地基處理技術(shù)課件

1、關(guān)于地基處理技術(shù)第1頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 2主要內(nèi)容一、概述二、換土墊層法三、強夯法四、排水固結(jié)法五、水泥土攪拌樁六、旋噴樁第2頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 3一、概述場地（Site）：指工程建設(shè)所占有并直接使用的有限面積的土地。場地范圍內(nèi)及其鄰近的地質(zhì)環(huán)境都會直接影響場地的穩(wěn)定性。地基(Foundation, Subgrade):指承托建筑物基礎(chǔ)的這一部分很小的場地。基礎(chǔ)（Foundation，F(xiàn)ooting):指建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)。地基處理（Ground Treatment）：指天然地基很軟弱，不能

2、滿足地基承載力和變形的要求，需經(jīng)過人工處理后再營建基礎(chǔ)。建筑物基 礎(chǔ)地 基第3頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 4 地基承載力或穩(wěn)定性問題 沉降、水平位移及不均勻沉降問題 滲透問題特殊土的不良地質(zhì)問題液化問題地基存在的問題第4頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 5 加拿大特朗斯康谷倉平面呈矩形，長59.44 m、寬23.47 m、高31.0m、容積36368 m3。谷倉為圓筒倉，每排13個圓筒倉，共5排65個圓筒倉組成。谷倉的基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏基，厚0.61m，基礎(chǔ)埋深3.66m。 谷倉于1911年開始施工，1913年秋完工。 19

3、13年9月起往谷倉裝谷物，仔細裝載使谷物均勻分布，10月當(dāng)谷倉裝了31822m3谷物時，發(fā)現(xiàn)1小時內(nèi)垂直沉降達30.5cm。結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在24小時內(nèi)谷倉傾倒。谷倉西端下沉7.32m, 東端上抬1.52m。 PfPf建筑物荷載過大，使地發(fā)生整體滑動，建筑物失穩(wěn) 。實例1加拿大特朗斯康谷倉第5頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 6 實例1加拿大特朗斯康谷倉第6頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四7 實例2. 香港寶城滑坡 1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動體正好沖過一幢高層住宅-寶城大廈，頃刻間寶城

4、大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅，死亡67人。山坡上殘積土本身強度較低，加之雨水入滲使其強度進一步大大降低，使得土體滑動力超過土坡強度，導(dǎo)致山坡土體發(fā)生滑動。滑動面雨水建筑Gf第7頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 8實例3. 比薩斜塔意大利比薩斜塔是比薩大教堂的鐘樓，自 1173年9月8日 動工，施工過程中因塔明顯傾斜而多次停工，至1370年竣工，前后歷經(jīng)近200年。 比薩斜塔共八層，高53.3m ，總荷重145MN。塔的磚石地基的直徑為19.6m，最大深度5.5m。塔基向南傾斜，與地面成5.5。比薩斜塔基礎(chǔ)底面傾斜值，經(jīng)計算為0.093，即9.3

5、, 相當(dāng)于我國國家標(biāo)準允許值的18倍。S地基產(chǎn)生的不均勻沉降造成的建筑物傾斜第8頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 9蘇州虎丘塔建于公元959961年，為七級八角形磚塔，塔底直徑1366m ，塔身高47.5m,塔重63000 kN。1978年，塔頂位移2.3m,塔的重心偏離基礎(chǔ)軸線0.924m。1978年6月開始對地基加固，1983年5月完成，地基沉降趨于穩(wěn)定。實例4.蘇州虎丘塔第9頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 10實例5.墨西哥城某建筑第10頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 11實例6.地基液化

6、地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴重損傷 。第11頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 12地基處理的目的1、改善土的抗剪特性2、改善壓縮特性3、改善透水特性4、改善動力特性5、改善特殊土的不良地基特性第12頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 13地基處理的對象軟弱地基（Soft Foundation）特殊土地基(Special Ground)軟土（soft soil）沖填土雜填土飽和松散粉細砂濕陷性土紅粘土膨脹土凍土巖漬土、污染土等第13頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期

7、四Page 14軟弱地基由人類活動而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾。組成物質(zhì)雜亂，分布不均勻，結(jié)構(gòu)松散。因而強度低、壓縮性高和均勻性差。包括淤泥和淤泥質(zhì)土。在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成。主要由細粒土組成，孔隙比大（大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（壓縮系數(shù)0.5MPa-1）和強度低。廣泛分布在我國東南沿海及內(nèi)地。例如天津、上海、杭州寧波、溫州、廈門、廣州等沿海地區(qū)，以及昆明、武漢等內(nèi)地地區(qū)。軟土（Soft Soil）沖填土（Hydraulic Fill）整治和疏浚江河航道時，用挖泥船通過泥漿泵將泥砂夾大量水分吹到江河兩岸而形成的沉積土，又稱

