1、會計學1特殊特殊(tsh)土地基與地基處理土地基與地基處理第一頁，共221頁。6.6 地基處理(chl)概述第2頁/共221頁第二頁，共221頁。第3頁/共221頁第三頁，共221頁。加拿大特朗斯康谷倉，建于1913年。高31m，寬23m，片筏基礎。由于事前未探明有厚達16m的軟土層，建成儲存谷物后，西側突然陷入土中8.8米，東側抬高1.5m，倉身傾斜27o。地基強度(qingd)不夠失事的谷倉第4頁/共221頁第四頁，共221頁。路基(lj)滑坡由于路基下伏軟土地(td)基，因其強度不夠而導致路基滑坡。第5頁/共221頁第五頁，共221頁。因地基(dj)不均勻沉降導致墻體開裂第6頁/共221

2、頁第六頁，共221頁。地基沉降變形(bin xng)因其路面開裂第7頁/共221頁第七頁，共221頁。滲漏產生的問題：1）蓄水(x shu)水位下降；2）產生流土、管涌，大壩失事第8頁/共221頁第八頁，共221頁。第9頁/共221頁第九頁，共221頁。 路基路面(lmin)塌陷第10頁/共221頁第十頁，共221頁。第11頁/共221頁第十一頁，共221頁。二、地基(dj)處理對象第12頁/共221頁第十二頁，共221頁。軟土雜填土沖填土飽和(boh)松砂濕陷黃土(hungt)膨脹土有機質土山區土巖溶第13頁/共221頁第十三頁，共221頁。中沉積，并經生物化學作用而形成，是具有特殊性質的粘

3、性土。具有高含水率，高孔隙比，高壓縮性、抗剪強度低，觸變性和流變性等不良特征。第14頁/共221頁第十四頁，共221頁。第15頁/共221頁第十五頁，共221頁。3）雜填土 主要是人類在生產和生活活動中，堆填建筑垃圾、工業廢料、生活垃圾等雜物形成的填土。這些土的組成物質中，建筑垃圾性能較為穩定，工業垃圾遇水會發生變化；生活垃圾成分極為復雜，混合不均勻。雜填土性質與堆填年齡有關，填齡較短者往往是欠固結( ji)，一般填齡達到五年左右的雜填土，性質才逐漸趨于穩定。雜填土大多疏松且不均勻，在同一場地的不同位置，其承載力和壓縮性往往有較大差異。第16頁/共221頁第十六頁，共221頁。第17頁/共22

4、1頁第十七頁，共221頁。第18頁/共221頁第十八頁，共221頁。筑物開裂。 3）山區土巖組合地基第19頁/共221頁第十九頁，共221頁。第20頁/共221頁第二十頁，共221頁。四、地基(dj)處理定義第21頁/共221頁第二十一頁，共221頁。五、地基(dj)處理方法第22頁/共221頁第二十二頁，共221頁。第23頁/共221頁第二十三頁，共221頁。第24頁/共221頁第二十四頁，共221頁。第25頁/共221頁第二十五頁，共221頁。第26頁/共221頁第二十六頁，共221頁。第27頁/共221頁第二十七頁，共221頁。第28頁/共221頁第二十八頁，共221頁。第29頁/共22

5、1頁第二十九頁，共221頁。第30頁/共221頁第三十頁，共221頁。淤泥(yn)、淤泥(yn)質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土墊層厚度(hud)，墊層寬度砂石、粉質粘土、灰土(hu t)、粉煤灰、礦渣、工業廢渣、土工合成材料分層夯實，控制含水量6.7 墊層法第31頁/共221頁第三十一頁，共221頁。6.7.1 墊層的作用(zuyng)第32頁/共221頁第三十二頁，共221頁。三、墊層法的作用(zuyng)第33頁/共221頁第三十三頁，共221頁。 換填法適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層處理。常用于輕型建筑、地坪(d pn)、堆料場地和道路工程等地基

6、處理。當建筑物荷載不大，軟弱土層厚度較小時，采用換填墊層法能取得較好的效果。四、墊層法的適用范圍第34頁/共221頁第三十四頁，共221頁。6.7.2 換土墊層的設計(shj)zczazf第35頁/共221頁第三十五頁，共221頁。tan2tan2cdkzzbzlplbtan2zzbpbcdk圖5-1 砂墊層剖面圖對于(duy)條形基礎：對于(duy)矩形基礎：第36頁/共221頁第三十六頁，共221頁。cdl 基礎(jch)底面處土的自重壓力。 一般砂墊層的厚度(hud)約為1-2m左右。砂墊層厚度(hud)一般不宜大于3m，太厚施工困難，也不宜小于0.5m，太薄則換土墊層的作用不顯著。第3

7、7頁/共221頁第三十七頁，共221頁。2砂墊層底面尺寸(ch cun)的確定第38頁/共221頁第三十八頁，共221頁。l墊層頂面每邊最好比基礎底面大300mm，或從墊層底面兩側向上按當地開挖基坑經驗的要求放坡延伸至地面。整片墊層的寬度(kund)可根據施工的要求適當加寬。當墊層的厚度、寬度(kund)和放坡線確定后，即得砂墊層的設計斷面。第39頁/共221頁第三十九頁，共221頁。第40頁/共221頁第四十頁，共221頁。清除浮土，保持邊坡穩定。若基坑或基槽兩側有低于地基的孔洞、溝、井和墓穴等，應在未做墊層前加以填實。第41頁/共221頁第四十一頁，共221頁。n（4）當砂石墊層底面由于建

8、筑物構造要求不在同一標高時，應注意分層搭接處的搗實，施工應按先深后淺的順序進行。第42頁/共221頁第四十二頁，共221頁。筋等工具以貫入度大小來衡量砂墊層的質量。第43頁/共221頁第四十三頁，共221頁。6.8 復合(fh)地基6.8.1 復合地基的概念(ginin)與分類6.8.2 復合(fh)地基的作用機理6.8.4 復合地基的有關設計參數6.8.5 復合地基承載力的確定 6.8.6 復合地基變形計算第44頁/共221頁第四十四頁，共221頁。發展(fzhn)概況復合地基(dj)（Composite Foundation）一詞,國外最早見于1962年。復合地基的概念(ginin)已成為

