第2章基礎(chǔ)處理工程XXXX36

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!第二章基礎(chǔ)處理工程水工建筑物的基礎(chǔ)有兩類：巖基和軟基，其中軟基包括土基與砂礫石地基。由于受地質(zhì)構(gòu)造變化及水文地質(zhì)的影響，天然地基往往存在不同形式與程度的缺陷，需要經(jīng)過人工處理，才能作為水工建筑物的可靠地基?；A(chǔ)的質(zhì)量是攔河大壩等水工建筑物安全可靠的根本保障，根據(jù)統(tǒng)計，歷史上由于地基原因而引起大壩失事的比例近40％，影響工程正常發(fā)揮效益的則為數(shù)更多?；A(chǔ)處理工程在水利水電工程建設(shè)中占有重要地位，是施工的重要環(huán)節(jié)。水工建筑物的基礎(chǔ)處理，就是根據(jù)建筑物對地基的要求，采用特定的技術(shù)手段來減少或消除地基的某些天然缺陷，改善和提高地基的物理力學(xué)性能，使地基具有足夠的強度、整體性、抗?jié)B性及穩(wěn)定性，以保證工程的安全可靠和正常運行。隨著水利水電建設(shè)事業(yè)的發(fā)展．對基礎(chǔ)處理的方法與技術(shù)提出了越來越高的要求。同時，地基處理屬隱蔽工程，要根據(jù)水工建筑物對地基的要求，分析水文、地質(zhì)條件，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇技術(shù)可行、效果可靠、工期較短、經(jīng)濟(jì)合理的施工方案。由于天然地基的性狀復(fù)雜多樣，不同類型水工建筑物對地基的要求也各不相同，在實際施工中，就必然有各種不同的基礎(chǔ)處理方案與技術(shù)措施。采用爆破或機(jī)械挖掘等手段，將不符合要求的地層挖除以形成設(shè)計要求的建基面，是最通用可靠的基礎(chǔ)處理方法。但是，天然地基的缺陷分布范圍一般大而深，并且均一性差，采用開挖的方法，既難徹底清除，又不一定經(jīng)濟(jì)。為了取得符合設(shè)計要求的基礎(chǔ)，往往必須對建基面下更大范圍的地層采用各種技術(shù)措施進(jìn)行處理。由于基礎(chǔ)處理在地層中進(jìn)行，其施工過程及處理的實際效果無法直觀掌握，故具有地下隱蔽工程的特點。本章主要介紹水利水電工程施工中常用的幾種基礎(chǔ)處理技術(shù)，包括巖石基礎(chǔ)灌漿、砂礫石地層灌漿、防滲墻施工、高壓噴射灌漿技術(shù)等。第一節(jié)土基處理地基按地層的性質(zhì)分為兩大類，一類是巖基，一類是軟基(包括土基和砂礫石地基)。由于建筑物對地基的要求不同，處理地基的目的和方法也不同。開挖是地基處理中最常見的方法，但受工期、費用、開挖條件和機(jī)械設(shè)備性能等客觀條件的限制，地基處理還需根據(jù)工程對地基處理的要求，采用更有效的方法。一、土基處理的基本方法土基是建筑工程中最常見的地基之一，土基處理通常是為了達(dá)到兩個目的，或者是提高地基的承載能力，或者是改善地基的防滲性能。提高地基承受能力的方法稱為土基加固，常見的處理方法有：預(yù)壓、打樁、置換等；改善地基防滲性能的方法稱為截滲處理，常見的處理方法有：防滲墻、帷幕灌漿、垂直鋪塑、深層攪拌樁等。二、土基加固樁基礎(chǔ)簡稱樁基，是提高土基承載能力最有效的方法之一。樁基是由若干個沉入土中的單樁組成的一種深基礎(chǔ)，是由基樁和連接于基樁樁頂?shù)贸信_共同組成，承臺和承臺之間再用承臺梁相互連接。若承臺下只用一根樁（通常為大直徑樁）來承受和傳遞上部結(jié)構(gòu)（通常為樁）的荷載，這樣的樁基礎(chǔ)稱為單樁基礎(chǔ)；承臺下有2根或2根以上基樁組成的樁基礎(chǔ)為群樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)的作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載，通過上部較軟弱地質(zhì)傳遞到深部較堅硬、壓縮性較小的土層或巖層。按樁的傳力方式不同，將樁基分為端承樁和摩擦樁，如圖8-1所示。端承載就是穿過軟土層并將建筑物的荷載直接傳遞給堅硬土層的樁。摩擦樁是將樁沉至軟弱土層一定深度，用以擠密軟弱土層，提高土層的密實度和承載能力，上部結(jié)構(gòu)的荷載主要有樁身側(cè)面與土之間的摩擦力承受，樁間阻力也承受少量的荷載。按樁的施工方法，有預(yù)制樁和灌注樁兩類。預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場用不同的建筑材料制成的各種形態(tài)的樁，然后用打樁設(shè)備將預(yù)制好的樁沉入地基土中。沉樁的方法有錘擊沉樁、靜力壓裝、振動沉樁等。灌注樁按成孔的方法不同，分為泥漿護(hù)壁成孔灌注樁、干作業(yè)成孔灌注樁，套管成孔灌注樁、爆擴(kuò)成孔灌注樁等。1.混凝土及鋼筋混凝土灌注樁施工混凝土及鋼筋混凝土灌注樁（簡稱灌注樁），是直接在樁為上成孔，然后利用混凝土或沙石等材料就地灌注而成。與預(yù)制樁相比，其優(yōu)點是施工方便，節(jié)約材料，成本低；缺點是操作要求高，稍有疏忽，容易發(fā)生縮頸、斷樁現(xiàn)象，技術(shù)間隔時間較長，不能立即承受荷載等。灌注樁的成樁技術(shù)日新月異，就其成樁過程中樁，土的相互影響特點可分為三大類型；非擠土灌注樁、部分?jǐn)D土灌注樁、擠土灌注樁。每一類型又包含多種成樁工法，現(xiàn)粗略歸納如下。根據(jù)樁的直徑的大小分為小樁（d≤250mm）、中等直徑樁（250mm﹤d﹤800mm）和大直徑樁（d≥800mm）。下面介紹鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、打拔管灌注樁的施工工藝和施工方法。（1）鉆孔灌注樁施工鉆孔灌注樁是先在樁為上用鉆孔設(shè)備進(jìn)行鉆孔（用螺旋鉆機(jī)、潛水電鉆、沖孔機(jī)等沖鉆而成，也可利用工具樁或?qū)⒓舛朔忾]鋼管打入土中，拔出成孔），然后灌注混凝土。鉆孔灌注樁施工過程如圖8-2所示。在有地下水、流沙、砂夾層及淤泥等土層中鉆孔時，先在測定樁位上埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒一般有3~5mm厚鋼板做成，其直徑比鉆頭直徑大10~20cm，以便鉆頭提升操作等。護(hù)筒的作用有3個：①起導(dǎo)向作用，使鉆頭能沿著樁位的垂直方向工作；②提高孔內(nèi)泥漿水頭，防止塌孔；③保護(hù)孔口，防止孔口破壞。護(hù)筒定位應(yīng)準(zhǔn)確，埋置應(yīng)牢固密實，防止護(hù)筒與孔壁間漏水。鉆孔灌注樁應(yīng)注意的質(zhì)量問題有一下幾點。1）泥漿護(hù)壁成孔時，發(fā)生斜孔、彎孔、縮孔和塌孔或沿套管周圍冒漿以及地面沉陷等情況，應(yīng)停止鉆進(jìn)。經(jīng)采取措施后，方可繼續(xù)施工。2）鉆孔速度，應(yīng)根據(jù)土層情況、孔徑、孔深、供水或供漿量的大小、鉆機(jī)負(fù)荷以及成孔質(zhì)量等具體情況而定。3）水下混凝土面平均上升速度不應(yīng)小于0.25m/h。澆筑前，導(dǎo)管中應(yīng)設(shè)置球、塞等隔水；澆筑時，導(dǎo)管插入混凝土的深度不應(yīng)小于1m。4）施工中應(yīng)經(jīng)常測定泥漿密度，并定期測定粘度、含砂率和膠體率。泥漿粘度為18~20s，含砂率不大于4%~8%。膠體率不小于90%。5）清孔過程中，必須及時補給足夠的泥漿，并保持漿面穩(wěn)定。6）鋼筋籠變形：鋼筋籠在堆放、運輸、吊放、入孔等過程中，必須加強對操作工人的技術(shù)交底，嚴(yán)格執(zhí)行加固的技術(shù)措施。7）混凝土澆到接近樁頂時，應(yīng)隨時測量頂部標(biāo)高，以免過多截樁或補樁。施工常見問題及處理方法如下。8）護(hù)筒冒水。護(hù)筒外壁冒水，如不及時處理，嚴(yán)重時會造成護(hù)筒傾斜和位移，樁孔偏斜，甚至無法施工。冒水原因是在埋設(shè)護(hù)筒時周圍填土不密實，或者由于起落鉆頭時碰動了護(hù)筒。處理方法是：若發(fā)現(xiàn)護(hù)筒剛開始冒水，可用粘土在護(hù)筒四周填實加密；如護(hù)筒嚴(yán)重下沉或位移，則應(yīng)返工重埋。9）孔壁坍塌。在鉆孔過程中，如發(fā)現(xiàn)在排出的泥漿中不斷出氣泡，或護(hù)筒內(nèi)的水位突然下降，這都是塌孔的跡象。原因是土質(zhì)松散，泥漿護(hù)壁不好、護(hù)筒內(nèi)水位不夠高等造成的。處理方法是：在鉆孔過程中如出現(xiàn)塌孔、縮頸，應(yīng)加大泥漿比重，并保持孔內(nèi)水位，以維持孔壁穩(wěn)定?？s頸、塌孔嚴(yán)重或泥漿突然漏失時，應(yīng)立即回填粘土，待孔壁穩(wěn)定后再進(jìn)行鉆孔。10）鉆孔偏斜。造成鉆孔偏斜的主要原因是鉆桿不垂直，鉆頭導(dǎo)向部分太短，導(dǎo)向性太差，土質(zhì)軟硬不一，或遇上孤石等。處理方法是：減慢鉆速，提起鉆頭，上下往復(fù)掃鉆幾次，以便削去硬層，再正常鉆進(jìn)。如離孔口不深處遇孤石，可用炸藥炸除。（2）挖孔灌注樁隨著建筑工業(yè)的發(fā)展，小直徑單樁和群樁基礎(chǔ)在承受大荷載或滿足沉降要求等方面已受到一定限制，大直徑灌注樁已被許多國家廣為采用其直徑為1~3m，樁深為20~40m，最深可達(dá)60~80m。每根樁的承載力可達(dá)10000~40000kN。大直徑樁可采用機(jī)械挖孔灌注和人工挖孔灌注，下面僅介紹人工挖孔灌注樁的施工要點。人工挖孔灌注樁是指在樁位上用人工挖直孔，每挖一段即施工一段支護(hù)結(jié)構(gòu)，如此反復(fù)向下挖至設(shè)計深度，然后放下鋼筋籠，澆筑混凝土而成樁。