8、吹填土。沖填土是否需要處理和采取何種方法處理，取決于沖填土的顆粒組成、土層厚度和排水條件。雜填土（Miscellaneous Fill）飽和粉細砂（Saturate loose Sand）由于密實度小，容易在動力荷載下產(chǎn)生液化現(xiàn)象，并容易在動水壓力作用下產(chǎn)生管涌和流沙現(xiàn)象。第14頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 15特殊土地基指土體在一定壓力下受水浸濕時產(chǎn)生的濕陷變形量達到一定數(shù)值的土。包括：濕陷性黃土、干旱和半干旱地區(qū)具有崩解性的碎石土和砂土。黃土在我國特別發(fā)育，廣泛分布在黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙、山東、 河北、河南、山西、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆等地。指

9、粘粒成分主要由親水性礦物所組成的粘性土。具有吸水膨脹、失水收縮的特性。主要分布在廣西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山東、陜西、江蘇、廣東等地。指石灰?guī)r、白云巖等碳酸類巖石在亞熱帶溫濕氣候條件下經(jīng)風(fēng)化作用所形成的褐紅色的粘性土。由于下臥巖面起伏及存在，一般容易引起不均勻沉降。主要分布在云南、貴州、廣西等地。土的溫度等于或低于攝氏零度，含有固態(tài)水。當(dāng)自然條件改變時，產(chǎn)生凍脹、融陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。季節(jié)凍土占中國領(lǐng)土面積一半以上，其南界西從云南章鳳，向東經(jīng)昆明、貴陽，繞四川盆地北緣，到長沙、安慶、杭州一帶。多年凍土分布在東北大、小興安嶺，西部阿爾泰山、天山、祁連山及青藏高原等地。 濕陷性土（C

10、ollapsible Loess） 膨脹土(Expansive Soil)紅粘土(Red Clay)季節(jié)性凍土(Frozen Soil)第15頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 16地基處理分類總體可以分為兩大類：1.復(fù)合地基2.固結(jié)排水或振密按照加固原理、填充材料、施工方法等分類，共可分為6大類，20多種方法。第16頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 17地基處理分類1.換土墊層法 墊層法、加筋墊層法2.振密、擠密法 表層原位壓實法、振沖密實法、強夯法、爆破擠密法3.排水固結(jié)法 堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降低地下水位法、 電滲排水法4

11、.膠結(jié)法 灌漿法、水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁5.加筋法 土工聚合物、加筋土、土層錨桿6.冷熱處理法 凍結(jié)法、燒結(jié)法第17頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 18二、換土墊層法適用于處理淺層非飽和軟弱土層、黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土、雜填土等，具有簡單、快速、經(jīng)濟的特點。材料：砂、碎石、卵石、素土、灰土、爐渣、粉煤灰或其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料。國外還采用輕質(zhì)的聚苯乙烯塊，每立方重量20kg，壓縮模量達到250kpa。第18頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 19墊層設(shè)計1 墊層厚度根據(jù)需置換軟弱土的深度或下臥土層的承載力確定： 墊層厚度

12、不宜小于0.5m，也不宜大于3m。附加壓力計算：條形基礎(chǔ)：矩形基礎(chǔ)：第19頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 20墊層設(shè)計2 墊層寬度墊層底面的寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴散的要求，可按下式確定：墊層頂面每邊超出基礎(chǔ)底邊不宜小于300mm。第20頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 21施工1.施工機械挖土機械(或人工開挖)；墊層材料運輸、壓實機械。2.墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實遍數(shù)等宜通過試驗確定。3.壓實可采用機械碾壓法、重錘夯實法、平板振動法。4.控制機械碾壓速度（2km/h）；每層的壓實系數(shù)符合設(shè)計要求后再鋪填上層土。5

13、.基坑底部20-30cm應(yīng)進行人工撿底。第21頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 22粘性土的壓實機理 當(dāng)粘性土的含水量較小時，土粒表面的結(jié)合水膜很?。ㄖ饕菑娊Y(jié)合水），顆粒間很大的分子力阻礙著土的壓實，這時壓實效果就比較差；當(dāng)含水量增大時，結(jié)合水膜逐漸增厚，粒間聯(lián)結(jié)力減弱，水起著潤滑的作用，使土粒在相同壓實功能條件下易于移動而擠密，所以壓實效果較好；當(dāng)土樣含水量增大到一定程度后，孔隙中就出現(xiàn)了自由水，壓實時孔隙水不易排出，形成較大的孔隙壓力，阻止了土粒的靠攏，所以壓實效果又趨下降，這就是土的壓實機理。第22頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四

14、Page 23三、強夯法強夯法是由法國人L.梅納（Menard，1969）首創(chuàng)，即用重錘從高處落下，通過反復(fù)多次夯擊地面，對地基進行強力夯實。我國于20世紀八十年代開始大量運用強夯法，產(chǎn)生了較大的社會、經(jīng)濟效益。強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。對于飽和度較高的粉土和粘土應(yīng)慎重采用。強夯置換：通過在夯坑內(nèi)填入塊石、碎石、砂等硬質(zhì)粗顆粒材料，并不斷填料夯實形成柱狀置換體。第23頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 24加固原理1.加固非飽和土動力壓密第24頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Pa