9、很多地基處理方法的理論分析及公式建立的基礎和根據。它已廣泛地運用于如碎石樁、砂樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁和石灰樁等加固地基的理論分析中。初期 后來 主要指天然地基中設置碎石樁而形成的碎石樁復合地基 深層攪拌法和高壓噴射注漿法的應用，人們開始重視水泥土樁復合地基的研究 第45頁/共221頁第四十五頁，共221頁。?復合(fh)地基定義的爭論 復合地基是指兩種剛度（或模量）不同的材料（樁體和樁間土）所組成，在相對剛性基礎上兩者共同(gngtng)分擔上部荷載并協調變形（包括剪切變形）的地基。砂石樁復合(fh)地基或水泥土樁復合(fh)地基根據樁體的剛度樁體與基礎不相連與樁體剛度無關樁和樁間土共同承擔

10、荷載根據其工作狀態第46頁/共221頁第四十六頁，共221頁。一、復合地基的概念： 指天然地基在地基處理過程中部分土體被增強，或被置換，或在天然地基中設置加筋材料，加固(ji )區由基體（天然地基土體）和增強體兩部分組成的人工地基。二、復合地基的兩個基本(jbn)特點： 1.加固區是由增強體和其周圍地基土兩部分組成，是非均質和各向異性的；第47頁/共221頁第四十七頁，共221頁。 2.增強體和其周圍(zhuwi)地基土體共同承擔荷載并協調變形。第48頁/共221頁第四十八頁，共221頁。第49頁/共221頁第四十九頁，共221頁。三、復合地基的分類(fn li)與形成條件（1）根據地基中增強

11、體的方向可分為水平(shupng)向增強體復合地基和豎向增強體復合地基。均質人工(rngng)地基水平向增強復合地基豎直向增強復合地基第50頁/共221頁第五十頁，共221頁。（2）根據復合地基工作(gngzu)機理可作下述分類：水平向增強體復合地基剛性樁復合地基半剛性樁復合地基柔性樁復合地基粘結材料樁復合地基散體材料樁復合地基豎向增強體復合地基復合地基復合地基常用(chn yn)的形式水平(shupng)向增強復合地基豎直向增強復合地基斜向增強復合地基長短樁復合地基第51頁/共221頁第五十一頁，共221頁。地基復合(fh)地基樁基 的區別天然(tinrn)地基復合(fh)地基樁基礎第52頁

12、/共221頁第五十二頁，共221頁。四、我國復合(fh)地基技術發展： 1990年 河北承德，由中國建筑學會地基基礎專業委員會黃熙齡院士主持召開(zhoki)了我國第一次以復合地基為專題的學術討論會。應用領域 高等級公路房屋建筑鐵路(til)堆場機場堤壩第53頁/共221頁第五十三頁，共221頁。工業廠房(chngfng)地基第54頁/共221頁第五十四頁，共221頁。第55頁/共221頁第五十五頁，共221頁。房屋建筑粉噴樁復合(fh)地基第56頁/共221頁第五十六頁，共221頁。水下的碎石(su sh)樁復合地基第57頁/共221頁第五十七頁，共221頁。樁體作用(zuyng)墊層作用(

13、zuyng)加速固結( ji)作用擠密作用加筋作用 v6.8.2 復合地基的作用機理第58頁/共221頁第五十八頁，共221頁。v墊層作用：復合地基的墊層可調節樁土相對變形，避免荷載引起樁體應力集中，有效保證(bozhng)樁體正常工作。第59頁/共221頁第五十九頁，共221頁。v擠密作用：砂石樁等在施工過程中由于振動、擠壓等原因，可對樁間土起到一定(ydng)的密實作用。v加筋作用：通過(tnggu)在土層中埋設強度較大的土工合成材料、拉筋、受力桿件等達到提高地基承載力和整體剛度，減小沉降，或維持建筑物穩定的作用。第60頁/共221頁第六十頁，共221頁。剛性樁柔性樁，如石灰樁、水泥(sh

14、un)攪拌樁散體(snt)材料樁第61頁/共221頁第六十一頁，共221頁。 在復合地基中，取一根樁及其所影響的樁周土所組成的單元體作為研究對象。樁體的橫截面面積(min j)（Ap）與該樁體所承擔的復合地基面積(min j)（Ae）之比為復合地基面積(min j)置換率（m），則：22/peemAAdd式中：d-樁身平均直徑； de-一根樁分擔的處理(chl)地基面積的等效圓直徑。第62頁/共221頁第六十二頁，共221頁。22/peemAAdd過大或過小的結果(ji gu)？第63頁/共221頁第六十三頁，共221頁。s、s1、s2分別為樁間距、縱向(zn xin)間距和橫向間距。2.樁土

15、應力比 在荷載作用下，設復合地基中樁體的豎向平均應力為 ，樁間土的豎向平均應力為 ，則樁土應力比n為：pse1 2d =1.13 s s矩形布樁：第64頁/共221頁第六十四頁，共221頁。第65頁/共221頁第六十五頁，共221頁。(1)sppsEmEm E1(1)spsEm nE或第66頁/共221頁第六十六頁，共221頁。第67頁/共221頁第六十七頁，共221頁。(1)spkpkskfmfm f1(1)spkskfm nf/(1)spkapskfmRAm fv對小型工程的黏性土地基如無現場(xinchng)荷載試驗資料，初步設計時也可按下式估算：v水泥土粉煤灰碎石樁（水泥土類樁、混凝土

