地基處理技術(shù)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p><b>　　地基處理技術(shù)</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論0</b></p><p>　　第2章 黃土的成因以及工程

2、性質(zhì)1</p><p><b>　　2.1 概述1</b></p><p>　　2.2 黃土的堆積時(shí)代及代表地層1</p><p>　　2.3 濕陷性黃土的工程性質(zhì)2</p><p>　　2.3.1 濕陷性黃土的物理性質(zhì)2</p><p>　　2.3.2 濕陷性黃土的力學(xué)性質(zhì)

3、2</p><p>　　2.4 黃土的結(jié)構(gòu)特征3</p><p>　　2.5 黃土的濕陷機(jī)理4</p><p>　　2.6 新近堆積黃土特性4</p><p>　　第3章 地基處理技術(shù)的發(fā)展5</p><p>　　3.1 地基處理的目的以及采取的措施5</p><p>　　3

4、.2 地基處理的基本原則5</p><p>　　3.3 地基處理技術(shù)的發(fā)展6</p><p>　　第4章 夯實(shí)水泥土樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算10</p><p>　　4.1 工程地質(zhì)概況10</p><p>　　4.2 確定是否要進(jìn)行地基處理10</p><p>　　4.3 地基處理方案的選擇11<

5、/p><p>　　4.4 夯實(shí)水泥土樁概述11</p><p>　　4.5 夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基作用原理12</p><p>　　4.6 夯實(shí)水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)及影響因素13</p><p>　　4.7 夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)計(jì)算16</p><p>　　第5章 夯實(shí)水泥土樁的施工以及質(zhì)量控制25

6、</p><p>　　5.1 施工前的準(zhǔn)備25</p><p>　　5.2 成孔25</p><p>　　5.3 制備水泥土26</p><p>　　5.4 夯填成樁26</p><p>　　5.5 施工中的注意事項(xiàng)27</p><p>　　5.6 施工質(zhì)量保證27<

7、;/p><p>　　5.7 質(zhì)量檢驗(yàn)28</p><p>　　第6章 結(jié)論與展望29</p><p>　　6.1 結(jié)論29</p><p>　　6.2 對今后地基處理發(fā)展的幾點(diǎn)意見與建議29</p><p><b>　　致謝31</b></p><p><

8、;b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　黃土在全世界分布面積達(dá)1300萬km2，約占陸地總面積的9.3%，主要分布于中緯度干旱、半干旱地區(qū)，廣泛分布于大陸內(nèi)部，溫帶荒漠和荒漠地區(qū)的外緣，或第四紀(jì)冰川地區(qū)的外緣。</p><p>　　我國黃土分布面積約64萬。其中

9、具有濕陷性的約27萬，分布在北緯之間。而有時(shí)我們也不得不在具有濕陷性的黃土地基上進(jìn)行建設(shè)。當(dāng)然必須對濕陷性黃土進(jìn)行地基處理。</p><p>　　當(dāng)天然地基不能滿足建(構(gòu))筑物對地基的要求時(shí)，采用物理的方法、化學(xué)的方法、生物的方法，或綜合應(yīng)用上述方法對天然地基進(jìn)行處理以形成滿足建(構(gòu))筑物對地基要求的人工地基，稱為地基處理?？梢詫⒉捎酶黝惖鼗幚矸椒ㄐ纬傻娜斯さ鼗譃槎悾阂活愂翘烊坏鼗馏w的物理力學(xué)性質(zhì)得到普遍

10、的改良，類似于均質(zhì)地基，這類人工地基的承載力和沉降計(jì)算方法基本上與原天然地基，或者說與淺基礎(chǔ)的相同，不同的是地基土層的物理力學(xué)指標(biāo)得到改善；另一類是復(fù)合地基。</p><p>　　復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強(qiáng)，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體或被改良的天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。在荷載作用下，基體和增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載的作用。根據(jù)地基中增強(qiáng)體

11、的方向又可分為水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基和豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基。</p><p>　　復(fù)合地基技術(shù)能夠較好利用增強(qiáng)體和天然地基兩者共同承擔(dān)建(構(gòu))筑物荷載的潛能，因此具有比較經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。復(fù)合地基技術(shù)比較適合我國國情，因此近些年來在我國得到長足的發(fā)展，在我國各地得到廣泛應(yīng)用。目前在我國應(yīng)用的復(fù)合地基類型主要有：由多種施工方法形成的各類砂石樁復(fù)合地基，水泥土樁復(fù)合地基，低強(qiáng)度樁復(fù)合地基，土樁、灰土樁復(fù)合地基，鋼筋混凝土樁復(fù)合

12、地基，薄壁筒樁復(fù)合地基，加筋土地基等。復(fù)合地基技術(shù)在房屋建筑(包括高層建筑)、高等級公路、鐵路、堆場、機(jī)場、堤壩等土木工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合地基技術(shù)的推廣應(yīng)用產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　第2章 黃土的成因以及工程性質(zhì)</p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　黃土按成因分為原生黃土

13、和次生黃土，一般認(rèn)為不具層理的風(fēng)成黃土為原生黃土。原生黃土經(jīng)過流水沖刷、搬運(yùn)和重新沉積而形成的為次生黃土，具有層理，并含有較多的砂礫和細(xì)礫。</p><p>　　黃土一般分為濕陷性黃土、非濕陷性黃土。在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉的黃土稱之為濕陷性黃土；在一定壓力下受水浸濕，無顯著附加下沉的黃土稱之為非濕陷性黃土。濕陷性黃土又分為自重濕陷性黃土、非自重濕陷性黃土。在上覆土的自重壓力下受水

14、浸濕，發(fā)生顯著附加下沉的濕陷性黃土稱之為自重濕陷性黃土；在上覆土的自重壓力下受水浸濕，不發(fā)生顯著附加下沉的濕陷性黃土稱之為非自重濕陷性黃土。</p><p>　　2.2 黃土的堆積時(shí)代及代表地層</p><p>　　我國黃土堆積時(shí)代包括整個(gè)第四紀(jì)。形成于距今120萬70萬年之間的下更新世()午城黃土和形成于距今約70萬10萬年；之間的中更新世()離石黃土稱為老黃土，其大孔結(jié)構(gòu)多已退化，一

15、般僅在黃土的上部有輕微濕陷性，或在大壓力下有濕陷性。黃土分布普遍，厚度為5070m，在黃河中游最厚可達(dá)170m。</p><p>　　覆蓋在上述黃土及河谷階地之上的晚更新世()馬蘭黃土，形成于距今10萬0.5萬年。全新世早期()堆積的黃土，形成于距今5000年以內(nèi)。黃土和黃土土質(zhì)相近，均勻、疏松，大孔和蟲孔發(fā)育，具垂直節(jié)理，有較強(qiáng)烈的濕陷性，稱之為新黃土，此層黃土與工程建設(shè)關(guān)系密切。</p><

16、;p>　　在全新世上部，部分地段還有新近堆積黃土存在，稱為黃土，為最新堆積物，其工程特性與一般濕陷性黃土差別很大。</p><p>　　2.3 濕陷性黃土的工程性質(zhì)</p><p>　　2.3.1 濕陷性黃土的物理性質(zhì)</p><p>　　(1)顆粒組成：不同地質(zhì)時(shí)代的黃土，其顆粒組成不同。</p><p>　　(2)干容重：變化范

17、圍一般在11.416.9之間。干容重是衡量黃土密實(shí)程度的一個(gè)重要指標(biāo)，與土的濕陷性也有較明顯的關(guān)系。一般情況下，干容重越小，濕陷性越強(qiáng)；反之，則弱。</p><p>　　(3)孔隙比：變化范圍一般在0.851.24之間，大多數(shù)在1.01.1之間?？紫侗仁怯绊扅S土濕陷性的主要指標(biāo)之一，在其他條件相同的情況下，土的孔隙比越大，濕陷性越強(qiáng)。</p><p>　　(4)天然含水量：土的天然含水量與

