地基處理ppt教程

1、1,主 編：曹海成 李 娟,單元4 地基處理,地基與基礎工程施工,Di Ji Yu Ji Chu Gong Cheng Shi Gong,2,,4.1 地基處理概述,1,單元4 地基處理,目 錄,3,,4.5 灰土樁擠密法,5,單元4 地基處理,目 錄,4,單元4 地基處理,教學目標,1. 了解地基處理的常見方法、適用范圍；2. 能協(xié)助編制地基處理施工方案，協(xié)助管理地基處理施工；3. 掌握換填墊層法、排水固結(jié)法等的施

2、工方法和安全要求，熟悉質(zhì)量驗收標準。,5,4.1地基處理概述,4.1 地基處理概述,6,地基是位于建筑物基礎下面，受建筑物荷載影響的那部分地層。當基礎直接建造在未經(jīng)加固的天然土層上時，這種地基稱為天然地基。如果天然地基很軟弱，不能滿足建筑物對地基的強度和變形要求時，則應事先對地基進行人工改良加固，再建造基礎，這種加固地基的方法稱為地基處理。所形成的地基稱為人工地基。,4.1.1 地基處理的概念,4.1 地基處理概述,7,地基處理的

3、主要對象是軟弱地基。軟弱地基系指由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。1. 軟黏土主要是第四紀后期形成的海相、瀉湖相及三角洲相等黏性土沉積物或河流沖擊物，也屬于新近淤積物。其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1。當天然孔隙比大于1.5時稱為淤泥；當天然孔隙比大于1、小于1.5時稱為淤泥質(zhì)土。,4.1.2 軟弱地基,4.1 地基處理概述,8,軟黏土的主要特點是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮系數(shù)高

4、、滲透系數(shù)小。在荷載作用下，地基承載力低、變形大，容易產(chǎn)生較大的不均勻沉降，且沉降至穩(wěn)定歷時比較長。軟黏土廣泛分布在我國沿海及內(nèi)地，如天津、連云港、上海、杭州、寧波、溫州、福州、廈門、湛江、廣州等沿海地區(qū)以及昆明、武漢、南京等內(nèi)地地區(qū)。,4.1 地基處理概述,9,2. 雜填土雜填土是人類活動所形成的無規(guī)則堆積物，由大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾組成，其成分復雜，性質(zhì)也不相同且無規(guī)律。在大多數(shù)情況下，雜填土是比較松散和不均勻的，在

5、同一場地的不同位置，其地基承載力和壓縮性也可能有較大的差異。,4.1 地基處理概述,10,3. 沖填土雜填土是由水力沖填泥砂形成的。沖填土的性質(zhì)與所沖填的泥砂的來源及沖填時的水力條件有密切關系。含黏土顆粒較多的沖填土往往是欠固結(jié)的，其強度和壓縮性指標都比同類天然沉積土差。粉細砂為主的沖填土，其性質(zhì)基本上和粉細砂相同。,4.1 地基處理概述,11,4. 濕陷性黃土濕陷性黃土是指在覆蓋土層的自重應力或自重應力和建筑物附加應力綜合作用

6、下，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，并發(fā)生顯著的附加下沉，其強度也隨著迅速降低的黃土。由于黃土濕陷而引起建筑物不均勻沉降是造成黃土地區(qū)事故的主要原因。黃土在我國特別發(fā)達，地層種類多、厚度大，廣泛分布在甘肅、陜西、山西大部分地區(qū)，以及河南、河北、山東、寧夏、遼寧、新疆等部分地區(qū)。,4.1 地基處理概述,12,5. 飽和粉細砂及部分粉土飽和粉細砂及部分粉土在靜荷載作用下具有較高的強度，但在機器振動、車輛荷載、波浪或地震力的反復作用下可能

7、產(chǎn)生液化或大量震陷變形，地基會因液化而失去承載力。,4.1 地基處理概述,13,6. 泥炭土泥炭土是在潮濕和缺氧環(huán)境中未經(jīng)充分分解的植物遺體堆積而成的一種有機質(zhì)土，有機質(zhì)含量大于60%，其含水量極高，壓縮性很大且不均勻，一般不宜作天然地基，需進行處理。,4.1 地基處理概述,14,7. 多年凍土多年凍土是指溫度連續(xù)3年或3年以上保持在攝氏零度或零度以下，并含有冰的土層。多年凍土的強度和變形有許多特殊性，如凍土中有冰和未凍水，在長

8、期荷載作用下有強烈的流變性。,4.1 地基處理概述,15,8. 膨脹土膨脹土是指黏粒成分主要由親水性黏土礦物（如蒙脫石）組成的黏性土，在環(huán)境（如溫度和濕度）變化時可產(chǎn)生強烈的膨脹變形。膨脹土在我國分布范圍很廣，如廣西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山東、陜西、江蘇、內(nèi)蒙古、貴州和廣東等地均有不同范圍的分布。,4.1 地基處理概述,16,9. 鹽漬土將易溶鹽含量超過03%的土稱為鹽漬土。鹽漬土的特點是：（1）遇水溶解后

9、，物理力學性質(zhì)均發(fā)生變化，強度降低；（2）地基浸水后因鹽溶解而產(chǎn)生地基溶陷；（3）某些鹽漬土（如含Na2SO4）在溫度和濕度變化時會發(fā)生體積膨脹。我國鹽漬土主要分布在西北干旱的新疆、青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等地勢低平的盆地和平原地區(qū)。,4.1 地基處理概述,17,10. 巖溶炭溶是石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、大理巖、鹽巖、石膏等可溶性巖層受水的化學作用和機械作用而形成的溶洞、溶溝、裂隙以及由于溶洞的頂板塌落使地表產(chǎn)生陷穴、洼地等現(xiàn)

