由于建筑物对基础的要求和地基的地质条件不同,基础处理工程的种类很多,按处理的方法可分为以下几种。
(一)钻孔灌浆
1.钻孔
钻孔就是根据工程要求,选择相应的钻孔设备和其他设备,确定施工方法和工艺,在地下钻出不同直径、深度和角度的孔,或进一步叠孔成槽,以便在钻孔或槽内下入相应构件,填筑相应材料,形成各种用途的地下结构物。
钻孔可从不同角度进行分类。
按钻具运动方式和碎岩特性分:回转钻进、冲击(抓)钻进、复合钻进(如冲击回转钻进、潜孔锤钻进)和振动钻进。
按钻进过程是否形成冲洗介质循环分:无循环钻进和有循环钻进。
按冲洗介质循环方式分:正循环钻进和反循环钻进。
2.灌浆
灌浆就是利用灌浆机施加一定的压力,将浆液通过预先设置的钻孔或灌浆管灌入岩石、土或建筑物中,使其胶结成相对坚固、相对密实而透水性较小的整体。
(1)按灌浆材料,灌浆分为水泥灌浆、粘土灌浆、水泥粘土灌浆、水泥粉煤灰粘土灌浆、水泥砂浆灌浆、化学灌浆等。
(2)按灌浆作用,灌浆分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、回填灌浆、接缝灌浆等。
1)帷幕灌浆。在坝基内(平行坝轴线多在靠近上游处)或两岸坝肩用灌浆方法将浆液灌入岩石的裂隙或砂卵石的空隙中,形成一道防渗的条带,类似帷幕形状,故称帷幕灌浆。
帷幕灌浆的主要作用有:①在基础或坝肩一定的深度范围内,满足结构建筑物的防渗要求,即渗透系数或吸水率足够小,以截断地基水流,保证设计水头;②降低坝基或坝肩扬压力,以减小大坝断面形体尺寸,节省工程投资;③降低坝基渗透压力,减小坝基或坝肩渗流,阻止集中渗流、冲刷、管涌等渗流引起的渗流破坏或渗流变形,保证基础或坝肩稳定,保证建筑物运行安全,保证满足电站设计引用流量即电站出力。
2)固结灌浆。一般在岩石表层钻孔,经灌浆将岩石固结。固结灌浆通常有基础固结灌浆和隧洞固结灌浆。
基础固结灌浆的主要作用为:增强大坝基础或坝肩的整体性,使其能够承受上部结构传递的应力;提高抗压强度(承载能力),提高抗剪强度,防止基础滑动;改善坝基或坝肩的均匀性,减少变形,提高弹性模量,防止基础不均匀沉降;减少基础表层渗流;使大坝具有足够的耐久性,以防在地下水长期作用下发生侵蚀破坏。
隧洞固结灌浆的主要作用为:增强围岩的整体性,提高承载能力,提高围岩的弹性模量;减少内外渗水。
3)接触灌浆。有坝基接触灌浆和钢衬接触灌浆两种型式。
①坝基接触灌浆。分为河床坝段的接触灌浆和岸坡坝段的接触灌浆两种。
坝基接触灌浆的主要作用为:充填或胶结混凝土与基岩接触面间的干缩缝,使其有效传递应力,提高坝体抗滑稳定;截断混凝土与接触面的渗流,防止接触面淘刷及冲蚀。
②钢衬接触灌浆。钢衬接触灌浆的主要作用是使钢板衬体和混凝土接触面结合密实,使之有效传递应力,防止水流振动冲击钢板产生疲劳破坏或钢板撕裂破坏。
4)回填灌浆。主要是填充水工隧洞衬砌混凝土与周围岩石之间空隙进行的灌浆。
回填灌浆的主要作用:是使浆液灌入隧洞顶拱混凝土与岩面之间空腔或接触面充填胶结相对密实,以改善受力情况。
5)接缝灌浆。坝体由于分块浇筑后因混凝土的收缩而形成的通缝(如坝体的纵缝、横缝等),使坝体彼此脱开,为加强其整体性,利用预埋的灌浆系统,对这些缝进行的灌浆。接缝灌浆的主要作用为:加强大体积混凝土的整体性或连续性。
(3)按灌浆压力,灌浆分为低压灌浆(<0.5MPa)、中压灌浆(0.5~4 MPa)、高压灌浆(>4MPa)。低压、中压灌浆应用广泛;高压灌浆用于高坝帷幕灌浆。
(4)按灌浆方法,灌浆分一次灌浆法、分段灌浆法。分段灌浆法又可分为自上而下分段、自下而上分段、综合分段灌浆法及孔口封闭灌浆法。
灌浆孔的基岩段小于6m时,可采用全孔一次灌浆法;灌浆孔的基岩段大于6m时,可采用自上而下分段、自下而上分段、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。
(二)地下连续墙(防渗墙)
地下连续墙是一种在地面施工,用一定的设备和机具,在泥浆护壁的条件下,通过造孔(或槽),再用直升导管法浇混凝土等材料,逐段建造,并用特定的接头方式相互连接,最终在地下形成具有一定防渗能力的连续墙体。其功能有:支护、挡土、承重、防渗、防冲等。
