房屋維修與預(yù)算(第二版)第03章 地基處理與加固

1、第3章 地基處理與加固3.1地基處理質(zhì)量通病與防治3.2凍土地基 3.3 濕陷性黃土地基3.4膨脹土地基1第3章 3.1地基處理質(zhì)量通病與防治3.1.1水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)施工質(zhì)量通病3.1.2深層(水泥土)攪拌法施工質(zhì)量通病3.1.3 注漿加固法施工質(zhì)量通病2第3章 3.1.1水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)施工質(zhì)量通病1) 縮頸、斷樁（1）現(xiàn)象縮頸、斷樁主要表現(xiàn)為樁身斷面局部縮小，不符合設(shè)計(jì)要求，樁身發(fā)生斷裂。（2）原因分析（3）防治措施3第3章 2）灌量不足的原因及防治措施（1）現(xiàn)象 灌量不足主要表現(xiàn)為施工中局部實(shí)際灌量小于設(shè)計(jì)灌量。（2）原因分析（3）防治措施3）成樁偏斜達(dá)不到設(shè)計(jì)

2、深度的原因及防治措施（1）現(xiàn)象 成樁偏斜達(dá)不到設(shè)計(jì)深度主要表現(xiàn)為成樁未達(dá)到設(shè)計(jì)深度或樁體偏斜過(guò)大。（2）原因分析（3）防治措施4第3章 3.1.2深層(水泥土)攪拌法施工質(zhì)量通病1)攪拌體不均勻(1)現(xiàn)象 攪拌體不均勻主要表現(xiàn)為攪拌體質(zhì)量不均勻。(2)原因分析攪拌機(jī)械、注漿機(jī)械中途發(fā)生故障，造成注漿不連續(xù)，供水不均勻，使軟黏土被擾動(dòng)，無(wú)水泥漿拌和。攪拌機(jī)械提升速度不均勻。(3)防治措施5第3章 2)噴漿中斷(1)現(xiàn)象 噴漿中斷主要表現(xiàn)為注漿作業(yè)時(shí)噴漿突然中斷。(2)原因分析 (3)防治措施3)抱鉆、冒漿(1)現(xiàn)象 攪拌施工中有抱鉆或冒漿出現(xiàn)。(2)原因分析 (3)防治措施6第3章 4)樁頂強(qiáng)度

3、低(1)現(xiàn)象樁頂強(qiáng)度低主要表現(xiàn)為樁頂加同體強(qiáng)度低。(2)原因分析 (3)防治措施7第3章 3.1.3 注漿加固法施工質(zhì)量通病1)冒漿(1)現(xiàn)象 冒漿表現(xiàn)為注入化學(xué)漿液時(shí)有漿液冒出現(xiàn)象。(2)原因分析 (3)防治措施8第3章 3.1.3 注漿加固法施工質(zhì)量通病1)冒漿(1)現(xiàn)象 冒漿表現(xiàn)為注入化學(xué)漿液時(shí)有漿液冒出現(xiàn)象。(2)原因分析 (3)防治措施9第3章 2)注漿管沉入困難，偏差過(guò)大(1)現(xiàn)象 注漿管沉人困難，達(dá)不到設(shè)計(jì)深度，且偏斜過(guò)大。(2)原因分析 (3)防治措施3)樁體不均勻 (1)現(xiàn)象 施工中發(fā)現(xiàn)樁柱柱體質(zhì)量不均勻。（2）原因分析（3）防治措施10第3章 3.2凍土地基 3.2.1混凝

4、土前期凍害防治方法3.2.2混凝土的后期凍害防治措施11第3章 12第3章 3.2.1混凝土前期凍害防治方法1）混凝土蓄熱法施工 混凝土蓄熱法施工工藝的原理是利用拌制混凝土?xí)r加熱原材料的熱量及水泥水化時(shí)所散發(fā)出來(lái)的熱量，采用適當(dāng)?shù)谋胤椒ㄊ够炷辆徛鋮s，在規(guī)定的正溫條件下，能達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度。2）混凝土電熱法施工 電熱法是將電能轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)加熱養(yǎng)護(hù)混凝土和鋼筋混凝土的一種冬季施工方法，同時(shí)也是常溫季節(jié)作為加速混凝土硬化的一種措施。13第3章 3）混凝土蒸汽法施工該方法主要利用蒸汽的熱濕作用加熱混凝土，抵御冬季的負(fù)溫并加速混凝土的硬化。蒸汽養(yǎng)護(hù)也是混凝土制品生產(chǎn)中加速硬化的主要手段。 混凝土蒸汽

