基礎(chǔ)工程之地基處理培訓(xùn)講義PPT

1、基礎(chǔ)工程地基處理建筑物的地基所面臨的問題 強(qiáng)度及穩(wěn)定性問題 壓縮及不均勻沉降問題 滲漏及滲透變形問題 動(dòng)力荷載及液化問題 6.1 概 述 淺基礎(chǔ),當(dāng)承載力、沉降、液化、凍脹等不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)(1) 采用深基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)(2) 地基處理，改善土性1 提高土的強(qiáng)度-地基承載力2 增加土的剛度-減少地基沉降量3 改善地基土的水力特性 (1)防滲：堤壩、閘基、池 (2)排水：軟基固結(jié)滲流、擋土墻排水 (3)滲透穩(wěn)定性：長江大堤的管涌、流土（采用反濾） (4)抗凍性4 改善抗震性能 (1)液化：加密 (2)震陷：干松砂和溶洞地基處理的目的地基處理的對(duì)象軟弱地基不良地基淤 泥 土 e1.5，L (IL1.0

2、)淤泥質(zhì)土 e=1.01.5，L (IL1.0)泥炭土 ，泥炭質(zhì)土沖填土濕陷性黃土膨脹土凍土松砂 飽和液化,干土震陷人工填土，雜填土置換熱學(xué)處理土工合成材料化學(xué)處理排水物理處理凍結(jié)法地基處理的方法擠密攪拌灌漿熱加固 注意：很多地基處理方法具有多重加固處理的功能，例如碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重功能；而石灰樁則具有擠密、吸水和置換等功能。 各類地基處理方法，均有各自的特點(diǎn)和作用機(jī)理，在不同的土類中產(chǎn)生不同的加固效果，并也存在著局限性。地基的工程地質(zhì)條件是千變?nèi)f化的，工程對(duì)地基的要求也是不盡相同的，材料、施工機(jī)具和施工條件等亦存在顯著差別，沒有哪一種方法是萬能的。因此，對(duì)于每一工程必須進(jìn)

3、行綜合考慮，通過方案的比選，選擇一種技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工可行的方案，既可以是單一的地基處理方法，也可以是多種方法的綜合處理。 6.2 換土墊層法 在沖刷較小的軟土地基上，地基的承載力和變形達(dá)不到基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，且當(dāng)軟土層不太厚(如不超過3m)時(shí)，可采用較經(jīng)濟(jì)、簡便的換土墊層法進(jìn)行淺層處理。即將軟土部分或全部挖除，然后換填工程特性良好的材料，并予以分層壓實(shí)，這種地基處理方法稱為換填墊層法。墊層處治應(yīng)達(dá)到增加地基持力層承載力，防止地基淺層剪切變形的目的。b回填土 應(yīng)具有強(qiáng)度高、壓縮性低、穩(wěn)定性好和無侵蝕性等良好的工程特性。 換填墊層法設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)是墊層厚度和寬度，一般可將各種材料的墊層設(shè)計(jì)都近

4、似地按砂墊層的計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。墊層材料卵石、碎石、礫石、粗砂、中砂灰土：灰土比 2:8 或 3:7工業(yè)廢料：粉煤灰，礦渣墊層設(shè)計(jì)砂墊層一、砂墊層的設(shè)計(jì)計(jì)算 (一)砂墊層厚度的確定 一種方法是按彈性理論的土中應(yīng)力分布公式計(jì)算。 即將砂墊層及下臥土層視為一均質(zhì)半無限彈性體，在基底附加應(yīng)力作用下，計(jì)算不同深度的各點(diǎn)土中附加應(yīng)力并加上土的自重應(yīng)力，同時(shí)以 “規(guī)范”方法計(jì)算地基土層隨深度變化的容許承載力，并以此確定砂墊層的設(shè)計(jì)厚度。也可將加固后地基視為上層堅(jiān)硬、下層軟弱的雙層地基，用彈性力學(xué)公式計(jì)算。 另一種是我國目前常用的近似按應(yīng)力擴(kuò)散角進(jìn)行計(jì)算的方法。即認(rèn)為砂墊層以“”角向下擴(kuò)散基底附加壓力，到砂

