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1、项目11 地基处理,11.1 地基与地基处理分类 11.2 换填垫层法 11.3 强夯法及强夯置换法 11.4 预压法 11.5 挤密桩法 11.6 化学加固法 11.7 CFG桩,返回,11.1 地基与地基处理分类,一、地基处理的目的 (1)提高土的抗剪强度，使地基保持稳定。 (2)降低土的压缩性或改善地基组成，使地基沉降量和不均匀沉降控制在容许范围内。 (3)降低土的渗透性或渗流的水力梯度，防止或减少水的渗漏，避免渗流造成地基破坏。 (4)改善土的动力性能，防止地基产生震陷变形或因土的振动液化而丧失稳定性。 (5)消除或减少土的湿陷性或胀缩性引起的地基变形，以免这种变形造成建筑物破坏或影响
2、其正常使用。,下一页,返回,11.1 地基与地基处理分类,二、地基处理的分类及选择原则 地基处理的方法很多，不同学者从不同的角度出发，作出了不同的分类，按时间可分为临时处理和永久处理;按处理深度可分为浅层处理和深层处理;按处理对象土性可分为砂性土处理和粘性土处理，饱和土处理和非饱和土处理;按处理性质可分为物理处理、化学处理、生物处理。常用的一些地基处理方法有:换填垫层法、强夯及强夯置换法、预压法、挤密桩法、化学加固法、CFG桩。 三、软弱地基 软弱土是指抗剪强度较低、压缩性较高、渗透性较小、天然含水率较大的饱和粘性土，常见的有淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性的粘土及粉土等，由它们构
3、成的地基称为软弱地基。,上一页,下一页,返回,11.1 地基与地基处理分类,1.软土 2.人工填土 四、不良地基 不良地基是主要持力层由湿陷性黄土、膨胀土等性质特殊而对工程不利的土层组成的地基。山区土岩组合地基以及当地基内有岩溶、土洞时，也属于不良地基。如地基主要持力层内有粉砂、细砂或塑性指数较小的粉土层，当其处于饱和状态，需要考虑动荷载时，也应视为不良地基。在不良地基上修建建筑物时，需要对其进行加固处理。,上一页,返回,11.2 换填垫层法,一、垫层的作用及换填垫层法的适用范围 1.垫层的作用 (1)提高地基承载力和抗滑稳定。 (2)减少地基沉降量。 (3)若以透水性强的砂砾料作为垫层，可以
4、加快软弱土层的排水固结。 (4)减轻或防止软粘土的冻胀。 2.换填垫层法的适用范围 换填垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。不同的垫层有不同的适用范围。,下一页,返回,11.2 换填垫层法,按所使用的材料不同，垫层分为碎石垫层、砂砾石垫层、水泥土垫层、灰土垫层和加筋垫层等。应用较一的是砂砾石垫层、碎石垫层和灰土垫层。 二、垫层设计 垫层设计主要是确定合理的垫层厚度和宽度。 1.垫层厚度的确定 2.垫层宽度的确定 三、垫层施工 垫层施工前应对换填的范围、深度进行核实，应根据不同的换填材料选择施工机械。素填土、灰土宜采用平碾、振动碾或羊足碾;中小型工
5、程可采用蛀式夯;砂石土宜用振动碾和振动压实机;粉煤灰宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛀式夯。,上一页,下一页,返回,11.2 换填垫层法,换填垫层施工工艺流程见图11-1。 四、垫层质量检验 1.原材料检验 2.压实质量检验符合条件 (1)换填垫层应检测压实系数，灰土垫层和水泥土垫层还应检测无侧限抗压强度。 (2)路基基底换填，应沿线路纵向每一压实层每100 m抽样检验3个点，其中换填垫层中间1个点，两侧距换填层边缘2 m处各1个点;对刚性基础基底换填，每层100 mz检查不少于5处。 刚性基础基底换填垫层应通过荷载试验进行承载力检验，每个单体工程不宜少于2处。,上一页,返回,11.3 强夯法
6、及强夯置换法,一、强夯法及强夯置换法加固机理 在夯击过程中，由巨锤下落产生的巨大夯击能和冲击波，使土体产生几十厘米的沉降，土体局部产生液化后，结构破坏，强度下降到最小值，随后在夯击点周围出现径向裂缝，成为加速孔隙水压力消散的主要通道，粘性土的触变性，使降低了的强度得到恢复和增强。 强夯法加固地基有三种不同的加固机理:动力密实、动力固结和动力置换，取决于地基土的类别和强夯施工工艺。用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助动力固结的理论。,下一页,返回,11.3 强夯法及强夯置换法,二、强夯法及强夯置换法的特点和适用范围 1.特点 施工设备、工艺简单;适用土质范围;加固效果明显，且可以获得较高的地基承