在水利水电工程中,用的最多的一种地下连续墙是混凝土防渗墙。防渗墙一般作为松散透水地基的防渗建筑物,也可作为土石坝坝体内的防渗设施。
地下连续墙的优缺点:防渗性能效果可靠;墙体的渗透和力学性能根据地层和结构要求进行设计和控制;施工方法成熟;监测手段比其他隐蔽工程可靠;适应于各种地质条件;由于施工技术要求高,价格较高。
地下连续墙分类如下。
1.造孔(https://www.xing528.com)
按造孔(挖槽)方式分:抓斗式、回转式、冲击式、铣(锯)槽式等。
2.成墙
按结构型式分:桩柱型、槽板型和板桩灌注型。
按墙体材料分:混凝土、粘土混凝土、钢筋混凝土、粉煤灰混凝土、灰浆(自凝和固化)、塑性及少灰混凝土防渗墙等。
按布置方式分:嵌固式、悬挂式和组合式。
按功能分:支护墙、挡土墙、承重墙、防渗墙、防冲墙。
(三)桩基
桩基工程是地基加固的主要方法之一。其目的是为了改善建筑物地基土体的力学性质,提高承载能力,增加抗滑稳定,减少压缩变形;有些是为了改善土体的渗透性质,减少渗透量,防止渗透变形。
桩的分类,根据不同的目的有不同的分类法,不再一一介绍。这里仅介绍近几年在水利水电工程地基加固中,用得较多的和发展较快的振冲桩、灌注桩和旋喷桩(在高压喷射灌浆中介绍)。
1.振冲桩
振冲桩是以振冲器的振动和挤密作用,对松砂地基进行加密处理或在软弱地层中设置紧密的碎石桩,与原地基土共同组成复合地基以提高地基承载能力的一种桩。
2.灌注桩
灌注桩是用钻孔机具在地基中钻孔,然后浇筑混凝土或钢筋混凝土形成的桩。
(四)高压喷射灌浆
高压喷射灌浆是借助于高压射流作用切割掺搅地层,改变原地层的结构和组成,同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体,借以达到加固地基和防渗目的的基础处理方法。
高压喷射灌浆是一项软弱地基处理技术。它是利用高压泵使水或浆获得20~40MPa的高压后,从孔径很小的喷嘴中喷射出来,以极高的速度冲击破坏土体,从土体脱落下来的土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力作用下,与浆液混合,形成一定形状的固体,起到加固或防渗的作用。其主要适用于软弱地层如砂类土、砾石、粉质粘性土、黄土、淤泥及人工填土等地层加固。对于砂卵石、地下水流速过大、淤泥、含有大量纤维质的腐殖土等地层,均应通过试验确定其适用性,其中对砂卵石(最大粒径小于20cm)的防渗也有较好的试验效果;而在砾石直径过大、砾石含量过多和有大量纤维质的腐殖土中喷灌效果较差。
高压喷射灌浆分类如下:
(1)按灌浆方法分:单重管法、双重管法、三重管法和多重管法。
(2)按喷射方式分:定喷、摆喷和旋喷。
(3)按形成的凝结体形式分:定喷折接、摆喷对接或折接、旋喷套接、旋摆结合。
(五)预应力锚固
预应力锚固是在外荷载作用前,针对建筑物可能滑移的拉裂能力,预先施加主动压力。这种人为的预压应力,将能提高建筑物的抗滑和防裂能力。其分类有两种。
(1)按锚固位置分:建筑物地基锚固、挡土边墙锚固及高坡山体锚固。
(2)按结构形式分:锚桩、锚洞、喷锚护坡及预应力锚固。锚桩又可分为钢筋混凝土桩、钢桩;锚洞可分为跨缝锚洞、骑缝锚洞;喷锚护坡可分为锚杆+喷混凝土、锚杆+挂网+喷混凝土;预应力锚固可分为混凝土柱状锚头、墩头锚头、爆炸压接锚杆锚头、锚塞锚环钢锚头及组合型钢锚头。
(六)开挖回填
开挖回填是将基础底下处理范围内软弱土层部分或全部挖去,然后回填土、石、砂石料、混凝土及其他性能稳定和无侵蚀的材料,并通过夯压或振实等手段至要求的密度为止。
开挖回填主要有坝基截水槽、防渗竖井、沉井(箱)、软弱地带传力洞、混凝土塞和抗滑桩等。
各种基础处理工程施工方法及适用条件见表14-1。
表14-1 基础处理的方法及适用条件

续表

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。