18、濕陷性和承載力的關(guān)系都十分密切。含水量低時(shí)，濕陷性強(qiáng)烈，但土的承載力卻較高，隨著含水量的增大，濕陷性逐漸減弱。</p><p>　　(5)飽和度：濕陷性黃土的飽和度在15%77%之間變化，多數(shù)為40%50%，亦即處于稍濕狀態(tài)。稍濕狀態(tài)的黃土，其濕陷性一般比很濕的土要強(qiáng)。隨著飽和度的增加，濕陷性減弱。當(dāng)飽和度接近于80%時(shí)，濕陷性就基本消失。</p><p>　　(6)液限：是決定黃土性質(zhì)的

19、另一個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)液限在30%以上時(shí)，黃土的濕陷性較弱，且多為非自重濕陷性黃土。當(dāng)液限小于30%時(shí)，則濕陷一般較強(qiáng)烈。液限越高，黃土的承載力也越高。</p><p>　　2.3.2 濕陷性黃土的力學(xué)性質(zhì)</p><p>　　2.3.2.1 壓縮性</p><p>　　壓縮性是土的一項(xiàng)重要工程性質(zhì)，它反映地基土在外荷載作用下所產(chǎn)生的壓縮變形的大小。對濕陷性黃土來說

20、，壓縮變形是指地基土在天然含水量條件下受外荷作用時(shí)所產(chǎn)生的變形，它不包括地基受水浸濕后的濕陷變形。濕陷性黃土的壓縮性質(zhì)指標(biāo)我國目前仍用壓縮系數(shù)壓縮模量和變形模量來表示。我國濕陷性黃土的壓縮系數(shù)介于0.11.0之間，除受土的天然含水量影響外，地質(zhì)年代也是一個(gè)重要因素。和早期黃土，其壓縮性多為中等偏低，或低壓縮性，而晚期和黃土，多為中等偏高壓縮性。新近堆積黃土一般具有高壓縮性，且其峰值往往在壓力不到200時(shí)出現(xiàn)，壓縮系數(shù)最大值達(dá)1.02.0

21、。</p><p>　　2.3.2.2 抗剪強(qiáng)度</p><p>　　黃土的抗剪強(qiáng)度主要取決于土的含水量和密實(shí)程度。含水量越低，密實(shí)程度越高，則抗剪強(qiáng)度越大。當(dāng)黃土的天然含水量低于塑限時(shí)，水分變化對強(qiáng)度影響最大，隨含水量的增加，土的內(nèi)摩擦角和黏聚力都降低較多，但當(dāng)天然含水量大于塑限時(shí)，含水量對抗剪強(qiáng)度的影響減小，而超過飽和含水量時(shí)，抗剪強(qiáng)度變化不大。當(dāng)土的含水量相同，則密實(shí)程度越大，即土

22、的干重度越大，抗剪強(qiáng)度越大。在浸水過程中，黃土濕陷處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，土的抗剪強(qiáng)度降低最多，但當(dāng)黃土的濕陷壓密過程已基本結(jié)束，此時(shí)土的含水量雖然很高，但抗剪強(qiáng)度卻高于濕陷過程。因此，濕陷性黃土處于地下水位變動(dòng)帶時(shí)，其抗剪強(qiáng)度最低，而處于地下水位以下的黃土，抗剪強(qiáng)度反而高些。</p><p>　　2.4 黃土的結(jié)構(gòu)特征</p><p>　　2.4.1 結(jié)構(gòu)概述</p>&l

23、t;p>　　我國黃土的顯微結(jié)構(gòu)有明顯的區(qū)域性變化規(guī)律，由西北部的粒狀架空接觸式結(jié)構(gòu)逐漸過渡到東南的凝塊鑲嵌膠結(jié)式結(jié)構(gòu)，這種顯微結(jié)構(gòu)的地區(qū)性和黃土濕陷性由西北向東南逐漸減弱的總趨勢相吻合。</p><p>　　構(gòu)成黃土結(jié)構(gòu)體系的支柱是骨架顆粒，其形態(tài)表征傳力性能和變形特征，其連接形式直接影響黃土結(jié)構(gòu)體系的膠結(jié)強(qiáng)度，而排列方式?jīng)Q定結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。</p><p>　　2.4.2 骨架

24、顆粒的形態(tài)</p><p>　　骨架顆粒的形態(tài)分為粒狀和凝塊狀兩種。在西北地區(qū)以粒狀為主，一般為碳酸鹽牢固膠結(jié)，有較大的剛性，由于氣候干燥，加固黏聚阻礙了土體有效壓密，在浸水條件下易產(chǎn)生強(qiáng)烈濕陷。而東南部地區(qū)的集粒和外包黏土顆粒，質(zhì)體柔軟，剛性差。凝塊是由柔性集粒進(jìn)一步軟化合并而成，剛性更差。隨著凝塊的形成和增多，作為黃土特點(diǎn)的濕陷性將完全消失。</p><p>　　在黃土中，粒狀和凝塊同

25、時(shí)存在，但一般西北部以粒狀為主，東南部以凝塊為主，中間地帶粒狀、凝塊都有。</p><p>　　2.4.3 骨架顆粒的連接形式</p><p>　　骨架顆粒的連接形式分點(diǎn)接觸和面膠結(jié)兩種。</p><p>　　點(diǎn)接觸：顆粒直接接觸，接觸面很小，連接強(qiáng)度主要由接觸點(diǎn)處的鹽晶膠結(jié)造成的加固黏聚力所成，在水浸入時(shí)，部分鹽晶溶解，削弱了連接強(qiáng)度，即使在較小的壓力下，這種連

26、接也極易破壞。</p><p>　　面膠結(jié)：接觸面積較大，接觸處有較厚的黏土膜或集聚相當(dāng)多的黏土片，同時(shí)也夾有鹽晶薄膜的連接，這種連接具有較高的強(qiáng)度，在浸水條件下剩余強(qiáng)度要比點(diǎn)接觸為高，在自重壓力下浸水將不會濕陷。</p><p>　　由此可認(rèn)為點(diǎn)接觸易發(fā)生濕陷，且濕陷速度快，而面膠結(jié)則不易濕陷，其速度也較慢，但連接形式與氣候條件、碳酸鈣淋溶和黏土化程度有關(guān)，氣候干燥的西北地區(qū)，點(diǎn)接觸連接

27、占優(yōu)勢，東南地區(qū)面膠結(jié)占優(yōu)勢，介于兩者之間的地區(qū)往往兩種連接形式同時(shí)存在。</p><p>　　2.4.4 骨架顆粒的排列方式和孔隙</p><p>　　黃土中存在各種各樣的孔隙，其中與其骨架顆粒排列方式有關(guān)的有大孔隙、架空孔隙和鑲嵌排列孔隙等。</p><p>　　大孔隙為一般肉眼可見的孔隙，一般占孔隙總體積的6%18%，不是產(chǎn)生濕陷變形的主要原因。</p

28、><p>　　架空孔隙是由一定數(shù)量的骨架顆粒松散堆積所造成的孔隙，孔徑遠(yuǎn)比構(gòu)成孔隙的粒徑為大。當(dāng)水浸入并削弱連接強(qiáng)度時(shí)，在一定壓力下就會失去穩(wěn)定，孔隙周圍的顆粒落人孔內(nèi)，造成濕陷現(xiàn)象。點(diǎn)接觸連接的架空孔隙比面膠結(jié)連接的架空孔隙更容易產(chǎn)生濕陷。</p><p>　　鑲嵌排列孔隙是指顆粒在平面排列成犬牙交錯(cuò)，在空間呈鑲嵌排列所構(gòu)成的孔隙，較周圍粒徑為小，因而比較穩(wěn)定，一般不會發(fā)生濕陷。</p