10、象和作用的總稱。土洞是巖溶地區(qū)上覆土層被地下水沖蝕或被地下水潛蝕所形成的洞穴。土洞和巖溶對結(jié)構(gòu)物影響很大，可能造成地面變形、地基塌陷，發(fā)生水的滲漏和涌水現(xiàn)象。,4.1 地基處理概述,18,11. 山區(qū)地基山區(qū)地質(zhì)條件比較復雜，主要表現(xiàn)為地基的不均勻和場地的穩(wěn)定性兩個方面?；鶐r面起伏較大，時有滑坡、崩塌和泥石流等自然災害發(fā)生。,4.1 地基處理概述,19,地基處理的目的是針對軟土地基上建造建筑物可能產(chǎn)生的問題，采取人工的方法改善

11、地基土的工程性質(zhì)，達到滿足上部結(jié)構(gòu)對地基穩(wěn)定和變形的要求。這些方法主要包括提高地基土的抗剪強度，增大地基承載力，防止剪切破壞或減輕土壓力；改善地基土壓縮特性，減少沉降和不均勻沉降；改善其滲透性，加速固結(jié)沉降過程；改善土的動力特性，防止液化，減輕振動；消除或減少特殊土的不良工程特性（如黃土的濕陷性，膨脹土的膨脹性等）。,4.1.3 地基處理方法分類,表4.1 地基處理方法的分類,4.1 地基處理概述,20,4.2換填墊層法,4.2

12、換填墊層法,21,換填墊層法是將基礎底面下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后分層回填強度較大的砂、碎石、素土或灰土等材料，并加以夯壓或振密的一種地基處理方法。根據(jù)回填材料不同，墊層可分為：砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層和干渣墊層等。,4.2.1 概述,4.2 換填墊層法,22,換填墊層法的作用表現(xiàn)在以下幾個方面。 1. 提高淺基礎下地基的承載力。 2. 減少沉降量 3. 加

13、速軟弱土層的排水固結(jié),4.2 換填墊層法,23,換填墊層法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層地基處理。處理深度一般控制在3m以內(nèi)，但不宜小于0.5m。因為墊層太厚，施工土方量和坑壁放坡占地面積均較大，使處理費用增高、工期拖長；而墊層太薄，處理效果又不顯著。,4.2.2 適用范圍,4.2 換填墊層法,24,換填墊層的施工可按換填材料(如砂石墊層、素土勢層、灰土墊層、粉煤灰墊層和礦渣墊層等)分類，或

14、按壓(夯、振)實方法分類。目前國內(nèi)常用的墊層施工方法，主要有機械碾壓法、重錘夯實法和振動壓實法。,4.2.3 施工要點,4.2 換填墊層法,25,機械碾壓法是采用各種壓實機械，如壓路機、羊足碾、振動碾等來壓實地基土的一種壓實方法。機械碾壓法常用于大面積填土的壓實、雜填土地基處理、道路工程基坑面積較大的換填墊層的分層壓實。施工時，先按設計挖掉要處理的軟弱土層，把基礎底部土碾壓密實后，再分層填土，逐層壓密填土。,機械碾壓法,4.2

15、換填墊層法,26,重錘夯實法是利用起重設備將夯錘提升到一定高度，然后自由落錘，利用重錘自由下落時的沖擊能來夯實淺層土層，重復夯打，使淺部地基土或分層填土夯實。主要設備為起重機、夯錘、鋼絲繩和吊鉤等。重錘夯實法—般適用地下水位距地表0.8m以上非飽和的粘性土、砂土、雜填土和分層填土，用以提高其強度，減少其壓縮性和不均勻性，也可用于消除或減少濕陷性黃土的表層濕陷性，但在有效夯實深度內(nèi)存在軟弱土時，或當夯擊振動對鄰近建筑物或設備有影響時，不

16、得采用。,重錘夯實法,4.2 換填墊層法,27,振動壓實法是利用振動壓實機將松散土振動密實。地基土的顆粒受振動而發(fā)生相對運動，移動至穩(wěn)固位置，減小土的孔隙而壓實。此法適用于處理無粘性土或粘粒含量少、透水性較好的松散雜填土以及礦渣、碎石、礫砂、礫石、砂礫石等地基。粉質(zhì)粘土、灰土宜采用平碾、振動碾和羊足碾，中小型工程也可采用蛙式打夯機、柴油夯；砂石等宜采用振動碾；粉煤灰宜用平碾、振動碾、平板式振動器、蛙式夯；礦渣宜采用平碾、振動碾、平板

17、式振動器。,振動壓實法,4.2 換填墊層法,28,1. 材料要求 在墊層的施工中，填料質(zhì)量的好壞、是直接影響墊層施工質(zhì)量的關鍵因素。對于砂、石料和礦渣等墊層主要檢驗其粒徑級配以及含泥量，對于土、石灰填料主要檢查其含水量是否接近最優(yōu)含水量，石灰的質(zhì)量等級以及活性CaO十MgO的含量、存放時間等。各種填料的一般質(zhì)量要求見下表。,4.2 換填墊層法,29,2. 施工參數(shù)、機具及方法選擇 砂和砂石墊層采用的施工機具和方法對墊層的施工質(zhì)量

