学强度。提高地基承载力：提高岩土的力学强度。n n7 回填：充填岩土体或结构的孔洞、缝隙，回填：充填岩土体或结构的孔洞、缝隙，防止塌陷，改善结构的力学条件。防止塌陷，改善结构的力学条件。n n8 加固：提高岩土的力学强度和变形模量。加固：提高岩土的力学强度和变形模量。n n9 纠偏：促使已发生不均匀沉降的建筑物纠偏：促使已发生不均匀沉降的建筑物恢复原位。恢复原位。n n二、灌浆法的应用范围二、灌浆法的应用范围n n1 坝基的加固及防渗坝基的加固及防渗n n2 建筑物地基加固建筑物地基加固n n3 土坡稳定性加固土坡稳定性加固n n4 挡土墙后土体的加固挡土墙后土体的加固n n5 已有结构的加固已有结构的加固n n6 地下结构的止水及加固地下结构的止水及加固n n7 道桥地基基础加固道桥地基基础加固n n8 矿井巷道的加固及止水矿井巷道的加固及止水n n9 动力基础的抗震加固动力基础的抗震加固n n10 其他：锚杆灌浆及钻孔灌注桩后灌浆其他：锚杆灌浆及钻孔灌注桩后灌浆 灌浆工程中所用的浆液是由主剂（原材灌浆工程中所用的浆液是由主剂（原材料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种外加剂料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种外加剂混合而成。灌浆材料是指浆液中所用的主剂。混合而成。灌浆材料是指浆液中所用的主剂。n n 灌浆材料可分为水泥系浆材（颗粒型）、灌浆材料可分为水泥系浆材（颗粒型）、化学浆材（溶液型）和混合型浆材。化学浆材（溶液型）和混合型浆材。17.2 灌浆材料17.2 Grouting Materialn n 水泥浆液的主要特点：无毒、材料水泥浆液的主要特点：无毒、材料来源广、价格较低、灌浆形成的水泥复来源广、价格较低、灌浆形成的水泥复合土体具有较好的物理力学性质和耐久合土体具有较好的物理力学性质和耐久性，因而水泥浆液用途较广、用量较大。性，因而水泥浆液用途较广、用量较大。n n 化学浆液的初始粘度小，可灌注地化学浆液的初始粘度小，可灌注地基中细小裂缝或孔隙。其缺点是造价较基中细小裂缝或孔隙。其缺点是造价较高，且不少化学溶液具有一定毒性，造高，且不少化学溶液具有一定毒性，造成环境污染。成环境污染。n n 根据地质条件、注浆压力、浆液对土体根据地质条件、注浆压力、浆液对土体的作用机理、浆液的运动形式和替代方式可的作用机理、浆液的运动形式和替代方式可将灌浆法分为如下五种：将灌浆法分为如下五种：1 充填或裂隙灌浆（充填或裂隙灌浆（Fill or Fissure Grouting）n n 大洞穴、构造断裂带、隧道衬砌壁后灌大洞穴、构造断裂带、隧道衬砌壁后灌浆。岩土层面、岩体裂隙、节理和断层的防浆。岩土层面、岩体裂隙、节理和断层的防渗、固结灌浆。渗、固结灌浆。17.3 灌浆法分类17.3 Types of Grouting2 渗透灌浆（渗透灌浆（Permeation Grouting）n n 在不破坏地层颗粒排列的条件下，浆液在不破坏地层颗粒排列的条件下，浆液充填于颗粒间隙中，将颗粒胶结成整体。充填于颗粒间隙中，将颗粒胶结成整体。3 压密灌浆（压密灌浆（Compaction Grouting）n n 压密灌浆是注入极稠的浆液，形成球形压密灌浆是注入极稠的浆液，形成球形或圆柱体浆泡，压密周围土体，使土体产生或圆柱体浆泡，压密周围土体，使土体产生塑性变形，但不使土体产生劈裂破坏。塑性变形，但不使土体产生劈裂破坏。