29、><p>　　在黃土中架空孔隙和鑲嵌排列孔隙往往同時(shí)存在，由于氣候干燥鹽晶膠結(jié)形成的加固黏聚力，阻礙了土體的有效壓密，架空子孔隙占優(yōu)勢，因此極易濕陷。</p><p>　　2.4.5 黏膠顆粒的賦存狀態(tài)</p><p>　　黏膠顆粒的賦存狀態(tài)同樣隨地區(qū)變化有明顯不同，西北地區(qū)大部分黏膠顆粒被碳酸鈣膠結(jié)成集粒或膠結(jié)在碎屑顆粒周圍，作為一個(gè)整體顆粒成為結(jié)構(gòu)體系的骨架，很少

30、單獨(dú)分散存在，因此在連接處只有很薄一層黏土膜膠，而大量的黏膠顆粒不能發(fā)揮黏結(jié)作用。在東南地區(qū)隨著碳酸鈣的淋失，構(gòu)成集粒的黏膠顆粒變軟，并互相黏結(jié)為凝塊，部分黏膠顆粒分散在孔隙溶液中充填孔隙，水分蒸發(fā)縮聚到顆粒連接處，使顆粒間由接觸連接變成膠結(jié)連接形態(tài)。</p><p>　　2.4.6 碳酸鈣的存在形式</p><p>　　原生碳酸鈣碎屑顆粒只起骨架顆粒的作用，不起膠結(jié)作用。微晶粉末狀碳酸

31、鈣均勻分布在黃土中，將細(xì)碎屑膠結(jié)成集?；蚰z結(jié)在碎屑顆粒的表面。</p><p>　　在非常干旱的荒漠地帶，幾乎不發(fā)生鈣的淋溶，因此碳酸鈣碎屑顆粒占優(yōu)勢。在潮濕地帶，鈣的大量遷移，往往富集于某一層位或大孔隙內(nèi)。只有在大陸性的干濕交替并以干旱占優(yōu)勢的條件下，使存在于碎屑內(nèi)的鈣質(zhì)緩慢淋出，將附近已凝聚的黏膠顆粒群進(jìn)一步膠結(jié)成集粒，致使未經(jīng)壓密的土體逐漸變成多孔的松散土體，形成導(dǎo)致黃土濕陷的特殊結(jié)構(gòu)。</p>

32、<p>　　因此，黃土的微觀結(jié)構(gòu)是在一定的地質(zhì)歷史條件下形成的，它反映了黃土的堆積方式、堆積環(huán)境以及堆積后的風(fēng)化成土作用和應(yīng)力歷史的變遷過程，它是在特定條件下地球物理化學(xué)作用的綜合，是包含濕陷性形成在內(nèi)的一切物理化學(xué)過程的產(chǎn)物。</p><p>　　2.5 黃土的濕陷機(jī)理</p><p>　　對黃土的濕陷機(jī)理，國內(nèi)外學(xué)者有種種假說，如毛細(xì)管假說、溶鹽假說、膠體不足說、欠壓密

33、理論和結(jié)構(gòu)學(xué)說等。其中欠壓密理論有較多的擁護(hù)者。該假說認(rèn)為黃土是在干旱和半干旱條件下形成的，在干燥少雨的條件下，由于蒸發(fā)量大，水分不斷減少，鹽類析出，膠體凝結(jié)，產(chǎn)生了加固黏聚力，在土濕度不很大的情況下，上覆土層不足以克服土中形成的加固黏聚力，因而形成欠壓密狀態(tài)，一旦受水浸濕，加固黏聚力消失，就產(chǎn)生濕陷。</p><p>　　2.6 新近堆積黃土特性</p><p>　　新近堆積黃土與一般

34、濕陷性黃土相比有以下特點(diǎn)：</p><p>　　(1)具有略高于黃土的天然含水量；</p><p>　　(2)大都具有高壓縮性，且壓縮系數(shù)峰值多在0150壓力段出現(xiàn)，在0200壓力下的壓縮曲線為前陡后緩，與黃土的前緩后陡有明顯區(qū)別；</p><p>　　(3)液限多在30%以下；</p><p>　　(4)同一場地新近堆積黃土的濕陷性與承載力

35、有差別。</p><p>　　第3章 地基處理技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　3.1 地基處理的目的以及采取的措施</p><p>　　地基處理是為了提高地基承載力，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。</p><p>　　我國土地遼闊、幅員廣大、自然地理環(huán)境不同、土質(zhì)差異很大、地基條件區(qū)域性很強(qiáng)，因而地基處理這門科學(xué)特別

36、復(fù)雜。地基處理的對象是對天然的軟弱地基和人工堆填地基進(jìn)行加固，以滿足各類土木建筑和水利、交通、石化、電力等工程的技術(shù)要求。地基處理的目的是為了提高軟弱地基和人工堆填地基的強(qiáng)度，保證地基的穩(wěn)定；降低地基的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降；防止地震時(shí)液化；消除特殊性土的濕陷性、脹縮性和凍脹性等。</p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，不僅事先要選擇在地質(zhì)條件良好的場地上從事工程建設(shè)，而且有時(shí)也不得不在地質(zhì)

37、條件不良的地基上進(jìn)行建設(shè)，另外，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，結(jié)構(gòu)物的荷載日趨增大，高層建筑層數(shù)越來越高，對變形要求也越來越嚴(yán)，因而原來一般可被評價(jià)為良好的地基，也可能在某些特定條件下非進(jìn)行地基處理不可。所以，不僅要善于針對不同的地質(zhì)條件、不同的結(jié)構(gòu)物選定最合適的基礎(chǔ)型式、尺寸和布置方案外；而且要善于選取最恰當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒ā?lt;/p><p>　　地基處理應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┮愿纳频鼗鶙l件，這些措施應(yīng)包括以下五方面內(nèi)容：&

38、lt;/p><p>　　(1)改善剪切特性：地基的剪切破壞以及在土壓力作用下的穩(wěn)定性，取決于地基土的抗剪強(qiáng)度。因此，為了防止剪切破壞以及減輕土壓力，需要采取一定措施以增加地基土的抗剪強(qiáng)度。</p><p>　　(2)改善壓縮特性：需要研究采用何種措施以提高地基土的壓縮模量，借以減少地基土的沉降。另外，防止側(cè)向流動(dòng)(塑性流動(dòng))產(chǎn)生的剪切變形，也是改善剪切特性的目的之一。</p>&

39、lt;p>　　(3)改善透水特性：由于在地下水的運(yùn)動(dòng)中所出現(xiàn)的問題。為此，需要研究采用何種措施使地基土變成不透水或減輕其水壓力。</p><p>　　(4)改善動(dòng)力特性：地震時(shí)飽和松散粉細(xì)砂(包括一部分輕亞黏土)將會發(fā)生液化。為此，需要研究采取何種措施防止地基土液化，并改善其振動(dòng)特性以提高地基的抗震性能。</p><p>　　(5)改善特殊土的不良地基的特性：主要是指消除或減少黃土的

40、濕陷性和膨脹土的脹縮性等特殊土的不良地基的特性。</p><p>　　3.2 地基處理的基本原則</p><p>　　地基處理的核心是處理方法的正確選擇與施工實(shí)施。而對某一具體工程來講，在選擇處理方法時(shí)需要綜合考慮各種影響因素，如建筑物的體型、剛度、結(jié)構(gòu)受力體系、建筑材料和使用要求，荷載大小、分布和種類，基礎(chǔ)類型、布置和埋深，基底壓力、天然地基承載力、穩(wěn)定安全系數(shù)、變形容許值；地基土的類