18、至關重要。下臥層是高靈敏度的軟土時，在鋪設第一層時要注意不能采用振動能量大的機具擾動下臥層，除此之外，一般情況下，砂及砂石墊層首先用振動法。因為，振動法更能有效地使砂和砂石密實。我國目前常采用的方法有振動壓實法(包括平振和插振)、夯實法、碾壓法等。常采用的機具有：振搗器、振動壓實機、平板振動器、蛙式打夯機、壓路機等。,4.2 換填墊層法,30,3. 施工要點 (1)砂墊層施工中的關鍵是將砂加密到設計要求的密實度。加密的方法常用的有振

19、動法(包括平振、插振、夯實)、碾壓法等。 (2)砂及砂石料可根據(jù)施工方法的不同控制最優(yōu)含水量。 (3)鋪筑前，應先行驗槽。浮土應清除，邊坡必須穩(wěn)定，防止塌土。 (4)開挖基坑鋪設砂墊層時，必須避免擾動軟弱土層的表面，否則坑底土的結(jié)構(gòu)在施工時遭到破壞后，其強度就會顯著降低，以致在建筑物荷重的作用下，將產(chǎn)生很大的附加沉降。,4.2 換填墊層法,31,(5)砂、砂石墊層底面應鋪設在同一標高上，如深度不同時，基坑地基土面應挖成踏步（階

20、梯）或斜坡搭接，搭接處應注意搗實，施工應按先深后淺的順序進行。 (6)人工級配的砂石墊層，應將砂石拌和均勻后，再行鋪填搗實。采用細砂作為墊層的填料時，應注意地下水的影響，且不宜使用平振法、插振法。 (7)地下水位高出基礎底面時，應采用排水降水措施，這時要注意邊坡的穩(wěn)定，以防止塌土混入砂石墊層中影響墊層的質(zhì)量。,4.2 換填墊層法,32,4. 常見質(zhì)量問題和處理措施（1）機械開挖基坑時，出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，使墊層的下臥土層發(fā)生擾動，降低

21、了基底軟土的強度。 預防的辦法是：機械開挖基坑時，預留30～50cm的土層由人工清理。 處理的辦法是：如實際中出現(xiàn)了超挖的現(xiàn)象或基坑底的土受到擾動，如標高允許的話，適當調(diào)整墊層的標高，由人工清理掉基坑底的擾動軟土，再進行墊層施工。,4.2 換填墊層法,33,（2）進廠材料不符合質(zhì)量要求。 常見的材質(zhì)方面的問題有：進廠的砂石材料級配不合理，含泥量過大；石灰、粉煤灰不符合質(zhì)量等級要求，含水量過大或過小，有機質(zhì)含量過高，石灰的存放時間

22、過長等；灰土拌合不均勻；土料含水量過大或過小，土料沒過篩就使用，土料含有機質(zhì)、雜質(zhì)過多。如此種種。 預防和處理辦法，要針對不同的質(zhì)量不合格原因，采取相應的措施?？偲饋碚f，就是要嚴把材料近料關，定期對材料進行抽樣檢查，甚至對每批進廠材料均要抽樣檢查，嚴禁不合格的填料用于墊層工程中。,4.2 換填墊層法,34,（3）分層填筑密實度不均勻或密度值太小。 產(chǎn)生的原因主要是，由于施工時分層厚度太大，導致分層鋪筑密實度達不到設計要求，或者由于

23、填土的含水量遠大于或小于其最優(yōu)含水量以及壓實遍數(shù)不夠均會導致墊層密實度達不到設計要求。預防和處理的辦法為：改進施工方法，采用恰當?shù)姆謱雍穸?、壓實遍?shù)，嚴格控制施工時填料的含水量接近其最優(yōu)含水量。對于砂石墊層、干渣墊層，一般要保持灑水飽和時進行施工。對素土、灰土和粉煤灰墊層，含水量要在 范圍內(nèi)施工才能達到設計密實度。,4.2 換填墊層法,35,墊層質(zhì)量檢驗包括：分層施工質(zhì)量檢查和工程質(zhì)量驗收。 1. 分層施工質(zhì)量檢驗分層施工的質(zhì)量

24、和質(zhì)量標準應使墊層達到設計要求的密實度。檢驗方法主要有：環(huán)刀法和貫入法(可用鋼叉或鋼筋貫入代替)兩種。,4.2.4 質(zhì)量檢驗,4.2 換填墊層法,36,(1)環(huán)刀法：用容積不小于200 的環(huán)刀壓入墊層中的每層2／3的深度處取樣，測定其干密度，干密度應不小于該砂石料在中密狀態(tài)的干密度值。 (2)貫入測定法：先將砂墊層表面3cm左右厚的砂刮去，然后用貫入儀、鋼釵或鋼筋以貫入度的大小來定性地檢驗砂墊層質(zhì)量，以不大于通過相關試驗所確定的貫入

25、度為合格。,4.2 換填墊層法,37,2. 工程竣工質(zhì)量驗收 工程竣工質(zhì)量驗收的檢測、試驗方法有： (1) 靜載荷試驗 (2) 靜力觸探試驗 (3) 標準貫入試驗 (4) 輕便觸探試驗 (5) 中型或重型以及超重型動力觸探試驗 (6) 現(xiàn)場取樣做物理、力學性質(zhì)試驗,4.2 換填墊層法,38,4.3排水固結(jié)法,4.3 排水固結(jié)法,39,排水固結(jié)法是對天然地基，或先在地基設置沙井（袋裝沙井或塑料排水帶）等豎向排水體，然

