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1、word目 录1 绪 论11.1 前 言11.1.1 地基承载力与稳定性问题11.1.2 沉降、水平位移与不均匀沉降问题11.1.3 渗透问题11.2 地基处理原理和分类11.2.1 置换与拌入法11.2.2 振密、挤密法21.2.3 加筋法21.2.4 排水固结法31.2.5 灌浆法31.2.6 托换技术31.2.7 其 他31.3 地基处理技术的开展31.4 本文所做工作52 地基处理方案选择62.1 工程概况62.2 工程地质与水文地质条件62.2.1 工程地质条件62.2.2 水文地质条件62.3 地基处理方案选择72.4.1 桩体作用72.4.2 置换和挤密置换作用72.4.3 褥垫
2、层作用73 CFG桩复合地基设计和计算83.1 桩径设计83.2 桩长设计83.3 单桩竖向承载力特征值取值83.4 混凝土试块强度要求93.5 确定置换率103.6 桩距设计103.7 褥垫层设计103.7.1 褥垫层在CFG桩复合地基中的作用103.7.2 褥垫层厚度与材料的选取133.8 确定复合土层的压缩模量133.9 最终变形量计算133.10 主要设计参数144 施工方案设计154.1 施工方案选择154.1.1 工艺比照154.1.2 特点比照164.1.3 工程造价分析比照174.2 施工流程174.3 施工中常见的质量问题和控制措施184.3.1 堵管184.3.2 窜孔20
3、4.3.3 桩身上部空芯或夹砂204.3.4 憋钻204.3.5 钻机定位不准215 质量检验225.1 过程检验225.2 桩间土检验225.3 桩身完整性检验225.4 单桩和复合地基承载力检验225.5 检验标准226 结论23致 24参考文献25 / 1 绪 论1.1 前 言随着我国国民经济的高速开展，根底建设的蓬勃兴起，作为祖国的首都正发生着巨大变化，根底建设日趋完善，同时也带来了新问题，即建设用地日益紧，许多工程不得不建造在场地条件不良的地段上。并且随着目前工程建设型、中型、高层与超高层建筑和有特殊要求的建筑物的日益增多，也对地基提出了新的更高的要求。除了各种软弱和不良地基上建造建
4、(构)筑物时需要考虑地基处理外，当旧居改造、加层，工厂设备更新等造成荷载增大，对原来地基提出更高要求，原地基不能满足新的要求时，或者在开挖深基坑，建造地下铁道等工程中涉与土体稳定、变形或渗透问题时，也需要进展地基处理。建筑物对地基处理的要求主要包括三个方面： 1.1.1 地基承载力与稳定性问题地基承载力或稳定性问题是指在建构筑物载荷包括静、动荷载的各种组合作用下能否保持稳定，假如地基承载力不能满足要求，在建构筑物载荷作用下地基将会产生局部或整体剪切破坏，影响建构筑物的安全与正常使用，严重的会引起建构筑物的破坏。天然地基承载力不能满足要求时，需要进展地基处理，形成人工地基，以满足建构筑物对地基承
5、载力的要求。1.1.2 沉降、水平位移与不均匀沉降问题在建构筑物的荷载包括静、动荷载的各种组合作用下，地基沉降，或水平位移，或不均匀沉降可能超过相应的允许值。假如地基变形超过允许值，将会影响建构筑物的安全与正常使用，严重的会引起建构筑物破坏。天然地基变形不能满足要求，如此需要进展地基处理，形成人工地基，以满足建构筑物对地基变形的要求。1.1.3 渗透问题渗透问题主要分两类：一类是堤坝蓄水构筑物地基渗流量超过其允许值时，其后果是造成较大水量流失，甚至蓄水失败。另一类是地基中水力比降低超过其允许值时，地基土会因为潜蚀和管涌产生破坏而导致建构筑物破坏造成工程事故。天然地基渗透问题主要与土的渗透性有关
