橋涵基礎(chǔ)工程施工

1、1橋涵基礎(chǔ)工程施工橋涵基礎(chǔ)工程施工主主 編：徐編：徐 俊俊主主 審：陳延方審：陳延方2情境三 人工地基工程施工 1. 了解人工地基分類。 2. 掌握墊層的作用、設(shè)計(jì)方法、施工要點(diǎn)。 3. 掌握排水固結(jié)法原理、構(gòu)造、施工工藝。 4. 掌握強(qiáng)夯法加固機(jī)理、設(shè)計(jì)參數(shù)、施工步驟。 5. 掌握擠密法加固原理、構(gòu)造、施工方法。 6. 掌握深層攪拌法加固原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、施工方法。3單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 一、一、 擠密法與振沖法擠密法與振沖法 （一）（一） 擠密法擠密法 擠密法又稱為擠密樁法，是指在軟弱土層中以沉管、沖擊的方式成孔，將土側(cè)向擠密，然后向孔中填入碎石、砂、灰土、石灰或爐渣等填料

2、，再加以振實(shí)成樁并且進(jìn)一步擠密樁間土的方法。擠密法施工形成的樁稱為擠密樁。擠密樁按其填入材料不同分別稱為擠密砂樁、擠密土樁和擠密灰土樁等。4單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 1. 1. 擠密法的加固機(jī)理與適用范圍擠密法的加固機(jī)理與適用范圍 擠密法加固機(jī)理是：一方面成孔施工過程中擠密樁間土，土的密實(shí)度增加，另一方面樁體與樁間土形成復(fù)合地基，地基強(qiáng)度提高。 對(duì)于砂土地基，當(dāng)采用振動(dòng)法下沉樁管和一次拔管成樁時(shí)，由于樁管下沉對(duì)周圍砂土產(chǎn)生很大的橫向擠壓力，樁管將地基中同體積的砂擠向周圍的砂層，使其孔隙比減小，密度增大，這就是擠密作用。有效擠密范圍可達(dá)34倍樁直徑；當(dāng)采用振動(dòng)法下沉樁管和逐步拔出樁

3、管成樁時(shí)，下沉樁管時(shí)對(duì)周圍砂層產(chǎn)生擠密作用，拔起樁管時(shí)對(duì)周圍砂層產(chǎn)生振密作用，有效振密范圍可達(dá)6倍樁直徑左右。5單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 振密作用比擠密作用更顯著。對(duì)于軟弱黏性土地基，由于樁體本身具有較大的強(qiáng)度和變形模量，樁的斷面也較大，樁體置換同體積的軟弱黏性土，與土組成復(fù)合地基，共同承擔(dān)上部荷載。 擠密砂樁常用來(lái)加固松砂易液化的地基以及結(jié)構(gòu)疏松的雜填土地基。擠密土樁及灰土樁常用來(lái)加固濕陷性黃土地基，處理深度一般為515 m，是我國(guó)黃土地區(qū)地基處理的主要方法之一。 2. 2. 擠密樁的構(gòu)造與布置擠密樁的構(gòu)造與布置 樁孔直徑一般為3080 cm，樁孔宜按梅花形布置，必要時(shí)也可按正

4、方形布置，樁間距一般為35倍樁徑。如軟弱土層不很厚，擠密樁一般穿透軟土層；如軟弱土層很厚，擠密樁長(zhǎng)度可按樁底承載力和沉降量的要求，根據(jù)地基的穩(wěn)定性和變形驗(yàn)算確定。6單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 3. 3. 擠密法施工要點(diǎn)擠密法施工要點(diǎn) 擠密法施工包括成孔擠密和樁孔回填夯實(shí)兩個(gè)步驟。 （1 1） 成孔擠密成孔擠密 常用成孔方法有沉管法成孔、沖擊法成孔。 沉管法成孔是指使用振動(dòng)機(jī)或錘擊打樁機(jī)，將帶有特制樁靴的鋼制樁管（圖3.2.1所示）打入土層中設(shè)計(jì)深度形成樁孔，成孔深度一般為78 m。 沖擊法成孔是指使用沖擊機(jī)，將錘頭提升到一定高度后自由落下，反復(fù)沖擊使土層沖孔，成孔深度可達(dá)20 m以

