1、岩土工程复习资料1.1 水井概述水井定义用于开发利用地下水的工程建筑物分类按用途：供水井、降水井、地热井、排污井、排渗井、水文地质勘察、勘探、观测孔按深度：浅井（100m） 、中深井（ 100300m） 、深井（300m）按地下水类型：潜水井、承压水井按井身结构形式：直井、定向井、扩底井、集水井井身结构特征井深：以含水层的层位埋深决定，多层含水以最下层确定井径：开孔直径、中间变径、终孔直径1.2 水井井身施工冲击钻进原理：借助一定重量的钻头，在一定高度内，周期性冲击破碎井底岩石，每冲击一次后，钻头回转一定角度，使钻孔呈圆柱形钻进过程中利用泥浆悬浮钻渣岩屑，每进尺 0.51m提出钻头，下入抽筒捞
2、取岩屑工艺参数：钻具重力、冲击高度、冲击次数、泥浆密度回转钻进原理：用钻机回转器或孔底动力机具转动钻头来破碎孔底岩石的钻进方法分类： 钻头：硬质合金、金刚石、牙轮、钢粒、刮刀动力位置：地面动力、孔底动力破碎岩石：取芯、扩孔、全面工艺参数：钻压、转速、泵压、泵量、泥浆密度水井施工主要问题核心：大直径钻探1）排渣问题：过流断面大流速慢携渣效率低2）取芯问题：岩芯直径大超过钻机提升负载3）扩孔问题：钻孔尺寸大钻具钻头加工复杂、钻进效率低、成本高，容易造成钻进事故4）软岩问题：容易糊钻（钻头打滑） 、缩径（地层坍塌） 、扩径（掉钻）1.3 水井成井工艺安装井内取水装置的技术工作，保证成井水质/量使含水
3、层（目的层）的水自由流入井内封闭或隔离非目的层的水，防止地下含水层的水相互串通或污染主要工作内容:1.选择井管 2.下井管 3. 填砾 4.止水 5.洗井 6.抽水试验（1）选择井管井管类型井壁管：安装在非取水层，起隔水护壁作用滤水管：安装在开采含水层，起滤水挡砂和护壁作用沉砂管：安装在井底部，沉积水中泥沙，防止淤塞过滤管（2）选择井管滤水管普 通 井 管 骨 架 滤 水 管缠 丝 滤 水 管网 状 滤 水 管贴 砾 滤 水 管笼 状 滤 水 管玻 璃 钢 滤 水 管加 工圆 孔 滤 水 管直 缝 滤 水 管筋 条 滤 水 管桥 式 缺 口滤 水 管打 孔切 缝打 断3D缠 丝缠 网贴 砾(2
4、）下井管准备工作：强度校核、探井（井深、井斜、井径） 、破壁（清除泥皮） 、换浆（更换井内泥浆）下管方法： 直接提吊法：直接用卷扬机将井管提吊下入井内托盘提吊下管法：钻杆/钢绳托盘下管法二次下管法：将井管分两次下入井内，井内对接浮力塞提吊下管法：利用井内液体对封底的井管产生浮力综合提吊法(3）填砾定义：在滤水管和井壁之间围填砾料目的：在滤水管周围形成人工过滤层，滤水挡砂砾料选择：质量、直径、均匀性、填砾厚度、砾料量估算填砾方法：静水填砾法 抽水填砾法 送水填砾法 钻杆泵入法(4）止水定义：封闭井孔中非开采目的层段的工作目的：隔离有害地下水，防止各含水层的相互串通止水方法： 粘土止水：粘土搓成小
5、球投入井中，用工具压实水泥止水：水泥搅拌成水泥浆，泵送至井壁和井管之间检查方法：水位差检查法、泵压检查法、试验扩散检查法(5）洗井定义：清除井壁泥皮，抽出渗入含水层的泥浆，恢复含水层孔隙，抽出细砂颗粒方法：活塞洗井 抽水洗井 空压机震荡洗井 CO2 洗井 盐酸洗井 焦硫酸钠洗井(6）抽水试验意义：获得水井的实际出水量、水位下降与涌水量的变化关系求得含水层渗透系数，查明水质、水温和单孔影响半径等资料检查止水质量和洗井效果方法：潜水泵、离心泵、深井泵、空压机2.1 基本概念基础 VS 地基基础：承担上部结构物荷载并将荷载传递到地层，起承上启下作用，属于结构物的一部分地基：承受基础传来的建筑物荷载的