5、墊層底面(下臥層頂面)處的土中附加壓應(yīng)力與土中自重應(yīng)力之和不超過該處下臥層頂面地基深度修正后的容許承載力，即：b(二)砂墊層平面尺寸的確定砂墊層底平面尺寸應(yīng)為： 其中：L、B分別為砂墊層底平面的長及寬一般情況砂墊層頂面尺寸按此確定，以防止承受荷載后墊層向兩側(cè)軟土擠動(dòng)。 (三)基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算 砂墊層上基礎(chǔ)的最終沉降量是由墊層本身的壓縮量Ss與軟弱下臥層的沉降量Sl所組成，由于砂墊層壓縮模量比較弱下臥層大得多，其壓縮量小且在施工階段基本完成，實(shí)際可以忽略不計(jì)。需要時(shí)Ss也可按下式求得：基底處的附加應(yīng)力砂墊層底面，即下臥層頂面附加應(yīng)力二、墊層施工與質(zhì)量檢驗(yàn) 墊層施工應(yīng)嚴(yán)格控制墊層材料的顆粒成分

6、和質(zhì)量。在地下水位高于基坑底面時(shí)，應(yīng)采取排水或降低水位措施。在基坑挖好經(jīng)檢驗(yàn)后，應(yīng)迅速進(jìn)行鋪壓墊層材料，避免坑底暴露過久，或被踐踏、浸水使土結(jié)構(gòu)遭到破壞，強(qiáng)度降低。 施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格保證墊層材料的密實(shí)度，應(yīng)選擇合格的鋪壓厚度，確定最優(yōu)含水量。分層壓實(shí)可采用機(jī)械碾壓、重錘夯實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)等。要求分層壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度(應(yīng)在90%以上)。 砂墊層的質(zhì)量檢驗(yàn)： 可選用環(huán)刀取樣法或貫入測定法進(jìn)行，采用應(yīng)達(dá)到的干重度或貫入度作為控制指標(biāo)。第三節(jié) 排水固結(jié)法 在建筑場地上先加一個(gè)和上部結(jié)構(gòu)相同的壓力進(jìn)行加載預(yù)壓使孔隙中的水慢慢排出，土層固結(jié)，然后卸除荷載，再施工建筑物，可以使地基沉降減少，如進(jìn)行超載預(yù)壓(

7、預(yù)壓荷載大于建筑物荷載)效果將更好，但預(yù)壓荷載不應(yīng)大于地基土的容許承載力。排水固結(jié)法主要由排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)組成。(1)堆載預(yù)壓法(2)砂井法(包括袋裝砂井、塑料排水帶等)(3)真空預(yù)壓法(4)降低地下水位法(5)電滲排水法主要類型 排水固結(jié)法可以解決以下兩個(gè)方面問題： 1沉降問題：使地基的沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成，使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生較大的沉降。 2穩(wěn)定問題：加速地基土抗剪強(qiáng)度的增長，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。 土層的排水固結(jié)效果和它的排水邊界條件有關(guān)，粘性土固結(jié)所需的時(shí)間與排水距離的平方成正比，土層越厚，加固延續(xù)的時(shí)間越長。為加速土層的固結(jié)，最有效的方法是先增加土層的排

8、水途徑，縮短排水距離。然后分級(jí)加載預(yù)壓(也可利用建筑物本身重)，使軟土中孔隙加快排出水，地基土固結(jié)沉降加快完成，強(qiáng)度也得到相應(yīng)提高，當(dāng)土質(zhì)條件較好時(shí)，也可在天然地基上直接加載預(yù)壓。一、砂井堆載預(yù)壓法 軟粘土滲透系數(shù)很低，為了縮短加載預(yù)壓后排水固結(jié)的歷時(shí)，對(duì)較厚的軟土層，常在地基中設(shè)置排水通道，使土中孔隙較快排出水?？稍谲浾惩林性O(shè)置一系列的豎向排水通道(砂井、袋裝砂井或塑料排水板)，在軟土頂層設(shè)置橫向排水砂墊層如下圖所示，借此縮短排水途程，增加排水通道，改善地基滲透性能。一、砂井地基的設(shè)計(jì)1砂井的直徑和間距： 砂井的直徑和間距主要取決于土的固結(jié)特性和施工期的要求。從原則上講，為達(dá)到相同的固結(jié)度，

9、縮短砂井間距比增加砂井直徑效果要好，即以“細(xì)而密”為佳，不過，考慮到施工的可操作性，普通砂井的直徑為300-500mm。砂井的間距可根據(jù)地基土的固結(jié)特征和預(yù)定時(shí)間內(nèi)所要求達(dá)到的固結(jié)度確定，間距可按為直徑的6-8倍選用。2砂井深度： 砂井深度主要根據(jù)土層的分布、地基中的附加應(yīng)力大小、施工期限和條件及地基穩(wěn)定性等因素確定。當(dāng)軟土不厚（一般為10-20m）時(shí)，盡量要穿過軟土層達(dá)到砂層；當(dāng)軟土過厚（超過20m）,不必打穿粘土，可根據(jù)建筑物對(duì)地基的穩(wěn)定性和變形的要求確定。對(duì)以地基抗滑穩(wěn)定性控制的工程，豎井深度應(yīng)超過最危險(xiǎn)滑動(dòng)面2.0m以上。3砂井排列： 砂井的平面布置可采取正方形或等邊三角形，在大面積荷