5、上。7單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （2 2） 樁孔回填夯實(shí)（或振實(shí)）樁孔回填夯實(shí)（或振實(shí)） 采用沉管法成孔時(shí)，樁管沉入設(shè)計(jì)深度后，往樁管中灌入填料（砂、碎石或土），邊分層灌入填料夯實(shí)（或振實(shí)），邊將樁管向上拔起（樁靴留在孔底），直至樁孔灌滿填料。 采用沖擊法成孔后，往孔中分層灌入填料，分層夯實(shí)，直至樁孔灌滿填料。8圖圖3.2.1 鋼制樁管構(gòu)造示意圖鋼制樁管構(gòu)造示意圖圖圖3.2.2 振沖器構(gòu)造示意圖振沖器構(gòu)造示意圖9單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （二）（二） 振沖法振沖法 振沖法是利用一個(gè)振沖器（圖3.2.2所示），借助于高壓水流邊振邊沖，使地基變密；或在黏性土地基中成孔，

6、在孔中填入碎石制成一根根的樁體，樁體和原來(lái)的土構(gòu)成比原來(lái)抗剪強(qiáng)度高和壓縮性小的復(fù)合地基。 1. 1. 振沖法的加固機(jī)理與適用范圍振沖法的加固機(jī)理與適用范圍 振沖法按加固機(jī)理和效果的不同，分為振沖置換法和振沖密實(shí)法兩類。振沖置換法是在地基土中借振沖器成孔，往樁孔中填入碎石（或砂礫）并振密，制成一根根以碎石、砂礫等散粒材料組成的樁體，樁體與原地基土一起構(gòu)成復(fù)合地基，10單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 使其排水性能得到很大改善，有利加速土層固結(jié)，使承載力提高，沉降量減小，故又稱振沖碎石樁法。振沖密實(shí)法主要是利用振動(dòng)和壓力水使砂層液化，砂顆粒相互擠密，重新排列，孔隙減少，從而提高砂層的承載力和

7、抗液化能力，故又稱振沖擠密砂樁法，這種樁根據(jù)砂土的不同，又有加填料和不加填料兩種。 振沖置換法適用于：處理不排水且抗剪強(qiáng)度不小于20 kPa的黏性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基，如果樁周圍土的強(qiáng)度過低，則難以形成樁體。11單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 振沖密實(shí)法適用于：處理松散砂土和粉土等地基，不加填料的振沖密實(shí)法僅適用于處理黏粒含量小于10的粗砂、中砂地基。振沖法不適用于在地下水位較高、土質(zhì)松散易塌方和含有大塊石頭等障礙物的土層中使用。 國(guó)內(nèi)應(yīng)用振沖法加固地基的深度一般為14 m，最大達(dá)18 m，置換率一般在1030，每米樁的填料量為0.30.7 m3，直徑為0.71.2 m。

8、12單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 2. 2. 振沖法的設(shè)計(jì)要求振沖法的設(shè)計(jì)要求 （1 1） 樁位布置樁位布置 對(duì)大面積處理，宜采用梅花形布置；對(duì)獨(dú)立或條形基礎(chǔ)，宜采用正方形、矩形或等腰三角形布置。 （2 2） 樁的間距樁的間距 振沖置換法樁距可用1.52.5 m，荷載大或原土強(qiáng)度低時(shí)，宜取較小的間距；反之，宜取較振沖置換法大的間距。對(duì)樁端未達(dá)相對(duì)硬層的短樁，宜取小間距。振沖密實(shí)法振沖點(diǎn)間距與土的顆粒組成、要求達(dá)到的密實(shí)程度、地下水位、振沖器功率、水量等有關(guān)，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，可取1.82.5 m。13單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （3 3） 樁長(zhǎng)、樁徑確定樁長(zhǎng)、樁徑確定