6、那一部分地层地基处理地基处理是指为提高地基承载力，改变其变形性质或渗透性质而采用的人工处理地基的方法处理对象软弱地基、特殊土地基2.2 地基检测方法(1）平板载荷试验通过一定面积的刚性承压板向地基逐级施加荷载，测定地基的沉降随荷载的变化，以确定地基土的承载能力和变性特征的现场试验(2）螺旋板载荷试验将一螺旋形承压板旋入地下试验深度，通过传力杆对螺旋板施加载荷，观测螺旋板的沉降，以获得荷载-沉降-时间关系(3）动力触探利用一定的落锤能量，将一定尺寸一定形状的探头打入土中，根据打入的难易程度（贯入度）来确定土体物理力学性质的现场试验方法(4）标准贯入试验用 63.5kg 的锤，自 76cm 的高度
7、自由落下，将长度 51cm、外径 51mm、内径 34.9mm 的贯入器击入土中，根据贯入器在贯入 30cm 得到的锤击数来判定土层的性质(5）静力触探通过一定的机械装备，将一定规格的金属探头用静力以恒定速率压入土层中，同时测量土层对探头的贯入阻力，以此来判断、分析确定地基土的物理力学性质(6）旁压试验将一个圆柱形的旁压器放到钻孔内设计标高，加压使得旁压器横向膨胀，根据试验的读数可以得到钻孔横向扩张的体积-压力关系曲线，据此可用来估计地基物理力学性质(7） 十字板剪切试验将十字板头压入孔底软土中以均匀的速度转动，测量得到将土体剪切破坏所需力矩，从而计算出土的抗剪强度(8）扁铲侧胀试验利用静力或
8、锤击动力将一扁平铲形测头贯入土中，达到预定深度利用气压将扁铲测头上的刚膜片向外膨胀，分别使膜片中心向外膨胀不同距离（0.05mm 和 1.10mm）时读取气压值，用以计算地基土参数的原位试验2.3 挤密桩定义以振动、冲击或带套管等方法成孔，向孔内填入砂、石、土（灰土、二灰、水泥土） 、石灰或其他材料，再加以振实而成为直径较大的密实桩体，并和原桩周土组成复合地基分类土桩/灰土桩、碎石桩（干冲、振冲、干振） 、CFG 桩土桩/灰土桩分类：土桩、灰桩、灰土桩、二灰桩加固机理：挤密作用、物化作用、桩体作用施工顺序：排孔法、帷幕法、跳打法施工工艺：管内成桩法、管外成桩法碎石桩定义：利用振动、冲击或水冲等
9、方式在地基中成孔后，再投入砂、砾石、卵石、碎石等材料并将其挤压至已成的孔中，形成砂石构成的密实桩体，与原桩周土组成复合地基的地基处理方法成桩工艺：干冲碎石桩、振冲碎石桩、干振碎石桩CFG 桩在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和后制成具有强度的桩体相比传统碎石桩不易产生鼓胀变形，能大大提高承载力施工方法：沉管法、螺旋成孔法2.4 注浆技术定义通常是在地层中钻成一注浆孔，利用注浆泵将具有填充、胶结、固化性能的浆液，通过注浆孔注入到岩土层中的孔隙、裂缝或空洞中，经一定时间后，浆液凝结硬化，以减少岩土层的渗透性和增加其强度及稳定性，从而达到岩土加固、防渗的目的分类施工方式：静压注浆
10、、高压旋喷注浆、深层搅拌注浆注浆材料：粒状浆材、化学浆材、混合浆材用途：加固、防渗、基础托换静压注浆法定义：借助于压力（气、液、电） ，通过注浆管将浆液注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经一定时间后，浆液凝结充填孔隙或裂缝，将原来松散的颗粒胶结成一个结构强度大、防渗性能好的整体材料类型：粒状浆材 VS 化学浆材材料选择：根据注浆目的和岩土层导浆通道选择材料性能：渗透、流动、析水、防渗、时间、无毒、成本、其他静压注浆法加固原理：充填、渗透、压密、劈裂、电化学注浆参数：扩散半径、注浆孔孔距、注浆压力、注浆量、注浆顺序、凝结时间静压注浆法材料