4 劈裂灌浆（劈裂灌浆（Hydrofracture Grouting）n n 浆液在孔内随着灌浆压力的增加，先压浆液在孔内随着灌浆压力的增加，先压密周围土体，当压力大到一定程度时，浆液密周围土体，当压力大到一定程度时，浆液流动使地层产生劈裂，形成脉状或条带状胶流动使地层产生劈裂，形成脉状或条带状胶结体。劈裂灌浆主要用于土体加固和裂隙岩结体。劈裂灌浆主要用于土体加固和裂隙岩体的防渗和补强。体的防渗和补强。5 电动化学灌浆电动化学灌浆n n 借助于电渗作用，在粘土地基中即使不借助于电渗作用，在粘土地基中即使不采用灌浆压力，也能靠直流电将浆液（如水采用灌浆压力，也能靠直流电将浆液（如水玻璃溶液或氯化钙溶液）注入土体中，或者玻璃溶液或氯化钙溶液）注入土体中，或者将浆液依靠灌浆压力注入电渗区，通过电渗将浆液依靠灌浆压力注入电渗区，通过电渗使浆液扩散均匀，以提高灌浆效果。使浆液扩散均匀，以提高灌浆效果。17.4 灌浆设计17.4 Design Procedure of Groutingn n1、工程调查、工程调查n n2、方案选择、方案选择n n3、灌浆标准、灌浆标准n n4、浆材及配方设计原则、浆材及配方设计原则n n5、粒状材料的可灌性、粒状材料的可灌性n n6、浆液扩散半径的确定、浆液扩散半径的确定n n7、单排孔的布置、单排孔的布置n n8、多排孔的布置、多排孔的布置n n9、容许灌浆压力的确定、容许灌浆压力的确定n n10、灌浆量的确定、灌浆量的确定17.5 灌浆施工17.5 Construction of Groutingn n一、灌浆施工方法分类一、灌浆施工方法分类n n 1、花管灌浆、花管灌浆n n 2、袖套管法、袖套管法n n 3、双重双栓塞复合灌浆法、双重双栓塞复合灌浆法n n 4、循环灌浆、循环灌浆n n 5、岩溶灌浆、岩溶灌浆n n二、灌浆施工注意事项二、灌浆施工注意事项n n 灌浆施工中应注意钻孔的垂直度、合理灌浆施工中应注意钻孔的垂直度、合理控制灌浆压力和灌浆流量、选用合适的水控制灌浆压力和灌浆流量、选用合适的水泥及水灰比、适当加入外加剂、采用合理泥及水灰比、适当加入外加剂、采用合理的灌浆顺序以及采取适当的措施防止冒浆。的灌浆顺序以及采取适当的措施防止冒浆。17.6 灌浆质量与效果检验17.6 Quality Verification Test n n 灌浆结束后灌浆结束后28天方可进行灌浆效果检天方可进行灌浆效果检验，检验方法如下：验，检验方法如下：n n 1、统计计算灌浆量。、统计计算灌浆量。n n 2、利用静力触探测试加固前后土体力、利用静力触探测试加固前后土体力n n 学指标的变化，用以了解加固效果。学指标的变化，用以了解加固效果。n n 3、在现场进行抽水试验，测定加固土体、在现场进行抽水试验，测定加固土体n n 的渗透系数。的渗透系数。n n4、采用现场静载荷试验，测定加固土体、采用现场静载荷试验，测定加固土体的承载力和变形模量。的承载力和变形模量。n n5、采用钻孔弹性波试验测定加固土体的、采用钻孔弹性波试验测定加固土体的动弹性模量和剪切模量。动弹性模量和剪切模量。n n6、采用标准贯入试验或轻便触探等动力、采用标准贯入试验或轻便触探等动力触探方法测定加固土体的力学性能。触探方法测定加固土体的力学性能。n n7、进行室内试验。、进行室内试验。n n8、采用、采用射线密度计法。射线密度计法。n n9、试验电阻率法。、试验电阻率法。思考题(Problems)n n（1）什么是灌浆法？灌浆有哪些作用？）什么是灌浆法？灌浆有哪些作用？n n（2）灌浆法可应用于哪些工程领域？）灌浆法可应用于哪些工程领域？n n（3）灌浆材料有哪些？）灌浆材料有哪些？n n（4）灌浆法分为哪些类型？）灌浆法分为哪些类型？n n（5）灌浆法的设计步骤有哪些？）灌浆法的设计步骤有哪些？n n（6）灌浆法的施工方法有哪些？）