26、后利用建筑物本身重量分級逐漸加載，或在建筑物建造前在場地先行加載預壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降時，同時強度逐漸提高的方法。該法常用于解決軟粘土地基的沉降和穩(wěn)定問題，可使地基的沉降在加載預壓期間不致產(chǎn)生過大的沉降和沉降差。同時，可增加地基土的抗剪強度，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。,4.3.1 概述,4.3 排水固結(jié)法,40,排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩個主要部分組成。加壓系統(tǒng)，是為地基提供必要的固壓力而設置

27、的，它是地基土層因產(chǎn)生附加壓力而發(fā)生排水固結(jié)。設置排水系統(tǒng)則是為了改善地基原有的天然排水系統(tǒng)的邊界條件，增加孔隙水排出路徑，縮短排水距離，從而加速地基土的排水固結(jié)進程。,4.3 排水固結(jié)法,41,排水固結(jié)法處理地基，他適合于淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和粘性土地基。,4.3.2 適用范圍,4.3 排水固結(jié)法,42,運用排水固結(jié)法原理的各種地基處理方法，其施工主要內(nèi)容可歸納為三個主要方面：鋪設排水砂墊層；設置豎向排水體；施加固結(jié)壓力。

28、1. 平排水砂墊層施工排水砂墊層的作用是使在預壓過程中，從土體進入墊層的滲流水迅速排出，使土體固結(jié)能正常進行，因而墊層的質(zhì)量將直接關系到加固效果和預壓時間長短。,4.3.3 施工要點,4.3 排水固結(jié)法,43,（1）墊層材料墊層材料應采取滲水好的砂料，其滲透系數(shù)一般不低于10-3cm/s，同時能起到一定的反濾作用。通常采用級配良好的中粗砂，含泥量不大于3%，一般不宜采用粉、細砂。也可采用連通砂井的砂溝來代替整片砂墊層。,4.3

29、排水固結(jié)法,44,（2）墊層厚度排水墊層的厚度首先要滿足從土層滲入墊層的滲流水能及時的排出，另一方面應起到持力層的作用。一般情況應選用30～50cm厚度。對新吹填不久的或無硬殼層的軟粘土及水下施工的特殊條件，應采用厚的或混合料排水墊層。,4.3 排水固結(jié)法,45,（3）墊層施工①若地基承載力較好，能上一般建筑機械時，可采用機械分堆攤鋪法，即先堆成若干砂堆，然后用推土機或人工攤平。②當硬殼層承載力不足時，可采用順序推進鋪筑法，避免

30、機械進入未鋪墊層的場地。③若地基表面非常軟，若新沉積或新吹填不久的超軟地基，首先要改善地基表面的持力條件，可現(xiàn)在地基表面鋪設筋網(wǎng)層，再鋪砂墊層。筋網(wǎng)可用土工聚合物、塑料編織網(wǎng)或竹筋網(wǎng)等材料。④盡管對超軟地基表面采取了加強措施，但持力條件仍然很差，一般輕型機械上不去，在這種情況下，通常采用人工或輕便機械順序推進鋪設。,4.3 排水固結(jié)法,46,2. 豎向排水體施工豎向排水體有用30～50cm直徑的普通砂井；7～12cm直徑的袋裝砂

31、井；10cm寬的塑料排水帶。（1）砂井施工砂井施工要求： 保證砂井連續(xù)和密實，并且不出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象；盡量減少對周圍土的擾動；砂井的長度、直徑和間距應滿足設計要求。 砂井施工一般先在地基中成孔，再在孔內(nèi)灌砂形成砂井。表4.3為砂井成孔和灌砂方法。選用時應盡量選用對周圍土擾動小且施工效率高的方法。,4.3 排水固結(jié)法,47,表4.3 砂井成孔和灌砂方法,4.3 排水固結(jié)法,48,砂井成孔的典型方法有沉管法、射水法、螺旋鉆成孔

32、法和爆破法等。① 沉管法該法是將帶活瓣管尖或套用混凝土端靴的套管沉到預定深度，然后在管內(nèi)灌砂、拔出套管形成砂井。根據(jù)沉管工藝的不同，又分為靜壓沉管法、錘擊沉管法、錘擊靜壓聯(lián)合沉管法和振動沉管法等。,4.3 排水固結(jié)法,49,② 水沖成孔法該法是通過專用噴頭、依靠高壓下的水射流成孔，成孔后經(jīng)清孔、灌砂形成砂井。射水成孔工藝，對土質(zhì)較好且均勻的粘性土地基是較適用的，但對土質(zhì)很軟的淤泥，因成孔和灌砂過程中容易縮孔，很難保證砂井的直徑

33、和連續(xù)性，對夾有粉砂薄層的軟土地基，若壓力控制不嚴，宜在沖水成孔時出現(xiàn)串孔，對地基擾動較大。射水成孔的設備比較簡單，對土的擾動較小，但在泥漿排放、塌孔、縮頸、串孔、灌砂等方面都存在一定的問題。,4.3 排水固結(jié)法,50,③ 螺旋鉆成孔法該法以螺旋鉆具干鉆成孔，然后在孔內(nèi)灌砂形成砂井。此法適用于陸上工程，砂井長度在10m以內(nèi)，土質(zhì)較好，不會出現(xiàn)縮頸和塌孔現(xiàn)象的軟弱地基。該法所用設備簡單而機動，成孔比較規(guī)整，但灌砂質(zhì)量較難掌握，對很軟