9、振沖置換法樁長(zhǎng)：當(dāng)相對(duì)硬層的埋藏深度不大時(shí)，應(yīng)按相對(duì)硬層埋藏深度確定；否則，應(yīng)按建筑物地基的變形允許值確定，但樁長(zhǎng)不宜小于4 m。在可液化的地基中，樁長(zhǎng)應(yīng)按要求的抗震處理深度確定。樁徑常為0.81.2 m。振沖密實(shí)法的振沖深度：當(dāng)可液化土層不厚時(shí)，應(yīng)穿過可液化土層；否則，按要求的抗震處理深度確定。 （4 4） 填料填料 振沖置換法可用含泥量不大的碎石、卵石、角礫、圓礫等硬質(zhì)材料。常用碎石的粒徑為2050 mm，材料的最大粒徑不宜大于80 mm。14單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 振沖密實(shí)法宜用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂等硬質(zhì)材料。 3. 3. 振沖法的施工機(jī)械與施工步驟振

10、沖法的施工機(jī)械與施工步驟 振沖法主要的施工機(jī)具是振沖器、吊機(jī)和水泵。振沖器是一個(gè)類似插入式混凝土振搗器的機(jī)具，其外殼直徑為0.20.45 m，長(zhǎng)25 m，重約2050 kN，筒內(nèi)主要由一組偏心塊、潛水電機(jī)和水管三部分組成，如圖3.2.2所示。振沖器有兩個(gè)功能，一是產(chǎn)生水平向振動(dòng)力(4090 kN)作用于周圍土體；二是從端部和側(cè)部進(jìn)行射水和補(bǔ)給水。振動(dòng)力是加固地基的主要因素，射水起協(xié)助振動(dòng)力在土中使振沖器鉆進(jìn)成孔，并在成孔后清孔及實(shí)現(xiàn)護(hù)壁作用。 15振沖法的施工示意圖如圖3.2.3所示，振沖法具體施工步驟如下：圖圖3.2.3 振沖施工過程振沖施工過程(a)定位、啟動(dòng)；定位、啟動(dòng)；(b)成孔、清孔

11、；成孔、清孔；(c)開始填料、振沖；開始填料、振沖；(d)成樁成樁16單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理（1） 振沖器由吊車或卷?yè)P(yáng)機(jī)就位，打開下噴水口，啟動(dòng)振沖器；（2） 在振動(dòng)力和水沖作用下，在土層中形成孔洞；（3） 到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后清孔（用循環(huán)水帶出孔中稠泥漿），向樁孔逐段添加填料(粗砂、礫砂、碎石、卵石等)，填料粒徑不宜大于80 mm，碎石粒徑常用2050 mm，每段填料均在振沖器振動(dòng)作用下振擠密實(shí)，達(dá)到要求密實(shí)度后就可以上提，重復(fù)上述操作直至地面，從而在地基中形成一根具有相當(dāng)直徑的密實(shí)樁體，同時(shí)孔周圍一定范圍的土也被擠密。17單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 孔內(nèi)填料的密實(shí)度可

12、以從振動(dòng)所耗的電量來(lái)反映，通過觀察電流變化來(lái)控制。 振沖法的顯著優(yōu)點(diǎn)是用一個(gè)較輕便的機(jī)具，將強(qiáng)大的水平向振動(dòng)(有的振沖器也附有垂直向的振動(dòng))直接遞送到深度達(dá)20 m左右的軟弱地基內(nèi)，施工設(shè)備較簡(jiǎn)單，操作方便，施工速度快，造價(jià)較低。缺點(diǎn)是加固地基時(shí)要排出大量的泥漿，環(huán)境污染比較嚴(yán)重。18單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 二、二、 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 化學(xué)加固法是指在軟土地基中摻入水泥、石灰等，通過攪拌、噴射方式使其與土顆粒混合固化，或把一些能固化的化學(xué)漿液(水泥漿、水玻璃、氯化鈣溶液等)注入地基土孔隙，以改善土的物理力學(xué)性質(zhì)的地基加固方法。 按加固材料的狀態(tài)分為粉體類(水泥、石灰粉末)和