16、類樁）復合(fh)地基承載力可按 下式計算：第68頁/共221頁第六十八頁，共221頁。樁間土承載力折減系數，宜按地區經驗取值。第69頁/共221頁第六十九頁，共221頁。v6.8.6 復合地基變形計算v 在各類計算復合地基變形的方法中，通常把復v合地基沉降量分為兩部分(b fen)：復合地基加固區變形量v和加固區下臥層變形量。21sss加固(ji )區壓縮量 下臥層壓縮(y su)量 第70頁/共221頁第七十頁，共221頁。 1、加固(ji )區壓縮量計算方法 （1）復合(fh)模量法（Ecs法） sspscsEmmEE)1 ( （2）應力(yngl)修正法（Es法）pnmppss) 1(

17、1 （3）樁身壓縮量法（Ep法）pnmnpppp) 1(1 2、下臥層壓縮量計算方法（1）分層總和法 第71頁/共221頁第七十一頁，共221頁。（2）應力擴散法 該法假定復合地基頂面的荷載p在復合地基加固(ji )區內按壓力擴散角傳遞。對于寬度為b長度為L的矩形荷載，設加固(ji )區厚度為h，則作用在下臥層頂面上的附加應力為：(2 tan )(2 tan )hL b ppbhLh 第72頁/共221頁第七十二頁，共221頁。 （3）等效(dn xio)實體法2 tanhb ppbh第73頁/共221頁第七十三頁，共221頁。6.9 排水固結( ji)法排水固結法： 它是采用預壓、降低地下水

18、位、電滲等方法(fngf)促使土層排水固結，以減少地基的沉降和不均勻沉降，提高承載力。 主要用于處理軟弱粘性土地基。第74頁/共221頁第七十四頁，共221頁。 排水固結法加固軟土地基是一種比較成熟、應用廣泛的方法，它可以解決以下兩個方面問題： 1沉降問題：使地基的沉降在加載預壓(y y)期間大部分或基本完成，使建筑物在使用期間不致產生較大的沉降。 原理：在建筑場地上先加一個和上部結構相同的壓力進行加載預壓使土層固結，然后卸除荷載，再施工建筑物，可以使地基沉降減少，如進行超載預壓(預壓荷載大于建筑物荷載)效果(xiogu)將更好，但預壓荷載不應大于地基土的容許承載力。第75頁/共221頁第七十

19、五頁，共221頁。 2穩定(wndng)問題：加速地基土抗剪強度的增長，從 而提高地基的承載力和穩定(wndng)性。 原理：飽和軟粘土地基在荷載作用(zuyng)下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙體積慢慢地減小，地基發生固結變形。同時，隨著超靜孔隙水壓力逐漸消散，有效應力逐漸提高，地基土的強度逐漸增長。 第76頁/共221頁第七十六頁，共221頁。 土層的排水固結效果和它的排水邊界條件有關，粘性土固結所需的時間與排水距離的平方成正比，土層越厚，加固延續(ynx)的時間越長。為加速土層的固結，最有效的方法是先增加土層的排水途徑，縮短排水距離。然后分級加載預壓(也可利用建筑物本身重)，使軟土中孔隙加快

20、排出水，地基土固結沉降加快完成，強度也得到相應提高，當土質條件較好時，也可在天然地基上直接加載預壓。第77頁/共221頁第七十七頁，共221頁。一、砂井堆載預壓(y y)法 軟粘土滲透系數很低，為了縮短加載預壓后排水固結的歷時，對較厚的軟土層，常在地基中設置排水通道，使土中孔隙較快排出水。可在軟粘土中設置一系列的豎向排水通道(砂井、袋裝砂井或塑料排水板)，在軟土頂層設置橫向(hn xin)排水砂墊層如下圖所示，借此縮短排水途程，增加排水通道，改善地基滲透性能。 砂井堆載預壓(y y) 第78頁/共221頁第七十八頁，共221頁。砂井地基(dj)的設計1砂井的直徑(zhjng)和間距： 砂井的直

21、徑(zhjng)和間距主要取決于土的固結特性和施工期的要求。從原則上講，為達到相同的固結度，縮短砂井間距比增加砂井直徑(zhjng)效果要好，即以“細而密”為佳，不過，考慮到施工的可操作性，普通砂井的直徑(zhjng)為300-500mm。砂井的間距可根據地基土的固結特征和預定時間內所要求達到的固結度確定，間距可按為直徑(zhjng)的6-8倍選用。第79頁/共221頁第七十九頁，共221頁。2砂井深度： 砂井深度主要根據土層的分布、地基中的附加應力大小、施工期限和條件及地基穩定性等因素確定。當軟土不厚（一般為10-20m）時，盡量要穿過軟土層達到砂層；當軟土過厚（超過(chogu)20m）,

22、不必打穿粘土，可根據建筑物對地基的穩定性和變形的要求確定。對以地基抗滑穩定性控制的工程，豎井深度應超過(chogu)最危險滑動面2.0m以上。第80頁/共221頁第八十頁，共221頁。 3砂井排列： 砂井的平面布置可采取正方形或等邊三角形，在大面積荷載(hzi)作用下，認為每個砂井均起獨立排水作用。為了簡化計算，將每個砂井平面上的排水影響面積以等面積的圓來代替，可得一根砂井的有效排水圓柱體的直徑de和砂井間距l的關系按下式考慮：等邊三角形布置(bzh) llde05. 132正方形布置(bzh) llde128. 14第81頁/共221頁第八十一頁，共221頁。4砂井的布置范圍：由于在基礎以外

23、一定的范圍內仍然存在壓應力和剪應力，所以砂井的布置范圍應比基礎范圍大為好，一般由基礎的輪廓線向外增加2-4m。 5砂料：砂料宜用中、粗砂，必須保證(bozhng)良好的透水性，含泥量不應超過3%，滲透系數應大于10-3cm/s。 6砂墊層：為了使砂井有良好的排水通道，砂井頂部應鋪設砂墊層，墊層砂料粒度和砂井砂料相同(xin tn)，厚度一般為0.5 m-1 m。 第82頁/共221頁第八十二頁，共221頁。二、袋裝砂井和塑料(slio)排水板預壓法 用砂井法處理軟土地基如地基土變形較大或施工質量稍差常會出現砂井被擠壓截斷，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