人工挖孔灌注樁設(shè)備簡單，對施工現(xiàn)場原有建筑物影響小，挖孔時，可直接觀察土層變化情況，清楚沉渣徹底，可同時開挖若干個樁孔，施工成本低等。人工挖孔灌注樁挖孔，由一人在孔內(nèi)用鎬、鍬、土筐等挖土，在地面用電動葫蘆或手動卷揚機(jī)、三角架提土，用潛水泵抽出空中積水。樁的直徑除應(yīng)滿足設(shè)計承載力要求外，還應(yīng)滿足人在下面操作的要求，故樁徑不得大于800mm，一般都在1200mm以上。人工挖土灌注樁施工，主要應(yīng)解決孔壁坍塌、施工排水、流沙和管涌等問題。為此，事先應(yīng)根據(jù)地質(zhì)水文資料，擬定合理的襯圈護(hù)壁和施工排水、降水方案。常用護(hù)壁方案有：混凝土護(hù)圈、沉井護(hù)圈和鋼套管護(hù)圈3種。如圖8-3、圖8-4、圖8-5所示。1）混凝土護(hù)圈挖孔樁。混凝土護(hù)圈挖孔樁，亦稱“倒掛金鐘”施工方法，即分段開挖、分段澆筑護(hù)圈混凝土，直至設(shè)計高程后，再將樁的鋼筋骨架放入護(hù)圈井筒內(nèi)，然后澆筑井筒樁基混凝土。2）沉井護(hù)圈挖孔樁。沉井護(hù)圈挖孔樁，是先在樁位上制作鋼筋混凝土井筒，然后在井筒內(nèi)挖土，井筒靠自重或附加荷載來克服筒壁與土壤之間的摩擦力，使其下沉至設(shè)計標(biāo)高，再在筒內(nèi)澆筑樁基混凝土。3）鋼套管護(hù)圈挖孔樁。鋼套管護(hù)圈挖孔樁，是先在樁位處打入鋼套管，直至設(shè)計標(biāo)高，然后再將套管內(nèi)的土挖出后澆筑樁基混凝土。待樁基混凝土澆筑完畢，隨即將套管拔出移至另一樁位使用。鋼套管由12~16mm厚的鋼板焊接加工成型，其長度根據(jù)設(shè)計要求而定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造有流沙或承壓含水層時，采用這種施工，可避免產(chǎn)生流沙和管涌現(xiàn)象，能確保施工安全。挖孔樁施工時應(yīng)注意：挖孔時應(yīng)注意井內(nèi)排水，孔底施工人員必須戴安全帽，孔上必須有人監(jiān)督防護(hù)，護(hù)壁應(yīng)高出地面200~300mm，以防雜物掉入孔內(nèi)，孔周圍應(yīng)設(shè)置安全防護(hù)欄桿，孔內(nèi)照明應(yīng)用安全電壓，潛水泵必須有防漏電裝置，設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)，向孔內(nèi)輸送潔凈空氣，排除有害氣體等。應(yīng)注意的質(zhì)量問題包括以下幾個方面。1）錘子偏差過大：由于開挖過程未按要求每節(jié)核驗垂直度，致使挖完以后垂直超偏。每挖完一節(jié)，必須根據(jù)樁孔口上的軸線吊直、修邊、使孔壁圓弧保持上下垂直。2）孔壁坍塌：因樁位土質(zhì)不好，或地下水滲出而使孔壁塌。開挖前應(yīng)掌握現(xiàn)場土質(zhì)情況，錯開樁位開挖，縮短每階高度，隨時觀察土質(zhì)松動情況，必要時可在坍孔處用砌磚，鋼板樁、木板樁封堵；操作進(jìn)程要緊湊，不要間隔空隙，避免坍孔。3）孔底殘留虛土太多：成孔、修邊以后有較多虛土、碎磚，未認(rèn)真清除。在放鋼筋籠前后均認(rèn)真檢查孔底，清除虛土雜物。必要時用水泥砂漿或混凝土封底。4）孔底出現(xiàn)積水：當(dāng)?shù)叵滤疂B出較快或有雨水流入，軸排水不及時，就會出現(xiàn)積水。開挖過程中孔底要挖出集水坑，及時下泵抽水。如有少量積水，澆筑混凝土?xí)r可在首盤采用半干硬的混凝土，有大量積水又一時排除困難的情況下，則應(yīng)用導(dǎo)管水下澆筑混凝土的方法，確保施工質(zhì)量。5）樁身混凝土質(zhì)量差：有偏頸、空洞、夾土等現(xiàn)象。在澆筑混凝土前一定要做好操作技術(shù)交底，堅持分層澆筑、分層振搗、連續(xù)作業(yè)。必要時用鐵管、竹竿、鋼筋人工輸助插搗，已補充機(jī)械搗的不足。6）鋼筋籠扭曲變形：鋼筋籠加工制作時點焊不牢，未采取支撐加強鋼筋，運輸、吊放時產(chǎn)生變形、扭曲。鋼筋籠應(yīng)在專用平臺上加工，主筋已箍筋點焊牢固，支撐加固措施要可靠，吊運要垂直，使其平穩(wěn)地放入樁孔中，保持骨架完好。（3）打拔管灌注樁打拔管灌注樁，利用與注樁的設(shè)計尺寸相適應(yīng)的一根鋼管，在端部套上預(yù)制的樁靴打入土中，然后將鋼筋骨架放入鋼管內(nèi)，再澆筑混凝土，并隨灌隨將鋼管拔出，利用拔管時的振動將混凝土搗實，其施工步驟如圖8-6所示。此外，也常用振動灌注法。即鋼管上端與振動沉注機(jī)剛性連接，下端裝有活瓣的樁尖，并在鋼管的上部開有加料口，利用振動力將鋼管沉入土中。當(dāng)沉到設(shè)計標(biāo)高后，停止振動，用上料斗將混凝土灌入鋼管內(nèi)，然后再開動沉樁機(jī)、卷揚機(jī)拔出鋼管，邊振邊拔，從而使樁的混凝土得到搗實（圖2-7）。沉管時必須將樁尖活瓣合攏。如有水泥或泥漿進(jìn)入管中，則應(yīng)將管拔出，用砂回填樁孔后，再重新填入土中，或在鋼管中灌入一部分混泥土后再繼續(xù)沉入。拔管速度，一般土層中為1.2~1.5m/min，在軟弱土層中不得大于0.8~1.0m/min。在拔管過程中，每拔起0.5m左右，應(yīng)停5~10s，但保持振動，如此反復(fù)進(jìn)行直到將鋼管拔離地面為止。拔管方法，根據(jù)承載力的要求不同，可分為采用單打法、復(fù)打法和翻插法。1）單打法，即一次拔管法。拔管時每提升0.5~1.0m，振動5~10s，再拔起0.5~1.0m，如此反復(fù)進(jìn)行直到反復(fù)拔出為止。2）復(fù)打法。在同一樁孔內(nèi)進(jìn)行兩次單打，或根據(jù)要求進(jìn)行局部復(fù)打。3）翻插法。將鋼管每提升0.5m，再下沉0.3m（或提升1m，下沉0.5m，主要按承載力要求而定），如此反復(fù)進(jìn)行，直至拔離地面。這種方法，在淤泥層中可消除縮頸現(xiàn)象，但在堅硬土層中易損壞樁尖，不宜采用。振動灌注樁的承載力比同樣條件下的鉆孔灌注樁高50%~80%。但該方法的樁截面壁沉入的鋼管擴(kuò)大30%，復(fù)打法擴(kuò)大80%，翻插法擴(kuò)大50%左右。因此，這種灌注法還具有用小鋼管灌注出大斷面樁的效果。打管灌注樁在施工中易發(fā)生的質(zhì)量事故，主要有以下幾種。1）隔層。由于鋼管的管徑較小，混凝土骨料粒較大、和易性較差，拔管速度過快等原因造成。預(yù)防措施：嚴(yán)格控制混凝土丹落度不小于5~7cm，骨料粒徑不大于30mm；拔管速度不大于2m/min（淤泥中不大于0.8m/min),拔管是應(yīng)密振慢拔。2）縮頸。在淤泥或軟土中沉管時，由于土受擠壓產(chǎn)生空隙水壓，拔管后便擠向新灌的混凝土，造成縮頸。此外，當(dāng)拔速度過快，管內(nèi)混凝土量過多，混凝土出管擴(kuò)散性差時應(yīng)采取復(fù)打法或翻打法的方法；嚴(yán)格控制拔管速度。3）斷樁。因樁中心距過近，打鄰近樁時受擠壓；或因混凝土終凝不久就受震動和外力作用所造成。預(yù)防措施；控制樁中心距不小于4倍樁徑?；虿捎锰蚍ɑ蜷g隔一段時間后再打鄰近樁。4）吊腳樁。由于地下水量多、壓力大，泥沙進(jìn)入鋼管內(nèi)；或樁尖活瓣被土壓實，拔管至一定高度才張開，混凝土雖落下，但不密實，形成空隙。預(yù)防措施：根據(jù)地下水量大小，采用水下灌注混凝土，或灌第一槽混凝土?xí)r，酌量減水。為防止活瓣打不開，可采用密振慢拔的辦法，開始拔管時先翻插幾下，然后再正常拔管。2.鋼筋混凝土預(yù)制樁施工鋼筋混凝土預(yù)制樁有實心樁和空心樁兩種?？招臉稙楣軜叮深A(yù)制廠用離心法生產(chǎn)而成，樁體強度較高，可達(dá)C30~C40級，外徑多為400~500mm，實心樁大多在現(xiàn)場預(yù)制，為方便預(yù)制，截面多為200mm×200mm~550mm×550mm的正方形。樁長不得大于樁斷面邊長或外徑的50倍，為方便運輸和施工，單根樁長一般不長過30m。鋼筋混凝土預(yù)制樁制作程序如圖8-8（a）所示，操作工藝流程如圖2-8(b)所示。（1）樁的預(yù)制圖2-9為鋼筋混凝土樁的構(gòu)造和斷面形狀。樁的預(yù)制場地應(yīng)平整夯實，應(yīng)有良好的排水設(shè)施。樁的鋼筋骨架應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行焊接、綁扎。預(yù)制時應(yīng)根據(jù)打樁的順序來確定樁尖的朝向，盡量減少打樁時樁的調(diào)頭。預(yù)制樁的混凝土應(yīng)有樁頂向樁尖連續(xù)澆筑，嚴(yán)禁中斷。預(yù)制樁上應(yīng)標(biāo)明制作日期和編號，如不埋設(shè)吊鉤，則應(yīng)標(biāo)明綁扎吊點位置。樁的制作質(zhì)量應(yīng)符合下列要求。①表面應(yīng)平整；掉角的深度不應(yīng)超過10mm，且局部蜂窩和掉角的總面積不得超過該樁表面積的0.5%，并不得過分集中。②因混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫深度不得大于20mm，寬度不得大于0.25mm；橫向裂縫長度不得超過邊長的1/2（管樁或多角形樁不得超過直徑或?qū)蔷€的1/2）。③樁頂和樁尖不得出現(xiàn)蜂窩、麻面、裂縫和掉角。1）樁的起吊、運輸和堆放預(yù)制樁的混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的70%以上方可起吊。達(dá)到100%才能運輸和打樁，起吊時吊點位置必須嚴(yán)格按設(shè)計位置綁扎。不同吊點數(shù)的吊點位置如圖8-10所示。