2地基加固處理

1、基礎(chǔ)：建筑底部與地基接觸的承重構(gòu)件。 作用：承受建筑物的全部荷載并將其傳遞給地基。 地基與基礎(chǔ)的關(guān)系： 基礎(chǔ)是建筑物的地下部分，是墻、柱等上部結(jié)構(gòu)的地下延伸，是建筑物的一個(gè)組成部分。 地基是基礎(chǔ)以下的土層，承受由 基礎(chǔ)傳來的建筑物的荷載， 地基不是建筑物的組成部分。,地基加固處理,一、基本概念,地基的主要作用是承托建筑物的基礎(chǔ)。,天然地基：基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)加固的天然土層上時(shí)，這種地基稱之為天然地基。 人工地基：若天然地基不能滿足地基強(qiáng)度和變形的要求，則必須事先要經(jīng)過人工處理后再建造基礎(chǔ)，這種地基稱為人工地基。,地基處理：為提高地基承載力，改善其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采取的人工處理地基的方法。,

2、歐美國家稱地基處理，亦有稱地基加固。,二、天然地基常見問題,加拿大特朗斯康谷倉，建于1913年。高31m，寬23m，共65個(gè)圓筒倉， 鋼混筏板基礎(chǔ)。由于事前未探明有厚達(dá)16m的軟土層，建成儲(chǔ)存谷物后，西側(cè)突然陷入土中8.8米，東側(cè)抬高1.5m，倉身傾斜27o。,地基強(qiáng)度不夠失事的谷倉,地基的抗剪強(qiáng)度不足引起局部或整體剪切破壞。,比薩斜塔鐘樓始建于1173年，設(shè)計(jì)為垂直建造，但是在工程開始后不久（1178），便由于地基不均勻沉降和土層松軟而傾斜，1372年完工，塔身傾斜向東南。,壓縮及不均勻沉降問題：引起開裂。,1998年九江潰堤,滲漏問題：大壩地基，基坑開挖降水，防洪,地基液化失效,液化問題：

3、地震、機(jī)器、車輛的振動(dòng)以及波浪作用和爆破等動(dòng)力荷載可能引起地基土，特別是飽和無粘性土的液化、失穩(wěn)和震陷等危害。,膨脹土,淤泥質(zhì)土,濕陷性黃土,特殊土地基問題：比如黃土濕陷、膨脹土漲縮、 巖溶塌陷等。,三、什么時(shí)候需要加固地基? 當(dāng)土層的承載能力較差，如淤泥、沖填土及其它軟弱土層 或雖然土層較好，但上部荷載甚大時(shí)，為使地基具有足夠的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，可以對(duì)土層進(jìn)行加固。,堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的建筑地基 在可靠地基上建造的基礎(chǔ), 軟弱地基包括：淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。,地基處理的對(duì)象, 特殊土地基包括：軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。,吹填土的施工現(xiàn)場(chǎng),淤泥質(zhì)土

4、 濕陷性黃土 膨脹土,四、地基加固的原理 1)地基加固原理 “將土質(zhì)由松變實(shí)”，“將土的含水量由高變低”。 2) 擬訂加固方案 應(yīng)充分考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面均應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合治理。,五、地基加固的方法,當(dāng)軟弱土地基的承載力或變形滿足不了建筑地基的要求，而軟弱土層的厚度不大時(shí)，挖去軟土層將基礎(chǔ)置于承載力大的基巖或堅(jiān)硬的土層中，最為經(jīng)濟(jì)。,挖去厚度不大的軟土層,當(dāng)軟土層較厚、承載力或變形又與建筑地基要求的差距不大時(shí)，可在軟土層上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力層的承載力，減小軟土層的承壓力。,在軟土層上回填好土,2.1 換填地基（挖填結(jié)