13、漿液類(水泥漿及其他化學(xué)漿液)。按施工工藝分為深層攪拌法(低壓攪拌法)、高壓噴射注漿法和灌漿法三類，下面分別予以介紹。19單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （一）（一） 深層攪拌法深層攪拌法 深層攪拌法是利用水泥、石灰（漿液或粉體）等材料作固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和較高強(qiáng)度的水泥或石灰加固體，與天然地基形成復(fù)合地基。 深層攪拌法又可分為水泥漿攪拌法和粉體噴射攪拌法，所形成的樁稱為水泥攪拌樁和粉噴樁。 深層攪拌法采用水泥或石灰作為固化劑時(shí)，各自的加固原理、設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)均不相同。下面以水泥深層攪拌法為例

14、介紹。20單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 1. 1. 深層攪拌法加固原理及使用范圍深層攪拌法加固原理及使用范圍 水泥深層攪拌法加固的基本原理如下： (1)水泥的水化反應(yīng)水泥的水化反應(yīng) 普通硅酸鹽水泥主要由硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)、鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)、鐵鋁酸四鈣(4CaOAl2O3Fe2O3)等幾種礦物組成，這些礦物與土中水發(fā)生水化反應(yīng)，生成氫氧?疲跜a(OH)2、水化硅酸鈣(CaO2SiO23H2O)、水化鋁酸鈣(CaOAl2O36H2O)、水化鐵酸鈣(CaOFe2O36H2O)等化合物，從而降低土中含水量。這些水化物初始呈液態(tài)，隨著時(shí)間的

15、增長(zhǎng)逐漸結(jié)硬。21單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理22單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （2 2） 土顆粒與水泥水化物的作用土顆粒與水泥水化物的作用 軟土中的礦物質(zhì)（如SiO2、Al2O3）與水泥水化物中的Ca(OH)2進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的結(jié)晶化合物。這些新形成的化合物在水中和空氣中逐漸硬化，增大了水泥土的強(qiáng)度。 SiO2+Ca(OH)2+nH2OCaOSiO2(n+1)H2O Al2O3+Ca(OH)2+nH2OCaOAl2O3(n+1)H2O 此外，軟土中含有游離的鈉離子Na+和鉀離子K+，它們能和水泥水化生成的鈣離子Ca+進(jìn)行當(dāng)量吸附交換，并使較小的土顆粒形成較大的粒

16、團(tuán)，使土體強(qiáng)度提高。23單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （3 3） 碳酸化作用碳酸化作用 水泥水化物中的Ca(OH)2與空氣中的CO2反應(yīng)生成不溶于水的碳酸鈣CaCO2，也能提高軟土的強(qiáng)度，并與周圍土體形成復(fù)合地基。 深層攪拌法適用于：加固較深較厚的淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高、且地基承載力特征值不大于120 kPa的黏性土地基。對(duì)超軟土效果更為顯著。如圖3.2.4所示為用于軟基處理的粉噴樁。24單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理圖圖3.2.4 粉噴樁粉噴樁25單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 2. 2. 深層攪拌樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)深層攪拌樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1 1） 固化劑和外摻