樁的運輸，一般根據(jù)打樁順序隨打隨運，避免二次運輸。運距近時用卷揚機(jī)拖運，運距遠(yuǎn)時用平板車或鐵路運輸。堆放時，樁下用墊木架空，墊木間距應(yīng)與吊點位置一致。各層墊木應(yīng)在同一垂直線上，最下層墊木應(yīng)適當(dāng)加寬，堆放層數(shù)一般不宜超過4層；不同型號的樁應(yīng)分別堆放，以免搞錯。2）打樁打樁就是利用機(jī)械設(shè)備將預(yù)制好的鋼筋混凝土樁沉入地層中常用的施工方法有：樁錘打樁、靜力壓樁、振動沉樁等。打樁機(jī)具主要由樁錘、樁架和動力裝置3部分組成。打樁機(jī)械的選擇，應(yīng)根據(jù)地基土壤的性質(zhì)，樁的型號、尺寸和承載能力，工期要求，動力供應(yīng)條件等因素綜合進(jìn)行選擇。樁錘及樁架的選擇。樁錘有：落錘、單動氣錘、雙動氣錘、柴油打樁錘和振動樁錘等。①落錘為0.5~2t的鑄鐵塊，僅配上電動卷揚機(jī)和打樁架即可組成打樁機(jī)。這種打樁機(jī)的構(gòu)造簡單，使用方便，沖擊力大，適用于粘土和砂礫石較多的土中打樁，可根據(jù)土質(zhì)情況調(diào)整落距。單錘機(jī)速度慢（每分鐘近6~12次），效率低。②單動氣錘（圖2-11），單動氣錘是利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將樁錘提升（進(jìn)氣孔1壓入，活塞3固定）到要求高度，打開排氣孔2放掉壓氣，落錘（即氣缸4）自由落下夯擊樁頂。單動氣錘落距小，但落錘重量大（約3~15t），故沖擊力較大，打樁速度快（每分鐘25~30次）。適合打各種樁。③雙動氣錘（圖2-12），雙動氣錘是樁錘固定在樁頭上不動，利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將樁錘（沖擊部分3）上舉和壓下，以此沖擊樁頭完成打樁工作。這種樁錘，錘重1~7t，沖擊頻率高（每分鐘200~300次），沖擊力大，效率高。能打各種樁，而且還可以用于打斜樁、水下打樁和拔樁，也可不用樁架打樁。④柴油打樁錘（圖2-13），分桿式。筒式和活塞式3種。工作原理是：利用柴油燃燒時氣體積突然膨脹產(chǎn)生的壓力將氣缸或活塞上拋（桿式柴油錘為氣缸，筒式柴油錘為上活塞），然后自由下落，夯擊樁帽，使樁下沉。柴油錘重0.3~7t，樁錘每分鐘錘擊40~80次。柴油樁錘適合在有一定硬度的土層中工作，不適合于過軟的土層。根據(jù)現(xiàn)場施工條件和工具設(shè)備選定樁錘類型后，還應(yīng)進(jìn)一步選定樁錘重量。樁錘重量過大，會過多的消耗能量，造成浪費；樁錘重量過小，則不易將樁打入。因此恰當(dāng)選擇樁錘大小是非常重要的。為簡單起見，可按錘重與樁重的比來確定錘重。見表2-1。經(jīng)驗證明，錘重為樁重的1.5~2倍時，效果較好。但樁錘亦不能過重，過重易將樁頭打壞。樁架的作用是：吊裝就位，起吊樁錘并在打樁過程中引導(dǎo)樁錘和樁的方向，使其不發(fā)生偏移。選擇樁架時，應(yīng)考慮樁錘的類型、樁的長度和施工條件等因素。樁架的高度由樁長、錘高、樁帽厚度及所用的滑輪組的高度來決定。另外，還應(yīng)留1~2m的高度作為樁錘的伸縮余地。落錘還應(yīng)包括落距的高度。3）打樁順序。打樁順序直接影響打樁打樁過程的質(zhì)量和施工進(jìn)度。因此，應(yīng)結(jié)合地基土壤情況、工作面布置、樁的數(shù)量和工期要求等，進(jìn)行綜合考慮。打樁順序根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計標(biāo)高，先深后淺；依樁的規(guī)格宜先大后小，先長后短。由于樁的密集程度不同，可由一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行；自兩邊向中間進(jìn)行；自中部向四周進(jìn)行；自中部向兩邊對稱進(jìn)行（圖2-14）。確定打樁順序時，既要考慮施工方便，又要考慮打樁過程中地基土壤被擠壓的情況。由一側(cè)向另一側(cè)逐排打樁，樁架單向移動，移位迅速，打樁效率高。但這種打法使土壤向單方向擠壓，地基受擠壓不均勻，導(dǎo)致后打的樁入土深度減小，會引起建筑物的不均勻沉陷。自兩邊向中部打樁，中部土壤受擠嚴(yán)重，可用于樁距大于4倍樁徑的情況。自中部向兩邊對稱進(jìn)行和自中部向四周進(jìn)行兩種方法打樁時，土壤由中央向兩側(cè)或四周擠壓，易于保證施工質(zhì)量，適用于樁距較?。毒嘈∮?倍樁徑）的情況。打樁順序確定后，還應(yīng)根據(jù)樁的堆放、運輸和現(xiàn)場布置以及樁入土后是否出露于地表面等情況進(jìn)一步?jīng)Q定是“頂打”還是“退打”。4）打樁施工。打樁過程包括樁機(jī)的位移和就位、吊樁和定樁、打樁、截樁和接樁等。打樁前應(yīng)先在樁側(cè)或樁架上設(shè)置標(biāo)尺，以便觀測打樁時每次錘擊后樁的下沉量。樁機(jī)就位時，樁架應(yīng)平移，導(dǎo)桿中心線應(yīng)與打樁方向一致，并檢查樁位是否正確。然后將樁提升就位并緩緩放下插入土中，隨即扣好樁帽、樁箍，校正好樁的垂直度，如樁頂不平應(yīng)用硬木墊平后再扣樁帽，脫鉤后用錘輕壓且輕擊數(shù)錘，使樁沉入土中一定深度，達(dá)到穩(wěn)定位置，再次校正樁位及垂直度，然后開始打樁。打樁有“重錘低擊”和“輕錘高擊”兩種方法。輕錘高擊，樁錘回彈較高，消耗掉了一部分能量，樁入土慢，且樁頭容易損壞。大部分能量都用來克服樁身與摩阻力和樁尖阻力，因此，樁能較快的打入土中。所以應(yīng)盡量采用重錘低擊。接樁是在樁長不夠的情況下，采用焊接接樁，其預(yù)制樁表面上的預(yù)埋件應(yīng)清潔，上、下節(jié)之間的間隙應(yīng)用鐵片墊實焊牢；焊接時，應(yīng)采取措施，減少焊縫變形；焊縫應(yīng)連續(xù)焊滿。接樁時，一般在距地面1m左右時進(jìn)行。上、下節(jié)樁的中心線偏差不得大于10mm，節(jié)點折曲矢高不得大于1%樁長，接樁處入土前，應(yīng)對外露鐵桿再次補刷防腐漆。打樁過程中，遇見下列情況應(yīng)暫停，并及時與有關(guān)單位研究處理。①貫入度劇變。②樁身突然發(fā)生傾斜、位移或有嚴(yán)重回彈。③樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫或破碎。④待全部樁打完后，開挖至設(shè)計標(biāo)高，做最后檢查驗收。并將技術(shù)資料提交總包。⑤冬季在凍土區(qū)打樁有困難時，應(yīng)先將凍土挖出或解凍后進(jìn)行。5）檢查驗收：每根樁貫入度要求打到樁尖標(biāo)高進(jìn)入持力層。接近設(shè)計標(biāo)高時，或打至設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)進(jìn)行中間驗收。在控制時，一般要求最后3次10錘的平均貫入度不大于規(guī)定的數(shù)值，或以樁尖打至設(shè)計標(biāo)高來控制，符合設(shè)計要求后，填好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)樁位與要求相差較大時，應(yīng)會同有關(guān)單位研究處理。然后移樁機(jī)到新樁位。6）應(yīng)注意的質(zhì)量問題。①預(yù)制樁必須提前訂貨加工，打樁時預(yù)制樁強度必須達(dá)到設(shè)計強度的100%，并應(yīng)增加養(yǎng)護(hù)期一個月后方準(zhǔn)施打。②樁身斷裂。由于樁身彎曲過大、強度不足及地下有障礙物等原因造成，或樁在堆放、起吊、運輸過程中產(chǎn)生斷裂，沒有發(fā)現(xiàn)而致，應(yīng)及時檢查。③樁頂碎裂。由于樁頂強度不夠及鋼筋網(wǎng)片不足、主筋距樁頂面太小，或樁頂不平、施工機(jī)具選擇不當(dāng)?shù)仍蛩斐?。?yīng)加強施工準(zhǔn)備時的檢查。④樁身傾斜。由于場地不平、打樁機(jī)底盤不水平或穩(wěn)樁不垂直、樁尖在地下遇見硬物等原因所造成。應(yīng)嚴(yán)格按工藝操作規(guī)定執(zhí)行。⑤接樁處拉脫開裂。連續(xù)處表面不干凈、連接鐵桿不平、焊接質(zhì)量不符合要求、接樁上下中心線不在同一條線上等原因所造成。應(yīng)保證接樁的質(zhì)量。3.截滲處理由于受河道水流和地下水位的影響，河堤、大壩以及建筑物的地基會產(chǎn)生一定程度的滲透變形，嚴(yán)重時將危及建筑物的安全。解決的辦法是截斷滲流通道，以減少滲透變形。具體處理方法有如下幾項。（1）防滲墻防滲墻是修建在透水地基中的地下連續(xù)墻，可用于壩基、河堤的防滲加固。根據(jù)成墻材料和成墻工法的不同，常見的有塑性混凝土防滲墻和水泥土防滲墻。1）塑性混凝土防滲墻塑性混凝土防滲墻具有結(jié)構(gòu)可靠，防滲效果好的特點，能適應(yīng)多種不同的地質(zhì)條件，修建深度大，施工時幾乎不受地下水位的影響。塑性混凝土防滲墻的基本形式是槽孔形，后施工的為二期槽孔，一期、二期槽孔套接成墻（圖8-16）。防水墻的施工程序為：造孔前的準(zhǔn)備、泥漿固壁造孔、終孔驗收和清孔換漿、澆筑防滲墻混凝土、全墻質(zhì)量驗收等。施工過程如圖2-17所示。①造孔前的準(zhǔn)備工作a、測量放線。造孔前應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行測量放樣，確定防滲墻軸線。b、確定槽孔長度。根據(jù)地質(zhì)條件和混凝土澆筑能力確定槽孔長度，一般以6~8m為宜。c、設(shè)置導(dǎo)向槽?？刹捎没炷翆?dǎo)向槽或預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)向槽，用以控制造孔方向，維持孔口穩(wěn)定。