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1、岩溶地区 地基处理技术的实践及应用,福建省岩土与环境企业工程技术研究中心 福建永强岩土工程有限公司,二O一三年八月二日,郑添寿,龙岩市建设工程岩土灾害防治与施工技术应用 福建省岩土与环境企业工程技术研究中心2013年年会,目 录 1、岩溶地区地质概述 2、常见地基处理方法 3、岩溶地区地基处理实践案例,1、岩溶地区地质概述,1.1 岩溶地质特点 岩溶是指地表水和地下水对可溶性岩石的长期溶蚀作用及形成的各种岩溶现象的总称。以碳酸盐岩地层最为发育，容易形成洼地、漏斗、落水洞等。 溶洞可溶性岩石在水的作用下，发生溶解作用形成地下空洞。溶洞内经常充满水，形成地下河、地下湖和地下瀑布，往往形成流通的暗河
2、。 土洞岩溶地区上覆土层在地表水或地下水作用下形成的地下洞穴。 岩溶塌陷岩溶区地质环境条件长期发展与演变的结果。 岩溶突水由于岩溶地区的岩体中有许多缝隙、管道和溶洞。在基坑开挖时，如存在承压水并有富水优势断裂作为通道，则可能会遇到地下突水而导致基坑的排水困难甚至淹没,溶洞,土洞,岩溶塌陷,岩溶突水,当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中，最为经济。,挖去厚度不大的软土层,“挖”,2、常见地基处理方法,“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理
3、出发 。 地基处理的方法很多，归纳起来无非是：“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌”七个字。,当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的差距不大时，可在软土层上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。,在软土层上回填好土,“填”,软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去，代之以人工填筑的垫层作持力层。采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。,换填法,砂石地基施工,砂石垫层剖面图,“换”,利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。,平板振动夯进行地基夯实
4、 冲击夯进行软土压实施工,“夯”,是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将大吨位夯锤(一般不小于8t)起吊到高处(一般不小于6m)后，自由落下，对土体进行强力夯实。,强夯施工中,强夯适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的加固。但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，不得采用。,强夯法施工,强夯可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件。,在夯坑内回填块、碎石，强行夯入并排开软土，形成砂石桩与软土的复合地基，称之为强夯置换（或动力置换、强夯挤淤）。,强夯置换,强夯置换施工 碎石被夯入深坑中 起出并清理夯锤,利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用预压固结
5、法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间，使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。,排水固结法,水平排水体,竖向排水体,塑料排水带,排水系统,加压系统,降低地下水法,真空法,堆载法,砂垫层,袋装砂井,普通砂井,电渗法,“压”,加载预压,加水预压,真空预压法排气进行时,用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实。其原理是挤密土壤、排水固结，提高地基的承载力，俗称“挤密桩”。包括碎(砂)石桩、石灰桩、灰土桩、CFG桩等。,深层挤密法,施工完的灰土桩,灰土桩施工现场,“挤”,CFG桩,CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩。由长螺旋钻机或
6、振动沉管桩机成孔，将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。CFG桩的适用范围很广,在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。,CFG桩破桩头施工现场,CFG桩施工现场,CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基,“拌”,化学(注浆)加固法,是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。原理是利用高压射流切削土壤，旋喷浆液(水泥浆、水玻璃、丙凝等)，搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。,深层搅拌桩,深层搅拌机定位启动后，叶片旋转切削土壤，下沉至设计深度后缓慢提升搅拌机，同时喷射水泥浆与软粘土强制拌和，待搅拌机提升到地面时再原位下沉提升搅拌一次，使浆土均匀混合形
7、成水泥土桩。,深层搅拌桩施工工艺流程图,高压喷射注浆法,高压喷射注浆法70年代后期创始于日本，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出，冲击破坏土体，同时钻杆以定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。,喷浆方式有旋喷、定喷和摆喷，可分别获得柱状、壁状和块状加固体。,高压喷射注浆的三种型式,建筑地基处理技术规范JGJ79-2012 1 总则 2 术语和符号 3 基本规定 4 换填垫层 5 预压地基 6 压实、夯实、挤密地基 7 复合地基 8 注浆加固 9 微型桩加固 10 检验与检