34、弱的地基也不適用。,4.3 排水固結(jié)法,51,④ 爆破成孔法此法是先用直徑73mm的螺紋鉆鉆成一個砂井所要求設計深度的孔，在孔中放置由傳爆線和炸藥組成的條藥包，爆破后將孔擴大，然后往孔內(nèi)灌砂形成砂井。這種方法施工簡易，不需要復雜的機具，適用于深為6～7m的淺砂井。制作砂井的砂宜用中砂，砂的粒徑必須能保證砂井具有良好的滲水性。砂井粒度要不被粘土顆粒堵塞。砂應是潔凈的，不應有草根等雜物，其含泥量不應超過3%。,4.3 排水固結(jié)法,5

35、2,（2）袋裝砂井施工普通砂井常用的施工方法，其缺點是：套管成孔法在打設套管時必將擾動其周圍土，使透水性減弱（即涂抹作用）；射水成孔法對含水量高的軟土地基施工質(zhì)量難以保證，砂井中容易混入較多的泥砂；螺旋鉆成孔法在含水量高的軟土地中也難做到孔壁直立，施工過程中需要排除廢土，而處理廢土需要人力、場地和時間，因此它的適用范圍也受到一定的限制。應當指出，對含水量很高的軟土，應用砂井容易產(chǎn)生縮頸、斷頸或錯位現(xiàn)象。,4.3 排水固結(jié)法,53,①

36、 施工機具袋裝砂井直徑一般為70～120㎜，為了提高施工效率，減輕設備重量，國內(nèi)外均開發(fā)了專用于袋裝砂井施工的專用設備，基本形式為導管式振動打設機。但在移位方式上則各有差異。國內(nèi)幾種典型設備有履帶臂架式、步履臂駕式、軌道門架式、吊機導架式等，其性能如表4.4所示。,表4.4 打設機械性能表,4.3 排水固結(jié)法,54,② 砂袋材料的選擇砂袋材料必須具有透水、透氣、足夠的強度、韌性和柔性，并且在水中能起耐腐蝕和濾網(wǎng)作用。,4.3 排

37、水固結(jié)法,55,③ 袋裝砂井直徑、長度和間距選擇袋裝砂井的直徑一般采用70～120㎜，間距1.5～2.0m，井徑比為15～25。灌入砂袋的砂宜用干砂，并應灌制密實。砂袋長度應較砂井孔長度長50㎝，使其放入井孔內(nèi)后能露出地面，以便埋入排水砂墊層中。袋裝砂井施工時，所用鋼管的內(nèi)徑宜略大于砂井直徑，以減小施工過程中對地基土的擾動。另外，拔管后帶上砂袋的長度不宜超過500㎜。,4.3 排水固結(jié)法,56,3. 施加預壓荷載產(chǎn)生固結(jié)壓力的

38、荷載一般可為三類：一是利用建筑物自重加壓；二是外加預壓荷載；三是通過減小地基土的孔隙水壓力而增加固結(jié)壓力的方法。,4.3 排水固結(jié)法,57,（1）利用建筑物自重加壓利用建筑物本身自重時對地基加壓是一種經(jīng)濟而有效的方法。此法一般應用于以地基的穩(wěn)定性為控制條件，能適應較大變形的建筑物，如路堤、土壩、儲礦場、油罐、水池等。特別是對油罐和水池等建筑物，先進行充水加壓，一方面可檢驗罐壁本身有無滲透現(xiàn)象，同時，還利用分級逐漸充水預壓，使地

39、基土強度得以提高，滿足穩(wěn)定性要求。,4.3 排水固結(jié)法,58,（2）堆載預壓堆在預壓的材料一般以散料為主，如土、石料、砂、磚等。大面積施工時通常采用自卸汽車與推土機聯(lián)合作業(yè)。對超軟地基的堆載預壓，第一級荷載宜用輕型機械或人工作業(yè)。堆載預壓工藝簡單，但處理不當，特別是加荷速率控制不好時，卻容易導致工程施工的失敗。因此，施工時應注意以下幾點：①必須嚴格控制加載速率。 ②堆載面積要足夠。 ③要注意堆載過程中荷載的均勻分布，避免局部堆

40、載過高導致地基局部失穩(wěn)破壞。,4.3 排水固結(jié)法,59,（3）真空預壓真空預壓系統(tǒng)設置包括① 埋設水平向分布濾水管。 ② 鋪設密封膜。 ③ 設置抽氣系統(tǒng)。,4.3 排水固結(jié)法,60,（4）降水預壓井點降水，一般是先用高壓射水將井管外徑為28～50㎜、下端具有長約1.7m的濾管沉到所需要深度，并將井管頂部用管路與真空泵相連，借真空泵的吸力使地下水位下降，形成漏斗狀的水位線。井管間距視土質(zhì)而定，一般為0.8～2.0m，井點可

41、按實際情況進行布置。濾管長度一般取1～2m，濾孔面積應占濾管表面積的20～25%，濾管外包兩層濾網(wǎng)，以防止濾管被堵塞。降水預壓法較堆載預壓法另一個優(yōu)點，降水預壓使土中孔隙水壓力降低，所以不會發(fā)生土體破壞，因而不需控制加荷速率，可一次降至預定深度，從而加速固結(jié)時間。,4.3 排水固結(jié)法,61,（1）對于以抗滑穩(wěn)定性控制的重要工程，應在預壓區(qū)內(nèi)選擇有代表性的地點預留孔位，在加載不同階段進行不同深度的十字板抗剪強度試驗和取土樣進行室內(nèi)試驗