6、，假如天然地基不能满足要求，如此需要对地基进展改良，减小土的渗透性，或在地基中设置止水帷幕，阻截渗流。1.2 地基处理原理和分类地基处理方法，可以按地基处理原理、地基处理的目的、处理地基的性质、地基处理的时效，与动机等不同角度进展分类。下面根据地基处理原理分类作简要介绍，具体应用于工业职业技术学院综合教学楼的处理方法，详见以后的各章节。1.2.1 置换与拌入法以砂 、碎 石等材料置换软弱地基中局部软弱土体，形成复合地基或在软弱地基中局部土体参加水泥、水泥砂浆以与石灰等物，形成加固体，与未加固局部形成复合地基，达到提高地基承载力，减少压缩量的目的。置换与拌入法包括下述几种方法。1. 垫层法、开挖
7、置换法垫层法一般系指不开挖而做成的垫层，而开挖置换法系指先开挖然后回填并夯实。2. 振冲置换法(或称碎石桩法)利用振冲器边振边冲，在软弱粘性土地基中成孔，再在孔分批填入碎石或卵石等材料制成一根根桩体。桩体和原来的粘性土构成所谓复合地基以提高地基承载力，并减小压缩性碎石桩的承载力和沉降量在很大程度上取决于周围软土对碎石桩的约束作用。如周围的土过于软弱，对碎石桩的约束作用就差。3. 深层搅拌法深层搅拌法加固软土地基是利用水泥作固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深部就地将软土和水泥浆或水泥粉强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和足够强度的水泥加固土，从而提高地基强度。这些加固体与天然地基形
8、成复合地基，共同承当建筑物的荷载。4. 石灰桩法在软弱地基中用机械或人工成孔，填入作为固化剂的生石灰并加以搅拌或压实形成体，利用生石灰的吸水、膨胀，放热作用和土与石灰的离子交换反响、凝硬反响等作用，改善桩体周围土体的物理力学性质，石灰桩和周围被改良的土体一起组成复合地基，达到地基加固的目的2。5. 褥垫法在压缩性较低的地基上(如岩基、孤石)上加褥垫，使它与压缩性较高的地基相适应，调整可能产生的不均匀沉降，防止由于该处应力集中而使结构破坏。1.2.2 振密、挤密法振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动，挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。根据采用的手段可分为下述几种方法
9、。1. 表层压实法采用人工或机械夯实、碾压或振动非饱和粘性土使土密实。密实围较浅，适用于杂填土、疏松无粘性土、强夯法、湿陷性黄土等地基的浅层处理。2. 强夯法强夯法是将一个重锤从高处自由下落，夯击地基，从而使地基土的强度得到提高，压缩性得到降低的方法。适用于碎石土、砂土、低饱度的粉土与粘土，湿陷性黄土、杂镇土和素填土等地基。3. 振冲挤密法一方面靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，砂颗粒重新排列孔隙减小，另一方面依靠振冲器的水平振动力，加回填料使砂层挤密，从而达到提高地承载力、减小沉降，提高抗液化能力。适用于粘粒含量小于10%的疏松砂性土地基。4. 土桩和灰土桩采用沉管法，爆扩法和冲击法在地
10、基中设置土桩或灰土桩，在成桩过程中挤密桩间土，由挤密的桩间土和密实的土桩或灰土桩形成复合地基。适用于地下水以上的湿陷黄土、杂填土、素填土等地基。5. 爆破挤密法在地基中爆破产生挤压力和振动力使地基土地密实以提高土体的抗剪强度，提高承载力和减小沉降。适用饱和净砂、非饱和但经灌水饱和的砂、粉土、湿陷性黄土地基。1.2.3 加筋法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物，拉筋，受力杆件等达到提高地基承载力，减小沉降，或维持建筑物稳定的地基处理方法称为加筋法。加筋法一般有下述几种:1. 土工聚合物利用土工聚合物的高强度、韧性等力学性能，扩散土中应力，增大土体的刚度模量或抗拉强度，改善土体或构成加筋土以与各
