濕軟地基處理

1、1 19-4 濕軟地基處理濕軟地基處理4.1 濕軟地基的分類濕軟地基的分類一、濕軟地基常見問題一、濕軟地基常見問題包括以下五個(gè)方面：包括以下五個(gè)方面：1 1地基地基強(qiáng)度及穩(wěn)定性強(qiáng)度及穩(wěn)定性問題：地基的抗剪強(qiáng)度不足引問題：地基的抗剪強(qiáng)度不足引起局部或整體剪切破壞。起局部或整體剪切破壞。2 2壓縮及不均勻沉降壓縮及不均勻沉降問題：引起開裂。問題：引起開裂。3 3滲漏滲漏問題問題：大壩地基，基坑開挖降水，防洪：大壩地基，基坑開挖降水，防洪4 4液化液化問題：地震、機(jī)器、車輛的振動(dòng)以及波浪作問題：地震、機(jī)器、車輛的振動(dòng)以及波浪作用和爆破等動(dòng)力荷載可能引起地基土，特別是飽用和爆破等動(dòng)力荷載可能引起地基土

2、，特別是飽和無粘性土的液化、失穩(wěn)和震陷等危害。和無粘性土的液化、失穩(wěn)和震陷等危害。5.5.特殊土地基問題特殊土地基問題：比如黃土：比如黃土濕陷濕陷、膨脹土、膨脹土漲縮漲縮、 巖溶巖溶塌陷塌陷等。等。加拿大特朗斯康谷倉(cāng)，建于1913年。高31m，寬23m，片筏基礎(chǔ)。由于事前未探明有厚達(dá)16m的軟土層，建成儲(chǔ)存谷物后，西側(cè)突然陷入土中8.8米，東側(cè)抬高1.5m，倉(cāng)身傾斜27o。4567地基沉降變形因其路面開裂8 路基路面塌陷9巖溶塌陷引起樁基折斷10二、濕軟地基類別二、濕軟地基類別濕軟地基主要有： 淤泥及淤泥質(zhì)土地基，即軟土地基，沖填土地基，人工填土地基，高壓縮性土地基，濕陷性黃土地基、膨脹土地基

3、、季節(jié)性凍土地基、巖溶地基、松砂土地基等。濕軟地基分為三類： 濕土 軟土 濕軟土 11三、處理思路三、處理思路 濕土濕土指地基土本身強(qiáng)度足夠，但處于潮濕或過濕狀態(tài)，致使強(qiáng)度降低。 處置思路處置思路：加強(qiáng)排水。 軟土軟土指地基土本身強(qiáng)度不夠。 處置思路處置思路：采取增加強(qiáng)度的補(bǔ)強(qiáng)措施。 濕軟土濕軟土指地基土本身強(qiáng)度不夠，并且處于潮濕或過濕狀態(tài)。 處置思路處置思路：先排水后補(bǔ)強(qiáng)。12處理的目的：1、提高強(qiáng)度2、減小變形3、改善滲透性4、防治液化5、減小或消除不良工程特性13三、處理方法三、處理方法常用方法：常用方法： 1.1.換填法換填法 2.2.水泥（石灰）攪拌樁法水泥（石灰）攪拌樁法 3.3.

4、擠密法：擠密碎石樁法、擠密石灰樁法擠密法：擠密碎石樁法、擠密石灰樁法 4. 4.排水固結(jié)法：堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降低排水固結(jié)法：堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降低地下水法等地下水法等 5. 5.強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法 6. 6.加筋法：土工織物法、加筋土法、土錨、土釘加筋法：土工織物法、加筋土法、土錨、土釘14 采用較經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的換土墊層法進(jìn)行淺層處理，將軟土部分或全部挖除，然后換填工程特性良好的材料，并予以分層壓實(shí)。主要有砂墊層法。一、換填法一、換填法（1)1)砂墊層法的分類：砂墊層法的分類： 按其按其組成材料組成材料分為：砂墊層、碎石墊層、分為：砂墊層、碎石墊層、灰土墊層灰土墊層 和加筋土墊層。和加筋

5、土墊層。 按按墊層在地基中的主要作用墊層在地基中的主要作用又分為：換又分為：換土墊層、排水墊層和加筋土墊層。土墊層、排水墊層和加筋土墊層。151提高地基承載力提高地基承載力。2減少地基沉降量減少地基沉降量。3墊層用透水材料可加速軟弱土層的排水固結(jié)墊層用透水材料可加速軟弱土層的排水固結(jié)。 固結(jié)效果僅限于表層，對(duì)深部的影響并不顯著。4. 防止凍脹防止凍脹。5. 消除膨脹土的脹縮性消除膨脹土的脹縮性。(2)墊層法的作用墊層法的作用1617(3)墊層法的適用范圍墊層法的適用范圍 換填法適用于換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘土、素填土、雜填土