10、載作用下，認(rèn)為每個(gè)砂井均起獨(dú)立排水作用。為了簡化計(jì)算，將每個(gè)砂井平面上的排水影響面積以等面積的圓來代替，可得一根砂井的有效排水圓柱體的直徑de和砂井間距l(xiāng)的關(guān)系按下式考慮：等邊三角形布置 正方形布置 4砂井的布置范圍：由于在基礎(chǔ)以外一定的范圍內(nèi)仍然存在壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，所以砂井的布置范圍應(yīng)比基礎(chǔ)范圍大為好，一般由基礎(chǔ)的輪廓線向外增加2-4m。 5砂料：砂料宜用中、粗砂，必須保證良好的透水性，含泥量不應(yīng)超過3%，滲透系數(shù)應(yīng)大于10-3cm/s。 6砂墊層：為了使砂井有良好的排水通道，砂井頂部應(yīng)鋪設(shè)砂墊層，墊層砂料粒度和砂井砂料相同，厚度一般為0.5 m-1 m。 二、袋裝砂井和塑料排水板預(yù)壓法 用

11、砂井法處理軟土地基如地基土變形較大或施工質(zhì)量稍差常會(huì)出現(xiàn)砂井被擠壓截?cái)?，不能保持砂井在軟土中排水通道的暢通，影響加固效果?近年來普通在砂井的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了以袋裝砂井和塑料排水板代替普通砂井的方法，避免了砂井不連續(xù)缺點(diǎn)，而且施工簡便、加快了地基的固結(jié)，節(jié)約用砂，在工程中得到日益廣泛的應(yīng)用。(一)袋裝砂井預(yù)壓法 目前國內(nèi)應(yīng)用的袋裝砂井直徑一般為70-120mm，間距為1.0m-2.0m(井徑比n約取15-20)。砂袋可采用聚丙烯或聚乙烯等長鏈聚合物編織制成，應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度、耐腐蝕、對(duì)人體無害等特點(diǎn)。裝砂后砂袋的滲透系數(shù)不應(yīng)小于砂的滲透系數(shù)。灌入砂袋的砂應(yīng)為中、粗砂并振搗密實(shí)。砂袋留出孔口長

12、度應(yīng)保證伸入砂墊層至少300mm，并不得臥倒。 袋裝砂井的設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法基本與普通砂井相同，它的施工已有相應(yīng)的定型埋設(shè)機(jī)械，與普通砂井相比，優(yōu)點(diǎn)是：施工工藝和機(jī)具簡單、用砂量少；它間距較小，排水固結(jié)效率高，井徑小，成孔時(shí)對(duì)軟土擾動(dòng)也小，有利于地基土的穩(wěn)定，有利于保持其連續(xù)性。袋裝砂井 (二)塑料排水板預(yù)壓法 塑料排水板預(yù)壓法是將塑料排水板用插板機(jī)插入加固的軟土中，然后在地面加載預(yù)壓，使土中水沿塑料板的通道逸出，經(jīng)砂墊層排除，從而使地基加速固結(jié)。 塑料板排水與砂井比較具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1，塑料板由工廠生產(chǎn)，材料質(zhì)地均勻可靠，排水效果穩(wěn)定； 2塑料板重量輕，便于施工操作； 3施工機(jī)械輕便，能在超

13、軟弱地基上施工；施工速度快，工程費(fèi)用便宜。多孔單一結(jié)構(gòu)型塑料排水板 復(fù)合結(jié)構(gòu)塑料排水板 塑料排水板塑料排水板施工施工后的塑料排水板三、真空預(yù)壓法和降水位預(yù)壓法 真空預(yù)壓法實(shí)質(zhì)上是以大氣壓作為預(yù)壓荷重的一種預(yù)壓固結(jié)法。在需要加固的軟土地基表面鋪設(shè)砂墊層，然后埋設(shè)垂直排水通道(普通砂井、袋裝砂井或塑料排水板)，再用不透氣的封閉薄膜覆蓋軟土地基，使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內(nèi)埋設(shè)的吸水管道，用真空泵進(jìn)行抽氣，使其形成真空，當(dāng)真空泵抽氣時(shí)，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐漸形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓力差，在此壓力差作用下，土體中的孔隙水不斷排水，從而使土體固結(jié)。