17、劑固化劑和外摻劑 固化劑宜選用強(qiáng)度等級(jí)為32.5級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥。水泥摻量一般為12%20%。外摻劑可根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件選用早強(qiáng)、緩凝、減水以及節(jié)約水泥等作用的材料。 （2 2） 樁長(zhǎng)和樁徑樁長(zhǎng)和樁徑 樁長(zhǎng)應(yīng)通過計(jì)算確定，一般水泥攪拌樁樁長(zhǎng)可達(dá)30 m，樁體直徑為6080 cm；粉噴樁樁長(zhǎng)可達(dá)1030 m，樁體直徑為50100 cm。26單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （3 3） 布樁形式布樁形式 深層攪拌樁可根據(jù)需要做成柱狀、壁狀和塊狀三種形式。柱狀是每隔一定的距離打設(shè)一根攪拌樁，采用正方形、三角形等布置形式，適用于單獨(dú)基礎(chǔ)和條形、筏形基礎(chǔ)下的地基加固；壁狀是將相鄰攪拌樁部

18、分重疊搭接而成，適用于深基坑開挖時(shí)的軟土邊坡加固以及多層砌體結(jié)構(gòu)房屋條形基礎(chǔ)下的加固；塊狀是將多根攪拌樁縱橫相互重疊搭接而成，適用于上部結(jié)構(gòu)荷載大而對(duì)不均勻沉降控制嚴(yán)格的建筑物地基加固和防止深基坑隆起及封底時(shí)采用。27單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 3. 3. 深層攪拌樁的施工方法深層攪拌樁的施工方法 （1 1） 水泥漿攪拌法水泥漿攪拌法 水泥漿攪拌法是用回轉(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。水泥漿攪拌法施工過程如圖3.2.5所示，其施工步驟如下：28單元二單元二 復(fù)合地基

19、處理復(fù)合地基處理圖圖3.2.5水泥漿攪拌法施工過程示意水泥漿攪拌法施工過程示意(a) 攪拌機(jī)就位；攪拌機(jī)就位；(b） 預(yù)攪下沉；預(yù)攪下沉；(c） 提升、噴漿、攪拌；提升、噴漿、攪拌； (d) 重復(fù)攪拌下沉一次；重復(fù)攪拌下沉一次；(e） 重復(fù)攪拌提升一次；重復(fù)攪拌提升一次；(f） 攪拌結(jié)束攪拌結(jié)束29單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 攪拌機(jī)就位：用起重機(jī)懸吊深層攪拌機(jī)，將攪拌頭定位對(duì)中。 預(yù)攪下沉：?jiǎn)?dòng)電機(jī)，攪拌軸帶動(dòng)攪拌頭，邊旋轉(zhuǎn)攪松地基邊下沉。 提升、噴漿、攪拌：當(dāng)攪拌頭沉到設(shè)計(jì)深度后，略為提升攪拌頭，將制備好的水泥漿由灰漿泵通過中心管，壓開球形閥，注入地基土中；邊噴漿、邊攪拌、邊提升

20、，使水泥漿和土體強(qiáng)制拌和，直至設(shè)計(jì)加固的頂面，停止噴漿。 重復(fù)攪拌下沉一次：使水泥漿與地基土充分?jǐn)嚢杈鶆颉?重復(fù)攪拌提升一次：使水泥漿與地基土充分?jǐn)嚢杈鶆颉?攪拌結(jié)束：清洗管道中殘存水泥漿，移至新孔。30單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （2 2） 粉體噴射攪拌法粉體噴射攪拌法 粉體噴射攪拌法是指攪拌機(jī)鉆頭正轉(zhuǎn)切土下沉到設(shè)計(jì)深度，然后反轉(zhuǎn)提升鉆頭，同時(shí)用壓縮空氣輸入水泥或石灰粉，邊噴粉、邊攪拌、邊提升，直至鉆頭提出地面形成樁體。 粉體噴射攪拌法施工過程如圖3.2.6所示，其施工步驟如下：31單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理圖圖3.2.6粉體噴射攪拌法施工過程示意粉體噴射攪拌法施工過