41、別、加固深度、上部結(jié)構(gòu)要求、周圍環(huán)境條件、材料來源、施工工期、施工隊(duì)隊(duì)伍技術(shù)素質(zhì)與施工技術(shù)條件、設(shè)備狀況和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。對地基條件復(fù)雜、需要應(yīng)用多種處理方法的重大項(xiàng)目還要詳細(xì)調(diào)查施工區(qū)內(nèi)地形及地質(zhì)成因、地基成層狀況、軟弱土或不良土層厚度、不均勻性和分布范圍、持力層位置及狀況、地下水情況及地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)；施工中需考慮對場地及鄰近建筑物可能產(chǎn)生的影響、占地大小、工期及用料等。只有綜合分析上述因素，堅(jiān)持技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保

42、施工質(zhì)量的原則擬訂出地基處理方案，才能獲得最佳的處理效果。</p><p>　　其中地基處理方案的確定可按下列步驟進(jìn)行：</p><p>　　(1)搜集詳細(xì)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)資料。</p><p>　　(2)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求，結(jié)合地形地貌、地層構(gòu)造、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境和相鄰建筑物等因素，初步選定幾種可供考慮的地基處理方案

43、。另外。在選擇地基處理方案時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用；也可選用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)措施(如設(shè)置圈梁和沉降縫等)和處理地基相結(jié)合的方案。</p><p>　　(3)對初步選定的各種地基處理方案，分別從處理效果、材料來源及消耗、機(jī)具條件、施工進(jìn)度、環(huán)境影響等方面進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對比，根據(jù)安全可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理等原則，從而因地制宜地選擇最佳的處理方法。值得注意的是，每一種處理方法都有一定的適用范圍、

44、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。沒有一種處理方法是萬能的。必要時(shí)也可選擇兩種或多種地基處理方法組成的綜合方案。</p><p>　　(4)對已選定的地基處理方法，應(yīng)按建筑物重要性和場地復(fù)雜程度，可在有代表性的場地上進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗(yàn)和試驗(yàn)性施工，并進(jìn)行必要的測試以驗(yàn)算設(shè)計(jì)參數(shù)和檢驗(yàn)處理效果。如達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)查找原因、采取措施或修改設(shè)計(jì)以達(dá)到滿足設(shè)計(jì)的要求為目的。</p><p>　　(5)地基土層的

45、變化是復(fù)雜多變的，因此，確定地基處理方案，一定要有有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員參加，對重大的工程的設(shè)計(jì)一定要請專家們參加。</p><p>　　3.3 地基處理技術(shù)的發(fā)展</p><p><b>　　3.3.1 概述</b></p><p>　　近些年來，基本建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在建筑、水利、石化、電力、交通和鐵道等土木工程建設(shè)中，愈來愈多地遇到不良

46、地基問題，各種不良地基需要進(jìn)行地基處理才能滿足建造上部構(gòu)筑物的要求。地基處理是否恰當(dāng)關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資。合理地選擇地基處理方法和基礎(chǔ)型式是降低工程造價(jià)的重要途徑之一。</p><p>　　國內(nèi)外在地基處理技術(shù)方面發(fā)展十分迅速，使傳統(tǒng)方法得到改進(jìn)，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)。隨著工業(yè)的發(fā)展，給地基處理工程提供了先進(jìn)的生產(chǎn)手段，潛水電機(jī)的出現(xiàn)，帶來了振動(dòng)水沖法；真空泵的問世，才能建立真空預(yù)壓法；生產(chǎn)了大于20的壓縮

47、空氣機(jī)，從而產(chǎn)生了“高壓噴射法”。地基處理技術(shù)新的發(fā)展反映在地基處理機(jī)械、材料、現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)，以及地基處理新方法的不斷發(fā)展和多種地基處理方法綜合應(yīng)用等各個(gè)方面。</p><p>　　地基處理材料的發(fā)展也促進(jìn)了地基處理水平的提高。新材料的應(yīng)用，不僅使一些原有的地基處理方法效能提高，而且產(chǎn)生了一些新的地基處理方法。土工合成材料在地基處理領(lǐng)域得到愈來愈多的應(yīng)用。土工合成加筋材料的發(fā)展促進(jìn)了加筋土法的發(fā)展。輕質(zhì)土工合成材

48、料EPS作為填土材料形成EPS超輕質(zhì)料填土法。塑料排水帶的應(yīng)用提高了排水固結(jié)法的施工質(zhì)量和工效，且便于施工管理。灌漿材料的發(fā)展有效地?cái)U(kuò)大了灌漿法的應(yīng)用范圍，滿足了工程需要。</p><p>　　地基處理的工程實(shí)踐促進(jìn)了地基處理計(jì)算理論的發(fā)展。隨著地基處理技術(shù)的發(fā)展和各種地基處理方法的推廣使用，復(fù)合地基概念在土木工程中得到愈來愈多的應(yīng)用，復(fù)合地基理論得到發(fā)展，逐步形成復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算理論。地基處理理論的發(fā)展

49、又反過來推動(dòng)地基處理技術(shù)新的進(jìn)步。人們在改造土的工程性質(zhì)的同時(shí)，不斷豐富了對土的特性研究和認(rèn)識，從而又進(jìn)一步推動(dòng)地基處理技術(shù)和方法的更新，因而成為土力學(xué)基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中一個(gè)較有生命力的分支。</p><p>　　各項(xiàng)地基處理方法的施工工藝近年來也得到不斷改善和提高，不僅有效地保證和提高了施工質(zhì)量，提高了工效，而且擴(kuò)大了應(yīng)用范圍?？梢哉f，每一項(xiàng)地基處理方法的施工工藝都在不斷提高。</p><p&g

50、t;　　地基處理的監(jiān)測日益得到人們重視。在地基處理施工過程中和施工后進(jìn)行監(jiān)測，用以指導(dǎo)施工、檢查處理效果、檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)。檢測手段愈來愈多，檢測精度日益提高。地基處理逐步實(shí)行信息化施工，有效地保證了施工質(zhì)量，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　3.3.2 濕陷性黃土地基的處理方法</p><p>　　本課題主要為了處理濕陷性黃土地基，使其承載力、沉降同時(shí)滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》G

51、B50007-2002要求，濕陷性黃土地基的處理方法依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025-2004推薦有換填墊層法 、強(qiáng)夯法、預(yù)浸水法、擠密法。現(xiàn)分別對其簡單介紹。</p><p>　　3.3.2.1 換填墊層法</p><p>　　換填墊層法適用于處理各類淺層軟弱地基。當(dāng)在建筑范圍內(nèi)上層軟弱土較薄，則可采用全部置換處理。對于較深厚的軟弱上層，當(dāng)僅用墊層局部置換上層軟弱土?xí)r，下臥

52、軟弱上層在荷載下的長期變形可能依然很大。對于體型復(fù)雜、整體剛度差、或?qū)Σ町愖冃蚊舾械慕ㄖ粦?yīng)采用淺層局部置換的處理方法。 </p><p>　　對于建筑范圍內(nèi)局部存在松填土、暗溝、暗塘、古井、古墓或拆除舊基礎(chǔ)后的坑穴，均可采用換填法進(jìn)行地基處理。在這種局部的換填處理中，保持建筑地基整體變形均勻是換填應(yīng)遵循的最基本的原則。 </p><p>　　換填法的處理深度通?？刂圃?m以內(nèi)較為經(jīng)濟(jì)

53、合理。 換填墊層法常用于處理輕型建筑、地坪、堆料場及道路工程等。 </p><p>　　采用換填墊層全部置換厚度不大的軟弱土層，可取得良好的效果；對于輕型建筑、地坪、道路或堆場，采用換填墊層處理上層部分軟弱土?xí)r，由于傳遞到下臥層頂面的附加應(yīng)力很小，也可取得較好的效果。但對于結(jié)構(gòu)剛度差、體型復(fù)雜、荷重較大的建筑，由于附加荷載對下臥層的影響較大，如僅換填軟弱土層的上部，地基仍將產(chǎn)生較大的變形及不均勻變形，仍有可能對建