15、ge 25加固原理2.加固飽和土動力固結(jié)（滲透性變化、液化、觸變恢復(fù)）第25頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 26設(shè)計1.有效加固深度2.夯擊能3.夯擊點布置4.夯擊次數(shù)與夯擊遍數(shù)5.間歇時間6.處理范圍第26頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 27設(shè)計1.有效加固深度 梅那公式：較實測值偏大，需乘上一個修正系數(shù)。第27頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 28設(shè)計2. 夯擊能 （1）單擊夯擊能 一般為1000KN*m，目前國內(nèi)最大15000 KN*m (國際上采用的最大為50000KN*m ，設(shè)計加固深

16、度40m)。（2）單位夯擊能 單位夯擊能并非越大越好。 粗顆粒：1000-3000 KN*m 。 細顆粒：1500-4000 KN*m。第28頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 29設(shè)計3. 夯擊點布置 等邊三角形、正方形；承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的位置。 間距根據(jù)加固深度而定。第一遍間距可取夯錘直徑的2.0-2.5倍，第二遍夯擊點可位于第一遍夯擊點之間，以后各遍夯擊點間距可適當(dāng)減小。 第29頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 30設(shè)計4.夯擊次數(shù)與遍數(shù) 按照夯坑壓縮量最大、夯坑周圍隆起量最小為原則確定夯擊次數(shù)，一般最后兩擊的夯沉量不大于50mm

17、，建議為4-10次，應(yīng)進行現(xiàn)場試夯試驗。 夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)而確定。大多數(shù)工程夯擊遍數(shù)2-3遍，最后再以低能量滿夯2遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊錘印搭接。5.間歇時間 兩遍夯擊之間的間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間，對于粘性土一般需間隔3-4周。6.處理范圍 應(yīng)大于建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)范圍。 第30頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 31施工1.施工機具（1）起重機械（3000KN*，m）選擇配有輔助門架的履帶式起重機。（2）夯錘（平面形狀、尺寸、材料）2.施工步驟試夯、平整場地、標(biāo)注夯點位置、起重機就位、測量錘頂高程、完成第一遍夯擊、夯坑填

18、平并測量高程、完成所有夯擊遍數(shù)、低能量滿夯表層土。3.施工效果施工過程中夯坑深度可達0.6-1.0m。經(jīng)強夯處理后地基的承載力可提高25倍，壓縮性可降低200500。第31頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 32 夯 錘 起 吊15噸夯錘25噸夯錘40噸夯錘第32頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 33第33頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 34夯 錘 下落第34頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 35第35頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page

19、36施工質(zhì)量檢驗施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時間方能對地基質(zhì)量進行檢驗。對于碎石土和砂土地基，間隔時間一般為1-2周，低飽和度的粉土和粘性土地基一般為2-4周。檢驗方法包括原位測試和室內(nèi)試驗。第36頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 37貴陽龍洞堡機場貴陽龍洞堡機場飛行區(qū)總長度3840m，寬度460m，場區(qū)面積約1766400m2，最大削方高度114.67m，最大填方高度54m，挖填土石方工程量為2400m3，屬大面積、大塊石、高填方地基，采用強夯處理。大塊石填筑地基經(jīng)過中等夯擊能量3000KN*m分層夯實，達到了密實、均勻；加固后的地基變形模量從27.4MPa增加到了5

20、8.5MPa，加固后的地基承載力標(biāo)準值大于700KPa。第37頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 38四、排水固結(jié)法1. 基本概念2. 適用范圍適用于處理各類淤泥、淤泥質(zhì)土及沖填土等飽和粘性土地基。3. 發(fā)展歷程傳統(tǒng)堆載預(yù)壓砂井排水（美國，1925）紙板排水（瑞典，40年代）真空預(yù)壓（瑞典，50年代）袋裝砂井排水（日本，60年代）塑料排水板（日本，70年代）。第38頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 39具有打設(shè)簡單、打設(shè)機械輕可在超軟弱地基上施工、斷面小對地基擾動小、在施工過程中沒有排水孔斷面不均勻和受堵塞的情況、排水效果好，施工效

21、率高，工程造價低，工程質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。 第39頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 40排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)組成，兩者相輔相成。第40頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 41加固原理孔隙水壓力消散，有效應(yīng)力增加。設(shè)地基內(nèi)某點的總應(yīng)力為，有效應(yīng)力為，孔隙水壓力為u，則有以下關(guān)系：=-u孔隙水慢慢排出，地基發(fā)生固結(jié)變形；同時，土的有效應(yīng)力逐漸提高，地基土強度逐漸增長。顆粒水氣第41頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 42第42頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 43第4