42、，以檢驗地基的抗滑穩(wěn)定性，并檢驗地基的處理效果。（2）在預壓期間應及時整理變形與時間、孔隙水壓力與時間等關系曲線，推算地基的最終固結(jié)變形量，不同時間的固結(jié)度和相應的變形量，以分析處理效果并為確定卸載時間提供依據(jù)。,4.3.4 質(zhì)量檢驗,4.3 排水固結(jié)法,62,（3）真空預壓處理地基除應進行地基變形和孔隙水壓力觀測外，尚應量測膜下真空度和砂井不同厚度的真空度，真空度應滿足設計要求。（4）預壓后地基應進行十字板抗剪強度試驗及室內(nèi)土試

43、驗等，以檢驗處理效果。,4.3 排水固結(jié)法,63,4.4強夯法,4.4 強夯法,64,強夯法，又稱動力固結(jié)法或動力密實法。這種方法是利用起吊設備將100～400kN的重錘(最重可達2000kN)吊離地面6～40m高后，自由落下，對地基土施以強大沖擊能量的夯擊，通過反復多次夯打，使土體受到強力夯實，從而提高地基承載力，降低其壓縮性。,4.4.1 概述,4.4 強夯法,65,由于強夯法施工簡便、費用低廉，且效果顯著，因此在工程中應用

44、廣泛。適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏，性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基，但應用于高 飽和度的粉土和黏性土地基時應慎重對待。,4.4.2 適用范圍,4.4 強夯法,66,1. 一般情況下夯錘重可取 10～20t。其底面形式宜采用圓形。錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力值可取25～40kPa，對于細顆粒土錘底靜壓力宜取小值。錘的底面宜對稱設若干個與其頂面貫通的排氣孔，孔徑可取250～300mm。2. 強夯施工宜采用帶

45、自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其它專用設備。采用履帶式起重機時，可在臂桿端部設置輔助門架，或采取其它安全措施，防止落錘時機架傾覆。,4.4.3 施工要點,4.4 強夯法,67,3. 當?shù)叵滤惠^高，夯坑底積水影響施工時，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料。夯坑內(nèi)或場地積水應及時排除。4. 強夯施工前，應查明場地內(nèi)范圍的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因強夯施工而造成破壞。5. 當強夯施工所

46、產(chǎn)生的振動，對鄰近建筑物或設備產(chǎn)生產(chǎn)生有害的影響時，應采取防振或隔振措施。,4.4 強夯法,68,6. 強夯施工可按下列步驟進行：（1）清理并平整施工場地；（2）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；（3）起重機就位，使夯錘對準夯點位置；（4）測量夯前錘頂高程；（5）將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平；（6）按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準，完

47、成一個夯點的夯擊；重復步驟（3）至（6），完成第一遍全部夯點的夯擊；（7）用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；（8）在規(guī)定的時間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。,4.4 強夯法,69,7. 強夯施工過程中應有專人負責下列監(jiān)測工作：（1）開夯前應檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求；（2）在每遍夯擊前，應對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏

48、差和漏夯應及時糾正；（3）按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和夯沉量。8. 施工過程中應對各項參數(shù)及施工情況進行詳細記錄。,4.4 強夯法,70,1. 檢查強夯施工過程中的各項測試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設計要求時應補夯和采取其它有效措施。2. 強夯施工結(jié)束后應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，其間隔可取1～2 周；低飽和度的粉土和黏性土地基可取2～4 周。,4.4.4 質(zhì)量檢驗,4.4 強夯法,71,3.

49、 質(zhì)量檢驗的方法，宜根據(jù)土性選用原位測試和室內(nèi)土工試驗。對于一般工程應采取兩種或兩種以上的方法進行檢驗；對于重要工程項目應增加檢驗項目，也可做現(xiàn)場大壓板載荷試驗。4. 質(zhì)量檢驗的數(shù)量，應根據(jù)場地復雜程度和建筑的重要性確定。對于簡單場地上的一般建筑物，每個建筑物地基的檢驗點不應少于3 處；對于復雜場地或重要建筑物地基應增加檢驗點數(shù)。檢驗深度應不小于設計處理的深度。,4.4 強夯法,72,4.5灰土樁擠密法,4.5 灰土樁擠密法,7

50、3,灰土樁擠密法，是將鋼管通過錘擊、振動等方式沉人土中，形成孔位，孔中分層填人石灰與土的混合料，經(jīng)分層搗實后，形成灰土樁。樁管構(gòu)造如圖4.1所示，灰土樁夯實機構(gòu)造如圖4.2所示，土中成孔方法亦可使用沖擊、爆破等形式?；彝翗稊D密法的加固機理是：成孔過程中，樁位處土體被迫擠向樁周土中，土受擠壓后，孔隙體積減少，樁間土因而密實，地基承載力提高；同時，樁體搗實后，自身強度很高，樁與樁間土組成復合地基，共同承擔建筑物荷載。,4.5.1 概述,4

51、.5 灰土樁擠密法,74,圖4.1 樁管構(gòu)造1-φ275mm無縫鋼管；2-φ300mm×10mm無縫鋼管；3-活動樁尖；4-10mm厚封頭板（設φ300mm排氣孔）；5-φ45mm管焊于樁管內(nèi)，穿M40螺栓；6-重塊,4.5 灰土樁擠密法,75,圖4.2 灰土樁夯實機構(gòu)造（樁直徑350mm）1-機架；2-鑄鋼夯錘，重45kg；3-1t卷揚機；4-樁孔,4.5 灰土樁擠密法,76,灰土樁擠密法適用于處理地下

