岩土工程复习资料

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（100~300m）、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0.5~1m提出钻头，下入抽筒捞取岩屑

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

缠丝缠丝滤水管普通井管加工骨架滤水管缠网网状滤水管圆孔滤水管打孔贴砾贴砾滤水管直缝滤水管切缝笼状滤水管筋条滤水管打断玻璃钢滤水管3D?

(2）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

桥式缺口滤水管 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、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8~30t的重锤（最大可达200t）和8~20m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、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

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