6、地基及暗溝、暗塘等淺層等淺層處理。處理。 常用于常用于輕型建筑、地坪、堆料場(chǎng)地和道路輕型建筑、地坪、堆料場(chǎng)地和道路工程工程等地基處理。當(dāng)上部荷載不大，軟弱土層等地基處理。當(dāng)上部荷載不大，軟弱土層厚度較小時(shí)，采用換填墊層法能取得較好的效厚度較小時(shí)，采用換填墊層法能取得較好的效果。果。18 一般砂墊層的厚度約為0.6-1.0m左右。砂墊層厚度一般不宜大于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。 墊層頂面每邊最好比基礎(chǔ)底面大300mm。(4)墊層法的施工及質(zhì)量控制墊層法的施工及質(zhì)量控制 材料要求：一般采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的粒料，顆粒的不均勻系數(shù)不能小于5，以中粗砂為好以

7、中粗砂為好，可摻入一定量的碎石，但要分布均勻。19施工要點(diǎn)：（1）應(yīng)注意將砂加密到要求的密實(shí)度，這是保證砂墊層質(zhì)量和承載力的關(guān)鍵。 （2）采用分層鋪砂，然后逐層振密。分層厚度視振動(dòng)力的大小而定，一般為15-20cm之間。（3）鋪筑墊層前，應(yīng)先行驗(yàn)槽，清除浮土，保持邊坡穩(wěn)定。20砂墊層質(zhì)量檢驗(yàn)：環(huán)刀取樣法貫入測(cè)定法2122二、水泥（石灰）攪拌樁法二、水泥（石灰）攪拌樁法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(jī)械，將固化劑(漿體或粉體)和地基土強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的樁體的地基處理方法。水泥土攪拌樁水泥土攪拌樁 濕法的加固深度不宜大于2

8、0m；干法的加固深度不宜大于15m。水泥土攪拌樁的樁徑不應(yīng)小于500mm。232.2.適用于：適用于：正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土地基。3.3.分類：分類： 水泥土攪樁拌法分為深層攪拌法(簡(jiǎn)稱濕法) 粉體噴攪法(簡(jiǎn)稱干法)。24深層攪拌法：深層攪拌法： 利用水泥（或石灰）作為固化劑，通過特制的利用水泥（或石灰）作為固化劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在深層攪拌機(jī)械，在一定的深度范圍一定的深度范圍內(nèi)把內(nèi)把地基土與水地基土與水泥（或其他固化劑）強(qiáng)行攪拌泥（或其他固化劑）強(qiáng)行攪拌，固化后形成具有水，固化后形成具有水穩(wěn)定性和足夠強(qiáng)度的水泥土，制成樁

9、體、塊體和墻穩(wěn)定性和足夠強(qiáng)度的水泥土，制成樁體、塊體和墻體等加固體，并與地基土共同作用，提高地基的承體等加固體，并與地基土共同作用，提高地基的承載力，載力，改善地基變形特性改善地基變形特性的一種地基處理方法，稱的一種地基處理方法，稱為深層攪拌法，簡(jiǎn)稱為為深層攪拌法，簡(jiǎn)稱為CDMCDM法法。25深基坑圍護(hù)水泥攪拌樁機(jī)262728深層攪拌樁施工現(xiàn)場(chǎng)29301.施工方法： 用回轉(zhuǎn)的攪拌葉將壓入軟土內(nèi)的水泥漿與周圍軟土強(qiáng)制拌和形成水泥加固體。攪拌機(jī)由電動(dòng)機(jī)、中心管、輸漿管、攪拌軸和攪拌頭組成，并有灰漿攪拌機(jī)、灰漿泵等配套設(shè)備。 我國(guó)生產(chǎn)的攪拌機(jī)現(xiàn)有單攪頭和雙攪頭兩種，加固深度達(dá)30m形成的樁柱體直徑6