5、合） 換填地基是在施工時(shí)先將基礎(chǔ)以下一定范圍內(nèi)的淺層軟弱土層或不均勻土層挖去，然后分層回填堅(jiān)硬、較粗粒徑的材料，并夯壓密實(shí)形成持力層。如圖所示，換填土層（墊層）厚度宜為0.53m。 根據(jù)換填材料的不同， 分灰土地基、砂和砂石地基、 粉煤灰地基等。,換填地基剖面示意圖,施工工藝過程：挖軟弱層回填夯實(shí),1、灰土地基 灰土地基是將軟土挖去，用一定體積比的石灰和黏性土，分層夯壓密實(shí)而成的處理地基。,（1）特點(diǎn)及適用范圍,灰土地基具有一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)性和抗?jié)B性，施工簡(jiǎn)單，取材容易，費(fèi)用較低，是一種應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的地基加固方法。 適用于中小型工程， 一般黏性土地基加固， 尤其適用于濕陷性 黃土地基的

6、處理， 也可用于膨脹土、 雜填土等處理， 還可用作結(jié)構(gòu)的輔助防滲層。,（2）施工要點(diǎn) 灰土體積配合比宜為2:8或3:7。土料宜用粉質(zhì)粘土，不宜使用塊狀粘土和砂質(zhì)粉土，不得含有松軟雜質(zhì)，并應(yīng)過篩，其顆粒不得大于15mm。石灰宜用新鮮的消石灰，其顆粒不得大于5mm。,夯實(shí)后的灰土d內(nèi)不得受水浸泡；尚未夯實(shí)或剛夯打完的灰土，如遭受雨淋浸泡，則應(yīng)將積水和松軟灰土除去，并補(bǔ)填夯實(shí)。稍受浸濕的灰土，可在晾干后再夯打密實(shí)。防止灰土強(qiáng)度、整體性、抗?jié)B性降低,灰土冬季低溫下施工應(yīng)在基層不凍的狀態(tài)下進(jìn)行，土料應(yīng)覆蓋保溫，凍土及夾有凍塊的土料不得使用；已熟化的石灰應(yīng)在次日用完，以充分利用石灰熟化時(shí)的熱量；當(dāng)日拌合的

7、灰土應(yīng)當(dāng)日鋪填夯完，表面應(yīng)用塑料薄膜和草墊覆蓋嚴(yán)密保溫，以防灰土地基早期受凍降低強(qiáng)度。已受凍脹、松軟的灰土應(yīng)除去或補(bǔ)填夯打密實(shí)。,質(zhì)量檢查：壓實(shí)系數(shù),施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)最優(yōu)含水率的方法 手捏成團(tuán)、 落地開花,砂石地基施工,2、砂和砂石地基,砂和砂石地基是用夯壓密實(shí)的砂或砂礫石（碎石）混合物作為地基持力層。,砂石墊層剖面圖,砂顆粒大，可防止地下水因毛細(xì)作用上升，地基不受凍結(jié)的影響；在施工期間可完成大部分沉降；施工工藝簡(jiǎn)單，可縮短工期，降低工程造價(jià)。 適用于中小型工程，適于 處理3.0m以內(nèi)的一般透水性 強(qiáng)的軟土和水下黃土地基； 不宜用于有地下水且 流速快、流量大的地基處理。,（1）特點(diǎn)及適用范圍,砂墊

8、層,（2）施工要點(diǎn),人工級(jí)配良好的砂石材料（宜選用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、中砂或粗砂），拌合均勻后再進(jìn)行鋪填振搗。當(dāng)使用粉細(xì)砂或石粉（粒徑小于0.075mm的部分不超過總重的9%）時(shí)，應(yīng)摻入不少于總重30%的碎石或卵石。砂石的最大粒徑不宜大于50mm。 在卵石或碎石墊層底部應(yīng)鋪設(shè)150300mm厚的砂層或鋪一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞，同時(shí)必須防止基坑邊坡塌土混入墊層。 施工過程中，應(yīng)分層鋪設(shè)，分層夯實(shí)。,3、粉煤灰地基,粉煤灰地基是利用粉煤灰作為處理軟弱土層的換填材料，經(jīng)夯壓密 實(shí)后形成的地基。 它具有承載力和變形模量較大，可利用工業(yè)廢料（粉煤灰），施工方便、快速，技術(shù)可

