液化地基和軟土地基的處理施工

1、液化地基和軟土地基的處理施工字體大中小常用的液化地基和軟土地基的處理方法主要有： 強(qiáng)夯法、振動(dòng)水沖法、 砂樁擠密、礫石井排水法、堆載預(yù)壓法、砂井預(yù)壓法、袋裝砂井預(yù)壓法、高壓旋噴法、深層攪拌法、電硅化法、換土墊層法。其施工工序及特點(diǎn)見表 5-4-2 。表5-4-2液化地基和軟土地基的處理序方 法適用情況和特點(diǎn)施 工號(hào)1強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法或沖擊加密法。采用強(qiáng)夯法加固松軟地基，一定要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和工程的使用要求，正確選定各個(gè)強(qiáng)夯參數(shù)，才能達(dá)到有效而經(jīng)濟(jì)的目的。強(qiáng)夯法的主要設(shè)備包括：夯錘、起重機(jī)、它既適用于可液化的脫鉤裝置等三部分。夯錘最好采用鑄鋼制作，也可采用鋼板外殼填混凝土。起重設(shè)備

2、飽和砂土、 粉土的加多采用履帶式起重機(jī)，也有采用輪胎式起重機(jī)或三足架固，又是一種(1) 夯錘重量： 夯錘的重量與擬加固土層的深度和落距有關(guān)，可按下快速加式確定夯錘重量。目固軟土地基前，世界上采用的最大錘質(zhì)量為200t ，落距為25m，其加固深度達(dá)的有效方到 40m法。一般地H=說(shuō)，軟弱式中 H地基土層的有效加固深度 (m)地基經(jīng)強(qiáng)夯M夯錘的質(zhì)量 (t)加固后，h夯錘自由下落的高度 (m)地基承載力修正系數(shù)，對(duì)砂土和地下水位較高的粉土地基，取0.6; 對(duì)地可以提高下水位較低34 倍，壓縮的粉土，取0.7系數(shù)可以降低到夯錘底面積的大小與土的類型有關(guān)，對(duì)于砂土， 取 2 4m2; 對(duì)于第四原來(lái)的紀(jì)黏

3、土，取 31/10 1/5 ，22為宜4m; 對(duì)于淤泥質(zhì)土，以取4 6m影響深度(2) 夯擊遍數(shù)：夯擊遍數(shù)與土體顆粒大小成正比， 即顆粒粗的， 需要可以超過(guò) 10m 的夯擊遍數(shù)少 ;顆粒細(xì)小，需要的夯擊遍數(shù)多。一般情況下，對(duì)于細(xì)砂、粉砂，23遍;粉土， 3遍;淤泥質(zhì)土， 4 6 遍(3) 夯擊間隔時(shí)間： 第一遍夯擊引起的孔隙水壓力消散后， 即可進(jìn)行第二遍夯擊。滲透系數(shù)較大的砂性土，可以連續(xù)作業(yè)(4) 加固圍： 夯擊的圍應(yīng)該比需要加固的地基圍稍大，一般每邊放大的寬度應(yīng)不小于地基加固深度的1/2(5) 夯點(diǎn)布置：夯擊點(diǎn)的間距，隨錘重、落距和加固深度而異。新港強(qiáng)夯區(qū)的夯點(diǎn)布置方案如圖5-4-1 所示

4、。此種布點(diǎn)方案的最大特點(diǎn)是給吊機(jī)留有通道，當(dāng)全部夯點(diǎn)夯完后，夯坑可一次填平續(xù)表序方 法適用情況和特點(diǎn)施 工號(hào)2振動(dòng)水沖法具有機(jī)具較簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，不需固振沖法是利用在地基中就地振制的砂石樁進(jìn)行快速加固松軟地基的方法。施工時(shí)，吊起振沖器， 啟動(dòng)其筒電機(jī)帶動(dòng)偏心鐵塊作高速旋轉(zhuǎn)，使振沖器產(chǎn)結(jié)時(shí)間，生高頻振動(dòng)，同時(shí)噴振動(dòng)影響圍射高壓水， 在土層中形成下沉孔。 待振沖器沉到需要加固的深度也不大等后，一邊向孔填入粒優(yōu)點(diǎn)。適宜于徑為 5 40mm的細(xì)石，一邊振實(shí)，最后形成一個(gè)細(xì)石樁( 圖加固容易5-4-2) 。目前振沖法的有效液化的砂土加固深度為 18m，國(guó)外最深達(dá) 30m及黏粒含量少于 10%的粉土地基3砂

