學(xué)習(xí)項(xiàng)目6__地基處理_土力學(xué)與地基基礎(chǔ)教學(xué)

1、會(huì)計(jì)學(xué)1學(xué)習(xí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)項(xiàng)目6_地基處理地基處理_土力學(xué)與地基基土力學(xué)與地基基礎(chǔ)教學(xué)礎(chǔ)教學(xué)案例引入 意大利的比薩斜塔位于比薩大教堂的后面，是比薩城大教堂的獨(dú)立式鐘樓，為奇跡廣場(chǎng)的三大建筑之一。 鐘樓始建于1173年，設(shè)計(jì)為垂直建造，但是在工程開(kāi)始后不久便由于地基不均勻和土層松軟而傾斜，1372年完工時(shí)塔身已傾斜向東南。比薩斜塔是比薩城的標(biāo)志，因其對(duì)1114世紀(jì)意大利建筑藝術(shù)的巨大影響，故在1987年和相鄰的大教堂、洗禮堂、墓園一起被聯(lián)合國(guó)教科文組織評(píng)選為世界遺產(chǎn)。學(xué)習(xí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)項(xiàng)目6 6 地地 基基 處處 理理案例引入 比薩斜塔為什么會(huì)傾斜，專(zhuān)家們?cè)鵂?zhēng)論不休。尤其是在14世紀(jì)，人們?cè)趦煞N論調(diào)中徘徊，

2、比薩斜塔的傾斜究竟是建造過(guò)程中無(wú)法預(yù)料和無(wú)法避免的地面下沉累積效應(yīng)的結(jié)果，還是建筑師有意而為之。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著對(duì)比薩斜塔越來(lái)越精確的測(cè)量，使用各種先進(jìn)設(shè)備對(duì)地基土層進(jìn)行深入的勘測(cè)，以及對(duì)歷史檔案的研究，一些事實(shí)逐漸浮出水面，即比薩斜塔在最初的設(shè)計(jì)中本應(yīng)是垂直的建筑，但是在建造初期就已經(jīng)偏離了正確的位置。 比薩斜塔之所以會(huì)傾斜，是由于其地基下面土層的特殊性。比薩斜塔下有好幾層不同性質(zhì)的土層，即由各種軟質(zhì)粉土的沉淀物和非常軟的黏土相間形成，而在深約1 m處則是地下水層。這個(gè)結(jié)論是在對(duì)地基土層的成分進(jìn)行分析后得出的。最新的挖掘表明，比薩斜塔建造在古代的海岸邊緣，其地基下的土質(zhì)在建造時(shí)便已經(jīng)沙化了

3、。學(xué)習(xí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)項(xiàng)目6 6 地地 基基 處處 理理項(xiàng)目導(dǎo)讀 地基處理是指不能滿(mǎn)足地基承載力和變形設(shè)計(jì)要求的天然地基，經(jīng)過(guò)人工處理后達(dá)到滿(mǎn)足地基承載力和變形設(shè)計(jì)要求的工作。 我國(guó)地域遼闊，各地的自然地理環(huán)境不同，土體的強(qiáng)度、壓縮性及透水性等性質(zhì)有較大差別，其中有不少是軟弱土或不良土，如淤泥和淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土、泥炭土、膨脹土、濕陷性黃土、季節(jié)性?xún)鐾恋?。?dāng)在該類(lèi)工程地質(zhì)條件不良的場(chǎng)地上建造建筑物，或遇有舊房改造、加層、工廠擴(kuò)建等引起荷載增大，或開(kāi)挖深基礎(chǔ)及修建地下工程時(shí)，為避免主體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞，地面變形，以及地下水滲流等現(xiàn)象的出現(xiàn)，都需對(duì)地基進(jìn)行處理。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的地基處理技術(shù)發(fā)展迅速，處

4、理方法也越來(lái)越多。我們應(yīng)依據(jù)地基土的特性及上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求，有的放矢、因地制宜地選擇地基處理方法，以提高地基的處理水平，節(jié)約基本建設(shè)的投資。學(xué)習(xí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)項(xiàng)目6 6 地地 基基 處處 理理任務(wù)任務(wù)6.1 6.1 軟弱土地基及其處理方法軟弱土地基及其處理方法學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解軟弱土地基的概念和軟弱土的特性。了解軟弱土地基的處理方法。 軟弱土地基是指由軟弱土構(gòu)成的地基。普通淺基礎(chǔ)下的軟弱土地基的容許承載力為6080 kPa。由于不做任何處理的軟弱土地基不能滿(mǎn)足建筑物的要求，因此必須先對(duì)其進(jìn)行人工加固處理后才能建造基礎(chǔ)。 地基處理的目的是針對(duì)建造在軟弱土地基上的建筑物可能產(chǎn)生的問(wèn)題，采用人工的方