7、载力;土粒结合紧密，有较高的结构强度;施工速度快;节省加固原材料;施工费用低。 2.适用范围 强夯法可用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土和粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。 强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑和流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不高的工程，同时应在设计前通过现场试验确定其适用性和处理效果。 邻近有建筑物、居民区的地基处理不应采用强夯法及强夯置换法。,上一页,下一页,返回,11.3 强夯法及强夯置换法,三、强夯法及强夯置换法的设计 1.处理范围 (1)路堤坡脚外不小于3 m (2)建筑物基础外每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2-1/3，并不宜小于3
8、m (3)夯后有效加固深度内土层的压缩指标应通过原位测试或土工试验确定。 2.强夯法的设计 (1)强夯法的有效加固深度。强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可参照表11-2确定。,上一页,下一页,返回,11.3 强夯法及强夯置换法,(2)夯击点位置。根据基底平面形状按正三角形或正方形布置。 (3)夯点的夯击次数。 (4)夯击遍数。强夯法的夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般加固深度大，土质软，要求高者夯击遍数多些，反之，遍数应少些。 (5)两遍间时间间隔。 (6)地基承载力。 3.强夯置换法的设计 四、强夯法及强夯置换法施工 1.施工方法,上一页,下一页,返
9、回,11.3 强夯法及强夯置换法,(1)施工前准备。对施工场地不平地段进行推平、碾压，必要时须铺垫一层砂石垫层，确保机械行驶方便，邻近周围建筑物及构筑物小于15 m处要设置防振、隔振措施。施工前必须清除所有障碍物及地下管线。 (2)试夯确定的参数。选择有代表性的地质土进行试夯，试夯结束1- 2周后，对试夯场地进行试测，与夯前进行对比，检验强夯结果确定本工程采用的各项强夯参数。参数包括:锤重、落距、夯击点的夯击次数、夯击点间距、夯击遍数、两遍之间的间隙时间、加固范围(宽度)等。 2.施工工艺流程 强夯法及强夯置换法施工工艺流程见图11-2 。,上一页,下一页,返回,11.3 强夯法及强夯置换法,
10、3.施工过程控制 五、强夯法及强夯置换法质量检验 (1)强夯法及强夯置换法质量检验的内容包括地基夯实质量、置换墩密实度及地基承载力等。 (2)施工结束后应间隔一定时间方能对地基加固质量进行检验。采用强夯法处理地基时:对碎石土和砂土地基施工结束后7-14d;对粉土和粘性土地基施工结束后14-28 d,采用强夯置换法处理地基施工结束后28 d. (3)强夯法加固地基可采用标准贯入、静力触探试验对有效加固深度进行检验，检验数量为每3 000m“抽样检验9点，其中标准贯入试验6点(或动力触探3点)，静力触探3点。,上一页,下一页,返回,11.3 强夯法及强夯置换法,(4)强夯置换法应采用动力触探对墩身
11、密实度进行随机检验，检验数量为总墩数的2%,且不少于3根;采用静力触探检查墩间土的强度，每3 000 m“抽样检验6点。 (5)强夯法处理的地基承载力检验采用平板荷载试验，每3 000 m“抽样检验3处。 (6)强夯置换法墩承载力检验采用单桩平板荷载试验，检验数量为总墩数的2%，且不少于3根。,上一页,返回,11.4 预压法,一、预压法加固机理 1.堆载预压加固机理 堆载预压一般用填土、砂石等散粒材料，通常用充水油罐对地基进行预压。对堤坝、堆场等工程，则以其本身的重量有控制地分级逐渐加载，直至设计标高。 在荷载作用下饱和软粘土中的孔隙水缓慢排出，孔隙体积减小，地基发生固结变形，同时由于超静水压