22、3頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 44堆載預(yù)壓法設(shè)計堆載預(yù)壓應(yīng)用廣泛，例如上海的F1賽道就采用過堆載預(yù)壓地基處理。1.確定預(yù)壓荷載范圍、大小、荷載分級、加載速率、預(yù)壓時間、卸荷標(biāo)準；2.選擇排水系統(tǒng)，確定其斷面尺寸、間距、排列方式和深度；3.計算地基固結(jié)度、強度增長、抗滑穩(wěn)定性和變形。第44頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 45堆載預(yù)壓施工堆載預(yù)壓施工要點材料一般為散料，如土、石料、砂等。大面積施工時通常采用自卸汽車與推土機聯(lián)合作業(yè)。施工要點如下：（1）預(yù)壓荷載必須等于或大于設(shè)計荷載；（2）必須嚴格控制加載速率；（3）堆載面積要

23、足夠，堆載的頂面積不得小于建筑物底面積，堆載底面積也應(yīng)適當(dāng)擴大；（4）要注意堆載過程中荷載的均勻分布，避免局部堆載過高導(dǎo)致地基的局部失穩(wěn)破壞。第45頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 46砂井設(shè)計1. 直徑與間距 砂井直徑（300-500mm），袋裝砂井（70-120mm），塑料排水帶可根據(jù)其寬度和厚度換算直徑。普通砂井井徑比可取6-8，袋裝砂井或塑料排水帶井徑比可取15-20。 “細而密”較“粗而稀”效果要好。2.平面布置 等邊三角形或正方形，砂井布置范圍般稍大于建筑物的基礎(chǔ)范圍。第46頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 47砂井設(shè)

24、計3.砂井深度 砂井深度的選擇應(yīng)根據(jù)軟土層厚度、荷載大小和工期要求而定，一般以10-20m為宜。4.砂井布置范圍 一般可由基礎(chǔ)的輪廓線向外增大約24m。5.砂料 宜選用中粗砂，其含泥量不能超過3。第47頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 48固結(jié)度計算太沙基一維固結(jié)理論第48頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 49砂井施工1.施工準備 進行圖紙復(fù)核，編制施工方案，進行技術(shù)交底； 場地平整，清除場地雜物； 組織機械設(shè)備及人員進場，配備測量及監(jiān)測設(shè)備； 進行成孔工藝性試驗，確定合理的工藝參數(shù); 根據(jù)控制樁以及井坐標(biāo)準確定出井的位置。第49

25、頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 502.施工工藝 1）樁機就位 機身應(yīng)平穩(wěn)，樁管或沖錘應(yīng)與樁孔對正，并確保在施工中不發(fā)生傾斜、位移。第50頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 512）成孔工藝沉管法、水沖成孔法、螺旋鉆孔法和爆破法，其中最常用的是沉管法和射水法。沉管法是將帶有活瓣管尖或混凝土端靴的套管采用靜壓方法沉入地基中（靜壓錘擊聯(lián)合沉管與振動沉管）。第51頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 52水沖成孔法： 通過專用噴頭，依靠高壓下的水射流成孔，成孔后經(jīng)清孔、灌砂形成砂井。 缺點：成孔工藝難度大，成

26、孔不規(guī)則；軟土基底容易產(chǎn)生塌孔；孔內(nèi)灌砂質(zhì)量不易保證。 螺旋鉆孔法： 通過干鉆成孔，適用于地下水位以上、長度在10m以內(nèi)，工程土質(zhì)較好、不易產(chǎn)生縮頸和塌孔的地基。第52頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 53砂井施工質(zhì)量要求：1.砂井長度、直徑和間距等參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計要求，且砂井施工位置要準確，垂直度高。2.應(yīng)保證砂井的連續(xù)和密實，盡量避免砂井縮頸、砂中夾泥等現(xiàn)象產(chǎn)生；3.施工應(yīng)盡可能避免或減小對土的擾動。 存在的問題： 砂井不連續(xù)或縮頸； 設(shè)備較為笨重，不便在 軟弱地基上大面積施工； 斷面大、材料消耗大、造價高。第53頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3

27、分，星期四Page 54袋裝砂井施工 袋裝砂井是事先把中砂裝入長條形、透水性好的編織袋，然后用專門的機具設(shè)備打入軟土地基內(nèi)以改善軟土層的排水條件，加快固結(jié)過程。 施工材料與機械： 1.砂袋：聚丙烯紡織袋。 2.砂：采用滲水率較高的中、粗砂、粒徑大于0.5mm的砂的含量宜占總重的50%以上，含泥量不大于3%。 3.施工機械：導(dǎo)管式振動打樁機，在行進方式上采用軌道門架式、履帶臂架式、步履臂架式等。第54頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 55第55頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 56第56頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3