5、法改善地基土的工程性質(zhì)，以滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基強(qiáng)度、穩(wěn)定及變形的要求。任務(wù)任務(wù)6.1 6.1 軟弱土地基及其處理方法軟弱土地基及其處理方法 軟弱土的特性 6.1.1軟土軟土1. 軟土一般是指在濱海、湖泊、河灘、谷地、沼澤等靜水或緩流環(huán)境中形成的以細(xì)顆粒為主的沉積土，最有代表性的是淤泥和淤泥質(zhì)土。這類(lèi)土常含有機(jī)質(zhì)，是一種呈軟塑到流塑狀態(tài)的飽和（或接近飽和）的黏性土或粉土，天然孔隙比e1.5時(shí)，稱(chēng)為淤泥；當(dāng)1eb+2ztan （6-4） 式中，b為砂墊層底面的寬度（m）。 砂墊層頂面每邊應(yīng)較基礎(chǔ)底部至少超出30 cm。墊砂層寬度的確定墊砂層寬度的確定2.任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法【

6、例例6-16-1】任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法【例例6-16-1】任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法【例例6-16-1】kPa77.6)30tanm1.02m(2.4)30tanm1.02m(1.8kPa)16.85-kPa(205.19m2.4m1.8tan2tan2czlzbppblpzzz任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法【例例6-16-1】任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法【例例6-16-1】任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法 砂墊層的材料要求 6.2.2墊砂層的材料要求墊砂層的材料要求1. （1）砂墊層所用材料應(yīng)就地取材，且應(yīng)符

7、合強(qiáng)度要求，一般可采用中砂、粗砂、礫砂和碎（卵）石。 （2）一般不宜選擇細(xì)砂，因?yàn)榧?xì)砂墊層不易壓實(shí)且強(qiáng)度不高。 （3）砂石料中不得含有草根、垃圾等有機(jī)雜物，且含泥量不應(yīng)超過(guò)5%。 （4）墊料中不應(yīng)含有過(guò)大的石塊或碎石，碎石直徑不應(yīng)超過(guò)10 cm。任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法 （1）墊層應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)。分層厚度應(yīng)根據(jù)所采用的壓實(shí)方法及壓實(shí)機(jī)具而定，一般取分層厚度為1520 cm。常用的壓實(shí)方法主要有振動(dòng)法、碾壓法、夯實(shí)法及水撼法等。分層壓實(shí)必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。 （2）為達(dá)到最大密實(shí)度，施工中應(yīng)根據(jù)壓實(shí)方法控制墊料的含水量。當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，為保證施工和保證墊層

8、質(zhì)量，應(yīng)采取排水或降低水位的措施。砂墊層的施工要點(diǎn)砂墊層的施工要點(diǎn)2.任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法 （3）當(dāng)開(kāi)挖基坑敷設(shè)墊層時(shí)，基坑開(kāi)挖后應(yīng)立即回填，且不得擾動(dòng)軟弱土層的表面，以免坑底土的結(jié)構(gòu)遭到破壞，強(qiáng)度降低，使建筑物產(chǎn)生附加沉降。 （4）砂墊層在每層壓實(shí)后，均應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。利用容積不小于200 cm3的環(huán)刀壓入墊層中取樣，測(cè)定其干重度，以不小于砂料在中密狀態(tài)時(shí)的干重度為合格。中砂的干重度一般為15.516 kN/m3。砂墊層的施工要點(diǎn)砂墊層的施工要點(diǎn)2.任務(wù)任務(wù)6.2 6.2 換土墊層法換土墊層法任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解各種表面壓實(shí)

9、法的適用條件和作用機(jī)理。掌握砂樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法。了解砂樁擠密法的施工要點(diǎn)。 表面壓實(shí)法 6.3.1 表面壓實(shí)法的影響深度很淺，它只能用于分層夯實(shí)或基槽整平，并不能達(dá)到地基深層加固的目的，主要適用于沙土及含水率在一定范圍內(nèi)的軟弱黏性土地基，也適用于加固雜填土和黃土及換土墊層的分層填土壓實(shí)等。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 機(jī)械碾壓法是采用平碾、羊足碾、壓路機(jī)、推土機(jī)或其他機(jī)械壓實(shí)松散地基土的地基處理方法。該法常用于含水量較低的大面積回填土和雜填土地基的淺層壓實(shí)。經(jīng)碾壓后，地基土的密實(shí)度增加，壓縮性減小。 碾壓的效果主要取決于被壓實(shí)土的含水率和壓實(shí)機(jī)械的壓實(shí)能量。施工時(shí)應(yīng)控制碾壓土