54、筑造成破壞。</p><p>　　采用換填墊層時(shí)，必須考慮建筑體型、荷載分布、結(jié)構(gòu)剛度等因素對建筑物的影響，對于深厚軟弱上層，不應(yīng)采用局部換填墊層法處理地基。對于不同特點(diǎn)的工程，還應(yīng)分別考慮換填材料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、壓力擴(kuò)散能力、密度、滲透性、耐久性、對環(huán)境的影響、價(jià)格、來源與消耗等。當(dāng)換填量大時(shí)，尤其應(yīng)首先考慮當(dāng)?shù)夭牧系男阅芗笆褂脳l件。此外還應(yīng)考慮所能獲得的施工機(jī)械設(shè)備類型、適用條件等綜合因素，從而合理地進(jìn)行換填

55、墊層設(shè)計(jì)及選擇施工方法。</p><p>　　3.3.2.2 強(qiáng)夯法</p><p>　　強(qiáng)夯法又名動(dòng)力固結(jié)法或動(dòng)力壓實(shí)法。這種方法是反復(fù)將夯錘(質(zhì)量一般為10 40t)提到一定高度使其自由落下(落距一般為1040m)，給地基以沖擊和振動(dòng)能量，從而提高地基的承載力并降低其壓縮性，改善地基性能。由于強(qiáng)夯法具有加固效果顯著、設(shè)備簡單、施工方便、節(jié)省勞力、施工期短、節(jié)約材料、施工文明和施工費(fèi)用

56、低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　強(qiáng)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。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴(yán)的工程。一般處理地下水位以上，的濕陷性黃土，局部或整片處理，處理的濕陷性黃土層厚度為512m。</p><p>　　3.3.2.3 預(yù)浸水法</p><p>　　采用預(yù)浸水

57、法處理地基，應(yīng)符合下列規(guī)定：</p><p>　　(1)浸水坑邊緣至既有建筑物的距離不宜小于50m，并應(yīng)防止由于浸水影響附近建筑物和場地邊坡的穩(wěn)定性。</p><p>　　(2)浸水坑的邊長不得小于濕陷性黃土層的厚度，當(dāng)浸水坑的面積較大時(shí)，可分段進(jìn)行浸水。</p><p>　　(3)浸水坑內(nèi)的水頭高度不宜小于300mm，連續(xù)浸水時(shí)間以濕陷變形穩(wěn)定為準(zhǔn)，其穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為最

58、后5d的平均濕陷量小于1mm/d。</p><p>　　(4)預(yù)浸水法宜用于處理濕陷性黃土層厚度大于10m，自重濕陷量的計(jì)算值不小于500mm的場地。浸水前宜通過現(xiàn)場試坑浸水試驗(yàn)確定浸水時(shí)間、耗水量和濕陷量等。</p><p>　　3.3.2.4 擠密法</p><p>　　灰土擠密樁或土擠密樁通過成孔過程中的橫向擠壓作用，樁孔內(nèi)的土被擠向周圍，使樁間土得以擠密，

59、然后將備好的灰土或素土（粘性土）分層填入樁孔內(nèi)，并分層搗實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。用灰土分層夯實(shí)的樁體，稱為灰土擠密樁；用素土分層夯實(shí)的樁體，稱為土擠密樁。二者分別與擠密的樁間土組成復(fù)合地基，共同承受基礎(chǔ)的上部荷載。夯實(shí)水泥土樁也屬于擠密樁</p><p>　　灰土擠密樁和土擠密樁，在消除土的濕陷性和減小滲透性方面，其效果基本相同或差別不明顯，但土擠密樁地基的承載力和水穩(wěn)性不及灰土擠密樁。</p><p&

60、gt;　　適用范圍一般為地下水位以上，的濕陷性黃土，一般處理的濕陷性黃土層厚度為515m。</p><p>　　夯實(shí)水泥土樁中的擠土成孔樁也屬于擠密樁，其強(qiáng)度主要由土的性質(zhì)，水泥品種、水泥標(biāo)號、齡期、養(yǎng)護(hù)條件等控制。其特點(diǎn)是：施工周期短、造價(jià)低、施工文明、質(zhì)量容易控制</p><p>　　夯實(shí)水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。處理深度不宜超過10m。 &

61、lt;/p><p>　　本文將主要闡述用夯實(shí)水泥土樁處理濕陷性黃土地基的一個(gè)工程實(shí)例。</p><p>　　第4章 夯實(shí)水泥土樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　4.1 工程地質(zhì)概況</p><p>　　這是某大學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)樓，東西長65.80m，南北寬26m，建筑面積12000m。建筑物地下一層，埋深－0m，地上七層，建筑物高度25.60m，

62、框架結(jié)構(gòu)，片筏基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為乙級，基底壓力為180。</p><p>　　建筑場地位于澗河II級階地，自上而下土層主要為：</p><p>　　第l層：填土，主要成分為粘性土和建筑垃圾，層厚0.53.1m。</p><p>　　第2層：黃土狀粉土(新近堆積黃土)，黃褐色，濕，可一硬塑，具濕陷性，屬中高等壓縮性土層，層厚5.77.0m，承載力特征值。<

63、/p><p>　　第3層：黃土狀粉質(zhì)粘土，褐黃～黃褐色，稍濕，中密，不具濕陷性。屬中等壓縮性土層，層厚12.514.5m，承載力特征值，壓縮模量，黏聚力C = 48kPa，內(nèi)摩擦角。</p><p>　　4.2 確定是否要進(jìn)行地基處理</p><p>　　設(shè)計(jì)要求地基承載力特征值為=180由于基礎(chǔ)埋深=4.5m，故第1層填土全部挖掉，那么基礎(chǔ)落在第2層黃土狀粉土上，該

64、土具有濕陷性，其承載力特征值為=120，現(xiàn)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002確定地基承載力。</p><p>　　黃土地基承載力的寬度、深度修正計(jì)算：</p><p>　　當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m，或基礎(chǔ)埋置深度大于1.5m時(shí)，地基承載力應(yīng)按下面的公式修正，當(dāng)基礎(chǔ)寬度小于3m時(shí)，可按3m計(jì)算，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于6m時(shí)，可按6m計(jì)算。當(dāng)基礎(chǔ)埋置深度小于1.5m時(shí)，可按1.5m計(jì)算<

65、;/p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中,——修正后的地基承載力特征值()；</p><p>　　——地基承載力特征值()；</p><p>　　——基礎(chǔ)底面寬度(m)；</p><p>　　——基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度 ()；</p>

66、<p>　　——基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度()；</p><p>　　——基礎(chǔ)埋置深度，一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時(shí)，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時(shí)，自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起；</p><p>　　——其礎(chǔ)寬度和埋深的地基承

67、載力修正系數(shù)，可查表求得。</p><p>　　現(xiàn)查表得： </p><p>　　由于故應(yīng)該進(jìn)行地基處理。</p><p>　　4.3 地基處理方案的選擇</p><p>　　濕陷性黃土地基的處理方法依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025-2004推薦有換填墊層法 、強(qiáng)夯法、預(yù)浸水法、擠密法。</

68、p><p>　　換填墊層法：適用范圍一般為地下水位以上，局部或整片處理，一般處理的濕陷性黃土層厚度為13m。其處理濕陷性黃土層厚度太小了，而我們現(xiàn)在要處理的黃土層是5.77.0m，故該方法不適合。</p><p>　　強(qiáng)夯法：一般處理地下水位以上，的濕陷性黃土，局部或整片處理，處理的濕陷性黃土層厚度為512m。而我們現(xiàn)在要處理的黃土層建議的為65%，故該也方法不適合。</p>&