5、法按通汽方式和保溫措施可分為蒸汽氣管法、蒸汽套法和內(nèi)部通汽法4） 混凝土冬季施工的防凍劑方法 混凝土冬季施工的防凍劑方法，與其它方法相比，有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)： （1）方法簡(jiǎn)單，易操作； （2）不需增加任何設(shè)備； （3）安全可靠； （4）與其它方法相比，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。14第3章 3.2.2 混凝土的后期凍害防治措施防治混凝土后期凍害，就是要提高混凝土的抗凍耐久性，主要方法有：1）改變混凝土孔的結(jié)構(gòu)混凝土中隨著直徑小于200mm，間距系數(shù)為0.10.2mm的孔的增多，混凝土的抗凍性有極為明顯的改善。而在混凝土中引人上述性質(zhì)的氣泡的最有效辦法就是使用混凝土引氣劑。2）通過(guò)提高混凝土的強(qiáng)度及整體性來(lái)

6、提高抗凍性據(jù)有關(guān)研究透水性、吸水率和被水飽和程度是影響混凝土抗凍性的重要因素。15第3章 3.3 濕陷性黃土地基3.3.1 黃土的特征和分布3.3.2 黃土濕陷發(fā)生原因及影響因素3.3.3黃土地基的濕陷性評(píng)價(jià)及勘察要求3.3.4濕陷性黃土地基的工程措施16第3章 3.3.1 黃土的特征和分布黃土(1oess)是一種產(chǎn)生于第四紀(jì)地質(zhì)歷史時(shí)期干旱條件下的沉積物，它的內(nèi)部物質(zhì)成分和外部形態(tài)特征都不同于同時(shí)期的其他沉積物。一般認(rèn)為不具有層理的風(fēng)成黃土為原生黃土，原生黃土經(jīng)過(guò)流水沖刷、搬運(yùn)和重新沉積而形成的黃土稱為次生黃土，它常具有層理和礫石夾層。 17第3章 3.3.2 黃土濕陷發(fā)生原因及影響因素1）

7、黃土濕陷原因 黃土的濕陷現(xiàn)象是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)、物理、化學(xué)過(guò)程，對(duì)其濕陷的原因和機(jī)理，國(guó)內(nèi)外學(xué)者有種種假說(shuō)。但至今尚未獲得一種大家公認(rèn)的理論能夠充分地解釋所有的濕陷現(xiàn)象和本質(zhì)。 2）影響黃土濕陷性的因素18第3章 3.3.3黃土地基的濕陷性評(píng)價(jià)及勘察要求1）濕陷性評(píng)價(jià)濕陷性黃土又分為自重濕陷性和非自重濕陷性兩種。在上覆土的自重應(yīng)力下受水浸濕發(fā)生濕陷的黃土稱自重濕陷性黃土(self weight collapse loess)。在大于上覆土的自重應(yīng)力下(包括附加應(yīng)力和土的自重應(yīng)力)受水浸濕發(fā)生濕陷的黃土稱非自重濕陷性黃土(self weight noncollapse loess)。19第3章 (