10、的最佳含水率，并選擇適當(dāng)?shù)哪雺悍謱雍穸群湍雺罕閿?shù)。 為保證填土質(zhì)量，應(yīng)分層檢驗(yàn)壓實(shí)土的干重度和含水率，其控制值由試驗(yàn)確定，若達(dá)不到控制要求，則應(yīng)增加碾壓遍數(shù)或加大碾壓機(jī)械的重量。靜止土壓力計(jì)算公式的應(yīng)用靜止土壓力計(jì)算公式的應(yīng)用1.任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 碾壓黏性土?xí)r，通常采用80100 kN的平碾或120 kN的羊足碾，每層土的虛鋪厚度為2030 cm，碾壓812遍。碾壓雜填土?xí)r，應(yīng)先將建筑范圍內(nèi)一定深度的雜填土挖除，開(kāi)挖深度依據(jù)設(shè)計(jì)要求而定，然后用80120 kN的壓路機(jī)或其他壓實(shí)機(jī)械將坑底碾壓幾遍，再將原土分層回填碾壓，每層土的虛鋪厚度約為30 cm。有時(shí)還可在原土中

11、摻入部分碎石、碎磚、白灰等，以提高地基強(qiáng)度。由于雜填土的性質(zhì)較為復(fù)雜，因此碾壓后的地基承載力相差較大。根據(jù)我國(guó)一些地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，用 80120 kN壓路機(jī)碾壓后的雜填土地基的承載力為80120 kPa。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 振動(dòng)壓實(shí)法是通過(guò)在地基表面施加振動(dòng)將淺層松散的地基土振實(shí)的地基處理方法。此法可用于處理無(wú)黏性土或黏性土含量少、透水性較好的松散雜填土地基。實(shí)踐證明，該方法在處理由爐灰、爐渣、碎磚、瓦塊等組成的雜填土地基時(shí)效果較好。 振動(dòng)機(jī)械的垂直振動(dòng)力由機(jī)內(nèi)設(shè)置的兩個(gè)偏心轉(zhuǎn)塊產(chǎn)生，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，這兩個(gè)偏心轉(zhuǎn)塊以相同的速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生很大的垂直振動(dòng)力。這種振動(dòng)

12、機(jī)的頻率為1 1601 180 r/min，振幅約為3.5 mm，自重為20 kN，產(chǎn)生的振動(dòng)力可達(dá)到100 kN，并可通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)的控制使其前后移動(dòng)或轉(zhuǎn)彎。振動(dòng)壓實(shí)法振動(dòng)壓實(shí)法2.任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 振動(dòng)壓實(shí)效果與填土成分和振動(dòng)時(shí)間等因素有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，振動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，效果越好，但超過(guò)一定時(shí)間后，振動(dòng)壓實(shí)效果將趨于穩(wěn)定，繼續(xù)施振將不會(huì)起到進(jìn)一步壓實(shí)的效果。因此，必須在施工前進(jìn)行試振，以找出振實(shí)穩(wěn)定下沉量與時(shí)間的關(guān)系。對(duì)于主要由爐渣、碎磚、瓦塊等組成的建筑垃圾，振實(shí)時(shí)間應(yīng)在1 min以上；對(duì)于含爐灰等細(xì)顆粒的填土，振實(shí)時(shí)間應(yīng)為35 min，有效振實(shí)深度可達(dá)1.5 m。任

13、務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 振實(shí)范圍應(yīng)從基礎(chǔ)邊緣放出0.6 m左右，先振基坑兩邊，后振中間。振實(shí)質(zhì)量的檢查應(yīng)以振動(dòng)機(jī)原地振實(shí)不再繼續(xù)下沉為合格，并輔以輕便觸探試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其均勻性和影響深度，觸探深度不應(yīng)小于1.5 m，且應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)確定振實(shí)地基的承載力，一般經(jīng)振實(shí)的雜填土地基的承載力可達(dá)120 kPa。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法重錘夯實(shí)法重錘夯實(shí)法3. 夯錘重錘夯實(shí)法是用起重機(jī)械將重錘起吊到一定高度后讓其自由下落，利用產(chǎn)生的沖擊能重復(fù)夯擊地基，使地基表層變得密實(shí)，從而提高地基表土層承載能力的地基處理方法。該法對(duì)于濕陷性黃土，還可以減小其表層土的濕陷性。任