69、lt;p>　　預(yù)浸水法：一般用于處理濕陷性黃土層厚度大于10m，而我們現(xiàn)在要處理的黃土層厚度為5.77.0m，故該方法不適合。</p><p>　　擠密法：當(dāng)飽和度>65%時(shí)，不宜選用灰土擠密樁與土擠密樁，而我們現(xiàn)在要處理的黃土層建議的為65%，其最高值能達(dá)到69%，所以灰土擠密樁與土擠密樁不適合。</p><p>　　夯實(shí)水泥土樁也屬于擠密樁，其單樁承載力要比石灰樁大，其造價(jià)

70、低、施工快、工期短、施工易掌握、該工法施工簡便靈活，受場地限制較小、無污染、質(zhì)量易控制，處理效果明顯，比較經(jīng)濟(jì)、安全。而且復(fù)合地基均勻性好、地基強(qiáng)度較高。用夯實(shí)水泥土加固地基，加固區(qū)對其下臥層不致產(chǎn)生過大的附加荷載，所產(chǎn)生附加沉降也極為有限。故現(xiàn)選用夯實(shí)水泥土樁處理該濕陷性黃土地基。</p><p>　　4.4 夯實(shí)水泥土樁概述</p><p>　　夯實(shí)水泥土樁法是在20世紀(jì)90年代初由

71、中國建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所發(fā)明研制的一種處理軟弱地基的新工法，現(xiàn)在，國家進(jìn)行大規(guī)模的基本建設(shè)，土木工程和交通工程蓬勃發(fā)展，特別是城市房屋密集、大型施工設(shè)備受限的舊城房屋改造工程的地基處理及交通沿線地區(qū)大量深厚不等的素填土或雜填土等軟基處理(這類土除具有明顯的浸水濕陷性外，其承載能力低，土的性狀也十分復(fù)雜)，選擇一種經(jīng)濟(jì)、安全、合理的地基處理方法顯得尤為迫切，夯實(shí)水泥土樁法便應(yīng)運(yùn)而生。該工法施工簡便靈活，受場地限制較小、速度快、無污

72、染、造價(jià)低、質(zhì)量易控制，自從該工法在工程實(shí)踐中使用以來，立即被廣大設(shè)計(jì)人員、建設(shè)單位所接受，而且由于夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基均勻性好、地基強(qiáng)度較高，現(xiàn)已用于小高層房屋的地基處理。</p><p>　　夯實(shí)水泥土樁是水泥土樁系之一，與攪拌水泥土樁(漿噴、粉噴)、高壓旋噴樁(單管、雙管、三管)并稱水泥土樁系。水泥土樁系的共同特點(diǎn)是：地基土體(天然、人工)與水泥固化劑通過強(qiáng)制攪拌發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)形成具有一定強(qiáng)度的水泥土膠結(jié)

73、體(豎向增強(qiáng)體)，習(xí)慣稱為水泥土樁。夯實(shí)水泥土樁與攪拌水泥土樁的主要區(qū)別在于：</p><p>　　(1)施工工藝上，夯實(shí)水泥土樁是水泥與人工土體在孔外地面拌和均勻然后回填孔內(nèi)并強(qiáng)力夯實(shí)形成樁體，而攪拌水泥土樁是水泥與原狀土體就地?cái)嚢栊纬蓸扼w。</p><p>　　(2)作用機(jī)理上，夯實(shí)水泥土樁既有水泥的膠結(jié)固化作用，又有拌合料的夯實(shí)擠密作用，根據(jù)成孔方式不同可有擠土樁或部分?jǐn)D土樁兩種型式

74、；而攪拌水泥土樁主要表現(xiàn)為水泥的膠結(jié)固化作用，屬非擠土樁。</p><p>　　(3)樁身物理力學(xué)性質(zhì)上，在樁長范圍內(nèi)，夯實(shí)水泥土樁身密度基本是均勻的，樁身強(qiáng)度基本相等；而攪拌水泥土樁身密度和強(qiáng)度受地層土體控制，樁身在不同土層中表現(xiàn)為不同密度和強(qiáng)度。從總體上看，夯實(shí)水泥土樁身強(qiáng)度較高，約為攪拌水泥土樁的25倍。</p><p>　　在荷載作用下，夯實(shí)水泥土樁與天然地基土體共同承擔(dān)上部荷載，

75、形成夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基，可用于地下水位以上的素填土、粉土、黏性土、砂土地基，當(dāng)有地下水時(shí)，適于滲透系數(shù)的黏性土。采用夯實(shí)水泥土樁處理軟弱地基時(shí)，處理深度不宜超過10m。</p><p>　　4.5 夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基作用原理</p><p>　　夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基是由夯實(shí)水泥土樁、樁間地基土和樁頂散體材料構(gòu)成的柔性褥墊層三部分組成，共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載，其承載和變形機(jī)理十分復(fù)雜。&

76、lt;/p><p>　　4.5.1 夯實(shí)水泥土的作用機(jī)理</p><p>　　夯實(shí)水泥土樁是將水泥和土料在孔外充分拌勻然后回填孔內(nèi)并強(qiáng)力夯實(shí)形成具有一定強(qiáng)度的水泥土加固體，在此過程中，水泥和土體發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)和夯實(shí)擠密作用。</p><p>　　4.5.1.1 膠結(jié)作用 </p><p>　　水泥與土體攪拌時(shí)，水泥顆粒表面的礦

77、物很快與土體中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，生成氫氧化鐵、含水硅酸鈣，含水鋁酸鈣等各種水化物，這些水化物有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥石骨架；有的則與其周圍具有一定活性的黏土顆粒反應(yīng)，通過、、之間的交換，使較小的、離散的黏土顆粒互相靠攏膠結(jié)，形成較大的土的團(tuán)粒，另一方面，水泥水化反應(yīng)生成的凝膠粒子比表面較原來的水泥顆粒大1000多倍，因而產(chǎn)生很大的表面能，使之具有強(qiáng)烈的吸附活性，能把較大的土的團(tuán)粒進(jìn)一步膠結(jié)，形成水泥土的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使水泥土的強(qiáng)度提

78、高，此即水泥土的膠結(jié)強(qiáng)度。</p><p>　　4.5.1.2 夯實(shí)擠密作用</p><p>　　水泥和土體在孔外拌和均勻形成的水泥土拌合料較為松散，土團(tuán)之間孔隙較大，連接力微弱，在夯擊動(dòng)力作用下會重新進(jìn)行排列，體積壓縮，密度增大，形成夯實(shí)水泥土的密實(shí)強(qiáng)度。</p><p>　　4.5.2 樁間地基土的作用機(jī)理</p><p>　　夯實(shí)水

79、泥土樁按照樁的成孔方式可分為擠土夯實(shí)水泥土樁和排土夯實(shí)水泥土樁兩種。擠土夯實(shí)水泥土樁是利用振動(dòng)沉管或沖擊成孔，由于成孔時(shí)的側(cè)向擠壓作用，使得樁間土得到第一次擠密，然后在樁孔內(nèi)用水泥土拌合料分層夯填密實(shí)，夯填過程中又對樁間土進(jìn)行第二次擠密。排土夯實(shí)水泥土樁是采用人工洛陽鏟或鉆機(jī)成孔，在成孔過程中并未對樁間土造成擠密，然后在孔內(nèi)分層回填水泥土拌合料并夯擊密實(shí)，僅在夯填過程中對樁間土形成擠密效應(yīng)。因此，不論是擠土還是排土夯實(shí)水泥土樁，其共同點(diǎn)

80、是對樁間土都有側(cè)向深層擠密加固作用，樁間土承載力得到提高，這一點(diǎn)與攪拌水泥土樁有顯著作用，所以多數(shù)情況下夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基具有良好的承載性能，充分地發(fā)揮了樁間地基土的承載作用。</p><p>　　4.5.3 褥墊層的作用機(jī)理 </p><p>　　在荷載作用下，增強(qiáng)體(樁體)和地基土體共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，這是復(fù)合地基的本質(zhì)。然而如何設(shè)置增強(qiáng)體以保證增強(qiáng)體與天然地基土體能