24、上，出現了以袋裝砂井和塑料(slio)排水板代替普通砂井的方法，避免了砂井不連續缺點，而且施工簡便、加快了地基的固結，節約用砂，在工程中得到日益廣泛的應用。第83頁/共221頁第八十三頁，共221頁。 (一)袋裝砂井預壓法 目前國內應用的袋裝砂井直徑一般為70-120mm，間距為1.0m-2.0m(井徑比n約取15-20)。砂袋可采用聚丙烯或聚乙烯等長鏈聚合物編織制成，應具有足夠的抗拉強度、耐腐蝕、對人體(rnt)無害等特點。裝砂后砂袋的滲透系數不應小于砂的滲透系數。灌入砂袋的砂應為中、粗砂并振搗密實。砂袋留出孔口長度應保證伸入砂墊層至少300mm，并不得臥倒。 第84頁/共221頁第八十四頁

25、，共221頁。 袋裝砂井的設計理論、計算方法基本與普通砂井相同，它的施工已有相應的定型埋設機械，與普通砂井相比，優點(yudin)是：施工工藝和機具簡單、用砂量少；它間距較小，排水固結效率高，井徑小，成孔時對軟土擾動也小，有利于地基土的穩定，有利于保持其連續性。第85頁/共221頁第八十五頁，共221頁。袋裝砂井第86頁/共221頁第八十六頁，共221頁。多孔單一(dny)結構型塑料排水板 復合結構(jigu)塑料排水板 第87頁/共221頁第八十七頁，共221頁。塑料(slio)排水板第88頁/共221頁第八十八頁，共221頁。塑料(slio)排水板施工第89頁/共221頁第八十九頁，共22

26、1頁。施工(sh gng)后的塑料排水板第90頁/共221頁第九十頁，共221頁。三、天然地基堆載預壓法 天然地基堆載預壓法是在建筑物施工前，用與設計荷載相等(或略大)的預壓荷載(如砂、土、石等重物)堆壓在天然地基上使地基軟土得到壓縮固結以提高其強度(也可以利用建筑物本身的重量分級(fn j)緩慢施工)，減少工后的沉降量，待地基承載力、變形達到設計預期要求后，將預壓荷載撤除，在經預壓的地基上修建建筑物。 此方法費用較少，但工期較長。 如軟土層不太厚，或軟土中夾有多層細、粉砂夾層滲透性能較好，不需很長時間就可獲得較好預壓效果時可考慮采用，否則排水固結時間很長，應用就受到限制。此法設計計算可用一維

27、固結理論。第91頁/共221頁第九十一頁，共221頁。四、真空(zhnkng)預壓法和降水位預壓法 真空預壓法實質上是以大氣壓作為預壓荷重的一種預壓固結法。在需要加固的軟土地基表面鋪設砂墊層，然后(rnhu)埋設垂直排水通道(普通砂井、袋裝砂井或塑料排水板)，再用不透氣的封閉薄膜覆蓋軟土地基，使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內埋設的吸水管道，用真空泵進行抽氣，使其形成真空，當真空泵抽氣時，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內逐漸形成負壓，使土體內部與排水通道、墊層之間形成壓力差，在此壓力差作用下，土體中的孔隙水不斷排水，從而使土體固結。第92頁/共221頁第九十二頁，共221頁。 降低

28、水位預壓法是借井點抽水降低地下水位，以增加土的自重應力，達到預壓目的。其降低地下水位原理、方法和需要設備基本與井點法基坑排水相同(xin tn)。地下水位降低使地基中的軟弱土層承受了相當于水位下降高度水柱的重量而固結，增加了土中的有效應力。這一方法最適用于滲透性較好的砂土或粉土或在軟粘土層中存在砂土層的情況，使用前應摸清土層分布及地下水位情況等。 第93頁/共221頁第九十三頁，共221頁。6.10 擠(振)密法(m f)擠密砂樁法夯（壓）實法振沖法第94頁/共221頁第九十四頁，共221頁。一、擠密砂樁法 擠密砂（或砂石）樁法是用振動、沖擊或打入套管等方法在地基中成孔(孔徑一段為300mm6

29、00mm)，然后向孔中填入含泥量不大于5%的中、粗砂、粉、細砂料應同時摻入25%35%碎石或卵石，再加以夯擠密實(m shi)形成土中樁體從而加固地基的方法。 第95頁/共221頁第九十五頁，共221頁。 對于松散的砂土層，砂樁的加固機理有擠密作用、排水減壓作用和砂土地基預振作用。 對于松軟粘性土地基中，主要通過樁體的置換和排水作用加速樁間土的排水固結，并形成復合(fh)地基，提高地基的承載力和穩定性，改善地基土的力學性質。對于砂土與粘性土互層的地基及沖填土，砂樁也能起到一定的擠實加固作用。第96頁/共221頁第九十六頁，共221頁。（一）砂土加固(ji )范圍的確定 砂樁加固的范圍A(m2)

30、必需稍大于基礎的面積，一般應自基礎向外加大不少于0.5m或0.1b(b為基礎短邊的寬度，以m計)。一般認為砂（石）樁擠密地基的寬度應超出基礎寬度，每邊寬度不少于13排；用于防止砂土液化(yhu)時，每邊放寬不宜少于處理深度的1/2，且不小于5m；當可液化(yhu)層上覆蓋有厚度大于3m的非液化(yhu)土層時，每邊放寬不應小于液化(yhu)層厚度的1/2，并不應小于3m。第97頁/共221頁第九十七頁，共221頁。 A1的大小除與加固范圍A有關外，主要與土層加固后所需達到的地基容許承載力相對應的孔隙比有關。下圖表示砂樁加固后的地基。假設砂樁加固前地基土的孔隙比為e0，砂土加固范圍為A，加固后土