14、務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 重錘夯實(shí)法適用于處理地下水位距地表面0.8 m以上的稍濕的一般黏性土、沙土、濕陷性黃土及雜填土等軟弱土地基。重錘夯實(shí)的有效影響深度與錘重、夯錘底面直徑、落距及地質(zhì)條件有關(guān)。為達(dá)到預(yù)期的加固密實(shí)度和深度，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試夯，以選定夯錘重量、夯錘底面直徑、落距及最佳含水量，從而確定夯擊的最后下沉量、最少夯擊遍數(shù)及總下沉量。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法夯錘 夯錘通常采用截頭圓錐體的形式。夯錘一般由鋼筋混凝土制成，其底面焊有鋼板，底面直徑為11.5 m，重量為1530 kN，落距為2.54.5 m，錘底面靜壓力一般為1525 kPa。夯錘頂面應(yīng)

15、設(shè)置吊耳，以便起吊。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 當(dāng)采用重錘夯實(shí)分層填土地基時(shí)，每層土的虛鋪厚度一般為錘底直徑的一倍；基坑夯實(shí)范圍應(yīng)大于基礎(chǔ)底面；夯擊應(yīng)一夯挨一夯的順序進(jìn)行，在一次循環(huán)中同一夯位應(yīng)連夯兩次，下一循環(huán)的夯位與前一循環(huán)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)半個(gè)錘底直徑。 夯擊時(shí)，土的飽和度不宜過(guò)高，對(duì)于軟土層離夯擊面很近或地下水位很高的情況，重錘夯實(shí)可能會(huì)破壞軟土的結(jié)構(gòu)而形成“橡皮土”，此時(shí)要求夯擊面必須高出地下水位0.8 m。 對(duì)重錘夯實(shí)地基進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，除應(yīng)符合試夯最后下沉量的規(guī)定外，還應(yīng)檢查基坑表面的總下沉量，以不小于試夯總下沉量的90%為合格，否則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)夯。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密

16、壓實(shí)法擠密壓實(shí)法對(duì)于碎石類(lèi)土、砂類(lèi)土、雜填土、低飽和粉土及黏土、濕陷性黃土等地基，強(qiáng)夯法的加固效果較好；對(duì)于高飽和軟黏土（淤泥或淤泥質(zhì)土）的加固效果較差，但若結(jié)合夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗粒料，強(qiáng)行夯入形成復(fù)合地基（強(qiáng)夯置換或動(dòng)力擠淤），則加固效果較好。據(jù)國(guó)外研究資料表明，經(jīng)強(qiáng)夯處理的砂性土地基的承載能力可提高200%500%，壓縮性可降低 200%1 000%。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 強(qiáng)夯法是將很重的錘（一般為100600 kN）從高處（一般為640 m）自由落下，給地基以沖擊能和振動(dòng)，以對(duì)較厚的軟土層進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的地基處理方法。國(guó)外最大的夯擊能曾達(dá)到50 000 k

17、Nm。 強(qiáng)夯法的顯著特點(diǎn)是夯擊能量大，影響深度大，并具有工藝簡(jiǎn)單、施工快速、費(fèi)用低、適用范圍廣、效果好等優(yōu)點(diǎn)。它適用于加固從礫石到不飽和黏性土的各類(lèi)地基土。強(qiáng)夯法不僅能提高地基的強(qiáng)度并降低其壓縮性，還能改善其抵抗液化的能力及消除黃土的濕陷性。強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法4.任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法1 1）加固機(jī)理）加固機(jī)理 強(qiáng)夯法的加固機(jī)理與重錘夯實(shí)法有著本質(zhì)的區(qū)別，強(qiáng)夯法主要是將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為夯擊能，在地基中產(chǎn)生強(qiáng)大的應(yīng)力和沖擊波，從而對(duì)土體產(chǎn)生加密和固結(jié)作用。強(qiáng)夯法可以在極短的時(shí)間內(nèi)給地基施加一個(gè)巨大的沖擊能量，加荷歷時(shí)一般只有幾十毫秒。這種突然釋放的巨大能量被轉(zhuǎn)化為各種振動(dòng)波向土中傳播從

18、而破壞土的結(jié)構(gòu)。地基經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯后，其強(qiáng)度提高的過(guò)程可以分為以下四個(gè)階段。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法（2 2）夯擊能轉(zhuǎn)化，同時(shí)伴隨著強(qiáng)制壓縮或振密（包括孔隙水壓力上升，土中氣體排出）。 土體液化或土體結(jié)構(gòu)破壞（表現(xiàn)為土體強(qiáng)度降低或喪失）。 調(diào)整時(shí)需要嚴(yán)格按照順序執(zhí)行，否則有可能會(huì)出現(xiàn)事故。觸變恢復(fù)，并伴隨固結(jié)壓密（包括部分自由水又變成薄膜水，土的強(qiáng)度繼續(xù)提高）。 （1 1） （3 3） （4 4）任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法2 2）施工要點(diǎn)）施工要點(diǎn) 強(qiáng)夯法施工前，應(yīng)先在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原位試驗(yàn)（如旁壓試驗(yàn)、十字板試驗(yàn)、觸探試驗(yàn)等），取原狀土樣測(cè)定其含水率、塑限、液限、粒