9、行，質(zhì)量易于控制，經(jīng)濟(jì)效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。,適用范圍,粉煤灰地基可用于道路，堆場(chǎng)和小型建筑，構(gòu)筑物等的換填地基處理。,利用平碾、振動(dòng)碾、沖擊碾或其它碾壓設(shè)備將填土分層密實(shí)處理的地基。提高土壤的密實(shí)度和承載力。,2.2.1 壓實(shí)地基,平板振動(dòng)夯進(jìn)行地基夯實(shí) 沖擊夯進(jìn)行軟土壓實(shí)施工,2.2.2 強(qiáng)夯地基 適用范圍：碎石土、砂土、粘性土、濕陷性黃土及雜填土地基的深層加固。 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)夯地基適用土質(zhì)范圍廣，效果好、速度快（較換填地基縮短工期一半）、節(jié)省材料、施工費(fèi)用低（比換填地基節(jié)省60%），施工簡(jiǎn)便。 缺點(diǎn)：是施工時(shí)噪音和振動(dòng)很大，離建筑物小于10m時(shí)，應(yīng)挖防震溝，溝深要超過建筑物基礎(chǔ)深。對(duì)鄰近建筑物的安

10、全和居民的正常生活有一定影響，所以在城市市區(qū)或居民密集的地段不宜采用。,強(qiáng)夯技術(shù)參數(shù),加固范圍（平面、深度） 夯點(diǎn)布置 單點(diǎn)夯擊能（錘重乘以落距） 夯擊遍數(shù) 相鄰兩次夯擊遍數(shù)的間隔時(shí)間,吊起夯錘,自動(dòng)脫鉤裝置,起重機(jī)配三角架起吊,夯錘下落瞬間,起重機(jī)配龍門架 起吊,夯坑,夯錘一般重1025t，大噸位錘通常采用鋼板外殼內(nèi)灌砼，也可用局部鋼板澆筑砼組合錘。錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力值可取2540KPa。夯錘中宜設(shè)置若干上下貫通的氣孔，可減小夯錘起吊時(shí)的吸力（夯錘吸力可達(dá)3倍錘重）。,夯錘上氣孔,長(zhǎng)園柱夯錘 短園柱夯錘 園錐形夯錘,園柱形夯錘高寬 比過大，容易偏 錘，要慎用,園錐形夯錘底

11、面積小，會(huì)形 成很深的夯坑,在夯坑內(nèi)回填塊、碎石，強(qiáng)行夯入并排開軟土，形成砂石樁與軟土的復(fù)合地基，稱之為強(qiáng)夯置換（或動(dòng)力置換、強(qiáng)夯擠淤）。,強(qiáng)夯置換,強(qiáng)夯置換施工 碎石被夯入深坑中 起出并清理夯錘,青島港8號(hào)碼頭強(qiáng)夯擠淤工程,利用壓實(shí)機(jī)械碾壓地基土壤，使地基壓實(shí)排水固結(jié)。也可采用預(yù)壓固結(jié)法，即先在地基范圍的地面上，堆置重物預(yù)壓一段時(shí)間,使地基壓密，以提高承載力，減少沉降量。,2.3 預(yù)壓法排水固結(jié)法,排水固結(jié)法,水平排水體,豎向排水體,塑料排水帶,排水系統(tǒng),加壓系統(tǒng),降低地下水法,真空法,堆載法,砂墊層,袋裝砂井,普通砂井,電滲法, 堆載預(yù)壓法,在飽和軟土地基上施加荷載后，孔隙水被緩慢排出，孔