導(dǎo)向槽的凈寬一般略大于防滲墻的設(shè)計寬度，高度以1~2m為宜，為了防止地表水倒流個便于自流排漿，其頂部高程應(yīng)高于地面高程。d、輔助作業(yè)。鋪設(shè)造孔機(jī)具作業(yè)軌道，安裝造孔機(jī)具，修筑運輸?shù)缆?，架設(shè)動力和照明線路以及供漿管路，做好排水排漿系統(tǒng)。②泥漿固壁造孔。由于土基比較松軟，為了防止槽孔坍塌，造孔時應(yīng)向槽孔內(nèi)灌注泥漿以維持孔壁穩(wěn)定。注入槽孔內(nèi)的泥漿除了固壁作用以外，在造孔過程中，還有懸浮泥土和冷卻、潤滑鉆頭的作用，滲入孔壁的泥漿和膠結(jié)在孔壁中的泥皮，還有防滲作用。造孔用的泥漿可用粘土或膨潤土與水按一定比例配制，對泥漿的性能指標(biāo)要求可參考表8-2進(jìn)行控制。施工必須注意泥漿的再生凈化和回收利用，以降低工程造價，防止環(huán)境污染。按造孔機(jī)具的不同，防滲墻槽孔的造孔可采用液壓抓斗成槽、氣舉法成槽、射水成槽等。不管采用何種機(jī)械造孔，都應(yīng)嚴(yán)格按照做規(guī)程施工，及時向槽孔內(nèi)補充泥漿，維持泥漿液面穩(wěn)定，防止機(jī)械事故，確保槽孔穩(wěn)定。③終孔驗收個清孔換漿。造孔后應(yīng)做好終孔驗收和清孔換漿工作。終孔驗收項目可參考表8-3。造孔完畢后，孔內(nèi)泥漿特別是孔底泥漿常含有大量的土石渣，影響混凝土的澆筑質(zhì)量。因此在澆筑前，必須進(jìn)行清孔換漿，已清除孔底的沉渣。清孔換漿后應(yīng)達(dá)到如下要求。a、孔底淤積厚度不大于10cm。b、孔內(nèi)泥漿密度不大于1.3g/cm3，黏度不大于30s，含砂量不大于12％。c、換漿后4h內(nèi)開始混凝土澆筑，否則應(yīng)重新進(jìn)行清孔換漿。④泥漿下混凝土澆筑。泥漿下混凝土澆筑的特點是；不允許泥漿與混凝土摻形成泥漿夾層；確?；炷僚c不透水地基一級一期、二期凝土之間的良好結(jié)合；連續(xù)澆筑，一氣呵成。泥漿下混凝土澆筑常用直升導(dǎo)管法。導(dǎo)管由若干節(jié)直徑為20~25cm的鋼管連接而成，沿管槽孔軸線布置，由于防滲墻混凝土坍落度一般為18~22cm，其擴(kuò)散半徑為1.5~2.0m，故相鄰導(dǎo)管之間的間距不宜大于3.5m，一期槽孔兩端的導(dǎo)管距孔端以1.0m~1.5m為宜，二期槽孔兩端的導(dǎo)管距孔端以0.5~1.0m為宜；導(dǎo)管安裝時，要求管底與孔底距離為10~25cm，以便導(dǎo)管中皮球順利浮出并排出導(dǎo)管內(nèi)泥漿。澆筑前應(yīng)仔細(xì)檢查導(dǎo)管的形狀、接頭、焊縫的質(zhì)量等，過度變形和損壞的不能使用，并按預(yù)定長度在地面進(jìn)行分段組裝和編號。導(dǎo)管頂部為受料斗，整個懸管掛在導(dǎo)向槽上，如圖8-18所示。開澆前要在導(dǎo)管內(nèi)放入一個直徑較導(dǎo)管內(nèi)徑略小的導(dǎo)管注塞（皮球或木球），通過受料斗向?qū)Ч軆?nèi)注入適量的水泥砂漿，借水泥砂漿的重力將導(dǎo)管注塞壓至孔底，并將管內(nèi)泥漿排除孔外，導(dǎo)注塞同時浮出泥漿液面。然后連續(xù)向?qū)Ч軆?nèi)輸送混凝土，保證導(dǎo)管口埋入混凝土中的深度不小于1m，但不超過6m，以防泥漿滲混和埋管。澆筑時應(yīng)遵循先深后淺的順序，即從最深的導(dǎo)管開始，由深到淺的順序，即從最深的導(dǎo)管開始，由深到淺一個一個的導(dǎo)管一次開澆，待全槽混凝土面澆平后，再全槽均衡上升，混凝土面上升速度不應(yīng)小于2m/h，相鄰導(dǎo)管出混凝土面高差應(yīng)控制在0.5m以內(nèi)。澆筑過程中，應(yīng)做好混凝土面積上升記錄，防止堵管點埋管點導(dǎo)管漏漿和泥漿滲混等事故發(fā)生?？傊?，槽內(nèi)混凝土的澆筑，必須保持均衡、連續(xù)、有節(jié)奏的上升，直到全槽成墻為止。2）水泥土防滲墻水泥土防滲墻是軟土地基的一種新的截滲方法，他是利用水泥、石灰等材料化為固話劑，通過深層攪拌機(jī)械，在地基深出就地將軟土和固化劑強制攪拌，固化劑和軟土經(jīng)過一系列物理、化學(xué)反應(yīng)后，軟土便硬化成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的良好地基。深層攪拌樁除能截斷地下滲流通道外，還可以達(dá)到加固地基提高地基承受能力，減少沉降量和提高邊坡穩(wěn)定的作用。深層攪拌樁施工分干法和濕法兩類，干法是采用干燥狀態(tài)的粉體材料作為固化劑，如石灰、水泥、礦渣粉等等；濕法是采用水泥漿的那個漿液材料作為固化劑。下面只介紹濕法施工工藝。①施工機(jī)械。深層攪拌機(jī)是進(jìn)行深層攪拌施工的關(guān)鍵機(jī)械，目前有中心管噴漿方式和葉片噴漿方式兩種。后者水泥漿從葉片上若干個小孔噴出，水泥漿與土體混合較均勻，這對大直徑葉片和連續(xù)攪拌是合適的。但噴漿管易被土體堵塞，故只能使用純水泥漿，且機(jī)械加工較為復(fù)雜。中心管噴漿方式中的水泥漿是從兩根攪拌軸之間的另一管子輸出，當(dāng)葉片直徑在1m以下時也不影響攪拌的均勻性。圖8-19為SJB-1型深層攪拌機(jī)的構(gòu)造示意圖。其配套設(shè)施及布置如圖8-20所示。②施工程序。深層攪拌法施工工藝過程如下。③機(jī)械定位。攪拌機(jī)自行移至樁位、對中，地面起伏不平時，應(yīng)進(jìn)行平整。④放松起重機(jī)鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉。如下沉速度太慢，可從輸漿系統(tǒng)補給清水以利鉆進(jìn)。⑤制備水泥漿。攪拌機(jī)下沉?xí)r，按設(shè)計給定的配合比制備水泥漿，并將制備好的水泥漿倒入集料斗。⑥噴漿提升攪拌。攪拌機(jī)下沉到設(shè)計深度時，開啟灰漿泵，將漿液壓入地基中，并且變噴漿變旋轉(zhuǎn)，同時按設(shè)計要求的提升速度提升攪拌機(jī)。⑦重復(fù)上下攪拌。深層攪拌機(jī)提升至設(shè)計加固標(biāo)高時，集料斗中的水泥漿正好注完，為使軟土攪拌均勻，應(yīng)再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面。⑧清洗。向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清除全部管線中殘存的水泥漿，并將粘附在攪拌頭上的軟土清除干凈。⑨移至下一樁位，重復(fù)上述步驟，繼續(xù)施工。質(zhì)量控制點。影響攪拌樁施工質(zhì)量的因素很多，主要有一下幾點。①水泥摻入比。水泥摻入比是指摻入的水泥重量與被加固的軟土的重量之比。摻入比不同，②水泥土的強度、滲透系數(shù)不同。根據(jù)需要可選用5%、7%、10%、12%、15%、20%等。水灰比。水灰比一般為0.5～0.6.水灰比不宜太大小，太小容易堵塞輸漿管道。為了改善漿液的流動性，可在漿液中加入一定量的減水劑，水灰比的大小可以通過對漿液比重測量來控制。③噴漿提升速度和噴漿率。為了保證攪拌樁的均勻性，噴漿提升速度最好控制在0.4～0.8m/min，灰漿泵應(yīng)均勻輸漿，確保沿樁深均勻噴漿。（2）高壓噴射灌漿高壓噴射注漿法，是利用鉆機(jī)把帶有特制噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，用高壓泵將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置，以高速噴出，沖擊切削土層，使噴流射程內(nèi)土體破壞，同時鉆桿一方面以一定的速度旋轉(zhuǎn)，另一方面以一定的速度徐徐提升，使水泥漿與土體充分?jǐn)嚢杌旌?，膠結(jié)硬化后即在地基中形成具有一定強度的固結(jié)體，從而使地基得到加固。1)分類及形式根據(jù)使用機(jī)具設(shè)備的不同，高壓噴射注漿法可分為單管法、二重管法和三重管法。在施工中，根據(jù)工程需要和機(jī)具設(shè)備條件選用。①單管法。單管法用一根單管噴射高壓水泥漿液作為噴射流。由于高壓漿液噴射流在土中衰減大，破碎土的射程較短，成樁直徑較小，一般為0.3～0.8m。②二重管法。二重管法用同軸雙通道的二重注漿管，復(fù)合噴射高壓水泥漿液和壓縮空氣兩種介質(zhì)。以漿液作為噴射流，但在其外圍環(huán)繞著一圈空氣流成為復(fù)合噴射流，破壞土體的能量顯著加大，成樁直徑一般為1.0m左右。③三重管法。三重管法用分別輸送水、氣、漿3種介質(zhì)的同軸三重注漿管。使高壓水流和在其外圍環(huán)繞著的一圈空氣流組成復(fù)合噴射流，沖切土體，形成較大的空隙，再由高壓漿流填充空隙。三重管法成樁直徑較大，一般為1.0～2.0m，但成樁強度相對較低（0.9～1.2Mpa）。加固體的形狀與噴射流移動方向有關(guān)，有旋轉(zhuǎn)噴射、定向噴射和擺動噴射3種注漿形式。加固形狀可分為柱狀、壁狀和塊狀。作為地基加固，一般采用旋噴注漿形式。2）特點和適用范圍高壓噴射注漿法具有以下特點。①加固效果好，提高地基的抗剪強度，改善土的變形性質(zhì)。②能利用小直徑鉆孔旋噴成比孔大8～10倍的大直徑固結(jié)體；可通過調(diào)節(jié)噴嘴的旋噴速度、提升速度、噴射壓力和噴漿量，旋噴成各種形狀柱體，如均勻圓柱狀、異形圓柱狀、扇狀、板墻狀等。③既可垂直噴射，也可傾斜或水平噴射。根據(jù)需要可制成垂直樁、斜樁或連續(xù)墻，并獲得需要的強度。④可用于對已有建筑物地基加固而不擾動附近土體，施工噪音低，振動小。⑤可用于任何軟弱土層，易控制加固范圍。