19、度成分等，并在試驗(yàn)室進(jìn)行動(dòng)力固結(jié)試驗(yàn)，以取得相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)測(cè)定的地基土的各項(xiàng)指標(biāo)，采用理論公式或參照有關(guān)地基規(guī)范確定地基承載力。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法（1）夯距 夯擊點(diǎn)通常按正方形或梅花形網(wǎng)格布置，夯距為515 m。其加固范圍應(yīng)比建筑物基礎(chǔ)平面有所擴(kuò)大，以避免因夯擊區(qū)邊緣土性質(zhì)的不同而造成建筑物的不均勻沉降。一般在基礎(chǔ)平面外擴(kuò)大H/2H的寬度（H為加固厚度），或多布置一圈加固夯擊點(diǎn)。 為使深層土體得到加固，第一遍夯擊點(diǎn)的間距要大一些，以使夯擊能量傳遞到深處；下一遍的夯點(diǎn)往往布置在上一遍的夯點(diǎn)的中間；最后一遍則以較低的夯擊能一夯搭一夯地拍夯，以確保地表土的均勻性和較高的密實(shí)

20、度。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法（2）單位夯擊能 單位夯擊能是指單位面積上所施加的總夯擊能。它與地基土的類(lèi)別、荷載大小及要求的加固深度等因素有關(guān)，一般通過(guò)試夯確定。對(duì)于飽和黏性土，單位夯擊能不應(yīng)過(guò)大，否則會(huì)降低地基土的強(qiáng)度。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法（3）夯擊次數(shù) 各夯擊點(diǎn)的擊數(shù)，以使土體豎向壓縮最大、側(cè)向位移最小為原則，一般通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯確定，通常為410擊。同時(shí)，還應(yīng)滿(mǎn)足最后兩擊的平均夯沉量不大于5 cm；當(dāng)夯擊能量較大時(shí)，不應(yīng)大于10 cm。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法（4）間歇時(shí)間 兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的間歇時(shí)間。間歇時(shí)間取決于土中超孔隙

21、水壓力的消散速度。當(dāng)缺少實(shí)測(cè)資料時(shí)，可根據(jù)地基土的滲透性確定間歇時(shí)間，對(duì)于滲透性較差的黏性土地基，間歇時(shí)間為34周；對(duì)于滲透性較好的地基，可連續(xù)夯擊。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法（5）有效加固深度 影響有效加固深度的因素除了有夯擊能量外，還有地基土性質(zhì)、土層分布順序及其厚度、地下水位、夯距大小及夯擊次數(shù)等，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D632007）規(guī)定有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯確定。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法（6）墊層 在擬加固場(chǎng)地的表面必須敷設(shè)一層松散材料作為墊層，以支撐起重設(shè)備的重荷，并增加地下水位的埋深，防止夯坑積水，從而避免地表土被夯成“橡皮

22、土”，同時(shí)也有利于夯擊能的擴(kuò)散。敷設(shè)墊層的材料中不能含有黏土，一般采用砂或碎石，墊層厚度為0.52.0 m。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 深層擠密法6.3.2 深層擠密法主要是指采用擠密樁的形式進(jìn)行地基處理的方法。擠密樁是先用振動(dòng)、沖擊荷載或打入套管等方法在地基中成孔，然后向孔中填入某一種材料（如碎石、砂、灰土、石灰、礦渣或鋼渣等），再加以擠密而形成的樁體。 擠密樁根據(jù)所用材料的不同，可分為砂樁、碎石樁、石灰樁等。擠密樁適用于加固粉砂、松散填土、細(xì)砂及粉土、濕陷性黃土等。對(duì)于滲透性小的飽和性黏土，采用此法不僅不易將土擠密實(shí)，反而還會(huì)破壞土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使加固效果變差，因此此時(shí)的砂

23、樁主要起置換作用。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 在松散土中，根據(jù)成樁方法的不同，擠密樁的作用可以是擠密或振密。有效擠密范圍可達(dá)4倍的樁直徑，有效振密范圍可達(dá)6倍的樁直徑。在松軟黏性土中，擠密樁的主要作用是置換并形成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性，改善地基土的力學(xué)性質(zhì)。此外，砂樁和碎石樁還能像砂井一樣起到排水作用，加速地基的排水固結(jié)。 在各種材料的擠密樁中，以砂樁較為常見(jiàn)。下面介紹砂樁的設(shè)計(jì)內(nèi)容和施工要點(diǎn)，其他類(lèi)型的擠密與之類(lèi)似。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法砂樁的設(shè)計(jì)砂樁的設(shè)計(jì)1. 對(duì)軟弱土地基進(jìn)行處理的目的是增加地基承載力，減少沉降，防止地震時(shí)產(chǎn)生液化等

