一级建造师考试网上辅导 水利水电工程管理与实务
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 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。这种地基具有孔隙率大、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。
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。 【2014年真题】与砂砾石地基相比，软土地基具有的特点有（ ）。 A.承载能力差 B.孔隙率大 C.压缩性大 D.渗透性强 E.触变性强
『正确答案』ABCE
『答案解析』本题考查的是水工建筑物的地基分类。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。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。这种地基具有孔隙率大、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。参见教材P59～60。
1F413012 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。 （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。 （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
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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。 （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入土中，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。 （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孔内，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。
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。
1F413020 灌浆与防渗墙施工 1F413021 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。 （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、回填灌浆、预应力灌浆和补强灌浆等。 1.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。用浆液灌入岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆。 3.接触灌浆。通过浆液灌入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入混凝土坝体的接缝，以改善传力条件增加坝体整体性的灌浆。
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。
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二、钻孔灌浆用的机械设备 （一）钻孔机械
钻孔机械主要有回转式、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。
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
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。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，多用于吸浆量大，并有大裂隙存在和孔深不超过15m的情况。 2.循环式
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。这种方式一方面使浆液保持流动状态，可防止水泥沉淀，灌浆效果好；另一方面可以根据进浆和回浆液比重的差值，判断岩层吸收水泥的情况。
图1F413021—1 浆液灌注方式 （a）纯压式；（b）循环式
1一水；2一拌浆筒；3一灌浆泵；4一压力表； 5一灌浆管；6一灌浆塞；7一回浆管 （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
全孔一次灌浆是将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。这种方法施工简便，多用于孔深不深，地质条件比较良好，基岩比较完整的情况。 2.自下而上分段灌浆 3.自上而下分段灌浆法 4.综合灌浆法
综合灌浆法是在钻孔的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
孔口封闭灌浆法是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。
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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。
四、帷幕灌浆
帷幕灌浆施工工艺主要包括：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。
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。 （二）钻孔冲洗、裂隙冲洗和压水试验 （三）灌浆方式和灌浆方法 1.灌浆方式
帷幕灌浆应优先采用循环式，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。
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。
1F413021-4 帷幕灌浆孔的施工序
P—先导孔；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ—第一、二、三次序孔；C—检查孔 （四）灌浆压力和浆液变换 1.灌浆压力
灌浆压力宜通过灌浆试验确定，也可通过公式计算或根据经验先行拟定，而后在灌浆施工过程中调整确定。采用循环式灌浆，压力表应安装在孔口回浆管路上；采用纯压式灌浆，压力表应安装在孔口进浆管路上。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。 2.灌浆浆液变换
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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；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。
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。 （五）灌浆结束标准和封孔方法 1.灌浆结束标准 2.封孔方法
采用自上而下分段灌浆法时，灌浆孔封孔应采用“分段压力灌浆封孔法”；采用自下而上分段灌浆时，应采用“置换和压力灌浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。 （六）特殊情况处理 （七）工程质量检查
灌浆质量检查应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。 灌浆检查孔的数量宜为灌浆孔总数的10%。
五、固结灌浆
（二）灌浆技术要求
灌浆孔基岩段长小于6m时，可全孔一次灌浆。当地质条件不良或有特殊要求时，可分段灌浆。灌浆压力大于3MPa的工程，灌浆孔应分段进行灌浆。
灌浆孔应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。
灌浆孔灌浆前的压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用单点法。试验孔数不宜少于总孔数的5%。 灌浆孔封孔应采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。
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 （二）化学浆液类型
化学浆液主要有水玻璃类、丙烯酰胺类（丙凝）、丙烯酸盐类、聚氨酯类、环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类（甲凝）等几种类型。 （三）化学灌浆施工
七、高压喷射灌浆
（一）高压喷射灌浆的适用范围
高压喷射灌浆防渗和加固技术适用于软弱土层。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。对粒径过大的含量过多的砾卵石以及有大量纤维质的腐殖土层，一般应通过现场试验确定施工方法。对含有较多漂石或块石的地层，应慎重使用。 （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、二管法、三管法和新三管法等。
单管法：形成凝结体的范围（桩径或延伸长度）较小，一般桩径为0.5～0.9m，板状凝结体的延伸长度可达1～2m。
二管法：喷射出高压浆液和空气两种射流，冲击破坏土体，其直径达0.8～1.5m。
三管法：是使用能输送水、气、浆的三个通道的喷射管。其直径一般有1.0～2.0m，较二管法大，较单管法要大1～2倍。
新三管法：该法适用于含较多密实性充填物的大粒径地层。
在上述基本的喷射灌浆工法的基础上，又先后开发出了能够施工大直径的超高压大流量、交叉射流工法、多管喷射法等。
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