10、0cm-80cm。2.施工過程（見下頁）31深層攪拌法施工過程323.優(yōu)點(diǎn) 與粉體噴射攪拌法相比有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：1.加固深度加深；2.由于將固化劑和原地基軟土就地?cái)嚢?，因而最大限度利用了原土?.攪拌時(shí)不會(huì)側(cè)向擠土，環(huán)境效應(yīng)較小。33 簡(jiǎn)稱為粉噴（干噴）法簡(jiǎn)稱為粉噴（干噴）法，這是在軟土地基中，這是在軟土地基中，通過粉噴機(jī)械把加固材料（石灰或水泥）的粉料，通過粉噴機(jī)械把加固材料（石灰或水泥）的粉料，用用氣體噴射氣體噴射到地基中并與土攪拌混合，使粉噴料與到地基中并與土攪拌混合，使粉噴料與地基土發(fā)生化學(xué)作用，形成具有一定強(qiáng)度、水穩(wěn)定地基土發(fā)生化學(xué)作用，形成具有一定強(qiáng)度、水穩(wěn)定性的加固體，應(yīng)用于地基

11、加固。性的加固體，應(yīng)用于地基加固。粉體噴射攪拌法（粉體噴射攪拌法（DJMDJM ）：）：3435粉體噴射攪拌法粉體噴射攪拌法(粉噴樁法粉噴樁法)1.施工方法： 通過專用的施工機(jī)械，將攪拌鉆頭下沉到預(yù)計(jì)孔底后，用壓縮空氣將固化劑（生石灰或水泥壓縮空氣將固化劑（生石灰或水泥粉體材料）以霧狀噴入加固部位的地基土粉體材料）以霧狀噴入加固部位的地基土，憑借鉆頭和葉片旋轉(zhuǎn)使粉體加固料與軟土原位攪拌混合，自下而上自下而上邊攪拌邊噴粉，直到設(shè)計(jì)?；覙?biāo)高。為保證質(zhì)量，可再次將攪拌頭下沉至孔底，重復(fù)攪拌。 36 a） 攪拌機(jī)對(duì)準(zhǔn)樁位；b）下鉆；c）鉆進(jìn)結(jié)束 d）提升噴射攪拌 e）提升結(jié)束粉噴攪拌法施工過程372.

12、優(yōu)、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：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(qiáng)度高，對(duì)于含水量較大的軟土，加固效果更為顯著； 施工時(shí)不需高壓設(shè)備，安全可靠，如嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，可避免對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染、振動(dòng)等不良影響。 缺點(diǎn)：是于目前施工工藝的限制，加固深度不能過深，一般為8-15m。 38三、三、CFG樁法樁法 CFG樁，是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。 樁體強(qiáng)度等級(jí)在C5C20之間，最高可達(dá)C25。 . 樁體剛度很大，區(qū)別于一般柔性樁和水泥土類樁，常常在樁頂與基礎(chǔ)之間鋪設(shè)一層150-300mm150-

13、300mm厚的中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石，以利于樁間土發(fā)揮承載力。39CFG樁施工示意圖4041長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)4243養(yǎng)生成樁44施工放樣樁頂標(biāo)高4546樁頭擴(kuò)大施工4748 褥墊層褥墊層在水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基中具有重要作用，它可起到保證樁土共同承擔(dān)荷載、調(diào)整樁與土垂直及水平荷載的分擔(dān)和減小基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中的作用。49加固原理加固原理 強(qiáng)度較高，CFG樁類似于鋼筋混凝土樁，這樣，在常用的幾米到二十多米樁長(zhǎng)范圍內(nèi)，樁側(cè)摩阻力都能發(fā)揮樁側(cè)摩阻力都能發(fā)揮，因此，無論是承載力提高幅度及處理深度都較柔性樁和半剛性樁為優(yōu)。50CFG樁復(fù)合地基的工程特性（優(yōu)點(diǎn)） 1.承載力提高幅度大，可調(diào)性強(qiáng)。天然地基承

14、載力的提高幅度從50400。2.沉降量和差異沉降控制效果好 3.適應(yīng)范圍廣 適用多種地基形式；可用于處理黏性土、粉土、砂土和填土；既可用于擠密效果好土，也可用于擠密效果差的土。51CFG樁施工要點(diǎn)施工要點(diǎn)（1）樁徑可取350600 mm；樁距一般取3-5倍樁徑。（2）長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基；（3）泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（礫）石土及風(fēng)化巖層分布的地基；（4）沉管灌注成樁，適用于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土、人工填土及無密實(shí)厚砂層的地基。52泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁施工53套筒定位 545556鉆孔57成孔后清孔58吊裝鋼筋