24、，為此要求地基具有一定的密實(shí)度。砂樁設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是合理確定砂樁的長(zhǎng)度和加固范圍、樁徑、樁距、樁數(shù)和單根砂樁的灌砂量等。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法1 1）砂樁的長(zhǎng)度和加固范圍）砂樁的長(zhǎng)度和加固范圍 砂樁的長(zhǎng)度主要取決于擬加固土層的厚度，一般視建筑物的設(shè)計(jì)要求及地質(zhì)條件而定，應(yīng)以滿(mǎn)足地基土的強(qiáng)度和變形條件為原則。當(dāng)松軟土層較厚時(shí)，砂樁宜打穿主要受壓層深度；當(dāng)松軟土層厚度有限時(shí)，可將砂樁長(zhǎng)度定為全部松軟土層的厚度。 砂樁的加固范圍一般不應(yīng)小于基礎(chǔ)寬度的1.2倍，且每邊應(yīng)至少超出0.5 m。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法2 2）砂樁砂樁的直徑的直徑 砂樁的直徑可根據(jù)施

25、工設(shè)備的能力、地基的類(lèi)型及地基處理要求確定。樁徑不宜過(guò)小或過(guò)大，過(guò)小則樁數(shù)增多，施工時(shí)機(jī)具移動(dòng)頻繁；過(guò)大則需要大型機(jī)具。目前國(guó)內(nèi)常用砂樁的直徑為0.30.8 m。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 由式（6-5）可求得正三角形布置的砂樁間距L為 （6-6） 同理，當(dāng)砂樁在平面上按正方形布置時(shí)，砂樁間距為 （6-7） 式（6-6）和式（6-7）中的y可通過(guò)加固后土的孔隙比ey計(jì)算得到。一般要求地基在加固后達(dá)到中密及以上的密實(shí)度。對(duì)于粉土，加固后土的孔隙比可取0.70.85。yyc952. 0dLyyc887. 0dL任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法3 3）砂樁的間距）砂樁的

26、間距 加固前三角形里的土體總重量應(yīng)等于加固后三角形內(nèi)陰影部分的總重量。設(shè)砂樁間距為L(zhǎng)，砂樁直徑為dc，加固前土的重度為，加固后土的重度為y，則有y2c2284343dLL砂樁間距的確定任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法5 5）單根砂樁的灌砂）單根砂樁的灌砂量量 為保證砂樁加固后的地基質(zhì)量及土的密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每根樁應(yīng)灌入足夠的砂量。 假設(shè)加固后地基土和砂樁的孔隙比相同，均為ey，則每根砂樁單位長(zhǎng)度的灌砂量q為 （6-11） 式中，A為每根砂樁的影響范圍的面積（m2），如圖6-5中的陰影部分所示，對(duì)于正方形布置，A=L2，對(duì)于梅花形布置， 。Aeeeq0y01223LA 任務(wù)任務(wù)6

27、.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法4 4）砂樁的數(shù)量）砂樁的數(shù)量 加固前后土的孔隙比的變化e為 e=e0ey （6-8） 式中，e0為地基土的天然孔隙比。 加固前后變化的這部分孔隙將由砂樁替代，因此所需砂樁的總面積為 （6-9） 式中，F(xiàn)0為砂樁加固范圍的面積（m2）。 則所需砂樁的數(shù)量為00y00011FeeeFeeF2c4dFn 任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法單根砂樁的影響范圍任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 （1）砂樁施工時(shí)可采用振動(dòng)式或沖擊式成孔。振動(dòng)式是靠振動(dòng)機(jī)的上下振動(dòng)作用將帶樁靴或底蓋的鋼套管打入土中成孔，然后填入砂料振動(dòng)密實(shí)成樁（一邊振動(dòng)一邊拔出套管）

28、。沖擊式的施工工藝與振動(dòng)式基本相同，但灌砂成樁及擴(kuò)大是利用內(nèi)管向下沖擊完成的。 （2）砂料應(yīng)分層填筑、分層夯實(shí)。 （3）確定砂料的最佳含水率。砂樁的施工砂樁的施工2.任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法 （4）砂樁必須上下連續(xù)，并確保設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。 （5）保證砂樁的灌砂量，若實(shí)際灌砂量未達(dá)到設(shè)計(jì)用量，則應(yīng)在原處復(fù)打，或在旁邊補(bǔ)樁。 （6）為增加擠密效果，砂樁可從外圈向內(nèi)圈施打。 （7）地基加固后的承載力可由靜載試驗(yàn)確定，可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法、動(dòng)力觸探法及靜力觸探法等檢測(cè)樁及四周土的擠密質(zhì)量。任務(wù)任務(wù)6.3 6.3 擠密壓實(shí)法擠密壓實(shí)法任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)