12、力的逐渐消散，土中有效应力增大，地基的抗剪强度提高。 2.真空预压加固机理 真空预压是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，,下一页,返回,11.4 预压法,薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。 实践证明，在建筑物的地基上，先加一个与建筑物压力相同的压力进行预压使地基土固结，然后卸除预压荷载再建造建筑物，则建筑物在使用期间的沉降量就会大大减小，同时地基土抗剪强度增加，稳定性也相应得到提高。 二、预压法适用范围 适合采用预压处理的土有:饱和软粘土、可压缩粉土、有机质粘土和泥炭土
13、等。无机质粘土的次固结沉降一般很小，这种土的地基采用竖向排水井预压很有效。预压法已成功应用于码头、堆场、道路、机场跑道、油罐、桥台等对沉降和稳定性要求比较高的建筑物地基。,上一页,下一页,返回,11.4 预压法,三、预压法施工 (一)堆载预压法 堆载预压加固法的预压荷载施加分为堆加实体荷载施加和利用建筑物自重作为预压荷载。 (二)真空预压法 真空预压法施工工艺主要涉及排水系统、抽真空系统和密封系统三个方面。 真空预压法的施工工艺流程如图11-3所示。 四、预压法现场监测及质量检验 旅工工艾流程图 (1)预压后需检验的主要内容有预压所完成的竖向变形和平均固结度等。,上一页,下一页,返回,11.4
14、 预压法,(2)预压竣工后，质量检验应符合下列规定: 1)排水竖井处理深度范围内和竖井底面以下受压土层，经预压所完成的竖向变形和平均固结度应满足设计要求，检验数量为每3 000 m“抽样检验6点。 2)必要时，应对预压完成的地基土进行原位十字板剪切试验、室内土工试验及荷载试验。,上一页,返回,11.5 挤密桩法,一、挤密桩地基处理机理及适用范围 碎石桩采用振动、冲击或振冲等方式在地基中成孔后，在将碎石挤压入已成的孔中，形成碎石所构成的密实桩体，并与桩周土组成复合地基。它适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、松软土、素填土和杂填土等地基以及可液化地基。对于处理不排水抗剪强度小于20kPa的饱和粘性土地
15、基，应通过现场试验确定其适用性。 挤密砂桩采用振动挤压等方式在地基中成孔，使桩间松散砂土得以挤密。将砂挤压入已成的孔中，形成以砂所构成的密实桩体，并与桩周土组成复合地基。用于处理松散砂土、粉土、素填土、杂填土等地基以及可液化地基，对地下水位以下饱和松软土层，应通过现场试验确定其适用性。,下一页,返回,11.5 挤密桩法,下面以灰土(水泥土)挤密桩为例，说明其地基处理方法及技术要求。 二、灰土(水泥土)挤密桩的设计 (1)灰土(水泥土)挤密桩处理范围应大于路基基底面积。 (3)灰土(水泥土)挤密桩桩孔直径可根据所选用的成孔设备、成孔方法和地基处理深度综合确定。当挤密处理深度小于12 m时，成桩直
16、径宜为350-450mm;当挤密处理深度超过12m时，可采用预钻孔，孔径宜为250-350mm，其挤密填料孔成桩直径宜为500-600 mm (4)灰土(水泥土)挤密桩处理地基的深度，应根据地基的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定。对湿陷性黄土地基，应符合现行国家标准湿陷性黄土地区建筑规范(GB 50025 2004)的有关规定。,上一页,下一页,返回,11.5 挤密桩法,(5)灰土(水泥土)挤密桩桩孔内的填料，应根据工程要求或处理地基的目的确定，桩体的夯实质量宜用平均压实系数控制。 (6)灰土(水泥土)挤密桩所用土的质量应满足设计要求，且有机质含量不应大于500,土块粒径不得大于15 mm，不得含有杂土、冻土或膨胀土，同时不得含有砖、瓦和石块。 三、灰土(水泥土)挤密桩的施工 1.施工准备 2.灰土(水泥土)挤密桩施工 3.施工工艺流程 灰土(水泥土)挤密桩的施工工艺流程见图11-4。,上一页,下一页,返回,11.5 挤密桩法,4.施工中可能出现的问题和处理方法 四、灰土(水泥土)挤密桩质量检验 1.原材料检验 (1)石灰品种、规格和质量。 (2)水泥品种、规