5、樁擠密適用于加固處理深擠密土層用的砂樁是采取類似沉管灌注樁的機(jī)械和方法，通過(guò)沖擊和層振動(dòng)把砂擠入土松砂、雜填土層中所形成。 一般可采用單動(dòng)式汽錘將鋼管樁打入土中，鋼管樁及黏粒含下端連有自行開啟的活量不高的粉瓣樁靴。當(dāng)樁沉到預(yù)定的加固深度后，向樁管灌入70%的砂，砂土，不適用的含水量在 25%左于飽和軟土。右。然后將樁管按每分鐘 11.5m 的速度拔起， 并用蒸汽錘上下砂樁的直沖擊振動(dòng)，以搗實(shí)樁孔徑一般為的砂。當(dāng)樁管拔起 5 6m后，再向管中進(jìn)行第二次灌砂。當(dāng)打完0.6 0.8m，第一次砂樁后，再沿間距一般為其中心第二次打入樁管， 并按上述方法復(fù)打第二次砂樁，進(jìn)一步12m，通擴(kuò)大砂樁直徑過(guò)振動(dòng)、

6、沖擊打樁的布點(diǎn)順序是從地基兩側(cè)開始，依次向中間移動(dòng)， 使地基中和擠實(shí)作間部位能夠得到最大用，增加被加的擠密效果。 對(duì)于流水的砂樁宜間隔一排施打，使中間的砂樁打固土層的入時(shí)，為周圍土層創(chuàng)造相對(duì)密度，使向相鄰砂樁排水的條件，從而有利于擠密其抗液化能力得到較大的增強(qiáng)4礫石井適用于埋藏較深的礫石井排水法是在砂層中設(shè)置礫石井，由于縮短了水平方向的排水路排具有較大密徑，提高了砂層水法度的較厚的排水效率， 從而減少飽和砂層地震時(shí)孔隙水壓力的上升，使液飽和砂層的化難于發(fā)生防液化處施工方法是，在建筑物整個(gè)地基圍，每隔3m左右，用振動(dòng)錘將理，排水法的直徑為 300mm左噪聲比右、端頭合葉關(guān)閉著的鋼管打入砂層中，達(dá)

7、到預(yù)定深度后， 一邊振動(dòng)增密法從漏斗向鋼管填入角小得多，礫、圓礫、碎石、卵石或礦渣，一邊提升鋼管，形成礫石排水井因而更適用( 圖 5-4-3) 。排水井的于增建工直徑、間距、深度和填料粒徑，按滲透理論計(jì)算確定程以及已有建筑物液化砂基的處理5堆載預(yù)壓此方法適用于埋藏堆載預(yù)壓法是在擬建場(chǎng)地上堆土或其他重物，使地基在預(yù)壓荷載下逐法不太深的較漸固結(jié)，達(dá)到增薄砂土層強(qiáng)其抗液化能力的目的的壓密處理。采用預(yù)壓法時(shí)， 若當(dāng)?shù)厝鄙偻猎矗?壓重物不易解決時(shí)， 也可在預(yù)此法的壓區(qū)四周筑堤圍成水優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、庫(kù)，在水庫(kù)底和圍堤迎水坡上鋪設(shè)聚氯乙烯薄膜防滲，然后泵水方便，入庫(kù)，進(jìn)行預(yù)壓缺點(diǎn)是預(yù)壓時(shí)間長(zhǎng)6砂井預(yù)壓適用于深厚