⑥設(shè)備較簡單、輕便，機(jī)械化程度高，材料來源廣。⑦施工簡便，操作容易，速度快，效率高，用途廣泛，成本低。高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、濕陷性黃土、砂土、碎石土及人工填土等地基；當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、堅硬粘性土、大量植物根莖或含有過多有機(jī)質(zhì)時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定其適用程度。高壓噴射注漿法可用于地基處理、深基坑側(cè)壁擋土或擋水、基坑底部加固、防止管涌與隆起、壩的加固與防水帷幕等工程。對地下水流速過大、噴射漿液無法在注漿管周圍凝聚的情況下，則不宜采用。3）機(jī)具設(shè)備高壓噴射注漿的施工機(jī)具設(shè)備由高壓發(fā)生裝置、鉆機(jī)注漿、特種鉆桿和高壓管路等4部分組成。因噴射種類不同，使用的機(jī)具設(shè)備和數(shù)量不同。主要包括：鉆機(jī)、高壓泵、泥漿泵、空壓機(jī)、漿液攪拌器、注漿管、噴嘴、操縱控制系統(tǒng)、高壓管路系統(tǒng)、材料儲存系統(tǒng)等。高壓噴射注漿法施工主要機(jī)具和參數(shù)見表。高壓噴射注漿法施工所用的鉆機(jī)可采用一般潛孔鉆機(jī)，常用XL——100型和SH——30型鉆機(jī)，76型振動鉆機(jī)是為噴射注漿法而設(shè)計的專用鉆機(jī)設(shè)備。高壓泵是高壓發(fā)生裝置，高壓泥漿泵常用SNC——H300型黃河牌壓漿機(jī)、ACF——700型壓漿車等；高壓水泵可采用3W——TB4型高壓柱塞泵、3XB型三柱塞泵等。4）材料旋噴使用的水泥應(yīng)采用新鮮無結(jié)塊32.5Mpa或42.5Mpa的普通硅酸鹽水泥。水泥漿液的水灰比應(yīng)按工程要求確定，一般可取1:1～1.5:1,常用1:1.根據(jù)需要可加入適量的速凝、懸浮或防凍等外加劑及摻合料。4）施工要點①單管法、雙管法和三管法噴射注漿的施工程序基本一致，即機(jī)具就位、貫入噴射注漿管法、噴射注漿、扒管及沖洗等。施工工藝流程如圖。②高壓噴射注漿單管法及二重管法的高壓水泥漿液射流和三重管法高壓水射流的壓力宜大于20Mpa，三重管法使用的低壓水泥漿液流壓力宜大于1Mpa，氣流壓力以取0.7Mpa，提升速度可取0.1～0.25m/min.③施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置等情況，復(fù)核高壓噴射注漿的設(shè)計孔位。④鉆機(jī)與高壓注漿泵的距離不宜過遠(yuǎn)，要求鉆機(jī)安放保持水平，鉆桿保持垂直，其傾斜度不得大于1.5%，水平位置偏差不大于50mm。⑤單管法和二重管法可用注漿管射水成孔至設(shè)計深度后，再一邊提升一邊進(jìn)行噴射注漿。三重管法施工須預(yù)先用鉆機(jī)或振動打樁機(jī)鉆成直徑150～200mm的孔，然后將三重注漿管插入孔內(nèi)。如因塌孔插入困難時，可用低壓（小于1Mpa）水沖孔噴下，但須把高壓水噴嘴用塑料布包裹，以免泥土堵塞。⑥插入旋噴管后先作高壓水射水試驗，合格后按旋噴、定噴或擺噴的工藝要求和選定的參數(shù)，由下而上進(jìn)行噴射注漿，注漿管分段提升的搭接長度不得小于100mm。⑦當(dāng)采用三重管法旋噴，開始時，先送高壓水，再送水泥漿和壓縮空氣，在一般情況下，壓縮空氣可晚送30s。在樁底部邊旋轉(zhuǎn)邊噴射1min后，再邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴射。⑧對需要擴(kuò)大加固范圍或提高強度的工程，可采取復(fù)噴措施，即先噴一遍清水再噴一遍或兩遍水泥漿。⑨高壓噴射注漿時，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后再逐漸提升注漿管。中間發(fā)生壓力驟然下降或上升故障時應(yīng)停止提升和旋轉(zhuǎn)，以防樁體中斷，并立即檢查排除故障。⑩高壓噴射注漿時，當(dāng)冒漿量大于注漿量的20%或不冒漿，應(yīng)查明原因。冒漿量過大的主要原因是有效噴射范圍與注漿量不相適應(yīng)，注漿量大大超出噴漿固結(jié)所需的漿量所致，減少冒漿量可采取的措施有：提高噴射壓力；適當(dāng)縮小噴嘴孔徑；加快提升速度和旋轉(zhuǎn)速度。對于冒出地面的漿液，若能迅速的進(jìn)行過濾、沉淀除去雜質(zhì)和調(diào)整濃度后，可予以回收利用。但回收的漿液中難免有砂粒，只有三重管噴射注漿法可以利用冒漿再注漿。不冒漿的主要原因是地層中有較大空隙，可采取的措施有：在漿液中摻入適量的速凝劑，縮短固結(jié)時間，使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固；在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再繼續(xù)正常噴漿。11當(dāng)處理既有建筑地基時，應(yīng)采取速凝漿液或大間隔孔旋噴和冒漿回灌等措施，以防旋噴過程中地基產(chǎn)生附加變形和地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，影響被加固建筑及鄰近建筑。同時應(yīng)對建筑物進(jìn)行沉降觀測。12樁噴漿量可按下式計算：Q=H/Vq（1+&）式中Q——1根樁的噴漿量，L/根；H——樁長，m；V——旋噴管提升速度，m/min;q——泵的排漿量，L/min；&——漿液損失系數(shù)，一般0.1～0.213噴到樁高后應(yīng)迅速拔出注漿管，用清水沖洗注漿管、輸漿液管路等機(jī)具，防止凝固堵塞，采用的方法一般是把漿液換成水，在地面噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除。第二節(jié)巖石基礎(chǔ)處理巖石基礎(chǔ)灌漿(簡稱基巖灌漿)，就是將某種具有流動性和膠凝性的漿液，按一定的配比要求，通過鉆孔用灌漿設(shè)備壓人巖層的孔(裂)隙中，經(jīng)過硬化膠結(jié)后，形成結(jié)石，以提高基巖的強度與整體性，改善基巖的抗?jié)B性?；鶐r灌漿處理要在分析研究基巖地質(zhì)條件、建筑物類型和級別、承受水頭、地基應(yīng)力和變位等因素后選擇確定。灌漿技術(shù)除運用于大壩的基巖處理，還廣泛應(yīng)用于水工隧洞圍巖固結(jié)、襯砌回填、超前支護(hù)、混凝土壩體接縫以及建(構(gòu))筑物補強、堵漏等方面。一、基巖灌漿的分類水工建筑物的巖石基礎(chǔ)，一般需要分別進(jìn)行帷幕灌漿、固結(jié)灌漿和接觸灌漿處理，如圖3-1所示。圖2-1基巖灌漿示意圖1-固結(jié)灌漿；2-帷幕灌漿；3-接觸灌漿1．帷幕灌漿布置在靠近上游迎水面的壩基內(nèi)，形成一道連續(xù)的防滲幕墻。其目的是減少壩基的滲流量，降低壩底滲透壓力，保證基礎(chǔ)的滲透穩(wěn)定。帷幕灌漿的深度主要由作用水頭及地質(zhì)條件等確定，較之固結(jié)灌漿要深得多，有些工程的帷幕深度超過百米。在施丁中，通常采用單孔灌漿，所使用的灌漿壓力比較大。帷幕灌漿-般安排在水庫蓄水前完成，這樣有利于保證灌漿的質(zhì)量。南于帷幕灌漿的工程量較大，與壩體施工在時間安排上有矛盾，所以通常安排在壩體基礎(chǔ)灌漿廊道內(nèi)進(jìn)行。這樣既可實現(xiàn)壩體上升與基巖灌漿同步進(jìn)行，也為灌漿施T具備了一定厚度的混凝土壓重，有利于提高灌漿壓力、保證灌漿質(zhì)量。對于高壩的灌漿帷幕，常常要深入兩岸壩肩較大范圍的巖體中，一般需要在兩岸分層開挖灌漿平洞。許多工程在壩基與兩岸山體中所形成的地下灌漿帷幕，其面積較之可見的壩體擋水面要大得多。2．固結(jié)灌漿其目的是提高基巖的整體性與強度，并降低基礎(chǔ)的透水性。當(dāng)基巖地質(zhì)條件較好時，一般可在壩基上、下游應(yīng)力較大的部位布置固結(jié)灌漿孔；在地質(zhì)條件較差而壩體較高的情況下，則需要對壩基進(jìn)行全面的固結(jié)灌漿，甚至在壩基以外上、下游一定范圍內(nèi)也要進(jìn)行固結(jié)灌漿。灌漿孔的深度一般為5～8m，也有深達(dá)155～40m的，各孔在平面上呈網(wǎng)格交錯布置。通常采用群孔沖洗和群孔灌漿。固結(jié)灌漿宜在一定厚度的壩體基層混凝土上進(jìn)行，這樣可以防止基巖表面冒漿·并采用較大的灌漿壓力，提高灌漿效果．同時也兼顧壩體與基巖的接觸灌漿。如果基巖比較堅硬、完整，為了加快施工速度，也可直接在基巖表面進(jìn)行無混凝土壓重的吲結(jié)灌漿。在基層混凝土上進(jìn)行鉆孔灌漿，必須在相應(yīng)部位混凝土的強度達(dá)到50％設(shè)計強度后，方可開始?；蛘呦仍趲r基上鉆孔，預(yù)埋灌漿管，待混凝土澆筑到一定厚度后再灌漿。長江三峽工程的部分壩基固結(jié)灌漿采取了澆筑找平混凝土的方法，找平混凝土的強度等級與大壩基礎(chǔ)混凝土相同，澆筑厚度一般為30～40cm，以填平低洼坑槽為主，待找平混凝土強度達(dá)到70％的設(shè)計強度后，開始固結(jié)灌漿作業(yè)。黃河小浪底水利樞紐進(jìn)水塔基巖進(jìn)行的無蓋熏固結(jié)灌漿在基巖面上澆筑了30～40cm的墊層混凝土，在墊層混凝土的保護(hù)下，先進(jìn)行表層3m的固結(jié)灌漿，在基巖面形成蓋板后，再進(jìn)行下部巖體灌漿。二灘水電站拱壩壩基固結(jié)灌漿原則上由無蓋重灌漿開始，至有蓋重灌漿結(jié)束。無蓋重灌漿在巖石裸露條件下施工，主要進(jìn)行3m孔深以下巖體的灌漿，3m以上通過接管引至壩后集中地點，在澆筑壩體基礎(chǔ)混凝土后再進(jìn)行灌漿。