28、分，星期四Page 57第57頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 58塑料排水板施工由紙板排水法演變而來。我國于1983年由華東水利學(xué)院、交通部第一航務(wù)工程局科研所、天津港務(wù)局等單位在天津新港進行了現(xiàn)場試驗，排水阻力小，1984年在軟土地基中得到了應(yīng)用，取得了良好效果。第58頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 591.施工準備（1）按地基設(shè)計要求與地形地質(zhì)條件，確定排水孔的平面布置及施插排水板的順序。 （2）施工場地與道路要符合施插排水板的要求，諸如施工人員與機具的進出，臨時設(shè)施（包括水電、通訊等）的安排等。 （3）按施工組織設(shè)計確定

29、的場地排水孔位置放線后，用竹簽為標(biāo)志定插孔位。 第59頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 602.施工材料及機具 （1）塑料排水板（產(chǎn)品規(guī)格按設(shè)計要求結(jié)合施工技術(shù)條件選擇其類型及型號）； 第60頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 61（2）施打排水板的主要施工機具（包括導(dǎo)架、套管、驅(qū)動套管下沉的振動錘，鉸車及裝排水板的卷筒和防風(fēng)裝置等），也可使用IJB-16型插板機，也可用起重機打樁機改換工作裝置而簡便的插板機。 施工機械可以與袋裝砂井的施工機械相同，采用倒梯樁尖。下圖為塑料排水板插板機械圖。第61頁，共132頁，2022年，5月20

30、日，8點3分，星期四Page 62第62頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 633. 施工工藝流程第63頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 644. 塑料排水板施工要點（1）施工前對照地質(zhì)資料，在布置排水孔的場地范圍內(nèi)作必要的觸探（探孔）檢查，以盡量避免施打排水孔時碰到地下障礙物。 （2）當(dāng)碰到地下障礙物而不能繼續(xù)打進或令孔體傾斜（超過允許偏差），則應(yīng)棄置該孔而拔管移位（相距45CM左右），重新施打排水孔。 （3）排水板插設(shè)位置要準確，間距和垂直度偏差不得大于設(shè)計要求的1.5%。第64頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，

31、星期四Page 65第65頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 66第66頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 67第67頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 68真空預(yù)壓施工第68頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 691.真空預(yù)壓施工機械 豎向排水體施工機械與排水固結(jié)法相同。 真空泵，要求真空泵空載時真空度不小于96kpa， 膜下的真空度達到80kpa。 排水管路，一般多采用PVC管。第69頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 702.施工工藝流程第

32、70頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 713.真空預(yù)壓施工要點（1）鋪設(shè)砂墊層厚度應(yīng)均勻，表面應(yīng)整平；（2）濾水管可采用鋼管或塑料管。埋設(shè)水平向分布濾水管的主要作用是使真空度在整個加固區(qū)域內(nèi)均勻分布，并抽氣集水。濾水管在預(yù)壓過程中應(yīng)能適應(yīng)地基的變形，特別是差異變形。（3）采用的密封膜應(yīng)滿足施工和當(dāng)?shù)貧夂虻囊蟆．?dāng)加固區(qū)域周邊或表層土有透水層或透氣層時，應(yīng)采用密封墻將其封閉。密封膜的鋪設(shè)質(zhì)量關(guān)系到真空預(yù)壓施工的成敗。第71頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 723.真空預(yù)壓施工要點（4）安裝抽氣系統(tǒng)，連接抽氣管道。抽氣設(shè)備宜采用射流式

33、真空泵。連接真空泵與預(yù)壓區(qū)的真空管路，應(yīng)具有滿足總排水量需要的過水?dāng)嗝妗＃?）為加快固結(jié)進度，每塊預(yù)壓面積盡可能大，目前采用最大的面積是30000m2 ，兩個預(yù)壓區(qū)的間隔不宜過大。（6）可靠的供電系統(tǒng)，確保真空度。第72頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 734.施工中容易產(chǎn)生的問題主要是密封問題。（1）加固區(qū)周圍地面出現(xiàn)裂縫。（2）密封膜被拉破或被砂墊層中的異物頂破。第73頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四真空管網(wǎng)鋪設(shè)第74頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四土工布鋪設(shè)土工布縫接真空系統(tǒng)第一層土工布鋪設(shè)第75頁，共132

34、頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四真空系統(tǒng)雙層密封土工膜的鋪設(shè) 第76頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四真空系統(tǒng)土工膜的密封 第77頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四 出膜連接與真空系統(tǒng)安裝出膜連接出膜管與真空泵連接第78頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四 試抽真空第79頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 80施工監(jiān)測1.監(jiān)測目的2.監(jiān)測內(nèi)容沉降觀測、側(cè)向變形觀測、孔隙水壓力觀測。真空預(yù)壓處理還應(yīng)量測封閉膜下的真空度。3.變形速率控制變形速率標(biāo)準不應(yīng)該是一個固定的數(shù)值，必須“因地制宜”，一