81、夠共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載，或者說如何設(shè)置增強(qiáng)體才能形成復(fù)合地基?大量的理論研究和試驗(yàn)研究表明，在建筑物基礎(chǔ)和復(fù)合地基加固區(qū)之間設(shè)置柔性褥墊層不僅可以保證各類增強(qiáng)體與地基土體形成復(fù)合地基共同承擔(dān)上部荷載，而且可以有效改善復(fù)合地基中淺層的受力狀態(tài)，如減小樁土荷載分擔(dān)比、提高樁間土的抗剪強(qiáng)度、提高增強(qiáng)體承受豎向荷載的能力等。</p><p>　　褥墊層技術(shù)是夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的核心技術(shù)，在荷載作用下，夯實(shí)水泥土樁與樁間

82、土體通過褥墊層的變形協(xié)調(diào)來共同承擔(dān)上部荷載，并且褥墊層的厚度決定了樁、土荷載分擔(dān)比。</p><p>　　復(fù)合地基中樁、土荷載分擔(dān)可用樁、土應(yīng)力比表示：</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　式中,——樁頂應(yīng)力()；</p><p>　　——樁間土應(yīng)力()。</p><p

83、>　　研究表明，當(dāng)褥墊層厚度=0(類似于樁基)時(shí)，由于樁體模量與土體模量相差較大，樁、土應(yīng)力比很大，=1520，此時(shí)，樁承擔(dān)大部分荷載，樁間土承載能力不能充分發(fā)揮。</p><p>　　當(dāng)褥墊層厚度很大(類似于天然地基)時(shí)，樁、土應(yīng)力比接近于1，此時(shí)樁承擔(dān)的荷載太少，實(shí)際上復(fù)合地基中樁的設(shè)置已失去了意義。</p><p>　　當(dāng)褥墊層厚度=1030時(shí)，樁、土應(yīng)力比=48，此時(shí)樁、土共

84、同作用，復(fù)合地基中樁與土的承載潛能得到充分的發(fā)揮，復(fù)合地基沉降變形也得到較好控制。大量工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究表明，褥墊層厚度一般取1030為宜。</p><p>　　4.6 夯實(shí)水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)及影響因素</p><p>　　4.6.1 夯實(shí)水泥土的物理性質(zhì)</p><p>　　4.6.1.1 組分</p><p>　　夯實(shí)水泥土是水泥

85、和土體在孔外拌和孔內(nèi)夯實(shí)而成，水泥土拌合料中的土體既可以就地取材也可以使用人工制備的土樣，不受場地地基土的影響，因此在工程實(shí)踐中，為保證夯實(shí)水泥土有較高的強(qiáng)度，土料一般采用較純的粉細(xì)砂、粉土或粉質(zhì)黏土。這一點(diǎn)不同于原位攪拌水泥土(攪拌水泥土的樁身強(qiáng)度受地層影響較大)。</p><p>　　水泥土拌合料的水泥品種對夯實(shí)水泥土強(qiáng)度亦有影響，建筑地基處理工程中一般選用42.5級普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度較高。</p&

86、gt;<p>　　4.6.1.2 重力密度 </p><p>　　夯實(shí)水泥土的干重力密度與土料的干重力密度相近，隨水泥摻合比的增加，夯實(shí)水泥土的干重力密度略有增加，因此用夯實(shí)水泥土加固地基，加固區(qū)對其下臥層不致產(chǎn)生過大的附加荷載，所產(chǎn)生附加沉降也極為有限。</p><p>　　4.6.2 夯實(shí)水泥土的力學(xué)性質(zhì)</p><p>　　4.6.2.

87、1 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度</p><p>　　(1)對同一類型拌合土料，隨著水泥摻合比的增加，夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度也隨之增大，塑性逐漸減弱，脆性隨之增強(qiáng)。</p><p>　　(2)對不同類型拌和土料，夯實(shí)水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度也不同，在相同水泥摻合比的情況下，其28d強(qiáng)度表現(xiàn)為：砂土粉土黏土。</p><p>　　4.6.2.2 三軸不排水剪切強(qiáng)度</p>

88、<p>　　夯實(shí)水泥土的破壞特性不僅與水泥摻合比、拌和土性有關(guān)，而且與作用在夯實(shí)水泥土樣上的圍壓大小有關(guān)，隨著圍壓增加，其峰值強(qiáng)度也增加，破壞的應(yīng)變也增加，破壞后的殘余強(qiáng)度較大，表現(xiàn)出明顯的塑性變形特點(diǎn)。</p><p>　　4.6.3 夯實(shí)水泥土強(qiáng)度的主要影響因素</p><p>　　夯實(shí)水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)較為復(fù)雜，它既不同于普通的砂石散體材料，也不同于高強(qiáng)的混凝土膠結(jié)材

89、料，表現(xiàn)為剛性兼有柔性的特點(diǎn)。影響夯實(shí)水泥土的力學(xué)性質(zhì)因素有很多，不僅與水泥的摻合量、水泥的強(qiáng)度等級及種類有關(guān)，還與土質(zhì)條件(土體干密度)、水泥土養(yǎng)護(hù)期、土中含水量、夯擊能量等因素有關(guān)。</p><p>　　4.6.3.1 水泥摻合量</p><p>　　水泥摻合量是水泥土樁系復(fù)合地基中重要設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)，可用摻合比來表示：</p><p>　　=摻加的水泥重量土料

90、重量100%</p><p>　　夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度隨著摻合比的增加而增大。由夯實(shí)水泥土樁形成的復(fù)合地基承載力較高，可以滿足小高層房尾的使用要求。由于受水泥水化水解作用的限制，工程應(yīng)用上，水泥摻合比一般以10%25%的范圍為宜。</p><p>　　4.6.3.2 水泥的強(qiáng)度等級及種類</p><p>　　夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度隨著水泥強(qiáng)度等級的提高而增加，增加的幅度與拌

91、合土料、水泥摻合比有關(guān)，水泥強(qiáng)度等級每提高一檔，夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度約增加30%60%(砂土拌料)、20%45%(粉土拌料)、20%40%(黏土拌料)。</p><p>　　水泥種類對夯實(shí)水泥土強(qiáng)度也有影響，普硅水泥強(qiáng)度較高，適用面廣，礦渣水泥強(qiáng)度較低，使用受限，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)工程的重要性程度及當(dāng)?shù)亟ú氖袌銮闆r選用合適的水泥品種，一般應(yīng)優(yōu)先選用普硅42.5級或32.5級，其次選用礦渣42.5級。</p>

92、<p>　　4.6.3.3 土料性質(zhì)</p><p>　　作為夯實(shí)水泥土的主要拌合料，對土料的選擇是有一定范圍的，通常選用砂性土、粉土、黏性土、素填土，雜填土也可謹(jǐn)慎使用。不同土料，其夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度差異較大。在摻量配比相同的情況下，幾種典型土類的夯實(shí)水泥土強(qiáng)度大致呈如下規(guī)律：雜填土素填土黏性土粉土砂性土。其中，雜填土所形成的夯實(shí)水泥土強(qiáng)度離散性較大，使用前應(yīng)作試驗(yàn)，以確保工程安全。</p&

93、gt;<p>　　對同一類型土料，不同成型干密度也影響夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度發(fā)揮。拌合料干密度增加10%，由其所形成的夯實(shí)水泥土強(qiáng)度增加30%以上，最高可達(dá)23倍。因此在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇合適的水泥摻合比及含水量使拌合料盡量達(dá)到最大干密度來提高夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度。</p><p>　　4.6.3.4 土料含水量</p><p>　　土料含水量也是影響夯實(shí)水泥土強(qiáng)度的重要因素之一，