31、孔隙比為e1。從加固前后的地基中取相同大小的土樣可見(kjin)，加固前后原地基土顆粒所占體積不變，由此可得所需砂樁的面積A1（m2）：(二)所需砂樁的面積(min j)A1 AeeeA01011第98頁/共221頁第九十八頁，共221頁。(三)砂樁根數 確定A1后，可根據施工設備的能力，地基的類型和地基處理的加固要求(yoqi)，確定砂樁的直徑d(m)，目前國內實際采用的直徑一般為0.30.6m，由此求出砂樁根數n，則砂樁根數約為：214dAn第99頁/共221頁第九十九頁，共221頁。(四) 砂樁的布置(bzh)及其間距 為了使擠密作用比較均勻，砂樁的可按正方形、梅花形布置(bzh)或等邊

32、三角形，也可以為其他形式，如放射形等。 1001952. 0eeedl1001887. 0eeedl梅花(mihu)形：正方形：第100頁/共221頁第一百頁，共221頁。(五) 砂樁長度(chngd) 如軟弱土層不很厚，砂樁一般應穿透軟土層，如軟弱土層很厚，砂樁長度可按樁底承載力和沉降(chnjing)量的要求，根據地基的穩定性和變形驗算確定。第101頁/共221頁第一百零一頁，共221頁。（六）砂樁的灌砂量 為保證砂樁加固后地基達到設計要求的的質量(zhling)，每根樁應灌入足夠的砂量Q(kN)，以保證加固后土的密實度達到設計要求。則每根砂樁的灌砂量為：wswedlAlAQ)01. 01

33、 (111 由上式計算所得灌砂量是理論計算值，應考慮各種可能(knng)損耗，備砂量應大于此值。 第102頁/共221頁第一百零二頁，共221頁。二、夯（壓）實法 夯（壓）實法對砂土地基及含水量在一定范圍內的軟弱粘性土可提高其密實度和強度(qingd)，減少沉降量。此法也適用于加固雜填土和黃土等。按采用夯實手段的不同可對淺層或深層土起加固作用，淺層處理的換土墊層法（第二節）需要分層壓實填土，常用的壓實方法是碾壓法、夯實法和振動壓實法。還有淺層處理的重錘夯實法和深層處理的強夯法(也稱動力固結法）。第103頁/共221頁第一百零三頁，共221頁。(一)重錘夯實法 重錘夯實法是運用起重機械將重錘(一

34、般不輕于15kN)提到一定高度(3-4m)然后錘自由落下，這樣重復夯擊地基，使它表層(在一定深度內)夯擊密實而提高強度。它適用于砂土、稍濕的粘性土，部分雜填土、濕陷性黃土(hungt)等，是一種淺層的地基加固方法。重錘的樣式：常為一截頭(ji tu)圓錐體，重為15-30kN，錘底直徑0.7m-1.5m，錘底面自重靜壓力約為15-25kPa，落距一般采用2.5-4.0m。 第104頁/共221頁第一百零四頁，共221頁。有效影響深度：重錘夯實的有效影響深度與錘重、錘底直徑、落距及地質條件有關。國內某地經驗，一般砂質土，當錘重為15kN，錘底直徑1.15m，落距3-4m時，夯擊6-8遍，夯擊有效

35、深度約為1.10-1.20m，為達到(d do)預期加固密實度和深度，應在現場進行試夯，確定需要的落距、夯擊遍數等。第105頁/共221頁第一百零五頁，共221頁。 (二)強夯法 強夯法亦稱為動力固結法，是一種將較大的重錘(一般約為80-400kN，最重達2000kN)從6-20m高處(最高達40m)自由落下，對較厚的軟土層進行強力(qin l)夯實的地基處理方法。特點：夯擊能量大，因此影響深度也大。并具有工藝簡單，施工速度(sd)快、費用低、適用范圍廣、效果好等優點。第106頁/共221頁第一百零六頁，共221頁。1.強夯法適用性：適用于碎石類土、砂類土、雜填土、低飽和粉 土和粘 土、濕陷性

36、黃土等地基的加固，效果較好。對于高飽和軟粘土(淤泥及淤泥質土) 強夯處理效果較差，但若結合夯坑內回填(hutin)塊石、碎石或其他粗粒料，強行夯入 形成復合地基（稱為強夯置換或動力擠淤），處理效果較好。2.加固機理：動力(dngl)擠密、動力(dngl)固結、動力(dngl)置換。第107頁/共221頁第一百零七頁，共221頁。 3.強夯法的設計(shj) (1)有效加固深度： 強夯的有效加固深度影響因素很多，有錘重、錘底面積和落距，還有地基土性質(xngzh)，土層分布，地下水位以及其他有關設計參數等。我國常采用的是根據國外經驗方式進行修正后的估算公式：HWh式中：W-夯錘重量(zhngli

37、ng)； h-落距。第108頁/共221頁第一百零八頁，共221頁。 指單位面積上所施加的總夯擊能，它的大小應根據地基土的類別、結構類型、荷載大小和處理的深度等綜合考慮，并通過現場試夯確定。對于粗粒土可取1000-5000)KNmm2；對細粒土可取1500-6000kNmm2。夯錘底面積對砂類土一般為(3-4)m2，對粘性土不宜小于6m2。夯錘底面靜壓力值可取24-40kPa，強夯置換(zhhun)錘底靜壓力值可40-200 kPa。實踐證明，圓形夯錘底并設置可取250-300mm的縱向貫通孔的夯錘，地基處理的效果較好。（2）強夯的單位(dnwi)夯擊能： 第109頁/共221頁第一百零九頁，

38、共221頁。（3）夯擊次數(csh)與遍數： 夯擊次數應根據現場試夯的夯擊次數和夯沉量關系曲線(qxin)以及最后兩擊夯沉量之差并結合現場具體情況來確定。施工的合理夯擊次數，應取單擊夯沉量開始趨于穩定時的累計夯擊次數，且這一穩定的單擊夯沉量即可用作施工時收錘的控制夯沉量。但必須同時滿足：最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，當單擊夯擊能量(nngling)較大時，應不大于100mm，當單擊夯擊能大于6000kNm時不大于200mm；第110頁/共221頁第一百一十頁，共221頁。夯坑周圍地基不應發生過大的隆起；不因夯坑過深而發生起錘困難。各試夯點的夯擊數，應使土體豎向壓縮最大，而側向位移最小為原