14、降低水位預(yù)壓法是借井點(diǎn)抽水降低地下水位，以增加土的自重應(yīng)力，達(dá)到預(yù)壓目的。其降低地下水位原理、方法和需要設(shè)備基本與井點(diǎn)法基坑排水相同。地下水位降低使地基中的軟弱土層承受了相當(dāng)于水位下降高度水柱的重量而固結(jié)，增加了土中的有效應(yīng)力。這一方法最適用于滲透性較好的砂土或粉土或在軟粘土層中存在砂土層的情況，使用前應(yīng)摸清土層分布及地下水位情況等。 zz第四節(jié) 擠(振)密法一、擠密砂樁法 擠密砂（或砂石）樁法是用振動(dòng)、沖擊或打入套管等方法在地基中成孔(孔徑一段為300mm600mm)然后向孔中填入含泥量不大于5%的中、粗砂、粉、細(xì)砂料應(yīng)同時(shí)摻入25%-35%碎石或卵石，再加以夯擠密實(shí)形成土中樁體從而加固地基

15、的方法。 對(duì)松散的砂土層，砂樁的加固機(jī)理有擠密作用、排水減壓作用和砂土地基預(yù)振作用， 對(duì)于松軟粘性土地基中，主要通過樁體的置換和排水作用加速樁間土的排水固結(jié)，并形成復(fù)合地基，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，改善地基土的力學(xué)性質(zhì)。對(duì)于砂土與粘性土互層的地基及沖填土，砂樁也能起到一定的擠實(shí)加固作用。砂樁（一）砂土加固范圍的確定 砂樁加固的范圍A(m2)必需稍大于基礎(chǔ)的面積，一般應(yīng)自基礎(chǔ)向外加大不少于0.5m或0.1b(b為基礎(chǔ)短邊的寬度，以m計(jì))。一般認(rèn)為砂（石）樁擠密地基的寬度應(yīng)超出基礎(chǔ)寬度，每邊寬度不少于13排；用于防止砂土液化時(shí)，每邊放寬不宜少于處理深度的1/2，且不小于5m；當(dāng)可液化層上覆蓋有厚

16、度大于3m的非液化土層時(shí)，每邊放寬不應(yīng)小于液化層厚度的1/2，并不應(yīng)小于3m。 A1的大小除與加固范圍A有關(guān)外，主要與土層加固后所需達(dá)到的地基容許承載力相對(duì)應(yīng)的孔隙比有關(guān)。下圖表示砂樁加固后的地基。假設(shè)砂樁加固前地基土的孔隙比為e0，砂土加固范圍為A，加固后土孔隙比為e1。從加固前后的地基中取相同大小的土樣可見，加固前后原地基土顆粒所占體積不變，由此可得所需砂樁的面積A1（m2）(二)所需砂樁的面積A1 (三)砂樁根數(shù) 確定A1后，可根據(jù)施工設(shè)備的能力，地基的類型和地基處理的加固要求，確定砂樁的直徑d(m)，目前國內(nèi)實(shí)際采用的直徑一般為0.30.6m，由此求出砂樁根數(shù)n，則砂樁根數(shù)約為：(四)

17、 砂樁的布置及其間距 為了使擠密作用比較均勻，砂樁的可按正方形、梅花形布置或等邊三角形，也可以為其他形式，如放射形等。 梅花形：正方形：(四)砂樁長度 如軟弱土層不很厚，砂樁一般應(yīng)穿透軟土層，如軟弱土層很厚，砂樁長度可按樁底承載力和沉降量的要求，根據(jù)地基的穩(wěn)定性和變形驗(yàn)算確定。（五）砂樁的灌砂量 為保證砂樁加固后地基達(dá)到設(shè)計(jì)要求的的質(zhì)量，每根樁應(yīng)灌入足夠的砂量Q(kN)，以保證加固后土的密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。則每根砂樁的灌砂量為：由上式計(jì)算所得灌砂量是理論計(jì)算值，應(yīng)考慮各種可能損耗，備砂量應(yīng)大于此值。 二、夯 （壓） 實(shí) 法 夯（壓）實(shí)法對(duì)砂土地基及含水量在一定范圍內(nèi)的軟弱粘性土可提高其密實(shí)度和