8、的粉土該法是打砂井之后進(jìn)行堆載預(yù)壓。具體施工方法是在擬建場(chǎng)地上，按法層、黏土層、等邊三角形布點(diǎn)淤泥質(zhì)方案或正方形布點(diǎn)方案，每隔24m，將鋼管樁打入軟土層，形黏土層、淤泥成井孔，然后灌以粗砂層等軟或中砂，制成砂樁 ( 圖 5-4-4)。砂井直徑一般采用 200 400mm，土地基的加砂井間距取井徑的固處理，810 倍，砂井的深度應(yīng)穿越地基的受壓層。 若軟土層不是很厚，不適用于透下面又有透水層時(shí)，水性極小砂井應(yīng)穿透軟土層。 砂井的布置圍應(yīng)擴(kuò)大到建筑物基礎(chǔ)輪廓線以的泥巖層。砂外 2 4m井預(yù)壓預(yù)壓荷載的大小宜接近設(shè)計(jì)荷載， 必要時(shí)可超出設(shè)計(jì)荷載 10%法的特點(diǎn)是，20%。但在預(yù)壓過(guò)程施工簡(jiǎn)中，任何時(shí)

9、刻作用于地基土層上的荷載，均不得超過(guò)該土層的極單，造價(jià)低，限荷載，以免地基失穩(wěn)節(jié)省鋼破壞材、水泥，但工期很長(zhǎng)且僅適用于新建工程的空曠場(chǎng)地7袋裝砂井袋裝砂井預(yù)壓是在(1)袋裝砂井設(shè)計(jì)：袋裝砂井的直徑一般為70mm，間距為1 1.5m，預(yù)普通砂井預(yù)砂井在平面上壓法壓的基礎(chǔ)的布置可采取正方形網(wǎng)格或等邊三角形網(wǎng)格方案( 圖 5-4-5)，袋上發(fā)展起來(lái)裝砂井長(zhǎng)度以 1020m的一種軟為宜土地基加固(2) 施工程序：袋裝采用麻袋布或聚丙烯編織布縫制，利用門架新技術(shù)式灌砂機(jī)充填砂料。按照定位，打入帶有活瓣樁尖的鋼管，然后下放砂袋， 拔出鋼管，即形成袋裝砂井續(xù)表序方 法適用情況和特點(diǎn)施 工號(hào)8 高壓旋高壓旋噴

10、法 ( 簡(jiǎn)稱 (1) 旋噴法工藝：旋噴法是先將具有特制噴嘴的鉆頭，噴射鉆進(jìn)到預(yù)定噴法旋噴法 )適的加固深度，然后用于標(biāo)貫利用超高壓 (20 40MPa)脈沖泵，使?jié){液以高速噴出把土攪動(dòng)，同擊數(shù)小于 10時(shí)將鉆桿旋轉(zhuǎn)和提升，的砂質(zhì)使沿鉆孔整個(gè)深度的土體與漿液混合，并凝結(jié)成圓柱加固體。旋噴土、小于 5法采用的漿液有水泥漿、的黏性土、水玻璃、紙漿液和丙烯酸氨。 它既可旋噴成豎直樁， 也可旋噴成水不含瓦礫的平樁和斜樁回填土等(2) 施工機(jī)具：主要機(jī)械有高壓柱塞泵、泥漿泵、空壓機(jī)。附屬機(jī)軟弱地基的具有噴流控制器、加固噴射管等。噴射管根據(jù)施工方法不同又可分為單管、雙重和三重噴射管(3) 施工順序 ( 圖

11、5-4-6)1) 鉆孔：用低壓 (1MPa) 的清水或黏土漿噴射，同時(shí)回轉(zhuǎn)鉆桿， 鉆頭很快即可鉆到預(yù)定加固深度。 此時(shí)的清水或黏土漿是從特制鉆頭的末端噴口噴出2) 橫向噴射： 鉆孔結(jié)束后， 用鋼球或壓差閥關(guān)閉噴出孔， 并接通管路壓送漿液，高壓漿液即從特制鉆頭側(cè)面噴嘴噴出3) 旋噴：按照預(yù)定的旋噴參數(shù) ( 轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度、 噴射壓力 ) 進(jìn)行旋噴。此時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴并緩慢提升，形成旋噴柱(4) 旋噴樁直徑： 最后完成的旋噴樁加固體的直徑，單管法為 0.3 0.5m; 雙重管法為 1m;三重管法可達(dá)2m9深層攪適用于各類飽和(1) 加固機(jī)理：水泥系攪拌法就是將水泥漿連續(xù)不斷地分散到土中，水拌法軟泥和飽