39、則，一般為5-15擊。夯擊遍數一般為2-3遍，最后(zuhu)再以低能量滿夯一遍。（4）間歇時間： 對于多遍夯擊，兩遍夯擊之間應有一定的時間間隔(jin g)，主要取決于加固土層孔隙水壓力的消散時間。對于滲透性較差的粘性土地基的間隔(jin g)時間，應不小于3-4周，滲透性較好的地基可連續夯擊。 第111頁/共221頁第一百一十一頁，共221頁。（5）夯點布置及間距： 夯點的布置一般為正方形、等邊三角形或等腰三角形，處理范圍應大于基礎(jch)范圍，宜超出1/2-2/3的處理深度，且不宜小于3m。夯間距應根據地基土的性質和要求處理的深度來確定。一般第一遍夯擊點間距可取5-9m，第二遍夯擊點位

40、于第一遍夯擊點之間，以后各遍夯擊點間距可與第一遍相同，也可適減小。第112頁/共221頁第一百一十二頁，共221頁。強夯法第113頁/共221頁第一百一十三頁，共221頁。強夯法第114頁/共221頁第一百一十四頁，共221頁。強夯法第115頁/共221頁第一百一十五頁，共221頁。強夯法第116頁/共221頁第一百一十六頁，共221頁。強夯法第117頁/共221頁第一百一十七頁，共221頁。王曲電廠8000KN.M強夯2第118頁/共221頁第一百一十八頁，共221頁。榆次大乘(dchng)寺2000KN.M強夯第119頁/共221頁第一百一十九頁，共221頁。三、振沖法 振沖法主要的施工機

41、具是振沖器、吊機和水泵。振沖器是一個(y )類似插入式混凝土振搗器的機具，其外殼直徑為0.2m-0.45m，長2-5m，重約20-50kN，筒內主要由一組偏心塊、潛水電機和通水管三部分組成如下圖所示。 振沖器有兩個功能，一是產生水平向振動力(4090kN)作用于周圍土體；二是從端部和側部進行射水和補給水。振動力是加固地基的主要因素，射水起協助振動力在土中使振沖器鉆進成孔，并在成孔后清孔及實現護壁作用。 第120頁/共221頁第一百二十頁，共221頁。 振沖器構造示意圖 振沖施工(sh gng)過程第121頁/共221頁第一百二十一頁，共221頁。 施工方法：振沖器由吊車或卷揚機就位后，打開下噴

42、水口，啟動振沖器，在振動力和水沖作用下，在土層中形成孔洞，直至設計標高。然后經過清孔，用循環水帶出孔中稠泥漿后，向樁孔逐段添加填料(粗砂、礫砂、碎石、卵石等)，填料粒徑不宜大于80mm，碎石常用20mm-50mm，每段填料均在振沖器振動作用下振擠密實，達到要求密實度后就可以上提，重復上述操作直至地面，從而(cng r)在地基中形成一根具有相當直徑的密實樁體，同時孔周圍一定范圍的土也被擠密。孔內填料的密實度可以從振動所耗的電量來反映，通過觀察電流變化來控制。 不加填料的振沖法密實法僅適用于處理粘粒含量不大于10%的粗砂、中砂地基。第122頁/共221頁第一百二十二頁，共221頁。 適用性：振沖法

43、處理地基最有效的土層為砂類土和粉土，其次為粘粒含量較小的粘性土，對于(duy)粘粒含量大于30%的粘性土，則擠密效果明顯降低，主要產生置換作用。第123頁/共221頁第一百二十三頁，共221頁。振沖樁方法(fngf)第124頁/共221頁第一百二十四頁，共221頁。振沖樁方法(fngf)第125頁/共221頁第一百二十五頁，共221頁。振沖樁方法(fngf)第126頁/共221頁第一百二十六頁，共221頁。振沖樁方法(fngf)第127頁/共221頁第一百二十七頁，共221頁。振沖樁方法(fngf)第128頁/共221頁第一百二十八頁，共221頁。振沖樁方法(fngf)第129頁/共221頁第

44、一百二十九頁，共221頁。振沖樁方法(fngf)第130頁/共221頁第一百三十頁，共221頁。6.11 水泥土(nt)攪拌樁法6.11.1 概述(i sh)6.11.2 加固(ji )機理 6.11.5 水泥土攪拌樁的設計6.11.3 水泥土攪拌樁的特點6.11.4 水泥土攪拌樁的施工第131頁/共221頁第一百三十一頁，共221頁。6.11.1 概述1.定義: 水泥土攪拌樁法是以水泥等材料作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，將固化劑(漿體或粉體)和地基(dj)土強制攪拌，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的樁體的地基(dj)處理方法。2.適用于：正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和

45、黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂土地基(dj)。3.分類： 水泥土攪樁拌法分為深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱干法)。第132頁/共221頁第一百三十二頁，共221頁。第133頁/共221頁第一百三十三頁，共221頁。第134頁/共221頁第一百三十四頁，共221頁。第135頁/共221頁第一百三十五頁，共221頁。深基坑圍護水泥(shun)攪拌樁機第136頁/共221頁第一百三十六頁，共221頁。深層攪拌(jiobn)樁施工現場第137頁/共221頁第一百三十七頁，共221頁。第138頁/共221頁第一百三十八頁，共221頁。第139頁/共221頁第一百三十九頁，共2