11、混合方式：单溶液单管线：凝结时间较长双溶液单管线：孔口混合，凝结时间较短双溶液双管线：孔内混合，凝结时间极短施工方法： 钻杆注浆法：打管入土注浆法、钻孔钻杆注浆法套管注浆法：套管护壁注浆法、单过滤管注浆法、预埋花管注浆法高压喷射注浆法施工概述：钻孔插入注浆管高压喷射旋转/摆动/ 固定提升、成桩分类：根据喷射射流移动方向划分喷射方向旋转旋喷，形成圆柱形桩体喷射方向小幅度摆动摆喷，形成扇形桩截面体喷射方向固定不变定喷，形成壁状桩体高压喷射注浆法加固机理：喷射破坏作用、旋喷成桩作用、固结作用工艺类型：单管法、二重管法、三重管法、多重管法工艺参数：旋转和提升速度2.5 深层搅拌定义利用水泥、石灰等材料
12、作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部将软土和固化剂强制拌合，使软土硬结形成加固体，提高地基的强度和增大变形模量，加固体与天然地基形成复合地基，共同承担建筑物荷载分类固化剂材料种类：水泥土 VS 石灰粉固化剂材料形态：浆液喷射 VS 粉体喷射工艺流程及对比水泥浆搅拌法： 固化材料在施工现场全程储存于密闭系统中，中途不会发生粉尘外溢、污染环境的现象水泥配比直观，材料量化较易，有利于质量控制粉体喷射搅拌法：可以吸收软土地基中的水分，加固含水量高的土层效果更显著固化剂均布在土中，不会产生不均匀散乱现象固化材料量少，无浆液排出，地面无拱起2.6 强夯定义通过 830t 的重锤（最大可达 2
13、00t）和 820m 的落距（最高可达 40m）反复对地基土施加很大的冲击能，在地基土中产生冲击波和动应力，可提高地基土强度、降低土的压缩性、改善沙土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等，还可以提高土层的均匀程度，减少未来可能出现的差异性沉降加固机理 动力密实减小土体孔隙动力固结排出土体水分动力置换碎石挤入土体中（整式置换/桩式置换）施工工艺2.7 排水固结定义先在地基中设置砂井等竖向排水体，在场地分级逐渐加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法分类排水系统： 竖向排水体：普通沙井、袋装沙井、塑料排水管水平排水体：砂垫层加载系统：堆载、真空、降水、电渗、
14、联合加压3.1 概述定义垂直或稍倾斜的布置于地基中，横截面相对长度较小的杆状构件功能通过杆件的侧摩阻力和端阻力将上部结构的纵向荷载传递到深部地基中通过桩身将横向荷载传递给侧向土体根据承台分类：高承台桩 VS 低承台桩根据受力分类：抗压桩 VS 抗拔桩 VS 岩土挡桩根据施工方法分类：灌注桩 VS 预制桩沉管灌注桩 钻（冲、磨）孔灌注桩 人工挖孔桩 爆扩灌注桩3.2 灌注桩施工工艺1 施工前准备 2 成孔 3 清孔 4 下放钢筋笼 5 浇灌混凝土施工工艺(1）施工前准备：收集技术资料、编写施工组织设计、场地准备（三通一平、复测基线基点、埋设护筒）(2）成孔：回转成孔法：利用地表钻机带动地下钻头回
15、转实现成孔螺旋成孔法：利用螺旋钻具切削、输送钻渣的成孔方法旋挖成孔法：利用钻斗自重和回转，耙齿压入并切削土层，收集切削下来的土块进入斗内，装满后提出孔外冲击成孔法：借助于一定重量的钻头，在一定高度内周期地冲击井底岩石，使岩石受动载破碎而获得进尺冲抓锥成孔法：用具有冲击功能并由锥瓣直接抓取土石的冲抓锥来凿岩成孔人工挖掘成孔法：人工在孔底挖掘取土，每挖一段，浇筑一段混凝土护壁圈，直至设计深度的成孔方法桩孔扩底工艺：人工挖扩、爆扩、钻扩法(3）清孔：清除孔底沉渣、清除孔壁泥皮、降低孔内泥浆相对密度，根据不同成孔工艺选择不同施工方法(4）下放钢筋笼：意义：提高混凝土桩承压能力，增加抗拉和抗剪强度组成：