35、般沉降速率可控制在10-20mm/d。建筑地基處理技術(shù)規(guī)范規(guī)定：對于豎井地基，最大豎向變形量每天不應(yīng)超過15mm，對天然地基每天不應(yīng)超過10mm，邊樁水平位移每天不應(yīng)超過5mm，并應(yīng)根據(jù)上述觀察資料綜合分析、判斷地基的穩(wěn)定性。第80頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 81工程實例某高速公路塑料排水板堆載預(yù)壓工程地質(zhì)條件：該工程處于華北沖積平原，軟土路段廣泛分布，主要軟土地層為淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉細砂，厚度較大。地表以下3m內(nèi)為人工素填土，素填土以下為厚度超過20m的高壓縮性淤泥質(zhì)粘土和中壓縮性粘土，含水量一般大于50%，設(shè)計：采用塑料排水板，間距1.3m，正

36、方形布置，板長25m，砂墊層厚0.5m，堆載分為13層填筑。第81頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 82表面沉降-荷載-時間曲線第82頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 83側(cè)向水平位移-深度關(guān)系曲線第83頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 84加固前后土體強度對比加固后土體強度明顯增長，增幅達40%。第84頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 85加固前后土體含水率對比第85頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 86加固效果及結(jié)論：（1）加固后，

37、土體的十字板抗剪切強度提高了40%左右，含水率大大減少。（2）土體在堆載結(jié)束后的80d內(nèi)固結(jié)度達到90%以上，沉降區(qū)域穩(wěn)定；通過上述三個圖中曲線可以發(fā)現(xiàn)，本工程地下15m以內(nèi)的土體強度、含水率、水平位移都發(fā)生了明顯變化，說明本工程實際加固深度在15m左右，加固效果明顯。（3）在堆載作用下，加固區(qū)土體發(fā)生水平位移，附近地面出現(xiàn)裂縫，若加固區(qū)附近有建筑物時，應(yīng)重視側(cè)向變形的影響。第86頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 87五、水泥土攪拌樁1.基本概念 水泥土攪拌樁是一種用于加固飽和粘土地基的常用軟基處理技術(shù)，他將水泥作為固化劑與軟土在地基深處強制攪拌，由固化劑和軟土

38、產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成一定強度的水泥加固體，從而提高地基土承載力和增大變形模量。分為漿體噴射攪拌法（簡稱濕法）和粉體噴射攪拌法（簡稱干法）。2. 適用范圍 適用于處理正常固結(jié)的淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。第87頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 883.加固原理 利用水泥等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，就地將軟土和固化劑強制攪拌，使軟土中的某些物質(zhì)及水與固化劑發(fā)生反應(yīng)形成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的水泥加固土，從而提高地基土強度和增大變形模量。第88頁，共132頁，2022年，5月20日，8點

39、3分，星期四Page 894.技術(shù)要求1、有效加固深度攪拌樁的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，確定成樁技術(shù)參數(shù)和有效加固深度（一般不超過12m）。2、合理樁身強度水泥宜選用強度等級為42.5級及以上的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量應(yīng)通過室內(nèi)配方試驗確定。樁身強度應(yīng)滿足或略大于設(shè)計要求，但不宜過高，90d齡期樁身無側(cè)限抗壓強度宜采用14002000kpa。3、復(fù)合地基承載力要求攪拌樁復(fù)合地基承載力容許值應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般應(yīng)大于150kpa。第89頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 905.水泥土的形成 水泥土是通過機械強力將水泥與土攪拌形成具有較好物理力學(xué)性質(zhì)的水泥加固

40、土。第90頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 916.水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)水泥土的物理性質(zhì)重度 當(dāng)水泥摻入比在8%20%之間，水泥土重度比原狀土增加約3%6%含水量 水泥土的含水量一般比原狀土降低715%抗?jié)B性 滲透系數(shù)K一般在10-710-8cm/ces第91頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 926.水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)水泥土的力學(xué)性質(zhì)無側(cè)限抗壓強度 水泥土的無側(cè)限抗壓強度qu在0.34.0MPa之間，比原狀土提高 幾十倍乃至幾百倍?？估瓘姸?水泥土抗拉強度與抗壓強度有一定關(guān)系，一般情況下，抗拉強度在（0.150.25）qu之間。

41、抗剪強度 當(dāng)水泥土qu=0.54MPa時，其粘聚力C在1001000KPa之間，其 摩擦角在2030之間。變形特性 當(dāng)qu=0.54.0MPa時，其50d后的變形模量相當(dāng)于（120150）qu。第92頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 937.設(shè)計1）設(shè)計原理2）單樁容許承載力 3） 復(fù)合地基承載力4）下臥層地基強度驗算5）沉降計算 第93頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 941）設(shè)計原理樁土共同承載 承載 樁的承載力 + 樁間土承載力（折減） 沉降 樁范圍的壓縮 + 樁端以下土的沉降第94頁，共132頁，2022年，5月20日，8