15、籠59灌注水下混凝土6061沉管灌注成樁施工6263（5）沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按均勻線速度控制，拔管線速度應(yīng)控制在1.2-1.5m/min左右（6）施工時(shí)，樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，一般不應(yīng)小于0.5m。（7）褥墊層鋪設(shè)褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)基礎(chǔ)底面下樁間土的含水量較小時(shí)，也可采用動(dòng)力夯實(shí)法。（8）施工中樁長(zhǎng)允許偏差施工中樁長(zhǎng)允許偏差為100mm，樁徑允許偏差為20mm，垂直度允許偏差為1%。64CFGCFG樁質(zhì)量檢驗(yàn)樁質(zhì)量檢驗(yàn)樁體強(qiáng)度樁身結(jié)構(gòu)完整性。65四、排四、排水固結(jié)法水固結(jié)法排水固結(jié)法： 它是采用預(yù)壓、降低地下水位、電滲等方法促使土層排水固結(jié)，以減少地基的沉降和不均勻沉

16、降，提高承載力。 主要用于處理軟弱粘性土地基。661、砂、砂井堆載預(yù)壓法井堆載預(yù)壓法 在地基中設(shè)置排水通道，使土中孔隙較快排出水。可在軟粘土中設(shè)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(shè)置橫向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。67砂井的直徑和間距：砂井的直徑和間距：以“細(xì)而密”為佳，不過，考慮到施工的可操作性，普通砂井的直徑為300-500mm。間距可按為直徑的6-8倍選用。砂井深度一般為10-20m砂井的平面布置可采取正方形或梅花形68袋裝砂井69 塑料排水板預(yù)壓法是將塑料排水板用插板機(jī)插入加固的軟土中，然后在地面加載預(yù)壓，使土中

17、水沿塑料板的通道逸出，經(jīng)砂墊層排除，從而使地基加速固結(jié)。 塑料板排水與砂井比較具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1，塑料板由工廠生產(chǎn)，材料質(zhì)地均勻可靠，排水效果穩(wěn)定； 2塑料板重量輕，便于施工操作； 3施工機(jī)械輕便，能在超軟弱地基上施工；施工速度快，工程費(fèi)用便宜。 2 2、塑料排水板預(yù)壓法、塑料排水板預(yù)壓法70多孔單一結(jié)構(gòu)型塑料排水板 復(fù)合結(jié)構(gòu)塑料排水板 71塑料排水板7273施工后的塑料排水板74真空預(yù)壓法和降水位預(yù)壓法真空預(yù)壓法和降水位預(yù)壓法真空預(yù)壓法實(shí)質(zhì)上是以大氣壓作為預(yù)壓荷重的一種預(yù)壓固結(jié)法。75五、擠密法五、擠密法 擠密砂（或砂石）樁法是用振動(dòng)、沖擊或打入套管等方法在地基中成孔(孔徑一段為300mm6

18、00mm)，然后向孔中填入含泥量不大于5%的中、粗砂、粉、細(xì)砂料應(yīng)同時(shí)摻入25%35%碎石或卵石，再加以夯擠密實(shí)形成土中樁體從而加固地基的方法。 76擠密砂（或砂石）樁法施工示意圖77施工要點(diǎn)施工要點(diǎn) （2）為了使擠密作用比較均勻，砂樁的可按正方形、梅花形布置或等邊三角形。 （1）粒料要考慮級(jí)配，避免單一尺寸，粒徑一般不大于5cm。 （3）樁距1.5-3.0m,相鄰間距不大于4.0陪樁徑。 （4）樁長(zhǎng)不宜短于4m。 78六、強(qiáng)夯法六、強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯法亦稱為動(dòng)力固結(jié)法動(dòng)力固結(jié)法，是一種將較大的重錘(一般約為80-400kN，最重達(dá)2000kN)從6-20m高處(最高達(dá)40m)自由落下，對(duì)較厚的軟土

19、層進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的地基處理方法。特點(diǎn)：夯擊能量大，因此影響深度也大。并具有工藝簡(jiǎn)單，施工速度快、費(fèi)用低、適用范圍廣、效果好等優(yōu)點(diǎn)。791.強(qiáng)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、濕陷性黃土等地基的加固，效果較好。2.加固機(jī)理：動(dòng)力擠密、動(dòng)力固結(jié)、動(dòng)力置換。3.強(qiáng)夯的有效加固深度一般為10-20m。80（5）夯點(diǎn)布置及間距： 夯點(diǎn)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(yīng)大于基礎(chǔ)范圍。81828384七、加七、加筋法筋法四大類，即土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復(fù)合型土工合成材料。特種土工合成材料包括土工墊、土工網(wǎng)、土工格柵、土工格室、土工泡沫塑料等。85格柵8687土工合成材料用于排水過濾的典型實(shí)例 881. 1. 排水作用排水作用2. 2. 反濾作用反濾作用3. 3. 隔離作用隔離作用4