11、种复合土工结构。土工聚合物除了上述加固强化作用外，还可以用作反滤、排水和隔水材料。2. 锚固技术锚固技术是将一种新型受拉杆作的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，另一端与结构物(如挡土结构物)联结，利用锚固力以承受由于土压力、水压力所施加于结构物的推力，从而维持结构物的稳定。3. 加筋土把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体，称为加筋土。拉筋一般使用具有耐拉力，摩擦系数大而耐腐蚀性的板状、网状、丝状，带状的相材料，主要是镀锌钢片、铝合金以与合成树脂等材料。4. 树根桩法树根桩法系一种小型钻孔灌注桩，直径75-250mm，用钻机钻孔，同时去除孔的土，达到预定深
12、度后，插入钢筋笼灌注水泥浆或砂浆(或混凝土)成桩或钻孔后先故人钢筋笼，投入骨料，再通过埋管由底向上压注水泥浆或砂浆。1.2.4 排水固结法排水固结法的原理是软粘土地基在荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散，土的有效应力增大，地基土的强度逐步增长。排水固结法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉降在加载预压期间根本完成或大局部完成，并使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。排水固结法是由排水系统和加压系统两局部组合而成的。排水系统可在然地基中设置竖向排水井(如普通砂并、
13、袋装砂井、塑料排水板等)，以与利用天然地基土层本身的透水性。加压系统有堆载法、真空法、降低地下水位法、电渗法与联合法。1.2.5 灌浆法灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液注入各种介质的裂缝或孔隙，以改善地基的物理力学性质。灌浆法可用于气压防渗、堵漏、加固和纠偏。它主要适用于砂与砂砾石地基，以与湿陷性黄土地基等。灌浆法在水利、建筑、道桥以与地下建筑等工程的各个领域中都得到广泛应用。灌浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统。粒状浆材主要包括纯水泥浆，粘土水泥砂浆、水泥砂浆、以与石灰砂浆等。化学浆材的品种很多，包括环氧树脂类，甲基丙烯酸酷类，聚氦酷类、丙烯酞胺类，木质素类和硅
14、酸盐类等。在地基处理中，常用的灌浆方法有渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、压密灌浆法、电动化学灌浆法等。1.2.6 托换技术托换技术(或称根底托换)是指对原有建筑物地基和根底需要进展处理，加固或改建，在原有建筑物根底下需要修建地下工程以与邻近建造新工程而影响到原有建筑物的安全等问题的技术总称。托换技术分为两个阶段进展: (1)采取适当方式，支托住原有建筑物的全部和局部荷载。(2)根据工程需要对原有建筑物的地基和根底进展加固、改建或在原有建筑物下进展其地下工程施工。1.2.7 其 他除了上述各种地基处理方法外还有其它一些地基处理方法。如:锚杆静压桩、根底加压纠偏法、根底减压和加强上部结构刚度法、套筒法、
15、浸水与加压矫正法、排(掏)土纠倾法、预浸水法、灰土桩、膨胀土地基帷幕等。1.3 地基处理技术的开展地基处理是古老而又年轻的领域。在我国改革开放促进了根本建设持续高速开展。为了适应工程建设的要求，地基处理技术在我国得到飞速开展，地基处理技术最新开展反映在地基处理机械、材料、地基处理设计计算理论、施工工艺、现场监测技术，以与地基处理方法的不断开展和多种地基处理方法综合应用等各个方面。为了满足日益开展的地基处理工程的需要，近几年来地基处理机械开展很快。例如，深层搅拌机型号增加，除前几年生产的单轴深层搅拌机和固定双轴搅拌机，浆液喷射和粉体喷射深层搅拌机外，近年来研制成功可变距双轴深层搅拌机和可同时适用浆液喷射和粉体喷射的深层搅拌机，搅拌深度和成桩直径也在扩大，海上深层搅拌机也己投入使用，我国深层搅拌机拥有量近年来大幅度增加。高压喷射注浆机械开展很快，出现不少新的高压喷射设备，如井口传动由液压代替机械，改良了气、水，浆液的