8、1)濕陷系數(shù).黃土的濕陷量與所受的壓力大小有關(guān)，黃土的濕陷性應(yīng)利用現(xiàn)場(chǎng)采集的不擾動(dòng)土試樣，按室內(nèi)壓縮試驗(yàn)在一定壓力下測(cè)定的濕陷系數(shù)s來(lái)判定20第3章 (2)濕陷起始?jí)毫裣萜鹗級(jí)毫κ侵笣裣菪渣S土在某一壓力作用下浸水后開始出現(xiàn)濕陷時(shí)的壓力，如果作用在濕陷性黃土地基上的壓力小于這個(gè)濕陷起始?jí)毫?，地基即使浸水，也不?huì)發(fā)生濕陷。21第3章 (3)濕陷類型的劃分工程實(shí)踐表明，自重濕陷性黃土在沒(méi)有外荷載的作用下，浸水后也會(huì)迅速發(fā)生劇烈的濕陷，產(chǎn)生的濕陷事故比非自重濕陷性黃土場(chǎng)地多，對(duì)兩種類型的濕陷性黃土地基，所采取的設(shè)計(jì)和施工措施有所區(qū)別。因此，必須正確劃分場(chǎng)地的濕陷類型。22第3章 濕陷性黃土地基的濕陷

9、等級(jí)，應(yīng)根據(jù)基底下各土層累計(jì)的總濕陷量和計(jì)算自重濕陷量的大小因素按表31判定。表31 濕陷性黃土地基的濕陷等級(jí)(注：當(dāng)總濕陷量60cm，計(jì)算自重濕陷量30cm時(shí)，可判為級(jí)，其他情況司判為級(jí)。 )23第3章 總濕陷量可按下式計(jì)算 24第3章 3.3.4濕陷性黃土地基的工程措施1)地基處理措施常用處理方法列于表32中。25第3章 32濕陷性黃土地基常用的處理方法 26第3章 2)防水措施其目的是消除黃土發(fā)生濕陷變形的外在條件?；痉浪胧┮笤诮ㄖ贾谩?chǎng)地排水、地面排水、散水等方面，防止雨水或生產(chǎn)生活用水滲入浸濕地基。3)結(jié)構(gòu)措施結(jié)構(gòu)措施是補(bǔ)充地基處理和防水措施不可缺少的輔助手段，可以增強(qiáng)建筑物

10、適應(yīng)或抵抗因濕陷引起的不均勻沉降的能力27第3章 3.4膨脹土地基3.4.1膨脹土的特征及對(duì)建筑物的破壞3.4.2影響膨脹土脹縮變形的主要因素 3.4.3膨脹土地基勘察和評(píng)價(jià)3.4.4膨脹土地基計(jì)算和工程措施28第3章 3.4.1 膨脹土的特征及對(duì)建筑物的破壞1）膨脹土的一般特征膨脹土（expansive soil）是土中黏性成分主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹軟化和失水收縮開裂兩種變形特性其自由膨脹率不小于40%的黏性土。膨脹土在我國(guó)2）膨脹土的危害一般黏性土都具有脹縮性，但其量不大，對(duì)工程沒(méi)有太大的影響。而膨脹土的“膨脹一收縮一再膨脹”的往復(fù)變形特性非常顯著。 29第3章 3.

11、4.2影響膨脹土脹縮變形的主要因素膨脹是指在一定條件下土的體積因不斷吸水而增大的過(guò)程，收縮是由于日照蒸發(fā)、樹根吸水等使土中水分減少，體積變小。膨脹土具有脹縮變形特性，可歸因于膨脹土的內(nèi)在機(jī)制和外部因素兩個(gè)方面30第3章 3.4.3膨脹土地基勘察和評(píng)價(jià)膨脹土有吸水膨脹、失水收縮的性能，但又有一般黏性土具有的許多共性；怎樣區(qū)分膨脹土與其他黏性土，這是在進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)時(shí)首先要解決的問(wèn)題。1）膨脹土地基的勘察2）膨脹土的工程特性指標(biāo)為判別膨脹土以及評(píng)價(jià)膨脹土的脹縮性，常用下述一系列脹縮性指標(biāo)：31第3章 32第3章 33第3章 34第3章 35第3章 36第3章 37第3章 圖35 線縮率與含水量關(guān)系曲