16、主筋、箍筋、加强筋、保护块吊放：两点起吊法(5）浇灌混凝土：直接浇灌法 VS 水下导管灌注法灌注参数：初灌量、导管埋深、灌注半径、漏斗高度、灌注强度3.3 预制桩定义是在工厂或施工现场预先制成的各种材料、各种形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等） ，用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中分类钢筋混凝土预制桩 钢管桩钢筋混凝土预制桩施工程序：预制吊运堆放沉桩/植桩送桩/ 接桩/截桩(1）预制：考虑长度、场地、模板、骨架、材料、强度(2）吊运：强度、吊点选择、吊装原则、运输原则(3）堆放：按种类/顺序堆放、地面、垫木钢筋混凝土预制桩施工程序：预制吊运堆放沉桩/植桩送桩/ 接桩/截桩(
17、4）沉桩：锤击沉桩 VS 静压沉桩锤击沉桩：利用各种桩锤(包括落锤、蒸汽锤、柴油锤、液压锤和振动锤等) 的反复跳动冲击力和桩体的自重，将桩体沉到设计标高的一种施工方法静压沉桩：借助专用桩架自重以及桩架上的压重，通过液压系统或机械系统将压力施加在桩上，将桩逐渐压入地基中钢筋混凝土预制桩施工程序：预制吊运堆放沉桩/植桩送桩/ 接桩/截桩(4）沉桩：施工顺序：需要考虑沉桩对土体的挤密作用以及对周围建筑物的影响(1）先沉的桩受水平推挤而造成偏移和变位，或被垂直挤拔造成浮桩(2）后打入的桩因土体挤密和产生超孔隙水压力，难以达到设计标高，造成土体隆起钢筋混凝土预制桩施工程序：预制吊运堆放沉桩/植桩送桩/
18、接桩/截桩(4）沉桩：锤击沉桩施工过程：桩架就位（控制垂直度）吊装就位（控制垂直度）安装桩帽、垫木（保护桩、锤安全）开始沉桩（重锤低击）正常沉桩静压沉桩施工过程：采用分段压入、逐节接长的方式钢筋混凝土预制桩施工程序：预制吊运堆放沉桩/植桩送桩/ 接桩/截桩(5）植桩：在沉桩部位，按设计要求的孔径和孔深先用钻机成孔，再向孔内插入预制钢筋混凝土桩，利用锤击或振动将桩打入设计标高(6）送桩：使桩顶沉入土中一定深度(7）接桩：焊接法 VS 浆锚法 VS 法兰连接(8）截桩：按设计要求截去桩头多余的部分连续墙定义利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并向其内浇筑适当的材料而形成
19、的一道具有防渗水、挡土和承重功能的连续的地下墙体工艺原理4.2 施工设计设计内容(1）施工方案(2）施工组织设计(3）单元槽段长度：现场地质、作业、机械条件确定4.3 施工工艺修筑导墙制备泥浆单元槽段施工钢筋笼制备单元槽段连接清底混凝土灌注4.3 施工工艺(1）修筑导墙定义：地下连续墙挖槽之间修筑的临时结构作用：控制连续墙各项指标的基准，连续墙的地面标志挡土作用：防止槽壁顶部坍塌支承台作用：支承导管、机械、钢筋笼的荷载维持泥浆液面稳定：提供高于地面的泥浆液面(2）制备泥浆作用：防止槽壁坍塌：泥浆借助自身密度，在槽内对槽壁产生一定的液体压强，形成液体支撑防止地下水渗入：泥浆自由水渗入地层，在槽壁