52、水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。當以消除地基濕陷性為主要目的時，宜選用土樁；當以提高地基承載力或水穩(wěn)定性為主要目的時，宜選用灰土樁。處理深度宜為5～15m。 但當?shù)鼗看笥?3％及其飽和度大于65％時，拔管過程中，樁體易產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，沉管時樁周土易隆起，成樁質(zhì)量得不到保證，因此不宜采用土或灰土樁擠密法。,4.5.2 適用范圍,4.5 灰土樁擠密法,77,灰土樁的施工應按設計要求和現(xiàn)場條件選用沉管(振動或錘擊)、沖擊或爆

53、擴等方法進行成孔，使土向孔的周圍擠密。沉管(錘擊、振動)成孔，宜為0.50~0.70m；沖擊成孔，宜為1.20～1.50m。成孔時，地基土宜接近最優(yōu)(或塑限)含水量，當土的含水量低于12％時，宜對擬處理范圍內(nèi)的土層進行增濕。應于地基處理前4～6d，將需增濕的水通過一定數(shù)量和一定深度的滲水孔，均勻地浸入擬處理范圍內(nèi)的土層中。,4.5.3 施工要點,4.5 灰土樁擠密法,78,1.成孔和孔內(nèi)回填夯實應符合下列要求：(1)成孔和孔內(nèi)回

54、填夯實的施工順序，當整片處理時，宜從里(或中間)向外間隔1～2孔進行，對大型工程，可采取分段施工；當局部處理時，宜從外向里間隔1～2孔進行； (2)向孔內(nèi)填料前，孔底應夯實，并應抽樣檢查樁孔的直徑、深度和垂直度；(3)樁孔的垂直度偏差不宜大于1.5％；(4)樁孔中心點的偏差不宜超過樁距設計值的5％；(5)經(jīng)檢驗合格后，應按設計要求，向孔內(nèi)分層填人篩好的素土、灰土或其他填料，并應分層夯實至設計標高。,4.5 灰土樁擠密法,79,

55、樁孔填料夯實機目前有兩種：一種是偏心輪夾桿式夯實機；另一種是采用電動卷揚機提升式夯實機。前者可上、下自動夯實，后者需用人工操作。夯錘形狀一般采用下端呈拋物線錘體形的梨形錘或長錘形。二者重量均不小于0.1t。夯錘直徑應小于樁孔直徑100mm左右，使夯錘自由下落時將填料夯實。填料時每一鍬料夯擊一次或二次，夯錘落距一般在600～700mm，每分鐘夯擊25～30次，長6m樁可在15～20min內(nèi)夯擊完成。,4.5 灰土樁擠密法,80,2.

56、施工中可能出現(xiàn)的問題和處理方法(1) 夯打時樁孔內(nèi)有滲水、涌水、積水現(xiàn)象可將孔內(nèi)水排出地表，或?qū)⑺虏糠指臑榛炷翗痘蛩槭瘶?，水上部分仍為?或灰土)樁。,4.5 灰土樁擠密法,81,(2) 沉管成孔過程中遇障礙物時可采取以下措施處理：①用洛陽鏟探查并挖除障礙物，也可在其上面或四周適當增加樁數(shù)，以彌補局部處理深度的不足，或從結(jié)構(gòu)上采取適當措施進行彌補；②對未填實的墓穴、坑洞、地道等面積不大，挖除不便時，可將樁打穿通過，并在此范圍

57、內(nèi)增加樁數(shù)，或從結(jié)構(gòu)上采取適當措施進行彌補。,4.5 灰土樁擠密法,82,(3) 夯打時造成縮徑、堵塞、擠密成孔困難、孔壁坍塌等情況，可采取以下措施處理：①當含水量過大縮徑比較嚴重時，可向孔內(nèi)填干砂、生石灰塊、碎磚碴、干水泥、粉煤灰；如含水量過小，可預先浸水，使之達到或接近最優(yōu)含水量；②遵守成孔順序，由外向里間隔進行(硬土由里向外)；③施工中宜打一孔，填一孔，或隔幾個樁位跳打夯實；④合理控制樁的有效擠密范圍。,4.5 灰土樁

58、擠密法,83,夯實質(zhì)量的檢驗方法有下列幾種：(1)輕便觸探檢驗法　先通過試驗夯填，求得“檢定錘擊數(shù)”，施工檢驗時以實際錘擊數(shù)不小于檢定錘擊數(shù)為合格。(2)環(huán)刀取樣檢驗法　先用洛陽鏟在樁孔中心挖孔或通過開剖樁身，從基底算起沿深度方向每隔1.0～1.5m用帶長把的小環(huán)刀分層取出原狀夯實土樣，測定其干密度。(3)載荷試驗法　對重要的大型工程應進行現(xiàn)場載荷試驗和浸水載荷試驗，直接測試承載力和濕陷情況。,4.5.4 質(zhì)量檢驗,4.5 灰土

59、樁擠密法,84,4.6CFG樁復合地基,4.6 CFG樁復合地基,85,水泥粉煤灰碎石樁（簡稱CFG樁），是由碎石、石屑、砂石和粉煤灰摻適量水泥加水拌和，用各種成樁機械在地基中制成的強度等級為C5～C25的樁。亦即這種處理方法是通過在碎石樁體中添加以水泥為主的膠結(jié)材料、添加粉煤灰是為增加混合料的和易性并有低標號水泥的作用，同時還添加適量的石屑以改善級配，使樁體獲得膠結(jié)強度并從散體材料樁轉(zhuǎn)化為具有某些柔性樁特點的高粘結(jié)強度樁，樁、樁間