同一地段的基巖灌漿必須按先固結(jié)灌漿后帷幕灌漿的順序進(jìn)行。3．接觸灌漿其目的是加強壩體混凝土與壩基或岸肩之間的結(jié)合能力，提高壩體的抗滑穩(wěn)定性。一般是通過混凝土鉆孔壓漿或預(yù)先在接觸面上埋設(shè)灌漿盒及相應(yīng)的管道系統(tǒng)，也可結(jié)合固結(jié)灌漿進(jìn)行。接觸灌漿應(yīng)安排在壩體混凝土達(dá)到穩(wěn)定溫度以后進(jìn)行，以防止混凝土收縮產(chǎn)生拉裂。二、灌漿的材料巖基灌漿的漿液，一般應(yīng)該滿足如下要求：(1)漿液在受灌的巖層中應(yīng)具有良好的可灌性，即在一定的壓力下，能灌入到裂隙、空隙或孔洞中．充填密實。(2)漿液硬化成結(jié)石后，應(yīng)具有良好的防滲性能、必要的強度和黏結(jié)力。(3)為便于施工和增大漿液的擴(kuò)散范圍，漿液應(yīng)具有良好的流動性。(4)漿液應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性，析水率低?；鶐r灌漿以水泥灌漿最普遍。灌人基巖的水泥漿液，由水泥與水按一定配比制成，水泥漿液呈懸浮狀態(tài)。水泥灌漿具有灌漿效果可靠、灌漿設(shè)備與丁藝比較簡單、材料成本低廉等優(yōu)點。水泥漿液所采用的水泥品種，應(yīng)根據(jù)灌漿目的和環(huán)境水的侵蝕作用等因素確定。一般情況下，可采用標(biāo)號不低于C45的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥，如有耐酸等要求，則選用抗硫酸鹽水泥。礦渣水泥與火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥由于其析水快、穩(wěn)定性差、早期強度低等缺點，一般不宜使用。水泥顆粒的細(xì)度對于灌漿的效果有較大影響。水泥顆粒越細(xì)，越能夠灌人細(xì)微的裂隙中，水泥的水化作用也越完全。對于帷幕灌漿，對水泥細(xì)度的要求為通過80μm方孔篩的篩余量不大于5％。灌漿用的水泥要符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不得使用過期、結(jié)塊或細(xì)度不合要求的水泥。對于巖體裂隙寬度小于20Oμm的地層，普通水泥制成的漿液一般難于灌人。為了提高水泥漿液的可灌性，自20世紀(jì)80年代以來，許多國家陸續(xù)研制出各類超細(xì)水泥，并在工程中得到廣泛采用。超細(xì)水泥顆粒的平均粒徑約4μm，比表面積8000cm2／g，它不僅具有良好的可灌性，同時在結(jié)石體強度、環(huán)保及價格等方面都具有優(yōu)勢，特別適合細(xì)微裂隙基巖的灌漿。在水泥漿液中摻人一些外加劑(如速凝劑、減水劑、早強劑及穩(wěn)定劑等)，可以調(diào)節(jié)或改善水泥漿液的一些性能．滿足工程對漿液的特定要求，提高灌漿效果。外加劑的種類及摻入量應(yīng)通過試驗確定。在水泥漿液里摻入黏土、砂、粉煤灰，制成水泥黏土漿、水泥砂漿、水泥粉煤灰漿等，可用于注入量大、對結(jié)石強度要求不高的基巖灌漿。這主要是為了節(jié)省水泥、降低材料成本。砂礫石地基的灌漿主要是采用此類漿液。當(dāng)遇到一些特殊的地質(zhì)條件，如斷層、破碎帶、細(xì)微裂隙等，采用普通水泥漿液難于達(dá)到工程要求時，也可采用化學(xué)灌漿，即灌注以環(huán)氧樹脂、聚氨酯、甲凝類等高分子材料為基材制成的漿液。其材料成本比較高，灌漿工藝比較復(fù)雜。在基巖處理中，化學(xué)灌漿僅起輔助作用，一般是先進(jìn)行水泥灌漿，再在其基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)灌漿，這樣既可提高灌漿質(zhì)量，也比較經(jīng)濟(jì)。三、水泥灌漿的施工任一具體工程的壩基灌漿處理．在施工前一般均需進(jìn)行現(xiàn)場灌漿試驗。通過試驗，可以了解壩基的可灌性、確定合理的施工程序與工藝、提供科學(xué)的灌漿參數(shù)等，為進(jìn)行灌漿沒計與編制施工技術(shù)文件提供主要依據(jù)。下面主要介紹基巖灌漿施工中的主要環(huán)節(jié)與技術(shù)，包括鉆孔、鉆孔(裂隙)沖洗、壓水試驗、灌漿的方法與工藝、灌漿的質(zhì)量檢查等。1.鉆孔帷幕灌漿的鉆孔宜采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)和金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭，其鉆進(jìn)效率較高，不受孔深、孔向、孔徑和巖石硬度的限制，還可鉆取巖芯。鉆孔的孔徑一般為75～91mm。固結(jié)灌漿則可采用各式合適的鉆機(jī)與鉆頭。鉆孔的質(zhì)量對灌漿效果影響很大。鉆孔質(zhì)量包括：①確保孔深、孔向、孔位符合設(shè)計要求；②力求孔徑上下均一、孔壁平順；③鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的巖粉細(xì)屑較少?？讖骄唬妆谄巾?，則灌漿栓塞能夠卡緊卡牢，灌漿時不致產(chǎn)生返漿。鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生過多的巖粉細(xì)屑，容易堵塞孔壁的縫隙，影響灌漿質(zhì)最。鉆孔的方向與深度是保證帷幕灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵。如果鉆孔方向有偏斜．鉆孔深度達(dá)不到要求，則通過各鉆孔所灌注的漿液，不能連成一體，將形成漏水通路，如圖3-2所示。圖2－2鉆孔質(zhì)量對帷幕的影響(a)平面圖；(b)剖面圖1－孔頂灌漿范同；2－孔底灌漿范同；3－帷幕軸線：4－漏水通道孔深的控制可根據(jù)鉆桿鉆進(jìn)的長度推測。孔斜的控制相對較困難，特別是鉆設(shè)斜孔，掌握鉆孔方向更加困難。在工程實踐中，按鉆孔深度不同規(guī)定了鉆孔偏斜的允許值，如表3-l所示。當(dāng)深度大于60m時，則允許的偏差不應(yīng)超過鉆孔的間距。鉆孔結(jié)束后，應(yīng)對孔深、孔斜和孔底殘留物等進(jìn)行檢查，不符合要求的應(yīng)采取補救處理措施。2.鉆孔(裂隙)沖洗鉆孔后，進(jìn)入沖洗階段。沖洗工作通常分為：①鉆孔沖洗，將殘存在鉆孔底和黏滯在孔壁的巖粉鐵屑等沖洗出來；②巖層裂隙沖洗，將巖層裂隙中的充填物沖洗出孔外，以便漿液進(jìn)入到騰出的空間，使?jié){液結(jié)石與基巖膠結(jié)成整體。在斷層、破碎帶和細(xì)微裂隙等復(fù)雜地層中灌漿，沖洗的質(zhì)量對灌漿效果影響極大。一般采用灌漿泵將水壓人孔內(nèi)循環(huán)管路進(jìn)行沖洗，如圖3-3所示。將沖洗管插入孔內(nèi)，用阻塞器將孔口堵緊，用壓力水沖洗；也可采用壓力水和壓縮空氣輪換沖洗或壓力水和壓縮空氣混合沖洗的方法。圖2-3鉆孔沖洗方法出口；3-出口；4-灌漿孔；5-阻塞器；6-層巖裂隙鉆孔沖洗時．將鉆桿下到孔底，從鉆桿通人壓力水進(jìn)行沖洗。沖孔時流量要大，使孔內(nèi)回水的流速足以將殘留在孔內(nèi)的巖粉鐵末沖出孔外。沖孔一直要進(jìn)行到回水澄清5～10min才結(jié)束。巖層裂隙沖洗方法分單孔沖洗和群孔沖洗兩種。在巖層比較完整、裂隙比較少的地方，可采用單孔沖洗。沖洗方法有高壓壓水沖洗、高壓脈動沖洗和揚水沖洗等。（1）、高壓壓水沖洗整個沖洗過程均在高壓下進(jìn)行，裂隙中的充填物沿著加壓的方向推移和壓實。沖洗壓力可以采用同段灌漿壓力的70％～80％，但當(dāng)大于1MPa時，采用1MPa。一但回水潔凈、流量穩(wěn)定20min后就可停止沖洗。有的工程則根據(jù)沖洗試驗中得出的升壓降壓過程和流量的關(guān)系(圖3-4)，來判斷巖層裂隙沖洗后透水性增值情況。在同一級壓力下，降壓時的流量和升壓時的流量相差越大，則透水性增值越大，說明沖洗效果越好。（2）、高壓脈動沖洗即采用高壓低壓水反復(fù)變換沖洗。先用高壓水沖洗，沖洗壓力為灌漿壓力的80％，經(jīng)5～10min以后，將孔口壓力在幾秒鐘內(nèi)突然降低到零，形成反向脈沖水流，將裂隙中的碎屑帶出。通過不斷的升降壓循環(huán)，對裂隙進(jìn)行反復(fù)沖洗，直到回永潔凈，最后延續(xù)10～20min后就可結(jié)束沖洗。高壓脈動的壓力差越大，沖洗效果越好。（3）、揚水沖洗對于地下水位較高、地下水補給條件良好的鉆孔．可采用揚水沖洗。沖洗時先將管子下到鉆孔底部，上端接風(fēng)管，通人壓縮空氣?？字兴畾饣旌弦院?，由于比重減輕，在地下水壓力作用下，再加壓縮空氣的釋壓膨脹與返流作用，挾帶著孔內(nèi)的碎屑雜物噴出孔外。如果孔內(nèi)水位恢復(fù)較慢，則可向孔內(nèi)補水，間歇地?fù)P水，直到將孔洗凈為止。（4）群孔沖洗一般適用于巖層破碎，節(jié)理裂隙比較發(fā)育且在鉆孔之間互相串通的地層中。它是將兩個或兩個以上的鉆孔組成一個孔組，輪換地向一個孔或幾個孔壓進(jìn)壓力水或壓力水混合壓縮空氣，從另外的孔排出污水，這樣反復(fù)交替沖洗，直到各個孔出水潔凈為止，如圖3-5所示。圖2-5群孔沖洗示意圖(a)沖洗前，(b)沖洗后1-裂隙；2-充填物；3-鉆孔群孔沖洗時，沿孔深方向沖洗段的劃分不宜過長，否則沖洗段內(nèi)鉆孔通過的裂隙條數(shù)增多，這樣不僅分散沖洗壓力和沖洗水量，并且一旦有部分裂隙沖通以后，水量將相對集中在這幾條裂隙巾流動，使其他裂隙得不到有效的沖洗。為了提高沖洗效果，有時可在沖洗液中加人適量的化學(xué)劑．