18、強(qiáng)度，減少沉降量。此法也適用于加固雜填土和黃土等。(1) 重錘夯實(shí)錘重：12t，落距：3.54.0m，有效深度：1.52.5m，承載力：100150kPa(2) 碾壓壓路機(jī)、推土機(jī)、羊足碾，分層鋪土，分層壓實(shí)。每層填土3040cm，承載力：80120kPa(3) 振動(dòng)壓實(shí)對(duì)砂土、砂性雜填土很有效，有效深度：1.5m，承載力：100200kPa淺層處理深層處理強(qiáng)夯法振動(dòng)壓路機(jī)重錘夯實(shí)法 重錘夯實(shí)法是運(yùn)用起重機(jī)械將重錘(一般不輕于15kN)提到一定高度(3-4m)然后錘自由落下，這樣重復(fù)夯擊地基，使它表層(在一定深度內(nèi))夯擊密實(shí)而提高強(qiáng)度。它適用于砂土、稍濕的粘性土，部分雜填土、濕陷性黃土等，是一

19、種淺層的地基加固方法。 重錘的樣式：常為一截頭圓錐體，重為15-30kN，錘底直徑0.7m-1.5m，錘底面自重靜壓力約為15-25kPa，落距一般采用2.5-4.0m。 有效影響深度：重錘夯實(shí)的有效影響深度與錘重、錘底直徑、落距及地質(zhì)條件有關(guān)。國內(nèi)某地經(jīng)驗(yàn)，一般砂質(zhì)土，當(dāng)錘重為15kN，錘底直徑1.15m，落距3-4m時(shí)，夯擊6-8遍，夯擊有效深度約為1.10-1.20m，為達(dá)到預(yù)期加固密實(shí)度和深度，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試夯，確定需要的落距、夯擊遍數(shù)等。強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯法亦稱為動(dòng)力固結(jié)法，是一種將較大的重錘(一般約為80-400kN，最重達(dá)2000kN)從6-20m高處(最高達(dá)40m)自由落下，對(duì)較厚的

20、軟土層進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的地基處理方法。 特點(diǎn)：夯擊能量大，因此影響深度也大。并具有工藝簡單，施工速度快、費(fèi)用低、適用范圍廣、效果好等優(yōu)點(diǎn)。 強(qiáng)夯法適用性：適用于碎石類土、砂類土、雜填土、低飽和粉 土和粘 土、濕陷性黃土等地基的加固，效果較好。對(duì)于高飽和軟粘土(淤泥及淤泥質(zhì)土) 強(qiáng)夯處理效果較差，但若結(jié)合夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗粒料，強(qiáng)行夯入 形成復(fù)合地基（稱為強(qiáng)夯置換或動(dòng)力擠淤），處理效果較好。加固機(jī)理：動(dòng)力擠密、動(dòng)力固結(jié)、動(dòng)力置換。 強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì) (1)有效加固深度：強(qiáng)夯的有效加固深度影響因素很多，有錘重、錘底面積和落距，還有地基土性質(zhì)，土層分布，地下水位以及其他有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)等。我國常采用的

21、是根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)方式進(jìn)行修正后的估算公式：（2）強(qiáng)夯的單位夯擊能： 指單位面積上所施加的總夯擊能，它的大小應(yīng)根據(jù)地基土的類別、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和處理的深度等綜合考慮，并通過現(xiàn)場試夯確定。對(duì)于粗粒土可取1000-4000)KNmm2；對(duì)細(xì)粒土可取1500-5000kNmm2。夯錘底面積對(duì)砂類土一般為(3-4)m2，對(duì)粘性土不宜小于6m2。夯錘底面靜壓力值可取24-40kPa，強(qiáng)夯置換錘底靜壓力值可40-200 kPa。實(shí)踐證明，圓形夯錘底并設(shè)置可取250-300mm的縱向貫通孔的夯錘，地基處理的效果較好。（3）夯擊次數(shù)與遍數(shù)： 夯擊次數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線以及最后兩擊夯沉量之

22、差并結(jié)合現(xiàn)場具體情況來確定。施工的合理夯擊次數(shù)，應(yīng)取單擊夯沉量開始趨于穩(wěn)定時(shí)的累計(jì)夯擊次數(shù)，且這一穩(wěn)定的單擊夯沉量即可用作施工時(shí)收錘的控制夯沉量。但必須同時(shí)滿足：最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，當(dāng)單擊夯擊能量較大時(shí)，應(yīng)不大于100mm，當(dāng)單擊夯擊能大于6000kNm時(shí)不大于200mm；夯坑周圍地基不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。各試夯點(diǎn)的夯擊數(shù)，應(yīng)使土體豎向壓縮最大，而側(cè)向位移最小為原則，一般為5-15擊。夯擊遍數(shù)一般為2-3遍，最后再以低能量滿夯一遍。（4）間歇時(shí)間：對(duì)于多遍夯擊，兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔，主要取決于加固土層孔隙水壓力的消散時(shí)間。對(duì)于滲透性較差的粘性