46、21頁。 注：當地基(dj)土的天然含水率小于30%(黃土含水率小于25%)、大于70%或地下水的pH 值小于4 時不宜采用干法。4.應用： 水泥土攪拌樁法形成的水泥土加固體，可作為豎向承載的復合地基(dj)，基坑工程圍護擋墻、被動區加固、防滲帷幕，大體積水泥穩定土等。第140頁/共221頁第一百四十頁，共221頁。6.11.2 加固(ji )機理 水泥土攪拌法加固機理包括對天然地基土的加固硬化機理(微觀機理)和形成復合地基以加固地基土、提高地基土強度、減少沉降量的機理(宏觀機理)。 1.水泥土硬化機理(微觀機理) 當水泥漿與土攪拌后，水泥顆粒表面的礦物很快與黏土中的水發生水解和水化反應，在顆

47、粒間形成各種水化物。這些水化物有的繼續硬化，形成水泥石骨料，有的則與周圍具有一定活性的黏土顆粒發生反應。通過離子交換和團粒化作用(zuyng)使較小的土顆粒形成較大的土團粒；通過硬凝反應，逐漸生成不溶于水的穩定的結晶化合物，從而使土的強度提高。第141頁/共221頁第一百四十一頁，共221頁。此外，水泥水化物中的游離(yul)Ca(OH)2能吸收水中和空氣中的CO2，發生碳酸化反應，生成不溶于水的CaCO3，這種碳酸化反應也能使水泥土增加強度。通過以上反應，使軟土硬結成具有一定整體性、水穩性和一定強度的水泥加固土。 第142頁/共221頁第一百四十二頁，共221頁。第143頁/共221頁第一百

48、四十三頁，共221頁。 (1)在地基加固過程中無振動、無噪聲、對周圍環境無污染，對軟土無側向(c xin)擠壓，對鄰近建筑物影響很小； (2)可根據上部結構需要靈活采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等多種加固形狀； (3)可有效提高地基強度(當水泥摻量為8%和10%時，加固體強度分別為0.24MPa和0.65MPa，而天然軟土地基強度僅0.006MPa)； (4)施工機具比較簡單，施工期較短，造價低廉，效益顯著。第144頁/共221頁第一百四十四頁，共221頁。（一）粉體噴射(pnsh)攪拌法(粉噴樁法) 1.施工方法： 通過專用的施工機械，將攪拌鉆頭下沉到預計孔底后，用壓縮空氣將固化劑（生石灰或水

49、泥粉體材料）以霧狀噴入加固部位的地基土，憑借鉆頭和葉片旋轉使粉體加固料與軟土原位攪拌混合，自下而上邊攪拌邊噴粉，直到設計停灰標高(biogo)。為保證質量，可再次將攪拌頭下沉至孔底，重復攪拌。 2.施工作業順序（見下頁）第145頁/共221頁第一百四十五頁，共221頁。 粉體噴射攪拌施工作業(zuy)順序 a） 攪拌機對準樁位；b）下鉆；c）鉆進結束(jish) d）提升噴射攪拌 e）提升結束(jish)第146頁/共221頁第一百四十六頁，共221頁。3.優、缺點 優點：以粉體作為主要加固料，不需向地基注入水分，因此加固后地基土初期強度高，可以(ky)根據不同土的特性、含水量、設計要求合理選

50、擇加固材料及配合比，對于含水量較大的軟土，加固效果更為顯著；施工時不需高壓設備，安全可靠，如嚴格遵守操作規程，可避免對周圍環境產生污染、振動等不良影響。 缺點：是于目前施工工藝的限制，加固深度不能過深，一般為8-15m。 第147頁/共221頁第一百四十七頁，共221頁。（二）深層水泥(shun)攪拌法 1.施工方法： 用回轉的攪拌葉將壓入軟土內的水泥漿與周圍軟土強制拌和形成水泥加固體。攪拌機由電動機、中心管、輸漿管、攪拌軸和攪拌頭組成，并有灰漿攪拌機、灰漿泵等配套設備。 我國生產(shngchn)的攪拌機現有單攪頭和雙攪頭兩種，加固深度達30m形成的樁柱體直徑60cm-80cm。2.施工過程

51、（見下頁）第148頁/共221頁第一百四十八頁，共221頁。深層攪拌(jiobn)法施工過程第149頁/共221頁第一百四十九頁，共221頁。3.優點 與粉體噴射攪拌法相比(xin b)有其獨特的優點：1.加固深度加深；2.由于將固化劑和原地基軟土就地攪拌，因而最大限度利用了原土；3.攪拌時不會側向擠土，環境效應較小。第150頁/共221頁第一百五十頁，共221頁。1. 對地質勘察的要求 確定處理方案前應搜集擬處理區域內詳盡的巖土工程資料，包括：(1)填土層的厚度和組成；(2)軟土層的分布范圍、分層情況；(3)地下水位及酸堿度(pH 值)；(4)土的含水率、塑性指數和有機質含量等。2. 布樁型

52、式的選擇 布樁型式可根據上部結構特點(tdin)及對地基承載力和變形的要求，采用柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等不同形式。樁可只在基礎平面范圍內布置，獨立基礎下的樁數不宜少于3 根。柱狀加固可采用正方形、等邊三角形等布樁形式。第151頁/共221頁第一百五十一頁，共221頁。3. 樁長和樁徑的確定 豎向承載攪拌樁的長度應根據上部結構對承載力和變形的要求確定，并宜穿透軟弱(runru)土層到達承載力相對較高的土層；為提高抗滑穩定性而設置的攪拌樁，其樁長應超過危險滑弧以下2m。 濕法的加固深度不宜大于20m；干法的加固深度不宜大于15m。水泥土攪拌樁的樁徑不應小于500mm。4.地基承載力特征值 僅介紹

53、建筑地基處理技術規范（JGJ79-2002）推薦的方法。第152頁/共221頁第一百五十二頁，共221頁。/(1)spkapskfmRAm f樁間土承載力折減系數，可取0.5-0.9；式中：fspk、fsk分別為復合地基、樁間土承載 力特征值（kPa）； Ap 水泥土(nt)樁的截面面積； m-復合地基的面積置換率；Ra 水泥土樁的單樁體豎向承載力特征值；有現場載荷試驗(shyn)確定，或取下兩式計算結果的較小值；第153頁/共221頁第一百五十三頁，共221頁。acupasapppaRf ARq u lA qcuf與設計的水泥土配比相同的立方體試塊(邊長70.7mm 或50mm)在室內測定的