12、隙體積隨之減少，地基發(fā)生固結(jié)變形，土體的密實(shí)度和強(qiáng)度提高。,加載預(yù)壓,堆載預(yù)壓法包括加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。,按堆載材料分為自重預(yù)壓、加載預(yù)壓和加水預(yù)壓。 按加壓程序可分為單級(jí)加荷和多級(jí)加荷。,加水預(yù)壓,砂井堆載預(yù)壓法,豎向排水固結(jié)：土層中孔隙水向上、下兩面排出使土層發(fā)生固結(jié) 增加排水途徑，縮短排水距離，加速固結(jié),井距越小，固結(jié)越快,土的壓縮性是指土在壓力作用下體積減小的特性。,土的固結(jié)：土體在壓力作用下，壓縮量隨時(shí)間增長(zhǎng)的過程,（3040cm）,樁長(zhǎng)：打至下砂層最好，一般為1020m,施工： （1）打入式：把底端封閉的鋼管打入土中，鋼管用錘和振動(dòng)法打入，也可用壓力壓入，在其內(nèi)部灌入砂料，然后提管

13、，同時(shí)將底端封閉打開，砂料留在孔內(nèi)作為排水體。 （2）射水式：使高壓水從鉆頭頂端噴射出去，在粘土中打孔洞，把砂料投進(jìn)孔洞中的方法。,用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(jiǎn)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。,是在軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層、埋設(shè)垂直排水豎井，再用不透氣的封閉膜使之與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過埋設(shè)的排水豎井，用真空裝置進(jìn)行抽氣。抽氣使地表砂墊層及排水豎井內(nèi)形成負(fù)壓

14、，使土體內(nèi)部與排水豎井之間形成壓力差。壓差作用下土體中的孔隙水不斷由排水豎井排出，從而使土體固結(jié)。, 真空預(yù)壓法,吹填施工,軟弱的吹填地基,真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，又稱為負(fù)壓固結(jié)。,按照豎向排水體的不同，真空預(yù)壓法又可分為普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶。,袋裝砂井施工 袋裝砂井施工機(jī)械 袋裝砂井埋設(shè)完畢,袋裝砂井,袋裝砂井埋設(shè)完畢,真空預(yù)壓法排氣進(jìn)行時(shí),用帶樁靴的工具式樁管打入土中，擠壓土壤形成樁孔，拔出樁管再在樁孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料進(jìn)行搗實(shí)。其原理是擠密土壤、排水固結(jié)，提高地基的承載力，俗稱“擠密樁”。包括灰土樁、砂石樁、水泥粉煤灰碎石樁 （CFG樁）

15、等。,2.4 復(fù)合地基,施工完的灰土樁,灰土樁施工現(xiàn)場(chǎng), CFG樁,CFG樁又稱水泥粉煤灰碎石樁。由長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)或振動(dòng)沉管樁機(jī)成孔，將碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和灌注成樁。CFG樁的適用范圍很廣,在砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。,CFG樁破樁頭施工現(xiàn)場(chǎng),CFG樁施工現(xiàn)場(chǎng),CFG樁和樁間土通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基,基礎(chǔ),褥墊層,樁體,樁間土,CFG樁復(fù)合地基示意圖,褥墊層：是是指在承臺(tái)下設(shè)置的粒徑為3080mm的碎石,其厚度一般為300mm,特殊情況為500mm.研究表明,褥墊層是樁體復(fù)合地基形成的必要條件,沒有褥墊層,樁間土不能充分發(fā)揮其承載能力,因而

16、也就不能形成樁體復(fù)合地基。,又稱振沖碎石樁，是用振動(dòng)或沖擊荷載將底部裝有活瓣式樁靴的樁管擠入地層，在軟弱地基中成孔后，再將碎石從樁管投料口處投入樁管內(nèi)，然后邊擊實(shí)、邊上拔樁管，形成密實(shí)碎石樁，并與樁間土體形成復(fù)合地基。, 砂石樁,碎石樁施工流程圖,邊擊實(shí)、邊拔管,碎石樁施工全景,干法振沖碎石樁 -底部給料(法國公司),振沖碎石樁施工,待驗(yàn)收的 碎石樁,其他方法：化學(xué)(注漿)加固法,是指用旋噴法或深層攪拌法加固地基。原理是利用高壓射流切削土壤，旋噴漿液(水泥漿、水玻璃、丙凝等)，攪拌漿土，使?jié){液和土壤混合，凝結(jié)成堅(jiān)硬的柱體或土壁。,1、深層攪拌樁,深層攪拌機(jī)定位啟動(dòng)后，葉片旋轉(zhuǎn)切削土壤，下沉至設(shè)