23、土地基的間隔時(shí)間，應(yīng)不小于3-4周，滲透性較好的地基可連續(xù)夯擊。 （5）夯點(diǎn)布置及間距：夯點(diǎn)的布置一般為正方形、等邊三角形或等腰三角形，處理范圍應(yīng)大于基礎(chǔ)范圍，宜超出1/2-2/3的處理深度，且不宜小于3m。夯間距應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求處理的深度來確定。一般第一遍夯擊點(diǎn)間距可取59m，第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間，以后各遍夯擊點(diǎn)間距可與第一遍相同，也可適減小。強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法三、振沖法 振沖法主要的施工機(jī)具是振沖器、吊機(jī)和水泵。振沖器是一個(gè)類似插入式混凝土振搗器的機(jī)具，其外殼直徑為0.2m-0.45m，長2-5m，重約20-50kN，筒內(nèi)主要由一組偏心塊、潛水電機(jī)和通水管三

24、部分組成如下圖所示。 振沖器有兩個(gè)功能，一是產(chǎn)生水平向振動(dòng)力(4090kN)作用于周圍土體；二是從端部和側(cè)部進(jìn)行射水和補(bǔ)給水。振動(dòng)力是加固地基的主要因素，射水起協(xié)助振動(dòng)力在土中使振沖器鉆進(jìn)成孔，并在成孔后清孔及實(shí)現(xiàn)護(hù)壁作用。 振沖器構(gòu)造示意圖 振沖施工過程 施工方法：振沖器由吊車或卷揚(yáng)機(jī)就位后，打開下噴水口，啟動(dòng)振沖器，在振動(dòng)力和水沖作用下，在土層中形成孔洞，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。然后經(jīng)過清孔，用循環(huán)水帶出孔中稠泥漿后，向樁孔逐段添加填料(粗砂、礫砂、碎石、卵石等)，填料粒徑不宜大于80mm，碎石常用20mm-50mm，每段填料均在振沖器振動(dòng)作用下振擠密實(shí)，達(dá)到要求密實(shí)度后就可以上提，重復(fù)上述操作直至

25、地面，從而在地基中形成一根具有相當(dāng)直徑的密實(shí)樁體，同時(shí)孔周圍一定范圍的土也被擠密。孔內(nèi)填料的密實(shí)度可以從振動(dòng)所耗的電量來反映，通過觀察電流變化來控制。不加填料的振沖法密實(shí)法僅適用于處理粘粒含量不大于10%的粗砂、中砂地基。 適用性：振沖法處理地基最有效的土層為砂類土和粉土，其次為粘粒含量較小的粘性土，對(duì)于粘粒含量大于30%的粘性土，則擠密效果明顯降低，主要產(chǎn)生置換作用。振沖樁方法振沖樁方法振沖樁方法振沖樁方法振沖樁方法振沖樁方法振沖樁方法第五節(jié) 化學(xué)固化法 化學(xué)固化法是在軟土地基土中摻入水泥、石灰等，用噴射、攪拌等方法使與土體充分混合固化；或把一些能固化的化學(xué)漿液(水泥漿、水玻璃、氯化鈣溶液等

26、)注入地基土孔隙，以改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，達(dá)到加固目的。按加固材料的狀態(tài)可分為粉體類(水泥、石灰粉末)和漿液類(水泥漿及其他化學(xué)漿液)。按施工工藝可分為低壓攪拌法(粉體噴射攪拌樁、水泥漿攪拌樁)、高壓噴射注漿法（高壓旋噴樁等）和膠結(jié)法(灌漿法、硅化法)三類。一、粉體噴射攪拌(樁)法和水泥漿攪拌(樁)法 深層攪拌法是用于加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是通過深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土固化成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的樁體，其與樁間土組成復(fù)合地基。固化劑主要采用水泥、石灰等材料，與砂類土或粘性土攪拌均勻，在土中形成豎向加固體。它對(duì)