灌浆法的施工方法有哪些？n n（7）如何进行灌浆处理后的质量与效果）如何进行灌浆处理后的质量与效果检验？检验？第18章 特殊土地基处理Chapter 18 Ground Treatment of Special Soil18.1 概 述18.1 Introductionn n 我国幅员辽阔，各地区的地理位置、气象我国幅员辽阔，各地区的地理位置、气象我国幅员辽阔，各地区的地理位置、气象我国幅员辽阔，各地区的地理位置、气象条件、地层构造和成因，以及地基土的地质特条件、地层构造和成因，以及地基土的地质特条件、地层构造和成因，以及地基土的地质特条件、地层构造和成因，以及地基土的地质特征差异很大，有一些特殊种类的地基土分布在征差异很大，有一些特殊种类的地基土分布在征差异很大，有一些特殊种类的地基土分布在征差异很大，有一些特殊种类的地基土分布在全国各地。这些特殊土各自具有不同于一般地全国各地。这些特殊土各自具有不同于一般地全国各地。这些特殊土各自具有不同于一般地全国各地。这些特殊土各自具有不同于一般地基土的工程地质特征，如饱和软粘土的高压缩基土的工程地质特征，如饱和软粘土的高压缩基土的工程地质特征，如饱和软粘土的高压缩基土的工程地质特征，如饱和软粘土的高压缩性，杂填土的不均匀性，黄土的湿陷性，膨胀性，杂填土的不均匀性，黄土的湿陷性，膨胀性，杂填土的不均匀性，黄土的湿陷性，膨胀性，杂填土的不均匀性，黄土的湿陷性，膨胀土的胀缩性，冻土的冻胀变形以及地震区的地土的胀缩性，冻土的冻胀变形以及地震区的地土的胀缩性，冻土的冻胀变形以及地震区的地土的胀缩性，冻土的冻胀变形以及地震区的地基液化、震陷等。本章简要介绍膨胀土地基、基液化、震陷等。本章简要介绍膨胀土地基、基液化、震陷等。本章简要介绍膨胀土地基、基液化、震陷等。本章简要介绍膨胀土地基、湿陷性黄土地基和液化地基的处理方法。湿陷性黄土地基和液化地基的处理方法。湿陷性黄土地基和液化地基的处理方法。湿陷性黄土地基和液化地基的处理方法。膨胀土一般指粘粒成分主要由亲水膨胀土一般指粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩这两种变形特性的粘性土。和失水收缩这两种变形特性的粘性土。在公路路基工程中，膨胀土处理主在公路路基工程中，膨胀土处理主要有以下几个方面：填方路基，膨胀土要有以下几个方面：填方路基，膨胀土填料处理及路堤边坡防护；挖方路基，填料处理及路堤边坡防护；挖方路基，路床稳定和路堑边坡防护；排水措施。路床稳定和路堑边坡防护；排水措施。18.2 膨胀土地基处理18.2 Treatment of Expansive Soil 针对以上问题，在公路工程中主要采取下列措施：针对以上问题，在公路工程中主要采取下列措施：针对以上问题，在公路工程中主要采取下列措施：针对以上问题，在公路工程中主要采取下列措施：n n1 1 路床处理路床处理路床处理路床处理n n 一般应挖除地表下或超挖一般应挖除地表下或超挖一般应挖除地表下或超挖一般应挖除地表下或超挖303060mm60mm的膨胀土，并的膨胀土，并的膨胀土，并的膨胀土，并用改性的膨胀土或非膨胀土及时分层回填压实。用改性的膨胀土或非膨胀土及时分层回填压实。用改性的膨胀土或非膨胀土及时分层回填压实。用改性的膨胀土或非膨胀土及时分层回填压实。n n2 2 土料稳定与压实土料稳定与压实土料稳定与压实土料稳定与压实n n 强膨胀土不应作为路基填料，若不得已，应尽量选强膨胀土不应作为路基填料，若不得已，应尽量选强膨胀土不应作为路基填料，若不得已，应尽量选强膨胀土不应作为路基填料，若不得已，应尽量选择膨胀潜势较弱的土料，并加以改良。改良的方法有掺择膨胀潜势较弱的土料，并加以改良。