12、和軟黏土拌黏土地基的合后，凝聚成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的土體，從而達(dá)到加固。深加固地基的目的層攪拌法又(2) 加固工藝流程：深層攪拌機(jī)械系統(tǒng)是由深層攪拌機(jī)、起重機(jī)、分石灰系導(dǎo)向、量測(cè)、固化拌合和水泥劑制備等機(jī)具組成。深層攪拌加固的工藝流程( 圖 5-4-7)如下系拌合兩1) 將深層攪拌機(jī)吊至加固位置，定位對(duì)中，啟動(dòng)電機(jī)大系列2) 待攪拌頭轉(zhuǎn)動(dòng)速度正常后，邊旋轉(zhuǎn)切土， 邊下沉， 直至設(shè)計(jì)加固深度3) 配置水泥漿， 將攪拌機(jī)略為提升， 泵送水泥漿壓開球閥， 水泥漿進(jìn)入軟土中4) 停止噴漿，將深層攪拌機(jī)重復(fù)下沉、提升，再拌合一次，使軟土和水泥漿攪拌得更加均勻5) 待深層攪拌機(jī)提升到地面后，關(guān)

13、閉電機(jī)，移位至新的加固地點(diǎn)10電硅化此法適用于加固對(duì)于滲透系數(shù)小于 10-6m/min 的黏性土，需要借助于電滲作用，方能使法軟具有一定壓力的硅黏土地基，混合溶液注入土的孔隙中。施工時(shí)，先在土中打入兩個(gè)電極( 即兩也可用于根金屬管 ); 然后把以硅酸細(xì)砂、粉細(xì)鈉( 水玻璃 ) 為主的硅混合溶液 ( 水玻璃、氯化鈣、明礬 ) 和濃氯化鈣砂、粉土溶液，先后由陽(yáng)極壓地基的加固注入軟土層中， 通以電流， 使溶液在土體中發(fā)生電滲。硅混合液經(jīng)一定時(shí)間后便形成硅膠凝體，將土顆粒膠結(jié)在一起，并使軟土脫水11換土墊適用于淤泥、 淤泥 換土墊層法是將基礎(chǔ)底面以下一定圍的軟弱土層挖去，換填以低壓縮性層法質(zhì)土等可能的

14、散體材發(fā)生震陷料，分層夯實(shí)，作為基礎(chǔ)下的墊層的軟弱土地(1) 墊層材料：換土墊層按回填材料可分為砂墊層、碎石墊層、灰基土墊層、礦渣墊層等，但以采用砂墊層為最多。 砂墊層的砂料以中粗砂為好，并可均勻摻人一定數(shù)量的碎石當(dāng)采用碎石墊層時(shí)，為了防止基坑底部的表層軟土遭到局部破壞，而使建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生附加沉降， 最好在基坑底部先鋪一層砂墊底，然后再鋪碎石墊層墊層為最多(2) 墊層厚度 ( 圖 5-4-8) ：砂墊層的合理厚度H應(yīng)該滿足如下條件：上部荷載通過(guò)砂墊層按一定擴(kuò)散角傳至下臥軟土層時(shí)，該下臥軟土層頂面所受的全部壓力，不超過(guò)下臥土層的靜承載力。當(dāng)墊層材料為碎石、粗砂或中砂時(shí)，墊層的壓力擴(kuò)散角=30° 若為其他較細(xì)材料時(shí)， =22°。一般情況下，砂墊層的厚度取1 2m，墊層太厚，施工比較困難(3) 墊層寬度：砂墊層的合理寬度B，應(yīng)該既能滿足應(yīng)力擴(kuò)散的要求，又能防止墊層向兩邊擠動(dòng)。設(shè)墊層的厚度為H，墊層底寬應(yīng)比基礎(chǔ)底面每邊擴(kuò)出Htan 再加 50mm，即不小于 B+2Htan+100。對(duì)于條形基礎(chǔ)，砂墊層的底寬B，一般取基礎(chǔ)寬度B 加上1.2