27、提高軟土地基承載能力，減小地基的沉降量有明顯效果。 當(dāng)采用的固化劑形態(tài)為漿液固化劑時(shí)，常稱為水泥漿攪拌樁法，當(dāng)采用粉狀固化劑時(shí)，常稱粉體噴射攪拌（樁）法。這兩者的加固原理、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和質(zhì)量檢驗(yàn)方法基本一致，但施工工藝有所不同。（一）粉體噴射攪拌法(粉噴樁法) 施工方法：通過專用的施工機(jī)械，將攪拌鉆頭下沉到預(yù)計(jì)孔底后，用壓縮空氣將固化劑（生石灰或水泥粉體材料）以霧狀噴入加固部位的地基土，憑借鉆頭和葉片旋轉(zhuǎn)使粉體加固料與軟土原位攪拌混合，自下而上邊攪拌邊噴粉，直到設(shè)計(jì)停灰標(biāo)高。為保證質(zhì)量，可再次將攪拌頭下沉至孔底，重復(fù)攪拌。 優(yōu)、缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是以粉體作為主要加固料，不需向地基注入水分，因此加固后地

28、基土初期強(qiáng)度高，可以根據(jù)不同土的特性、含水量、設(shè)計(jì)要求合理選擇加固材料及配合比，對(duì)于含水量較大的軟土，加固效果更為顯著；施工時(shí)不需高壓設(shè)備，安全可靠，如嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，可避免對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染、振動(dòng)等不良影響。缺點(diǎn)是由于目前施工工藝的限制，加固深度不能過深，一般為8-15m。 粉體噴射攪拌施工作業(yè)順序 a） 攪拌機(jī)對(duì)準(zhǔn)樁位；b）下鉆；c）鉆進(jìn)結(jié)束 d）提升噴射攪拌 e）提升結(jié)束噴粉樁施工(二)水泥漿攪拌法（深攪樁法） 施工方法：用回轉(zhuǎn)的攪拌葉將壓入軟土內(nèi)的水泥漿與周圍軟土強(qiáng)制拌和形成水泥加固體。攪拌機(jī)由電動(dòng)機(jī)、中心管、輸漿管、攪拌軸和攪拌頭組成，并有灰漿攪拌機(jī)、灰漿泵等配套設(shè)備。我國生產(chǎn)的攪

29、拌機(jī)現(xiàn)有單攪頭和雙攪頭兩種，加固深度達(dá)30m形成的樁柱體直徑60cm-80cm(雙攪頭形成8字形樁柱體)。 與粉體噴射攪拌法相比有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：1.加固深度加深；2.由于將固化劑和原地基軟土就地?cái)嚢?，因而最大限度利用了原土?.攪拌時(shí)不會(huì)側(cè)向擠土，環(huán)境效應(yīng)較?。凰嗤翑嚢铇稊嚢铇稒C(jī)的攪拌葉片水泥土攪拌樁二、高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法60年代后期由日本提出的，我國在70年代開始用于橋墩、房屋等地基處理。它是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，以20MPa左右的高壓將加固用漿液(一般為水泥漿)從噴嘴噴射出沖擊土層，土層在高壓噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下；與漿液攪拌混合，漿

30、液凝固后，便在土中形成一個(gè)固結(jié)體。 高壓噴射注漿法注漿方法旋噴法定噴法擺噴法適用于：淤泥、淤泥質(zhì)土、一般粘性土、粉土、黃土、砂土、碎石土 適用性：高壓噴射注漿法適用于砂類土、粘性土、濕陷性黃土、淤泥和人工填土等多種土類，加固直徑(厚度)為0.5m1.5m，固結(jié)體抗壓強(qiáng)度(325號(hào)水泥三個(gè)月齡期)加固軟土為(510)MPa，加固砂類土為(10-20)MPa。對(duì)于礫石粒徑過大，含腐殖質(zhì)過多的土加固效果較差；對(duì)地下水流較大，對(duì)水泥有嚴(yán)重腐蝕的地基土也不宜采用。三、膠結(jié)法 (一)灌漿法 灌漿法亦稱注漿法，利用壓力或電化學(xué)原理通過注漿管將加固漿液注入地層中，以漿液摻入土粒間或巖石裂隙中的水分和氣體，經(jīng)一

31、定時(shí)間后，漿液將松散的土體或縫隙巖體膠結(jié)成整體，形成強(qiáng)度大、防水防滲性能好的人工地基。 灌漿法可分為壓力灌漿和電動(dòng)灌漿兩類。壓力灌漿是常用的方法，是在各種大小壓力下使水泥漿液或化學(xué)漿液擠壓充填土的孔隙或巖層縫隙。電動(dòng)化學(xué)灌漿是在施工中以注漿管為陽極，濾水管為陰極，通過直流電電滲作用下孔隙水由陽極流向陰極，在土中形成滲漿通道，化學(xué)漿液隨之滲入孔隙而使土體結(jié)硬。 漿液材料：有粒狀漿液（純水泥漿、水泥粘土漿和水泥砂漿等或統(tǒng)稱為水泥基漿液）和化學(xué)漿液（環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸脂類和聚氨脂等）兩大類。(二)硅化法 利用硅酸鈉(水玻璃)為主劑的化學(xué)漿液加固方法稱為硅化法1硅化法的加固機(jī)理 硅化法按漿液成分可