21、程示意（a） 攪拌機(jī)對(duì)準(zhǔn)樁位；（攪拌機(jī)對(duì)準(zhǔn)樁位；（b） 預(yù)攪下沉；（預(yù)攪下沉；（c） 鉆進(jìn)結(jié)束；鉆進(jìn)結(jié)束； （d） 提升、噴粉、攪拌；提升、噴粉、攪拌；(e） 攪拌結(jié)束攪拌結(jié)束32單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 攪拌機(jī)就位：移動(dòng)鉆機(jī)，對(duì)準(zhǔn)樁孔，主軸垂直。 預(yù)攪下沉：?jiǎn)?dòng)電機(jī)，逐級(jí)加速，正轉(zhuǎn)預(yù)攪下沉并在鉆桿內(nèi)連續(xù)輸送壓縮空氣，以干燥通道。 鉆進(jìn)結(jié)束：攪拌頭達(dá)到設(shè)計(jì)深度并在原位鉆動(dòng)12 min時(shí)，鉆進(jìn)結(jié)束。 提升、噴粉、攪拌：?jiǎn)?dòng)粉體發(fā)送器，將水泥粉呈霧狀噴入地基，反轉(zhuǎn)提升轉(zhuǎn)頭，邊噴粉、邊攪拌、邊提升，直至到設(shè)計(jì)?；覙?biāo)高后，慢速原地?cái)嚢?2 min。必要時(shí)再次將攪拌頭下沉與提升一次，使粉體

22、攪拌均勻。 攪拌結(jié)束：鉆具提升到地面后，移位進(jìn)行下一根樁的施工。33單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （二）（二） 高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，用高壓脈沖泵（工作壓力在20 MPa以上），將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置，向四周以高速水平噴入土體，借助液體的沖擊力切削土層，使噴流射程內(nèi)土體遭受破壞，土體與水泥漿充分?jǐn)嚢杌旌?，膠結(jié)硬化后形成加固體，從而使地基得到加固，如圖3.2.7所示。34單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理圖圖3.2.7 高壓噴射注漿系統(tǒng)示意圖高壓噴射注漿系統(tǒng)示意圖35單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)

23、合地基處理 加固體的形狀與注漿管的提升速度和噴射流方向有關(guān)。一般分為旋轉(zhuǎn)噴射(簡(jiǎn)稱旋噴)、定向噴射(簡(jiǎn)稱定噴)和擺動(dòng)噴射(簡(jiǎn)稱擺噴)三種形式。旋噴時(shí)，噴嘴邊噴射邊旋轉(zhuǎn)和提升，可形成圓柱狀加固體（稱為旋噴樁）。定噴時(shí)，噴射方向固定不變，噴嘴邊噴射邊提升，可形成墻板狀加固體，通常用于托換工程。 高壓噴射法的施工機(jī)具主要由鉆機(jī)和高壓發(fā)生設(shè)備兩部分組成。高壓發(fā)生設(shè)備包括高壓泥漿泵、高壓水泵、空氣壓縮機(jī)、水泥漿攪拌機(jī)等。 旋噴樁施工工藝如圖3.2.8所示。36單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理圖圖3.2.8旋噴樁施工工藝旋噴樁施工工藝(a) 開始鉆進(jìn)；開始鉆進(jìn)；(b) 鉆進(jìn)結(jié)束；鉆進(jìn)結(jié)束；(c) 高

24、壓旋噴開始；高壓旋噴開始；(d) 邊旋轉(zhuǎn)邊噴射邊提升；（邊旋轉(zhuǎn)邊噴射邊提升；（e） 旋噴結(jié)束旋噴結(jié)束37單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 高壓噴射注漿法的旋噴管分單管、二重管、三重管三種。單管法只噴射水泥漿，可形成直徑為0.61.2 m的圓柱形加固體；二重管法則為同軸復(fù)合噴射高壓水泥漿和壓縮空氣兩種介質(zhì)，可形成直徑為0.81.6 m的樁體；三重管法則為同軸復(fù)合噴射高壓水、壓縮空氣和水泥漿液三種介質(zhì)，形成的樁徑可達(dá)1.22.2 m。 高壓噴射注漿法的特點(diǎn)是： （1） 能夠比較均勻地加固透水性很小的細(xì)粒土，作為復(fù)合地基可提高其承載力，降低壓縮性。 （2） 施工設(shè)備簡(jiǎn)單、靈活，能在室內(nèi)或洞內(nèi)凈