42、點3分，星期四2）單樁容許承載力第95頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四3）復(fù)合地基承載力第96頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四4）下臥層地基強度驗算第97頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四 水泥土攪拌樁復(fù)合地基的變形包括： 水泥土樁群體的壓縮變形和樁端下未加固土層的壓縮變形之和。 樁群體的壓縮變形值可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、樁長、樁身強度等因素按經(jīng)驗取2040mm。 樁端以下未加固土層的壓縮變形值可按分層總和法計算。 5）沉降計算第98頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四8.施工1）施工機械2）施工工藝 3）水泥摻

43、量及外加劑4）水泥土攪拌樁施工要點 第99頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四 施工機械 主機1）施工機械漿體攪拌樁：制漿部分；輸漿部分；機架和行走系統(tǒng)攪拌動力頭第100頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四2）施工工藝 一般的施工工藝流程（一次噴漿、二次攪拌） 就位預(yù)攪下沉制備水泥漿）提升噴漿攪拌 沉鉆復(fù)攪 重復(fù)提升攪拌第101頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四 水泥摻量 水泥摻入比（單位體積攪拌樁中水泥與土的重量比） 一般為1216% 水灰比1：0.5 外加劑外 摻 劑作 用摻量（%）碳 酸 鈉早 強0.2 0.4氯 化 鈣早 強

44、2 5三乙醇胺早 強0.05 0.2木質(zhì)素磺酸鈣減水、可泵0.2 0.5粉 煤 灰填充、早強50 803）水泥摻量和外加劑第102頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四. （1）復(fù)攪工藝 確保攪拌均勻，必要時采用“二噴三攪”工藝（干法工藝為一次攪拌，因而不均勻）。 （2）提升速度噴漿速度 提升攪拌速度不宜大于0.5m/min； 提升速度與噴漿速度應(yīng)協(xié)調(diào)，以保證延樁身全長噴漿均勻。 4）施工要點第103頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四1）設(shè)計中的若干問題2）施工中應(yīng)注意的有關(guān)問題9.設(shè)計與施工中的若干問題第104頁，共132頁，2022年，5月20日，8

45、點3分，星期四（1）設(shè)計參數(shù)的取值（2）樁的長度-樁徑-樁身強度關(guān)系（3） 置換率與樁長的選?。?）暗浜及回填土的處理 1）設(shè)計中的若干問題第105頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四（1）設(shè)計參數(shù)的取值 a.復(fù)合地基承載力 加固后的地基強度一般可比原地基土的提高20%50%，故設(shè)計中不應(yīng)將設(shè)計復(fù)合地基承載力取得過大，否則難以達到設(shè)計要求。第106頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四b. 、 、 、 等參數(shù)的影響因素 樁身強度折減系數(shù)（0.30.4） 施工質(zhì)量、土層情況、室內(nèi)實驗 樁周土的摩阻力 土層情況、工程經(jīng)驗 樁端土承載力折減系數(shù)（0.40.6）

46、土層情況、樁長、工程經(jīng)驗 樁間土承載力折減系數(shù)（0.51.0） 樁端土情況、工程經(jīng)驗（1）設(shè)計參數(shù)的取值第107頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四 樁的長度較長，相應(yīng)的樁徑應(yīng)增加、樁身強度也應(yīng)相應(yīng)提高。 （2）樁的長度-樁徑-樁身強度關(guān)系第108頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四a、當(dāng)?shù)鼗幚硎且蕴岣叩鼗鶑姸葹橹鲿r，宜用 短樁而提高樁的置換率;b、當(dāng)?shù)鼗幚頃r以減小沉降為主時，可根據(jù)樁 端是否達到較硬土層而分別采用“變摻量、 變強度”方法或“變置換率”的方法。 （3）置換率與樁長的選取第109頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四

47、a. 設(shè)計中不計樁間土的承載力，樁周摩阻力取 下限值； b. 增加水泥摻量（3%5%），遇有泥炭土或 有機質(zhì)含量較高的土，水泥摻量可增至20%； c. 暗浜與回填土的邊界應(yīng)設(shè)過渡區(qū)。（4）暗浜及回填土的處理第110頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四9.豐津汽車傳動部件有限公司工程豐津汽車傳動部件有限公司在天津市東麗經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)興建聯(lián)合廠房及生活樓，場地在天津市東麗經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)二經(jīng)路、三經(jīng)路及二緯路、三緯路之間，總建筑面積約9000m2，為獨立承臺及條形基礎(chǔ)和框、排架結(jié)構(gòu)。因該場地基底持力層軟弱，且建筑物對沉降要求較嚴，天然地基難以滿足設(shè)計要求，經(jīng)對多種加固方案的分析比