17、計(jì)深度后緩慢提升攪拌機(jī)，同時(shí)噴射水泥漿與軟粘土強(qiáng)制拌和，待攪拌機(jī)提升到地面時(shí)再原位下沉提升攪拌一次，使?jié){土均勻混合形成水泥土樁。,深層攪拌樁施工工藝流程圖,水泥土攪拌樁,SMW工法樁,SMW工法樁是深層攪拌樁的一項(xiàng)新工藝，以多軸型鉆掘攪拌機(jī)鉆掘，在鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑與地基土反復(fù)混合攪拌，各施工單元之間采取重疊搭接施工，在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。,清除鉆頭上的余泥,形成一道地下連續(xù)墻,型鋼補(bǔ)強(qiáng)材,導(dǎo)溝,三軸型鉆掘攪拌機(jī),水泥漿液,鉆桿,2、 高壓旋噴樁,是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至設(shè)計(jì)深度，將水泥

18、漿液由噴嘴向四周高速噴射切削土層，同時(shí)將旋轉(zhuǎn)的鉆桿徐徐提升,漿液與土體在高壓射流作用下充分?jǐn)嚢杌旌希纬蛇B續(xù)搭接的水泥加固體。,高壓旋噴樁施工,旋噴法施工流程圖,單管旋噴的成樁直徑較小，為獲得大直徑截面的樁，可分別采用二重管旋噴（二根同心管分別噴水、噴漿），或三重管旋噴（三根同心管分別噴水、噴氣、噴漿）。 噴漿方式有旋噴、定噴和擺噴三種，可分別獲得柱狀、壁狀和塊狀加固體。,高壓旋噴施工示意圖,高壓旋噴設(shè)備及機(jī)具,滑撬式旋噴鉆機(jī) 履帶式旋噴鉆機(jī) 高壓注漿泵,單重管噴具 雙重管噴具 三重管噴具 灰漿攪拌機(jī),泥漿泵,旋噴法可用于處理軟弱地基，也可用于樁、地下連續(xù)墻、擋土墻、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工和防管

19、涌、流砂的技術(shù)措施。,高壓旋噴工程鉆機(jī),GZB-40C型 高壓注漿泵,柱狀旋噴樁 加固地基,地基局部處理：指在淺基礎(chǔ)開挖基槽(坑)的施工中或驗(yàn)槽(坑)時(shí)，發(fā)現(xiàn)基槽(坑)范圍內(nèi)有洞穴、軟弱土層或巖基、墻基等局部異常地基的處理。 處理的方法和原則：將局部軟弱層或硬物盡可能挖除，回填與天然土壓縮性相近的材料，分層夯實(shí)；處理后的地基應(yīng)保證建筑物各部位沉降量趨于一致，以減少地基的不均勻下沉。,2.5 局部地基處理,1、 軟松土坑(填土、墓穴、淤泥)的處理,(1) 松土坑的范圍較小 當(dāng)松土坑的范圍較小（在基槽范圍內(nèi)）時(shí)，將坑中的軟松土、虛土全部挖除，使坑底及四周均見天然土，然后用與坑邊天然土層相近的材料分層夯實(shí)回填至坑底標(biāo)高處。 常用回填材料有砂、砂礫石、天然土、37或28的灰土。采用天然土分層夯實(shí)回填時(shí)，每層厚度200mm，如圖(a)所示。,1-軟弱土；2-2:8灰土；3-松土全部挖除后回填好土；4-天然地面,（2）松土坑的范圍較大 當(dāng)松土坑范圍較大（超過基槽寬度）或因條件限制，