25、高很小的條件下對(duì)土層深部進(jìn)行加固。38單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （3） 能控制加固體形狀，制成連續(xù)墻可防止?jié)B透和流砂。 （4） 不污染環(huán)境，無(wú)公害。高壓噴射注漿法加固后的地基承載力，一般可按復(fù)合地基或復(fù)合樁基考慮。由于加固后的樁柱直徑上下不一致，且強(qiáng)度不均勻，若單純按樁基考慮則不安全，條件許可情況下，盡可能做現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)來(lái)確定地基承載力。 高壓噴射注漿法適用于：處理淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、砂土、濕陷性黃土、碎石土以及人工填土等地基的加固。但對(duì)含有較多大粒塊石、堅(jiān)硬黏性土、大量植物根莖或含過多有機(jī)質(zhì)的土及地下水流過大、噴射漿液無(wú)法在注漿管周圍凝聚的情況下，不宜采用。圖3.2.

26、9所示為用于基坑支護(hù)的旋噴樁。39單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理圖圖3.2.9 用于基坑支護(hù)的旋噴樁用于基坑支護(hù)的旋噴樁40單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 （三）（三） 灌漿法灌漿法 灌漿法是利用壓力或電化學(xué)原理通過注漿管將加固漿液注入地層中，經(jīng)一定時(shí)間后，漿液將松散的土體或縫隙巖體膠結(jié)成整體，形成強(qiáng)度大、防水防滲性能好的人工地基。 灌漿法可分為壓力灌漿和電動(dòng)灌漿兩類。壓力灌漿是常用的方法，是在各種大小壓力下使水泥漿液或化學(xué)漿液擠壓充填土的孔隙或巖層縫隙。電動(dòng)化學(xué)灌漿是在施工中以注漿管為陽(yáng)極，濾水管為陰極，在直流電電滲作用下孔隙水由陽(yáng)極流向陰極，在土中形成滲漿通道，化學(xué)漿液隨之

27、滲入孔隙而使土體結(jié)硬。41單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 灌漿法所用漿液材料有粒狀漿液（純水泥漿、水泥黏土漿和水泥砂漿等統(tǒng)稱為水泥基漿液）和化學(xué)漿液（環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類和聚氨酯等）兩大類。 粒狀漿液中常用的水泥漿液其水泥強(qiáng)度等級(jí)一般為325級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥，由于含有水泥顆粒，故對(duì)孔隙小的土層難于在壓力下壓進(jìn)，只適用于粗砂、礫砂、大裂隙巖石等孔隙直徑大于0.2 mm的地基加固。如采用超細(xì)水泥，則可適用于細(xì)砂等地基。水泥漿液有取材容易、價(jià)格便宜、操作方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)外常用的壓力灌漿材料。42單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 化學(xué)漿液中常用的是以水玻璃(Na

28、2OnSiO2)為主劑的漿液，由于它無(wú)毒、價(jià)廉，流動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)漿液中應(yīng)用最多，約占90%。其他還有以丙烯酰胺為主劑和以紙漿廢液木質(zhì)素為主劑的化學(xué)漿液，它們性能較好，黏滯度低，能注入細(xì)砂等土中。 但有的價(jià)格較高， 有的雖價(jià)廉源廣， 但有含毒的缺點(diǎn)，用于加固地基受到一定限制。 目前灌漿法可用于橋梁樁基底部地基的加固補(bǔ)強(qiáng)、溶洞的填充、隧道開挖時(shí)的圍巖加固、建筑物防滲堵漏等。43單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 三、三、 加筋法加筋法 加筋法是指在土體中加入土工織物、土工格柵（圖3.2.10所示）、 土工網(wǎng)等土工合成材料， 給土體提供抗拉強(qiáng)度，使土體的整體性、強(qiáng)度、穩(wěn)定性提高。其應(yīng)用范圍