29、理解排水固結(jié)法的概念、適用條件和作用機(jī)理了解砂井（普通砂井、袋裝砂井和塑料排水板）堆載預(yù)壓法中砂井的布置形式與要求。理解砂井堆載預(yù)壓法、天然地基堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法和降水預(yù)壓法的基本原理，描述其實(shí)施過(guò)程。 排水固結(jié)法是在建筑物建造之前，利用軟弱土地基排水固結(jié)的特性在地基土中采取各種排水技術(shù)措施（如設(shè)置豎向排水體和水平排水體），再分級(jí)加載預(yù)壓，使地基土加速排水固結(jié)和沉降，當(dāng)?shù)鼗恋墓探Y(jié)度或土的強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求后，卸去預(yù)壓荷載，然后建造建筑物的一種地基處理方法。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 沙井堆載預(yù)壓法6.4.1 砂井堆載預(yù)壓法是先在軟弱土地基中設(shè)置砂井（普通砂井、袋裝砂井和塑

30、料排水板）作為豎向排水通道，并在砂井頂部敷設(shè)砂墊層作為水平排水通道，形成三維排水系統(tǒng)，這樣可以增加排水通道，縮短排水距離，改善地基的滲透性能。然后在砂墊層上部堆載，增加地基土中的附加應(yīng)力，使土體中的孔隙水通過(guò)豎向砂井和水平砂墊層快速排出，達(dá)到加速土體固結(jié)，迅速提高軟弱地基承載能力的目的。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法砂井堆載預(yù)壓法任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法砂井設(shè)計(jì)砂井設(shè)計(jì)1.1 1）砂井布置范圍）砂井布置范圍 由于基礎(chǔ)以外一定范圍內(nèi)的地基土仍存在壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，因此砂井的布置范圍應(yīng)大于基礎(chǔ)范圍，一般由基礎(chǔ)的輪廓線向外放出24 m。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)

31、法排水固結(jié)法2 2）砂井的平面布置）砂井的平面布置 砂井在平面上可采用正方形或等邊三角形的形式來(lái)布置，其中，后者排列較為緊湊，應(yīng)用較多。假設(shè)在大面積荷載作用下，每個(gè)砂井均可起到獨(dú)立排水作用，則以正方形排列的砂井的排水范圍為正方形柱體，以等邊三角形排列的砂井的排水范圍則為六邊形棱柱體。為簡(jiǎn)化計(jì)算，將每個(gè)砂井在平面上的排水范圍以等面積的圓來(lái)代替。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 若砂井間距過(guò)密，則對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)會(huì)較大，會(huì)降低土的強(qiáng)度和滲透性，影響加固效果。因此，砂井間距l(xiāng)s一般不應(yīng)小于1.5 m。 砂井間距l(xiāng)s可按式（6-12）或式（6-13）計(jì)算。 等邊三角形布置： （6-12）

32、正方形布置： （6-13）05. 1esdl 13. 1esdl 任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法3 3）砂井的直徑和間距）砂井的直徑和間距 砂井的直徑和間距主要取決于土的固結(jié)特性及施工期要求，以確保在預(yù)壓期內(nèi)地基的固結(jié)度大于或等于80%。根據(jù)土的固結(jié)理論，為了達(dá)到相同的固結(jié)度，縮短砂井間距比增加砂井直徑效果更好，即采用“細(xì)而密”的砂井布置方案更為合理。但如果砂井過(guò)細(xì)，則施工會(huì)比較困難且不能保證砂井灌砂的密實(shí)性和連續(xù)性。因此，考慮到施工的可操作性，普通砂井的直徑一般為 300500 mm，袋裝砂井的直徑一般為70100 mm。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法4 4）砂井

33、的長(zhǎng)度）砂井的長(zhǎng)度 砂井長(zhǎng)度的選擇與土層分布、地基附加應(yīng)力大小、施工期限和條件及地基穩(wěn)定性等因素有關(guān)。 對(duì)于較厚的軟土層，砂井的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)建筑物對(duì)地基穩(wěn)定及沉降的要求確定。從穩(wěn)定方面考慮，砂井應(yīng)穿越地基的可能滑動(dòng)面；從沉降方面考慮，砂井應(yīng)穿越壓縮層。 對(duì)于厚度不大且下臥有透水的砂或礫石層的軟土層，砂井應(yīng)打到礫石層，這有助于地基排水固結(jié)。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法5 5）砂井的填充材料）砂井的填充材料 砂井中的填料材料宜用中砂或粗砂，且必須保證良好的透水性，含泥量應(yīng)小于3%，滲透系數(shù)應(yīng)大于10-3cm/s。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法6 6）砂墊層的設(shè)計(jì)）砂墊層