54、無側限抗壓強度平均值(kPa)；paq樁端土的天然地基承載力特征值(kPa)，按建筑地基基礎設計規范(GB 50072002) 規定確定；saq樁周土的摩阻力特征值。對淤泥可取47kPa；對淤泥質土可取612kPa；對軟塑狀態的黏性土可取1015kPa；對可塑狀態的黏性土可取1218kPa；第154頁/共221頁第一百五十四頁，共221頁。折減系數，可取0.40.6；樁身強度折減系數，干法可取0.200.30；濕法可取0.250.33。pu樁周長；第155頁/共221頁第一百五十五頁，共221頁。6.12 高壓(goy)噴射注漿法6.12.1 高壓噴射(pnsh)注漿法概況 6.12.2 高壓

55、(goy)噴射注漿法概念及適用性6.12.6 設計要點6.12.3 高壓噴射注漿法的分類6.12.4 高壓噴射注漿法的特征6.12.5 加固機理第156頁/共221頁第一百五十六頁，共221頁。6.12 高壓(goy)噴射注漿法6.12.1 高壓噴射注漿法概況 高壓噴射注漿法在20世紀60年代末期創始于日本，它是將高壓水泥漿通過鉆桿由水平方向的噴嘴(pnzu)噴出，形成噴射流，以此切削土體并與土拌和形成水泥土加固體的地基處理方法。 我國于1975年首先在鐵道部門進行單管法的試驗和應用，1977年原冶金部建筑研究總院在寶鋼工程中首次應用三重管法噴射注漿獲得成功，1986年該院又開發成功高壓噴射注

56、漿的新工藝干噴法。第157頁/共221頁第一百五十七頁，共221頁。 經過多年(du nin)的實踐和發展，高壓噴射注漿法已成為我國常用的一種施工方法，這種地基處理方法已分別列入我國兩個標準：建筑地基基礎工程施工質量驗收規范(GB 502022002)和建筑地基處理技術規范(JGJ 791999)中。 第158頁/共221頁第一百五十八頁，共221頁。1.概念 它是利用鉆機將帶有噴嘴(pnzu)的注漿管鉆進至土層的預定位置后，以20MPa左右的高壓將加固用漿液(一般為水泥漿)從噴嘴(pnzu)噴射出沖擊土層，土層在高壓噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下；與漿液攪拌混合，漿液凝固后，便在土中形

57、成一個固結體。 6.12.2 高壓噴射(pnsh)注漿法概念及適用性第159頁/共221頁第一百五十九頁，共221頁。 2.適用性： 高壓噴射注漿法適用于砂類土、粘性土、濕陷性黃土、淤泥和人工填土等多種土類，加固直徑(厚度)為0.5m1.5m，固結( ji)體抗壓強度(325號水泥三個月齡期)加固軟土為(5-10)MPa，加固砂類土為(10-20)MPa。 對于礫石粒徑過大，含腐殖質過多的土加固效果較差；對地下水流較大，對水泥有嚴重腐蝕的地基土也不宜采用。第160頁/共221頁第一百六十頁，共221頁。6.12.3 高壓噴射(pnsh)注漿法的分類1.根據噴射流的移動方式： 高壓噴射注漿法可分

58、為旋轉噴射(簡稱旋噴)、定向噴射(簡稱定噴)和擺動(bidng)噴射(簡稱擺噴)三種類別。 高壓噴射注漿法所形成的加固體形狀與噴射流的移動方式有關。旋噴法施工時：噴嘴一邊噴射(pnsh)一邊提升并旋轉，加固體呈圓柱狀或圓盤狀。定噴法施工時：噴嘴一邊噴射(pnsh)一邊提升，噴射(pnsh)的方向固定不變，加固體呈板狀或壁狀。擺噴法施工時：噴嘴一邊噴射(pnsh)一邊提升，噴射(pnsh)的方向呈較小角度來回擺動，加固體呈較厚墻狀。第161頁/共221頁第一百六十一頁，共221頁。第162頁/共221頁第一百六十二頁，共221頁。2.根據注漿管的類型： 高壓噴射注漿法又可分為單管法、雙管法、三管

59、法和多管法等四種施工方法。 單管法的特點是用單層注漿管噴射，只噴射水泥漿液一種介質。由于噴射流在土中衰減快，破碎土的射程較短，成樁直徑較小，一般(ybn)為0.30.8m。 雙管法的特點是用雙層注漿管噴射，噴射高壓水泥漿液和壓縮空氣，或噴射高壓水泥漿液和高壓水兩種介質，成樁直徑1.0m 左右。第163頁/共221頁第一百六十三頁，共221頁。 多管法的特點是用多重管噴射，噴射超高壓力水射流，切削破壞四周的土體，經高壓水沖擊下來的土和石成為泥漿后，立即用真空泵從多重管中抽出。裝在噴嘴附近的超聲波傳感器及時測出空間的直徑和形狀，最后根據工程要求選用漿液、砂漿、礫石等材料進行(jnxng)填充。成樁

60、直徑可達4m。 三管法的特點是用三層注漿管噴射，噴射高壓水流與氣流復合噴射流，噴射高壓水、壓縮空氣及高壓水泥漿液三種介質由于(yuy)高壓水流和氣流的作用，使地基中一部分土粒隨著水、氣排出地面，高壓水泥漿流隨之填充空隙。成樁直徑較大，一般有1.02.0m，但成樁強度較低。第164頁/共221頁第一百六十四頁，共221頁。6.12.4 高壓(goy)噴射注漿法的特征(1)適用范圍較廣。可用于既有建筑和新建建筑的地基加固，深基坑、地鐵等工程的土層加固或防水。(2)適用土層較多。適用范圍從淤泥、淤泥質土到碎石土，均有良好的加固效果。(3)施工簡便靈活。設備較簡單、輕便，機械化程度高，全套設備緊湊，體