如碳酸鈉(Na2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)或碳酸氫鈉(NaHCO3)等，以利于促進(jìn)泥質(zhì)充填物的溶解。加入化學(xué)劑的品種和摻量，宜通過試驗確定。采用高壓水或高壓水氣沖洗時，要注意觀測，防止沖洗范圍內(nèi)巖層的抬動和蠻形。3.壓水試驗在沖洗完成并開始灌漿施r前，一般要對灌漿地層進(jìn)行壓水試驗。壓水試驗的主要目的是：測定地層的滲透特性，為基巖的灌漿施工提供基本技術(shù)資料。壓水試驗也是檢查地層灌漿實際效果的主要方法。壓水試驗的原理：在一定的水頭壓力下，通過鉆孔將水壓入到孔壁四周的縫隙中，根據(jù)壓人的水量和壓水的時間，計算出代表巖層滲透特性的技術(shù)參數(shù)。一般可采用透水率q來表示巖層的滲透特性。所謂透水率．是指在單位時間內(nèi)，通過單位艮度試驗孔段，在單位壓力作用下所壓入的水量。試驗成果可按下式計算（2-1）式中：q為地層的透水率，Lu(呂榮)；Q為單位時間內(nèi)試驗段的注水總量，L／min；P為作用于試驗段內(nèi)的全壓力，MPa；L為壓水試驗段的長度．m。灌漿施工時的壓水試驗，使用的壓力通常為同段灌漿壓力的80％，但一般不大于1MPa。試驗時，可在預(yù)定壓力之下，每隔5min記錄～次流量讀數(shù)，直到流量穩(wěn)定30～60min，取最后的流量作為計算值，再按式(2-1)計算該地層的透水率q。對于構(gòu)造破碎帶、裂隙密集帶、巖層接觸帶以及巖溶洞穴等透水性較強的巖層，應(yīng)根據(jù)具體情況確定試驗的長度。同一試段不宜跨越透水性相差懸殊的兩種巖層，這樣所獲得的試驗資料才有代表性。另外，對于有巖溶泥質(zhì)充填物和遇水眭能易惡化的地層，在灌漿前可以不進(jìn)行裂隙沖洗，也不宜做壓水試驗。4.灌漿的方法與工藝為了確保巖基灌漿的質(zhì)量．必須注意以下問題。（1）鉆孔灌漿的次序基巖的鉆孔與灌漿應(yīng)遵循分序加密的原則進(jìn)行。一方面，可以提高漿液結(jié)石的密實性；另一方面，通過后灌序孔透水率和單位吸漿量的分析，可推斷先灌序孔的灌漿效果，同時還有利于減少相鄰孔串漿現(xiàn)象。單排帷幕孔的鉆灌次序是先鉆灌第Ⅰ序孔，然后依次鉆灌第Ⅱ、第Ⅲ序孔，如有必要再鉆灌第Ⅳ序孔(圖2-6)。圖2-6單排睢幕孔的鉆灌次序l第I序孔；2第Ⅱ序孔：3第Ⅲ序孔；4第Ⅳ序孔雙排和多排帷幕孔，在同一排內(nèi)或排與排之間均應(yīng)按逐漸加密的次序進(jìn)行鉆灌作業(yè)。雙排孔帷幕通常是先灌下游排．后灌上游排；多排孔帷幕是先灌下游排，再灌上游排，最后灌中間排。在壩前已經(jīng)壅水或有地下水活動的情況下，更有必要按照這樣的次序進(jìn)行鉆灌作業(yè)，以免漿液過多地流失到灌漿區(qū)范圍以外。帷幕灌漿各個序孔的孔距視巖層完好程度而定，一般多采用第Ⅰ序孔孔距8～12m，然后內(nèi)插加密，第Ⅱ序孔孔距4～6m，第Ⅲ序孔孔距2～3m，第Ⅳ序孔孔距1～1．5m。對于巖層比較完整、孔深5m左右的淺孔固結(jié)灌漿，可以采用兩序孔進(jìn)行鉆灌作業(yè)；孔深5m以上的中深孔固結(jié)灌漿，則以采用三序孔施工為宜。固結(jié)灌漿最后一個序孔的孔距和排距，與基巖地質(zhì)情況及應(yīng)力條件等有關(guān)．一般在3～6m之間。（2）灌漿方式按照灌漿時漿液灌注和流動的特點．灌漿方式有純壓式和循環(huán)式兩種。對于帷幕灌漿，應(yīng)優(yōu)先采用循環(huán)式。純壓式灌漿，就是一次將漿液壓人鉆孔，并擴(kuò)散到巖層裂隙中。灌注過程中，漿液從灌漿機(jī)向鉆孔流動，不再返回，如圖3-7(a)所示。這種灌注方式設(shè)備簡單，操作方便，但漿液流動速度較慢．容易沉淀，造成管路與巖層縫隙的堵塞．影響漿液擴(kuò)散。純壓式灌漿多用于吸漿量大、有大裂隙存在、孔深不超過12～l5m的情況。循環(huán)式灌漿，灌漿機(jī)把漿液壓人鉆孔后，漿液一部分被壓人巖層縫隙中，另一部分由回漿管返回拌漿筒中，如圖3-7(b)所示。這種方法一方面可使?jié){液保持流動狀態(tài)，減少漿液沉淀；另一方面可根據(jù)進(jìn)漿和回漿漿液比重的差別，來了解巖層吸收情況，并作為判定灌漿結(jié)束的一個條件。圖2-7純壓力和循環(huán)式灌漿示意圖（a）純壓力灌漿；（b）循環(huán)式灌漿1-水；2-拌漿桶；3-灌漿泵；4-壓力表；5-灌漿管；6-灌漿塞；7-回漿管（3）鉆灌方法按照同一鉆孔內(nèi)的鉆灌順序，有全孔一次鉆灌和全孔分段鉆灌兩種方法。全孔一次鉆灌是將灌漿孔一次鉆到全深，并沿全孔進(jìn)行灌漿。這種方法施工簡便，多用于孔深不超過6m、地質(zhì)條件良好、基巖比較完整的情況。全孔分段鉆灌又分自上而下法、白下而上法、綜合灌漿法及孔口封閉法等。1)自上而下分段鉆灌法。其施工順序是：鉆一段，灌一段，待凝一定時間以后，再鉆灌下一段，鉆孔和灌漿交替進(jìn)行，直到設(shè)計深度，如圖3-8所示。這種方法的優(yōu)點是：隨著段深的增加，可以逐段增加灌漿壓力，借以提高灌漿質(zhì)量；由于上部巖層經(jīng)過灌漿，形成結(jié)石，下部巖層灌漿時，不易產(chǎn)生巖層抬動和地面冒漿等現(xiàn)象；分段鉆灌。圖2-8自上而下分段灌漿（a）第一段鉆孔；(b)第一段灌漿；(c)第二段鉆孔；（d）第二灌漿；（e）第三段鉆孔（f）第三段灌漿分段進(jìn)行壓水試驗，壓水試驗的成果比較準(zhǔn)確．有利于分析灌漿效果，估算灌漿材料的需用量。這種方法的缺點是鉆灌一段以后，要待凝一定時間，才能鉆灌下一段，鉆孔與灌漿須交替進(jìn)行，設(shè)備搬移頻繁，影響施工進(jìn)度。2)自下而上分段鉆灌法。一次將孔鉆到全深，然后自下而上逐段灌漿，如圖2-9所示。這種方法的優(yōu)缺點與自上而下分段灌漿剛好相反。一般多用在巖層比較完整或基巖上部已有足夠壓重，不致引起地面抬動的情況。圖2—9自下而上分段灌漿(a)鉆孔，(b)第三段灌漿；(c)第二段灌漿；(d)第一段灌漿3)綜合鉆灌法。在實際工程中，通常是接近地表的巖層比較破碎，越往下巖層越完整。因此．在進(jìn)行深孔灌漿時，可以兼取以上兩種方法的優(yōu)點，上部孔段采用自上而下法鉆灌，下部孔段則用自下而上法鉆灌。4)孔口封閉灌漿法。其要點是：先在孔舊鑲鑄不小于2m的孔口管，以便安設(shè)孔口封閉器；采用小孔徑(直徑55～60mm)的鉆孔，自上而下逐段鉆孔與灌漿；上段灌后不必待凝，進(jìn)行下段的鉆灌，如此循環(huán)．直至終孔；可以多次重復(fù)灌漿，可以使用較高的灌漿壓力。其優(yōu)點是：工藝簡便、成本低、效率高，灌漿效果好。其缺點是：當(dāng)灌注時間較長時，容易造成灌漿管被水泥漿凝住的現(xiàn)象。該法對孔口封閉器的質(zhì)量要求較高，以保證灌漿管靈活轉(zhuǎn)動和上下活動?？卓诜忾]灌漿法是近10年來逐漸發(fā)展成熟的灌漿新技術(shù)，在許多工程中相繼得到應(yīng)用。在喀斯特發(fā)育的地層，如烏江渡、隔河巖、觀音巖等水利水電工程，其帷幕灌漿采用孔口封閉灌漿法，均取得了較好的防滲效果。需要說明的是，灌漿孔段的劃分對灌漿質(zhì)量有一定影響。原則上說，灌漿孔段的長度應(yīng)該根據(jù)巖層裂縫分布情況確定，每一孔段的裂隙分布應(yīng)大體均勻，以便施丁操作和提高灌漿質(zhì)量。一般情況下，灌漿孔段的長度多控制在5～6m。如果地質(zhì)條件好．巖層比較完整，段長可適當(dāng)放長，但也不宜超過10m；在巖層破碎、裂隙發(fā)育的部位，段長應(yīng)適當(dāng)縮短，可取3～4m：而在破碎帶、大裂隙等漏水嚴(yán)重的地段以及壩體與基巖的接觸面，應(yīng)單獨分段進(jìn)行處理。（5）灌漿壓力灌漿壓力通常是指作用在灌漿段中部的壓力，可由下式來確定（2-2）式中：P為灌漿壓力，MP3；P1為灌漿管路中壓力表的指示壓力，MPa；P2為計入地下水水位影響以后的漿液自重壓力，漿液的密度按最大值計算，MPa；P1為漿液在管路中流動時的壓力損失．MPa。計算Pf時，如壓力表安設(shè)在孔口進(jìn)漿管上(純壓式灌漿)，則按漿液在孔內(nèi)進(jìn)漿管中流動時的壓力損失進(jìn)行計算，在公式巾取負(fù)號；當(dāng)壓力表安設(shè)在孔口回漿管上(循環(huán)式灌漿)，則按漿液在孔內(nèi)環(huán)形截面回漿管中流動時的壓力損失進(jìn)行計算，在公式中取正號。灌漿壓力是控制灌漿質(zhì)量、提高灌漿經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。確定灌漿壓力的原則是：在不致破壞基礎(chǔ)和壩體的前提下，盡可能采用比較高的壓力。高壓灌漿可以使?jié){液更好地壓人細(xì)小縫隙內(nèi)，增大漿液擴(kuò)散半徑，析出多余的水分，提高灌注材料的密實度。灌漿壓力的大?。c孔深、巖層性質(zhì)、有無壓重以及灌漿質(zhì)量要求等有關(guān)，可參考類似工程的灌漿資料．特別是現(xiàn)場灌漿試驗成果確定，并且在具體的灌漿施工中結(jié)合現(xiàn)場條件進(jìn)行調(diào)整。帷幕灌漿是在混凝土壓重條件上進(jìn)行的，其表層孔段的灌漿壓力不宜小于l～1．5倍帷幕的工作水頭，底部孔段不宜小于2～3倍工作水頭。對于固結(jié)灌漿若為淺孔，且無蓋重時，其壓力可采用0．2～0.5MPa：有蓋重時，采用0．3～0．7MPa。在地質(zhì)條件較差或軟弱巖層中，應(yīng)適當(dāng)降低灌漿壓力。通常．將灌漿壓力大于3～4MPa的灌漿稱為高壓灌漿，如隔河巖工程的帷幕灌漿，其灌漿壓力達(dá)到5MPa．龍羊峽的固結(jié)灌漿試驗，壓力達(dá)到6MPa，烏江渡工程的帷幕灌漿，則達(dá)到6～8MPa。但灌漿壓力不能過高，壓力過高會導(dǎo)致巖體裂隙擴(kuò)大，引起基礎(chǔ)或壩體的抬動變形。