20、形成泥皮，防止地下水渗入槽内，稳定槽壁悬浮土渣：泥浆具有一定的粘度，能悬浮土渣，随同泥浆一同排出槽外控制参数：相对密度、粘度、pH 值、胶体率、含沙量、失水量、泥皮性质、稳定性(2）制备泥浆制备：计算加量试配膨润土预水化外加剂静置循环：抓斗挖槽泥浆静止；钻头切削泥浆循环泥浆处理：土渣分离处理 VS 化学处理机械分离：振动筛、除砂器、除泥器沉降分离(3）单元槽段施工桩排式施工法：是密集的单孔灌注桩或注浆的组合槽段式施工法：抓斗式、冲击式、铣槽机、多头式(4）清底沉淀法：土渣基本沉淀到槽底之后再进行清除置换法：挖槽结束后在土渣没有完全沉淀之前用新鲜泥浆（比重1.15）把槽内悬浮由土渣的泥浆置换出槽
21、外(5）单元槽段连接槽段间的接缝是地下连续墙的薄弱部分，接缝数量越少越好；长槽段施工不一定经济，单元槽段长度与经济的挖掘次数相符合分类：纵向接头 VS 横向接头施工方法：接头管施工 接头箱施工 隔板和预制接头(6）钢筋笼制备制作：预留导管空间、混凝土流动间隙、合理保护层、起吊用高强度钢筋吊装：两点起吊、防止变形、防止碰撞、安放到位(7）混凝土灌注多管同时灌注灌注参数：导管作用半径、导管出水高度、导管插入深度、导管布置5.1 概述锚固定义受拉杆件一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，另一端与工程结构物相连，以达到有效调用和提高岩土自身强度与自稳能力的技术锚固原理悬挂作用：通过锚杆将松软、不稳定的岩
22、土体悬挂在深层稳定的岩土体上，防止分离层滑脱组合梁作用：在薄层状岩层中，利用锚杆的拉力将层状地层组合起来形成组合梁结构进行支护挤压加固作用：在破碎围岩中，利用多根锚回弹形成的重叠压缩带固定围岩锚杆构造锚头：台座、承压板、紧固器拉杆：中心受拉部分锚固段：可分为灌浆和非灌浆两类锚杆分类预应力锚杆 VS 非预应力锚杆机械式锚杆：管缝式、胀管式、楔缝/楔管式灌浆式锚杆：圆柱型、端部扩大型、连续球体型锚杆承载机理总目标：锚杆能够承受拉力拉力传递路径：岩体坍塌构筑物拉杆砂浆地层5.2 锚固施工施工准备锚杆成孔锚杆制作与安放锚杆防腐注浆锚杆张拉与锁定锚杆试验5.2 锚固施工(1）施工准备技术资料 & 施工组
23、织设计(2）锚杆成孔根据锚固所处岩土层的不同性质，选择合适的成孔机械成孔要求：确定锚固位置是否牢固、保证孔壁稳定、孔眼清洁、地下水、成孔精度(3）锚杆制作与安放制备：钢筋锚杆 VS 钢绞线锚杆存储：防潮、防腐蚀安放：检查钻孔检查锚杆均匀推送保护孔壁(4）锚杆防腐锚头、自由段、锚固体防腐临时性防腐 VS 永久性防腐(5）注浆注浆材料：注意材料成分，防止腐蚀锚杆注浆方法： 一次注浆法：一次低压注浆 VS 一次高压注浆两次注浆法：锚固段和非锚固段分别灌浆可重复高压注浆锚杆(6）锚杆张拉与锁定意义：通过张拉设备使锚杆杆体自由段产生弹性变形，从而对锚固结构产生所要求的预应力值，以达到加固锚固结构的目的设
24、备：千斤顶、液压油泵（压力表、油管） 、测力计、百分表张拉方法：直接拉拔(7）锚杆试验试验目的：确定锚杆极限承载力；验证锚杆设计参数与施工工艺的合理性；验证锚杆的工程质量能否满足设计要求；掌握锚杆在软弱地层中的变性特征试验类型：基本试验：观测新型锚杆和地层验收试验：检验锚杆设计、安全、极限承载力蠕变试验：确定锚杆在恒定荷载作用下位移随时间变化规律长期观测：超过 24h 连续观测锚杆应力或位移变化非开挖定义不开挖或少量开挖地表的条件下，进行地下管线的勘测、修复、铺设和更换6.1 管道铺设水平定向钻 气动矛 气动矛顶管法 微型隧道法 螺旋钻进法6.2 管道修复内衬法 原位固化、插管法、缠绕法 爆（裂）管法固定裂管工艺、气动裂管工艺机器人现场修复 管道扫描和评估 闭路电视、雷达、声纳、涡流