12、線38第3章 3）膨脹土地基的評(píng)價(jià)(1)膨脹土的判別根據(jù)我國(guó)大多數(shù)膨脹土地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，判別膨脹土的主要依據(jù)是工程地質(zhì)特征與自由膨脹率。膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范(GBJ 112-87)(簡(jiǎn)稱膨脹土規(guī)范)判定，凡是有上述膨脹土野外特征和建筑物開裂破壞特征，且自由膨脹率40的黏性土，宜判別為膨脹土。在特殊情況下，尚可根據(jù)蒙脫土含量占全重的比例確定；當(dāng)蒙脫土含量大于或等于全重的7時(shí)，亦可判定為膨脹土。 39第3章 圖3.6 膨脹率與壓力關(guān)系曲線40第3章 (2)膨脹土的膨脹潛勢(shì) 通過(guò)上述判定膨脹土以后，要進(jìn)一步確定膨脹土的脹縮性能，也就是脹縮強(qiáng)弱。我國(guó)膨脹土規(guī)范按自由膨脹率大小劃分膨脹潛勢(shì)強(qiáng)弱，即根據(jù)反

13、映土體內(nèi)部積儲(chǔ)的脹勢(shì)大小來(lái)判別土的脹縮性高低。膨脹土的膨脹潛勢(shì)按分為三類 (3)膨脹土地基的脹縮等級(jí)41第3章 3.4.4膨脹土地基計(jì)算和工程措施1）膨脹土地基變形量計(jì)算按場(chǎng)地的地形條件，可將膨脹土建筑場(chǎng)地分為：（1）平坦場(chǎng)地，指地形坡度小于5，或大于5。小于1 4。且距坡肩水平距離大于1 0m的坡頂?shù)貛?。?）坡地場(chǎng)地，地形坡度等于或大于5，或地形坡度小于5，但同一座建筑物范圍內(nèi)局部地形高差大于1 m。42第3章 43第3章 2）膨脹土的地基承載力 膨脹土浸水后強(qiáng)度降低，膨脹量愈多，強(qiáng)度降低也愈多。在壓力為零時(shí)膨脹量最大，承載力降低最大；而在較高壓力時(shí)，膨脹量小，承載力降低也小?；A(chǔ)受土的膨

14、脹量的影響與基礎(chǔ)的大小、埋置深度、荷重大小以及土中含水量的變化等因素有關(guān)。3）工程措施在膨脹土地基上進(jìn)行工程建設(shè)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地基脹縮等級(jí)、場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖ┕そ?jīng)驗(yàn)，因地制宜采取綜合措施，一般可從下面幾個(gè)方面考慮： (1)設(shè)計(jì)措施(2)施工措施 44第3章 關(guān)鍵概念凍土地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、黃土地基濕陷性類別、濕陷系數(shù)、自由膨脹率45第3章 復(fù)習(xí)思考題 3.1 如何根據(jù)濕陷系數(shù)判定黃土的濕陷性?怎樣區(qū)分自重和非自重濕陷性黃土?如何劃分地基的濕陷等級(jí)?3.2 試述膨脹土的特性及其危害?3.3 膨脹土對(duì)建筑物有哪些危害?什么叫自由膨脹率?膨脹土地基脹縮

15、等級(jí)分為多少級(jí)?3.4 云南開遠(yuǎn)某工地膨脹土樣室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)，測(cè)得土樣原始體積為1 2mL，膨脹穩(wěn)定后體積增大為1 7mL。試求此土樣的自由膨脹率，并確定該膨脹土的膨脹潛勢(shì)。46第3章 【復(fù)習(xí)思考題解析】3.1答: 濕陷系數(shù)s的大小反映了黃土對(duì)水的濕陷敏感程度。濕陷系數(shù)越大，表示土受浸濕后的濕陷性越強(qiáng)烈；否則反之。一般為：s0.03，為弱濕陷性的；0.030.07，為強(qiáng)濕陷性的。實(shí)際自重濕陷性量 zs 或計(jì)算濕陷量 zs 小于7cm時(shí)，應(yīng)定為非自重濕陷性黃土地區(qū)；大于7cm時(shí)，定為自重濕陷性黃土地區(qū)。黃土的濕陷等級(jí)見表3-147第3章 3.2答: 裂隙發(fā)育是膨脹土的一個(gè)重要特征，常見光滑面或擦痕。裂隙有豎向、斜交和水平三種，裂隙間常充填灰綠、灰白色黏土。豎