8、测,3.1 水泥粉煤灰碎石（CFG）桩,CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩。由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔，将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。CFG桩的适用范围很广,在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。,CFG桩破桩头施工现场,CFG桩施工现场,CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基,3、岩溶地区地基处理实践案例,振动沉管灌注成桩,长螺旋钻孔灌注成桩,龙岩多特家园 (500mmCFG桩),龙岩非凡SOHO (500mmCFG桩),采用大直径CFG桩（800mm）,龙岩东湖花园,3.2小断面预制桩 该工艺具有施工环境公害小；质量直观且易于控制；设备轻便灵
9、活、转场费用省；穿透力强；接桩便捷、施工速度快；桩段可工厂制作、施工现场文明；对于同体积砼，桩身断面越小，侧面积越大，桩端总面积不变，但荷载扩散范围更大，即在工程量相同时，土对小断面桩的支撑力可大大提高；,龙岩天马湾大厦 龙岩盛世家园 静压200x200预制桩复合地基 静压200x200预制桩复合地基,3.3 PHC桩 a.单桩承载力高：由于PHC 桩桩身混凝土强度高，可打入一定深度的密实砂层和强风化岩层，PHC 桩承载力设计值比同样直径的CFG桩高。 b.适应性强：PHC桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载，可选择强风化岩层，全风化岩层，坚硬的粘土层或密实的砂层(或卵石层)等多种土质作为持力
10、层，且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，因此适应地域广，建筑类型多。,龙岩水韵华都15、16、18、19号楼 （静压PHC500复合地基）,龙岩东方明珠 （静压PHC300复合地基）,德兴家和天下 （锤击PHC500复合地基）,龙岩万成佳苑 （静压PHC400复合地基）,项目总建筑面积为42887.65平方米，纯住宅精品社区，其中1#楼26层、2#楼18层。,金茂莲花山166 （静压PHC500复合地基）,纯住宅小区，由7栋26层的住宅楼所组成,7.7 水泥粉煤灰碎石桩复合地基,7.7.1 水泥粉煤灰碎石桩复合地基适用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结完成的素填土地基。对淤泥和淤泥质土应按
11、地区经验或通过现场试验确定其适用性。混凝土灌注桩、预制桩复合地基可参照本节内容适用。 7.7.2 水泥粉煤灰碎石桩复合地基设计应符合下列规定： 1 水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力和压缩模量相对较高的土层作为桩端持力层； 2 桩径：长螺旋钻中心压灌、干成孔和振动沉管成桩取350mm600mm；泥浆护壁钻孔灌注素混凝土成桩宜取600mm800mm；钢筋混凝土预制桩宜取300mm600mm；,建筑地基处理技术规范JGJ79-2012,9.1 一般规定,9.1.2 微型桩加固后的地基，当桩与承台整体连接时，可按桩基础设计;桩与基础不连接时可按复合地基设计。按桩基设计时，桩顶与基础的连接应符合现行国家行业
12、标准建筑桩基技术规范JGJ94的有关规定；按复合地基设计时，应符合本规范第7章复合地基的有关规定，其中褥垫层厚度宜取100mm150mm。,9.1.4 根据环境的腐蚀性、微型桩的类型、荷载类型（受拉或受压）、钢材的品种及设计使用年限，微型桩中钢构件或钢筋的防腐构造应符合耐久性设计的要求。钢构件或钢筋保护层最小厚度对水泥砂浆保护层不应小于25m、砂浆保护层不应小于35m、混凝土保护层不应小于50m；不满足时可采用增加材料腐蚀厚度的设计方法。,9 微型桩加固,9.3 预制桩法,9.3.1 预制桩适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土和人工填土等地基。 9.3.2 预制桩的单桩竖向承载力或复合地基
13、承载力应通过单桩静载荷试验确定；无试验资料初步设计时，可按下式估算。,3.4旋喷桩,高压喷射注浆法70年代后期创始于日本，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出，冲击破坏土体，同时钻杆以定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。,喷浆方式有旋喷、定喷和摆喷，可分别获得柱状、壁状和块状加固体。,（1）设备轻便，适用场地范围广； （2）加固深度较大； （3）加固方法灵活；,龙岩新洲城 （500旋喷桩复合地基）,永定莲花安置小区 （600旋喷桩复合地基）,龙岩中元大酒店,3.5.1 C
14、FG桩+高压旋喷桩地基处理 （1）龙岩中元大酒店 1）工程概况 龙岩中元大酒店为混凝土框架剪力墙结构，主楼二十三层，附楼十六层，建筑面积38000。基础形式为钢筋混凝土筏板基础。 2）地质概况 杂填土、耕植土、粉质粘土、细砂、圆砾、含卵石圆砾粉质粘土、含碎石角砾粉质粘土、中风化石灰岩，本场地下伏基岩岩溶较发育，主要岩溶型态为溶洞，溶洞被较密实的稍湿、可塑状态的含碎石粉质粘土充填。,3.5 多桩型复合地基处理,oCFG桩位 +旋喷桩,灰岩突出部位,地基处理检测结果,（2）龙岩体育公园馆,1）工程概况：体育公园主馆地上三层，建筑物高度27.90m，占地面积8836，总建筑面积26508，采用网架-
15、框架结构，为大型公共建筑。基础形式为钢筋混凝土筏板基础和柱下独立基础。 2）地质概况：耕土、粉质粘土、含泥粉细砂、泥质卵石、含砾粉质粘土、含有机质粉质粘土、粘土、含砾粉质粘土、含少量砾粉质粘土、中风化灰岩。该建筑场地属覆盖型岩溶区，主要形态特征以小型溶沟、溶洞为主，岩溶洞隙被含角砾粉质粘土填满且不具连通性，无被水进一步冲蚀的可能性,地基处理检测结果,（3）龙岩莲花市场,1）工程概况：龙岩莲花市场7#、11#楼为14层，8#、10#为15层，9#楼为16层，裙楼均为2层，带一层地下室，混凝土框剪结构。基础形式为钢筋混凝土筏板基础。 2）地质概况：杂填土、耕土、粉质粘土、粉砂、淤泥、卵石、砾砂、含
16、碎石粘土、含角砾粉质粘土、中风化凝灰岩、破碎灰岩、灰岩。场地灰岩中有溶洞发育，大部分为充填溶洞，充填物为含角砾粉质粘土及碎石角砾，碎石角砾成分以灰岩为主，与上部土层无明显的联系，且由于该层强富水、强透水性，不会产生由于地下水水位下降而导致地面塌陷的可能。,地基处理检测结果,（4）龙岩恒兴绿景,1）工程概况：恒兴绿景共有7栋，编号为1#-7#，总建筑面积22500 ，其中2#楼11层，5#楼14层，6#楼16层，框架结构体系。基础形式为钢筋混凝土筏板基础。 2）地质概况：杂填土、耕土、粉质粘土、粉砂、淤泥质土、细砂、中砂、砾砂、圆砾、卵石、含少量角砾粉质粘土、粉质粘土、中风化灰绿岩、中风化灰岩,该场地岩