（5）灌漿壓力和漿液稠度的控制在灌漿過程中，合理地控制灌漿壓力和漿液稠度，是提高灌漿質(zhì)量的重要保證。灌漿過程中灌漿壓力的控制基本上有兩種類型，即一次升壓法和分級升壓法。1)一次升壓法。灌漿開始后，一次將壓力升高到預(yù)定的壓力，并在這個壓力作用下，灌注由稀到濃的漿液。當(dāng)每一級濃度的漿液注入量和灌注時問達(dá)到一定限度以后，就變換漿液配比，逐級加濃。隨著漿液濃度的增加，裂隙將被逐漸充填，漿液注入率將逐漸減少，當(dāng)達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時，就結(jié)束灌漿。這種方法適用于透水性不大，裂隙不甚發(fā)育．巖層比較堅硬完整的地方。2)分級升壓法。是將整個灌漿壓力分為幾個階段．逐級升壓直到預(yù)定的壓力。開始時，從最低一級壓力起灌，當(dāng)漿液注入率減少到規(guī)定的下限時．將壓力升高一級，如此逐級升壓，直到預(yù)定的灌漿壓力。分級升壓法的壓力分級不宜過多，一般以三級為限，例如可分為0.4P、0.7P及P三級，P為該灌漿段預(yù)定的灌漿壓力。漿液注入率的上、下限，視巖層的透水性和灌漿部位、灌漿次序而定，通常上限可定為80～100L／min，下限為30～40L／min。在遇到巖層破碎透水性很大或有滲透途徑與外界連通的孔段時．常采用分級升壓法。如果遇到大的孔洞或裂隙，則應(yīng)按特殊情況處理。處理的原則是低壓濃漿，間歇停灌，直到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束灌漿。待漿液凝同以后再重新鉆開．進(jìn)行復(fù)灌，以確保灌漿質(zhì)量。灌漿過程中，必須根據(jù)灌漿壓力或吸漿率的變化情況，適時調(diào)整漿液的稠度，使巖層的大小縫隙既能灌飽，義不浪費。漿液稠度的變換按先稀后濃的原則控制，這是由于稀漿的流動性較好，寬細(xì)裂隙都能進(jìn)漿，使細(xì)小裂隙先灌飽，而后隨著漿液稠度逐漸變濃，其他較寬的裂隙也能逐步得到良好的充填。對于帷幕灌漿的漿液配比即水灰比，一般可采用5：1、3：l、2：1、1：l、O．8：l、0．6：1、O．5：1七個比級。（6）灌漿的結(jié)束條件與封孔灌漿的結(jié)束條件，一般用兩個指標(biāo)來控制，一個是殘余吸漿量，又稱最終吸漿量，即灌到最后的限定吸漿最；另一個是閉漿時間，即在殘余吸漿最不變的情況下保持設(shè)計規(guī)定壓力的延續(xù)時間。帷幕灌漿時．在設(shè)計規(guī)定的壓力之下，灌漿孔段的漿液注入率小于o．4L／min時．再延續(xù)灌注60min(自上而下法)或30min(自下而上法)；或漿液注入率不大于1．0L／min時，繼續(xù)灌注90min或60min，即可結(jié)束灌漿。對于固結(jié)灌漿，其結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是漿液注入率不大于0．4L／min，延續(xù)時間30min，灌漿可以結(jié)束。灌漿結(jié)束以后，應(yīng)隨即將灌漿孔清理干凈。對于帷幕灌漿孔，宜采用濃漿灌漿法填實，再用水泥砂漿封孔；對于固結(jié)灌漿，孔深小于lom時，可采用機(jī)械壓漿法進(jìn)行回填封孔，即通過深入孔底的灌漿管壓人濃水泥漿或砂漿，頂出孔內(nèi)積水，隨漿面的上升，緩慢提升灌漿管。當(dāng)孔深大于10m時．其封孔與帷幕孔相同。5.灌漿的質(zhì)量檢查基巖灌漿屬于隱蔽性工程，必須加強灌漿質(zhì)量的控制與檢查。為此，一方面要認(rèn)真做好灌漿施工的原始記錄，嚴(yán)格灌漿施工的工藝控制，防止違規(guī)操作；另一方面，要在一個灌漿區(qū)灌漿結(jié)束以后，進(jìn)行專門性的質(zhì)量檢查，作出科學(xué)的灌漿質(zhì)量評定?；鶐r灌漿的質(zhì)量檢查結(jié)果，是整個工程驗收的重要依據(jù)。灌漿質(zhì)量檢查的方法很多，常用的有：在已灌地區(qū)鉆設(shè)檢查孔，通過壓水試驗和漿液注入率試驗進(jìn)行檢查；通過檢查孔，鉆取巖芯進(jìn)行檢查，或進(jìn)行鉆孔照相和孔內(nèi)電視，觀察孔壁的灌漿質(zhì)量；開挖平洞、豎井或鉆設(shè)大口徑鉆孔，檢查人員直接進(jìn)去觀察檢查，并在其中進(jìn)行抗剪強度、彈性模量等方面的試驗；利用地球物理勘探技術(shù)，測定基巖的彈性模量、彈性波速等，對比這些參數(shù)在灌漿前后的變化，借以判斷灌漿的質(zhì)量和效果。四、化學(xué)灌漿化學(xué)灌漿是在水泥灌漿基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型灌漿方法。它是將有機(jī)高分子材料配制成的漿液灌入地基或建筑物的裂縫中，經(jīng)膠凝固化后，達(dá)到防滲、堵漏、補強、加固的目的?；瘜W(xué)灌漿在基巖處理中，是作為水泥灌漿輔助手段的。它主要用于：裂隙與空隙細(xì)小(0．1mm以下)，顆粒材料不能灌人；對基礎(chǔ)的防滲或強度有較高要求；滲透水流的速度較大，其他灌漿材料不能封堵等情況。1．化學(xué)灌漿的特性化灌材料有很多品種，每種材料都有其特殊的性能．按灌漿的目的可分為防滲堵漏和補強加固兩大類。屬于前者的有水玻璃、丙凝類、聚氨酯類等，屬于后者的有環(huán)氧樹脂類、甲凝類等?？傮w來講，化學(xué)漿液具有以下特性：(1)化學(xué)漿液的黏度低，有的接近于水，有的比水還小。其流動性好，可灌性高．可以灌入水泥漿液灌不進(jìn)去的細(xì)微裂隙中。(2)化學(xué)漿液的聚合時間(或稱膠凝時間，固化、硬化時間)可以比較準(zhǔn)確地控制，從幾秒到幾十分鐘，有利于機(jī)動靈活地進(jìn)行施工控制。(3)化學(xué)漿液聚合后的聚合體，滲透系數(shù)很小，一般為10-8～106cm／s，幾乎是不透水的，防滲效果好。(4)有些化學(xué)漿液聚合體本身的強度及黏結(jié)強度比較高，可承受高水頭。如用于加固補強的甲凝、環(huán)氧樹脂等，而聚氨酯對防滲與加同都有作用。(5)化學(xué)灌漿材料聚合體的穩(wěn)定性和耐久性均較好，能抗酸、堿及微生物的侵蝕。但一般高分子化學(xué)材料都存在有老化問題。(6)化學(xué)灌漿材料都有一定毒性，在配制、施工過程中要十分注意防護(hù)，并切實防止對環(huán)境的污染。2．化學(xué)灌漿的施工由于化學(xué)材料配制的漿液為真溶液，不存在粒狀灌漿材料所存在的沉淀問題，故化學(xué)灌漿都采用純壓式灌漿?；瘜W(xué)灌漿的鉆孔和清洗工藝及技術(shù)要求，與水泥灌漿基本相同，也遵循分序加密的原則進(jìn)行鉆孔灌漿?；瘜W(xué)灌漿的方法，按漿液的混合方式區(qū)分，有單液法灌漿和雙液法灌漿。一次配制成的漿液或兩種漿液組分在泵送灌注前先行混合的灌漿方法稱為單液法。兩種漿液組分在泵送后才混合的灌漿方法稱為雙液法。前者施工相對簡單，在工程中使用較多。為了保持連續(xù)供漿，現(xiàn)在多采用電動式比例泵提供壓送漿液的動力。比例泵是專用的化學(xué)灌漿設(shè)備，由兩個出漿量能夠任意調(diào)整，可實現(xiàn)按設(shè)計比例壓漿的活塞泵所構(gòu)成。對于小型工程和個別補強加固的部位，也可采用手壓泵。【例3-1】三峽工程永久船閘南五豎井基礎(chǔ)f1096斷層的處理。該斷層寬度5m左右，內(nèi)含軟弱泥化的角礫巖、碎裂花崗巖及疏松軟塑夾堅硬碎屑等，斷層的規(guī)模大、性狀差．對結(jié)構(gòu)受力極為不利。施T中分別采用高壓旋噴灌漿技術(shù)處理松軟物質(zhì)；用水泥灌漿充填擠壓大裂隙，增加被灌巖體的強度；最后將化學(xué)漿液灌注到細(xì)微裂隙中，使多裂隙的斷層膠結(jié)成一個整體，極大提高了其物理力學(xué)性質(zhì)。其中的水泥灌漿．是采用孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)法，逐段灌注改性水泥漿材，全段灌漿壓力控制在5MPa以內(nèi)?；瘜W(xué)灌漿的漿材為長江科學(xué)院的cw系材料，采用分段阻塞、純壓式灌注的方式，各段壓力逐級增加，最終控制在5MPa以內(nèi)。在施工中，按水泥l(xiāng)序孔、水泥Ⅱ序孔、化灌Ⅱ序灌水泥漿、化灌Ⅱ序孔及化灌I序孔逐步進(jìn)行鉆灌。根據(jù)壓水試驗成果，各序孔的透水率呈明顯遞減，如豎井北壁，其透水率的遞減為：2．87Lu→2．76Lu→1．15Lu→0．37Lu→0.22Iu→oLu，且灌前灌后的彈性波速平均提高了46．3％，變形模量E超過8GPa的檢測點在85％以上。這些檢測指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計提出的質(zhì)量要求。五、砂礫石地層灌漿在砂礫石地層上修建水工建筑物時，也可采用灌漿方法進(jìn)行防滲帷幕的建造。其主要優(yōu)點是：灌漿帷幕對基礎(chǔ)的變形具有較好的適應(yīng)性，施工的靈活性大，較之其他方法，更適合于在深厚砂礫石地層施工。砂礫石地層具有結(jié)構(gòu)松散、空隙率大、滲透性強的特點．在地層中成孔較困難，與基巖有很大差別。因此，在砂礫石地層中灌漿，有一些特殊的技術(shù)要求與施工工藝。1.砂礫石地基的可灌性砂礫石地基的可灌性，是指砂礫石地層能否接受灌漿材料灌入的一種特性。它是決定灌漿效果的先決條件。砂礫石地基的可灌性主要取決于地層的顆粒級配、灌漿材料的細(xì)度、灌漿壓力、漿液稠度及灌漿工藝等因索。在工程實踐中，常以可灌比值M來衡量地層的可灌性?？晒啾戎礛的計算式為式中：D1s為砂礫石地層顆粒級配曲線上累計含量為15％的粒徑．mm；d85為灌漿材料顆粒級配曲線上累計含量為85％的粒徑．mm?？晒啾戎礛越大，