48、較決定對地基土采用粉噴樁加固。施工完畢28天后，采用方形承壓板對粉噴樁隨機抽取12根粉噴樁，進行了慢速維持荷載法試驗，試驗結(jié)果表明加固后復(fù)合地基可以滿足設(shè)計要求。第111頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 112六、旋噴樁1. 基本概念2. 適用范圍3. 加固機理4. 施工機械5. 施工工藝流程6. 質(zhì)量控制和檢驗7. 主要施工參數(shù)及現(xiàn)場控制要點第112頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 113六、旋噴樁1.基本概念 以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層，使?jié){液與土體充分攪拌混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。 高壓旋噴樁根據(jù)設(shè)計樁徑的不同采

49、用不同施工工藝，其施工機械主要分為三種，分別為單管、雙重管和三重管，重點介紹雙重管。2. 適用范圍 旋噴樁適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、黃土及人工填土等地基。 當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或有較高的有機質(zhì)時，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。對地下水流速過大、已涌水的工程及對水泥有嚴重腐蝕的地基不宜采用。第113頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四Page 1143.加固原理通過高壓旋噴樁施工機械將預(yù)先攪拌好的水泥漿注入到地層中，在高壓作用下，水泥漿與土層充分攪拌均勻（水泥漿作為膠凝材料）形成水泥土混合體，土體中的孔隙被水泥漿填充，等水泥漿在水

50、化作用下形成凝固體，使土體成為一個密實體，起到止水的作用。第114頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四4. 施工機械重點介紹雙重管鉆機，見下圖：第115頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四第116頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四 本施工機械主要組成部分及作用如下： 旋噴鉆機：進行鉆孔及注漿作業(yè) 高壓注漿泵：對水泥漿液進行加壓，實現(xiàn)有壓力注漿并切削土體 空壓機：提供有壓力的氣體，以切削土體且防止泥漿堵塞噴嘴 灰漿攪拌機：進行水泥漿液的攪拌工作4.施工機械第117頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四 1）施工準備（

51、1）高壓旋噴樁施工前，對施工場地進行平整，挖好排漿溝及儲漿池。（2）采用坐標(biāo)法對施工區(qū)域內(nèi)的所有樁位進行測量定位，并做好明顯、牢靠的樁位標(biāo)志報監(jiān)理復(fù)核。此外，還要做好測量記錄，以便隨時檢驗。（3）合理布置臨時工程、機具設(shè)備安設(shè)地點及水電供應(yīng)。旋噴樁施工用水采用飲用水。5.施工工藝流程第118頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四（4）對輸漿管路、高壓泵、鉆機、旋噴管等設(shè)備進行仔細地檢查，并進行試運轉(zhuǎn)（先是空運轉(zhuǎn)，然后負荷運轉(zhuǎn)、試噴）確認無誤后才能開始高壓旋噴樁的正式施工。（5）根據(jù)設(shè)計文件提供的施工參數(shù)進行試驗樁施工，在試驗樁施工過程中對施工工藝、旋噴參數(shù)、漿液配合比、鉆進和

52、提升速度等進行調(diào)整，以保證單樁28天無側(cè)限抗壓強度不小于3MPa，并上報監(jiān)理工程師。5.施工工藝流程第119頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四2）施工工藝流程 施工工藝流程如下圖：鉆機就位 調(diào)整鉆架角度 貫入注漿管試噴 旋噴注漿拔管 噴射拔管結(jié)束機械清洗 機械移位 在此過程中進行制備固化劑漿液和泥漿的排泄處理作業(yè)5.施工工藝流程第120頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四3）施工工序（1）樁機就位鉆機安放保持水平，使其鉆桿軸線垂直對準鉆孔中心位置。鉆桿保持垂直，其傾斜度不得大于.5%。鉆機與高壓注漿泵的距離不宜過遠。鉆機鉆桿采用鉆桿導(dǎo)向架進行定位。（2

53、）貫入注漿管注漿管隨旋噴樁機鉆頭一起鉆至預(yù)定的深度。在此過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，邊射水、邊插管，水壓力一般不宜超過1MPa。如壓力過高，則易將孔壁射塌。5.施工工藝流程第121頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四（3）制備固化劑漿液 制備旋噴樁固化劑漿液時選用32.5級普通硅酸鹽水泥作為固化劑，水泥摻量根據(jù)加固土的性質(zhì)及單樁無側(cè)限抗壓強度不小于3MPa要求，通過試驗確定水泥摻量。水泥漿液的水灰比取1.0。水泥儲存時間超過3個月重新取樣試驗，并按其檢驗結(jié)果使用，使用前報監(jiān)理工程師批準。 在旋噴樁貫入注漿管的同時，后臺拌制固化劑漿液（水泥漿），待壓漿前將漿液倒入集料斗中。嚴格按設(shè)計要求配制漿液。5.施工工藝流程第122頁，共132頁，2022年，5月20日，8點3分，星期四（4）噴射注漿 水泥漿液應(yīng)在噴注前1小時內(nèi)攪拌，當(dāng)噴嘴達到設(shè)計高程，噴注開始時