32、分為單液法和雙液法。單液法使用單一的水玻璃溶液，它較適用于滲透系數(shù)位0.10.2m/d的濕陷性黃土等地基的加固。此時(shí)，水玻璃較易滲透入土孔隙，與土中的鈣質(zhì)相互作用形成凝膠，而使土顆粒膠結(jié)成整體， 2硅化法的設(shè)計(jì)計(jì)算 加固范圍及深度應(yīng)根據(jù)地基承載力和要求沉降量驗(yàn)算確定，一般情況加固厚度不宜小于3m，加固范圍的底面不小于由基底邊緣按30擴(kuò)散的范圍。 化學(xué)漿液的濃度，水玻璃溶液自重為1.35-1.44，氯化鈣為1.20-1.28，土的滲透系數(shù)高時(shí)取高值，滲透系數(shù)低時(shí)取低值。第六節(jié) 土工合成材料加筋法 土工合成材料是合成纖維制品的總稱，它是巖土工程領(lǐng)域中的一種新興的建筑材料，亦稱土工聚合物。60-70

33、年代，有紡?fù)凉た椢镩_始在我國應(yīng)用于河道、涵閘及防護(hù)路基翻漿等工程，80年代初，無紡織物開始在鐵路工程上試用，80年代中期，土工合成材料才在我國的水利、鐵路、公路、軍工、建筑、電力等領(lǐng)域逐漸推廣。 隨著高分子化工業(yè)飛速發(fā)展，合成纖維新品種和高分子合成新型材料不斷出現(xiàn)，已超越了最初土工織物的范疇。目前，土工合成新材料中，具有代表性的有土工格柵、土工網(wǎng)等及其組合產(chǎn)品。在近二十年中，這類材料相繼在巖土工程中應(yīng)用獲得成功，成為建材領(lǐng)域中繼木材、鋼材和水泥之后的第四大類材料，目前已成為土工加筋法中最具代表性加筋材料，并被譽(yù)為巖土工程領(lǐng)域的一次“革命”。已成為巖土工程學(xué)科中的一個(gè)重要的分支。土工合成材料分類

34、 一、土工合成材料的排水反濾作用（一）排水作用 具有一定厚度的土工合成材料具有良好的三維透水特性，利用這一特性可以使水經(jīng)過土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走，也可和其他排水材料（如塑料排水扳等）共同構(gòu)成排水系統(tǒng)或深層排水井，如后圖所示土工合成材料埋設(shè)方法。（二）反濾作用 在滲流出口鋪設(shè)土工合成材料作為反濾層，這和傳統(tǒng)的砂礫石濾層一樣，均可以提高被保護(hù)土的抗?jié)B強(qiáng)度。土工合成材料用于排水過濾的典型實(shí)例 二、土工合成材料的加筋作用(一)用于加固土坡和堤壩 高強(qiáng)度的土工合成材料在路堤工程中有幾種可能的加筋用途：可使邊坡變陡，節(jié)省占地面積；防止滑動(dòng)圓弧通過路堤和地基土；防止路堤下面發(fā)生因承載力不足而破

35、壞；跨越可能的沉陷區(qū)等。 土工合成材料加固路堤 (二)用于加固地基 由于土工合成材料有較高的強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能，且能緊貼于地基表面，使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中。 當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生沖切破壞時(shí)，鋪設(shè)的土工合成材料將阻止破壞面的出現(xiàn)，從而提高地基承載力。 當(dāng)受集中荷載作用時(shí)，在較大的荷載作用下，高模量的土工合成材料受力后將產(chǎn)生一垂直分力，抵消部分荷載。 在沼澤地，泥炭土和軟粘土上建造臨時(shí)道路是土工合成材料最重要的用途之一。 (三)用于加筋土擋墻 在擋土結(jié)構(gòu)的土體中，每隔一定距離鋪設(shè)加固作用的土工合成材料時(shí)可作為拉筋起到加筋作用。作為短期或臨時(shí)性的擋墻，可只用土工合成材料包裹著土、砂來填筑，但這種包裹式墻面的形狀常常是畸形的，外觀難看。為此，有時(shí)采用磚面的土工合成材料加筋土擋墻，可取得令人滿意的外觀。對(duì)于長期使用的擋墻，往往采用混凝土面板。 土工合成材料作為拉筋時(shí)一般要求有一定的剛度，新發(fā)展的土工格柵能很好地