改良的方法有掺择膨胀潜势较弱的土料，并加以改良。改良的方法有掺择膨胀潜势较弱的土料，并加以改良。改良的方法有掺石灰、水泥、砂砾石等，常用的方法是掺石灰，掺灰比石灰、水泥、砂砾石等，常用的方法是掺石灰，掺灰比石灰、水泥、砂砾石等，常用的方法是掺石灰，掺灰比石灰、水泥、砂砾石等，常用的方法是掺石灰，掺灰比一般为一般为一般为一般为6 68 8。n n 膨胀土作为路基填料压实时，应采用高含水量和较膨胀土作为路基填料压实时，应采用高含水量和较膨胀土作为路基填料压实时，应采用高含水量和较膨胀土作为路基填料压实时，应采用高含水量和较高密实度的原则，碾压并以轻型击实标准进行压实度控高密实度的原则，碾压并以轻型击实标准进行压实度控高密实度的原则，碾压并以轻型击实标准进行压实度控高密实度的原则，碾压并以轻型击实标准进行压实度控制。制。制。制。n n3 路基设计路基设计n n 路基挖填高度不得过大，一般宜选择路基挖填高度不得过大，一般宜选择浅路堑、低路堤，其高度不宜大于浅路堑、低路堤，其高度不宜大于3m。n n4 边坡防护边坡防护n n5 排水措施排水措施n n在建筑工程中，对膨胀土地基采用以下在建筑工程中，对膨胀土地基采用以下处理办法处理办法:n n1 加大基础埋深加大基础埋深n n2 换土及砂石垫层换土及砂石垫层n n3 采用墩基或柱基加地基梁采用墩基或柱基加地基梁n n4 桩基桩基 湿陷性黄土地基处理的目的是改善湿陷性黄土地基处理的目的是改善土的性质和结构，减小土的渗水性、压土的性质和结构，减小土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生，部分或全缩性，控制其湿陷性的发生，部分或全部消除湿陷性。部消除湿陷性。n n 根据上部结构对地基的要求，可采根据上部结构对地基的要求，可采用全部或部分消除湿陷性的处理办法。用全部或部分消除湿陷性的处理办法。18.3 湿陷性黄土地基处理18.3 Treatment Collapsible Loessn n 全部消除湿陷性的办法即自基底处全部消除湿陷性的办法即自基底处理至非湿陷性土层的顶面。理至非湿陷性土层的顶面。n n 部分消除湿陷性的办法即只处理基部分消除湿陷性的办法即只处理基础底面以下适当深度的土层，因这部分础底面以下适当深度的土层，因这部分土层的湿陷量一般占总湿陷量的大部分。土层的湿陷量一般占总湿陷量的大部分。一般对非自重湿陷性黄土为一般对非自重湿陷性黄土为13m，自重，自重湿陷性黄土地基为湿陷性黄土地基为25m。n n 常用的处理湿陷性黄土地基的方法有：常用的处理湿陷性黄土地基的方法有：n n1 灰土或素土垫层灰土或素土垫层n n2 重锤夯实法重锤夯实法n n3 强夯法强夯法n n4 土挤密桩法或灰土挤密桩法土挤密桩法或灰土挤密桩法n n5 石灰桩法石灰桩法n n6 浸水处理浸水处理液化地基可采用下列办法处理：液化地基可采用下列办法处理：n n1 换填法换填法n n 挖除全部液化土层，换填密实土层。挖除全部液化土层，换填密实土层。n n2 强夯法强夯法n n3 碎石桩法碎石桩法n n4 砂挤密桩法砂挤密桩法18.4 液化地基处理18.4 Treatment of Liquefiable Soil 思考题(Problem)n n（1）膨胀土的主要工程特性有哪些？如）膨胀土的主要工程特性有哪些？如何评价膨胀土地基？何评价膨胀土地基？n n（2）膨胀土地基处理方法有哪些？）膨胀土地基处理方法有哪些？n n（3）如何判定和评价黄土的湿陷性？湿）如何判定和评价黄土的湿陷性？湿陷性黄土地基有哪些处理方法？陷性黄土地基有哪些处理方法？n n（4）可液化地基有哪些处理措施？）可液化地基有哪些处理措施？