94、不同含水量的夯實(shí)水泥土，其密度不同，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度也不同。在土料具有最優(yōu)含水量時(shí)，夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度較高。</p><p>　　4.6.3.5 齡期</p><p>　　夯實(shí)水泥土的強(qiáng)度與其齡期有直接的相關(guān)關(guān)系，齡期越長，強(qiáng)度越大，一般28d強(qiáng)度可達(dá)最終強(qiáng)度的70%80%。工程上取90d齡期時(shí)的強(qiáng)度作為夯實(shí)水泥土的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。</p><p>　　4.6.3.6 單

95、位體積夯擊能</p><p>　　夯擊工藝是夯實(shí)水泥土與攪拌水泥土的主要區(qū)別之一，選擇合適的夯擊參數(shù)影響水泥土強(qiáng)度的發(fā)揮。在相同條件下，選用重錘、大落距、小孔徑夯實(shí)效果較好；單位體積夯擊能越大夯實(shí)效果越好；土體含水量接近最優(yōu)含水量夯實(shí)效果較好。</p><p>　　4.7 夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.7.1 建筑概況</p>

96、;<p>　　(1) 地基處理面積()</p><p>　　=65.826=1710.8　　建筑物埋深 =4.5</p><p>　　(2)自上而下土層概況</p><p><b>　　土層平均厚度：</b></p><p>　　第1層：==1.8，雜填土的容重很難確定，現(xiàn)取=18。</p>

97、<p>　　第2層：==6.35，=18.7。</p><p>　　第3層：==13.5，其容重也未知查閱資料后取=18.5。</p><p>　　(3)設(shè)計(jì)要求地基承載力特征值()</p><p><b>　　=180</b></p><p>　　4.7.2 夯實(shí)水泥土樁單樁參數(shù)設(shè)計(jì)</p>

98、<p><b>　　(1)樁徑()</b></p><p>　　夯實(shí)水泥土樁可只在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置。樁孔直徑宜為300600mm，可根據(jù)設(shè)計(jì)及所選用的成孔方法確定。</p><p><b>　　現(xiàn)取樁徑=0.4。</b></p><p><b>　　故樁的周長為：</b></p>

99、<p><b>　　樁身截面積為：</b></p><p><b>　　(2)樁長()</b></p><p>　　夯實(shí)水泥土樁樁長應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)情況，工程要求等因素確定，當(dāng)相對硬層的埋藏深度不大時(shí)，應(yīng)按相對硬層埋藏深度確定；當(dāng)相對硬層埋藏深度較大時(shí)，應(yīng)按建筑物地基的變形允許值確定。樁長一般最短不宜小于2.5，最長不宜超過10。<

100、;/p><p><b>　　現(xiàn)取樁長。</b></p><p>　　(3)單樁豎向承載力特征值()</p><p>　　單樁承載力特征值的確定，可以通過單樁載荷試驗(yàn)或理論估算來進(jìn)行：</p><p>　　①當(dāng)采用單樁載荷試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將單樁極限承載力除以安全系數(shù)，即：</p><p><b>　

101、　(4-3)</b></p><p>　　式中,——單樁承載力特征值()；</p><p>　　——單樁極限承載力()，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002有關(guān)規(guī)定確定；</p><p><b>　　——安全系數(shù)，取。</b></p><p>　?、诋?dāng)無單樁載荷試驗(yàn)資料時(shí)，可按下面二

102、式計(jì)算并取較小值：</p><p><b>　　(4-4a)</b></p><p><b>　　(4-4b)</b></p><p>　　式中,——單樁承載力特征值()；</p><p>　　——樁身強(qiáng)度折減系數(shù)，取=0.30.5；</p><p>　　——樁體混合料試塊(

103、邊長150mm立方體)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值()；</p><p>　　——樁身截面積(m2)；</p><p>　　——樁的周長(m)；</p><p>　　——樁周第層土側(cè)阻力提高系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值；</p><p>　　——樁周第層土的側(cè)阻力特征值()；</p><p>　　——樁周第層土的厚度(

104、m)；</p><p>　　——樁端地基土經(jīng)修正的承載力特征值()，可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007—2002的有關(guān)規(guī)定確定；</p><p>　　——樁端地基土承載力提高系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值。</p><p>　　由于沒有單樁載荷試驗(yàn)資料與樁體混合料試塊(邊長150mm立方體)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值的資料，故現(xiàn)按公式(4-4b)

105、來計(jì)算。</p><p>　　下面確定公式中的參數(shù)：</p><p>　?、贅吨芡羵?cè)摩阻力特征值()</p><p>　　由于埋深=4.5，那么第1層土全部被挖掉，只剩下第2層土=6.35+1.8-4.5=3.65，與第3層土?，F(xiàn)把第3層土當(dāng)著第2層土來計(jì)算樁周土側(cè)摩阻力，這樣可以提高安全性。</p><p>　　濕陷性黃土地基上采用樁基時(shí)，

106、其樁側(cè)摩阻力應(yīng)按下述原則考慮，對非自重濕陷性黃土地基，應(yīng)按飽和狀態(tài)下樁周土的側(cè)摩擦阻力計(jì)算。而對于自重濕陷性黃土，除不計(jì)算濕陷性土層范圍內(nèi)的樁周正摩擦力外，尚應(yīng)考慮樁側(cè)土的負(fù)摩擦力。而我們處理的該濕陷性黃土地基不是自重濕陷性黃土，所以我們不考慮樁側(cè)土的負(fù)摩擦力。</p><p><b>　　現(xiàn)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取。</b></p><p>　　②樁周土側(cè)摩阻力提高系數(shù)</

107、p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般 ，現(xiàn)取</p><p>　?、蹣抖送两?jīng)修正后承載力特征值()</p><p><b>　　(4-5)</b></p><p>　　式中,,——基礎(chǔ)寬度和深度的承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表；</p><p>　　——基底下土的天然容重，在地下水位以下取浮容重()；&

108、lt;/p><p>　　——基底以上土的加權(quán)容重，地下水位以下取浮容重()；</p><p>　　——基礎(chǔ)寬度()，如按計(jì)算，如取；</p><p>　　——基礎(chǔ)埋深()，一般自室外地面算起；在填方整平地區(qū)，可自填土地面算起；但在上部結(jié)構(gòu)施工完成時(shí)再填土，應(yīng)從天然地面算起；對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基，基礎(chǔ)埋深自室外地面算起，其他情況均從室內(nèi)地面算起。</p&

109、gt;<p>　　現(xiàn)查表得=0，=1.1。</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　代入上式：</b></p><p><b>　　現(xiàn)取 這樣比較安全</b></p><p>　?、軜抖送脸休d力提高系數(shù)：</p><

110、p>　　取值范圍一般為1.01.2，當(dāng)土質(zhì)好時(shí)取大值，現(xiàn)取。</p><p>　　⑤單樁豎向承載力特征值()</p><p>　　現(xiàn)取=220來計(jì)算 以提高安全系數(shù)。</p><p>　　4.7.3 復(fù)合地基的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　(1)復(fù)合地基承載力計(jì)算</p><p>　　夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的最大

111、優(yōu)點(diǎn)是可以通過擠密成孔和夯實(shí)填料工序使地基土體和水泥土樁體的承載潛能得到充分發(fā)揮，從而提高地基承載力，減小地基沉降。與天然地基淺基礎(chǔ)比較，夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基可以有較高的承載力，與樁基礎(chǔ)相比，夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基具有較好的經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　復(fù)合地基理論認(rèn)為，在上部載荷作用下，由地基土體和樁體共同承擔(dān)，樁土共同作用形成復(fù)合地基承載力。因此，復(fù)合地基承載力計(jì)算模式是先分別確定單樁的承載力和天然地基的承載力