60、土和褥墊層一起構(gòu)成復合地基。,4.6.1 概述,4.6 CFG樁復合地基,86,CFG樁復合地基既適用于條形基礎、獨立基礎，也適用于筏基、箱形基礎。就土性而言，適用于處理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥質(zhì)土地基。既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。當CFG樁用于擠密效果好的土時，承載力的提高既有擠密作用，又有置換作用，當CFG樁用于擠密效果差的土時，承載力的提高只與置換作用有關。CFG樁和其它復合地基的樁型相比，它的置

61、換作用很突出，這是CFG樁的一個重要特征。,4.6.2 適用范圍,4.6 CFG樁復合地基,87,1. 振動沉管CFG樁CFG樁復合地基于1988年提出并用于工程實踐，首先選用的是振動沉管CFG樁施工工藝。振動沉管打樁機成樁存在如下幾個主要問題：（1）難以穿透厚的硬土層如砂層、卵石層等；（2）振動及噪音污染嚴重；（3）在臨近已有建筑物施工時，振動對建筑物可能產(chǎn)生不良影響。（4）振動沉管打樁機成樁為非排土成樁工藝（擠土成樁

62、工藝），在飽和粘性土中成樁，會造成地表隆起擠斷己打樁，在高靈敏度土中施工可導致樁間土強度的降低，容易出現(xiàn)縮頸、斷樁等質(zhì)量事故。（5）施工時，混合料從攪拌機到樁機進料口的水平運輸一般為翻斗車或人工運輸，效率相對較低。對于長樁，拔管過程中尚需空中投料，操作不便。,4.6 CFG樁復合地基,88,2. 長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁該工藝具有以下優(yōu)點：（1）低噪音，無泥漿污染。（2）成孔制樁時不產(chǎn)生振動，避免了新打樁對已打樁產(chǎn)生的不良影響

63、。（3）成孔穿透能力強，可穿透硬土層，諸如砂層、圓礫層和粒徑不大于60mm的卵石層。（4）施工效率高。長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝由于具有上述優(yōu)點，已成為在城區(qū)或居民區(qū)內(nèi)采用CFG樁復合地基施工的首選工藝。,4.6 CFG樁復合地基,89,3. 其他CFG樁除上述兩種常用的CFG樁施工工藝外，CFG樁施工還可根據(jù)土質(zhì)情況、設備條件采用以下工藝：（1）長螺旋鉆孔灌注成樁。適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以

64、上的砂土等，屬非排土成樁工藝。（2）泥漿護壁鉆孔灌注成樁。適用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、礫(碎)石土及風化巖層分布的地基。（3）人工或機械洛陽鏟成孔灌注成樁。適用于處理深度不大，地下水位以上的粘性土、粉土和填土地基。,4.6 CFG樁復合地基,90,1. 適用條件這種施工方法適用于無堅硬土層和密實砂層的地層條件，以及對振動噪音限制不嚴格的場地。,4.6.3 振動沉管CFG樁施工要點,4.6 CFG樁復合地基,91,2.

65、 施工設備及工藝施工設備是振動沉管樁機。（1）樁機進入現(xiàn)場，根據(jù)設計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度，并進行設備組裝。（2）樁機就位，調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1％。（3）啟動馬達，沉管到預定標高，停機。（4）沉管過程中做好記錄，每沉1m記錄電流表上的電流次。并對土層變化處予以說明。（5）停機后立即向管內(nèi)投料，直到混合料與進料口齊平。（6）啟動馬達，留振5～10s，開始拔管。（7）沉管拔出地面，確認

66、成樁符合設計要求后用粒狀材料或濕粘性土封頂。然后移機進行下一根樁的施工。,4.6 CFG樁復合地基,92,3. 施工順序選擇在設計樁的施工順序時，主要考慮新打樁對已打樁的影響。施打順序大體可分為兩種類型，一是連續(xù)施打，從1號樁開始，依次2號、 3號……，連續(xù)打下去；二是間隔跳打，可以隔—根樁也可隔多根樁，先打1、3、5……，后打2、4、6……。連續(xù)施打可能造成樁的缺陷是樁徑被擠扁或縮頸。如果樁距不太小，混合料尚未初凝。連打一般較

67、少發(fā)生樁完全斷開。隔樁跳打，先打樁的樁徑較少發(fā)生縮小或縮頸現(xiàn)象，但土質(zhì)較硬時，在已打樁中間補打新樁時，巳打的樁可能產(chǎn)生被震裂或震斷。,4.6 CFG樁復合地基,93,4. 施工中常見的幾個問題 （1）施工對土的強度影響 （2）縮頸和斷樁 （3）樁體強度不均勻 （4）土料混合,4.6 CFG樁復合地基,94,,4.6.4 長螺旋鉆管CFG樁施工要點,適用條件 施工設

68、備 CFG工藝性試驗 場地平整 測量放樣 鉆機就位 鉆進成孔 驗孔 混合料攪拌灌筑成樁移機樁頭截除、修整成品保護施工中常見的問題,4.6 CFG樁復合地基,95,13. 成品保護 （1）樁頭的保護①為了達到樁頂高程及保證樁頂?shù)膹姸龋瑧O置保護樁長，一般宜高于設計標高50cm，并采用濕黏土對樁頂封囤保護。②樁體達到一定強度后(一般3～7d)，方可挖槽。③嚴禁挖槽時機械撞擊樁頭。④不可用重錘或重物橫向擊打