29、有：軟基處理、斜坡地段路堤加固。 土工合成材料有較高的強(qiáng)度和韌性（抗拉性）等力學(xué)性能，且能緊貼于地基表面， 使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中，當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生沖切破壞時(shí)， 鋪設(shè)的土工合成材料將阻止破壞面的出現(xiàn)，從而提高地基承載力。 當(dāng)受集中荷載作用時(shí)，在較大的荷載作用下，高模量的土工合成材料受力后將產(chǎn)生一垂直分力，抵消部分荷載。44單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 如將土工合成材料鋪設(shè)在軟土地基的表面，由于其承受拉力和土的摩擦作用而增大側(cè)向限制，阻止側(cè)向擠出，從而減小變形和增大地基的穩(wěn)定性。 除用于加固地基外，加筋法還可用于斜坡地段路堤的加固。為防止路堤沿斜坡下滑，除沿斜坡挖臺(tái)階外，還

30、可在路堤土中加入土工合成材料，如圖3.2.11所示。由于土工合成材料的“包裹”作用阻止路堤變形，從而增強(qiáng)路堤土內(nèi)部的強(qiáng)度以及路堤的穩(wěn)定性。45圖圖3.2.10土工格柵土工格柵46圖圖3.2.11 土工合成材料加筋土工合成材料加筋 (a)水平地基水平地基; (b)傾斜地基傾斜地基47單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 四、四、 特殊土地基處理特殊土地基處理 特殊土地基是指膨脹土地基、濕陷性黃土地基、紅黏土地基、多年凍土地基等。 1. 膨脹土地基膨脹土地基 膨脹土地基是指由膨脹土組成的地基。膨脹土是指黏粒成分主要由親水礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特征的黏性土。 膨脹土的黏

31、粒成分較高，塑性指數(shù)Ip=2225 ，其天然含水量小于塑限，液性指數(shù)Ic0。在天然狀態(tài)下，它的工程性質(zhì)較好，強(qiáng)度較高，壓縮性低，易被誤認(rèn)為是良好的地基。48單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 實(shí)際上，由于膨脹土裂隙發(fā)育，使得吸水能力強(qiáng)，遇水后軟化，其體積變化可達(dá)原來(lái)的40%以上。在工程建設(shè)中，如不采取一定的工程措施，可使房屋產(chǎn)生開裂、傾斜，使道路路塹滑坡，涵洞、橋梁產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致開裂。 膨脹土地基處理可采用換土墊層法、土性改良法和樁基礎(chǔ)等。換土墊層法可采用非膨脹性的土或灰土換填，換填厚度可通過變形計(jì)算確定。土性改良可通過在膨脹土中摻入一定量的石灰來(lái)提高土的強(qiáng)度，也可以采用壓力注漿的方法將石灰漿灌入膨脹土的裂隙中，起加固作用。當(dāng)大氣影響深度較深，膨脹土層較厚，選用地基加固法有困難時(shí)，可采用樁基礎(chǔ)穿越。49單元二單元二 復(fù)合地基處理復(fù)合地基處理 2. 2. 濕陷性黃土地基濕陷性黃土地基 濕陷性黃土地基是指由濕陷性黃土組成的地基。濕陷性黃土是黃土的一種，顆粒組成以粉粒為主，粉土粒含量占土重的60%以上，含有大量的碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物等可溶性鹽類，一般具有肉眼可見的大孔隙，豎直節(jié)理發(fā)育，能保持直立的天然邊坡。 濕陷性黃土受水浸濕后，在覆蓋土層的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力作用