34、的設(shè)計(jì) 為了保證砂井排水通暢，應(yīng)在砂井頂部敷設(shè)一層砂墊層。排水砂墊層的寬度應(yīng)超出堆載的寬度，且應(yīng)伸出砂井區(qū)外的邊線約2倍井徑；其厚度在陸地上一般為0.51 m，在水下一般為12 m，以免地基沉降時(shí)切斷排水通道。 排水砂墊層的材料宜用中砂或粗砂，含泥量應(yīng)小于5%，砂料中可混有少量粒徑小于50 mm的石粒，砂墊層的干密度應(yīng)大于15 kN/m3。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法袋裝砂井和塑料排水板袋裝砂井和塑料排水板3.1 1）袋裝砂井）袋裝砂井 袋裝砂井的直徑一般為70100 mm，間距通常為1.02.0 m，可按式（6-12）或式（6-13）計(jì)算確定。 沙袋可采用聚丙烯或聚乙烯等長(zhǎng)鏈

35、聚合物編織制成。沙袋應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度、耐腐蝕性及較好的透水性和耐水性。 沙袋的滲透系數(shù)不應(yīng)小于砂的滲透系數(shù)，灌入沙袋的砂應(yīng)為中砂、粗砂并振搗密實(shí)，扎緊袋口。沙袋的長(zhǎng)度應(yīng)超出孔口的長(zhǎng)度，并保證伸入砂墊層內(nèi)至少30 cm，以保證排水的連續(xù)性。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法預(yù)壓荷載的大小及堆載方案預(yù)壓荷載的大小及堆載方案2. 為了加快地基土的壓縮過(guò)程，可采用比建筑物設(shè)計(jì)荷載稍大的荷載進(jìn)行預(yù)壓，即超載預(yù)壓。預(yù)壓荷載一般為設(shè)計(jì)荷載的1.11.2倍。預(yù)壓荷載的分布應(yīng)與建筑物設(shè)計(jì)荷載的分布大致相同。 在施加預(yù)壓荷載的過(guò)程中，任何時(shí)刻作用于地基上的荷載均不得超過(guò)地基的極限荷載，以免地基失穩(wěn)破

36、壞。若需施加較大荷載，則必須分級(jí)逐漸加荷，使其與地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度相適應(yīng)，待前一級(jí)荷載作用下的地基強(qiáng)度增加到一定程度后，才可施加下一級(jí)荷載。堆載方案的計(jì)算步驟是：初步擬訂一個(gè)加載計(jì)劃，校核每個(gè)時(shí)刻地基的穩(wěn)定性，計(jì)算各級(jí)荷載和停歇時(shí)間，確定加載計(jì)劃。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 袋裝砂井的設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法與普通砂井基本相同，且施工也有相應(yīng)的定型埋設(shè)機(jī) 械。相比普通砂井，袋裝砂井具有施工工藝和機(jī)具簡(jiǎn)單；用砂量少；間距較小，排水固結(jié)效率高；井徑小，成孔時(shí)對(duì)軟土擾動(dòng)小，有利于地基土穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法2 2）塑排水板）塑排水板 塑料排水板預(yù)壓法是用

37、插板機(jī)將塑料排水板插入待加固的軟土中，然后在地基表面堆載預(yù)壓，使土中孔隙水沿塑料板形成的通道向上經(jīng)砂墊層排出，從而加速地基固結(jié)的方法。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 塑料排水板根據(jù)所用材料、制造方法的不同，其結(jié)構(gòu)也不同。塑料排水板通?？煞譃閮深?lèi)：一類(lèi)為多孔單一結(jié)構(gòu)型，是用單一材料制成的多孔管道的板帶，表面刺有許多微孔；另一類(lèi)為復(fù)合結(jié)構(gòu)型，是由塑料芯板外套一層無(wú)紡?fù)凉た椢餅V膜組合而成。復(fù)合結(jié)構(gòu)型塑料排水板任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 目前使用的塑料排水板產(chǎn)品都是成卷包裝，每卷長(zhǎng)約數(shù)百米，需用專(zhuān)門(mén)的插板機(jī)將其插入軟土地基中，具體施工步驟是：先在空心套管內(nèi)裝入塑料排水板

38、，并將其一端與預(yù)制的專(zhuān)用鋼靴連接，插入地基下預(yù)定的標(biāo)高處，然后拔出空心套管，由于土對(duì)鋼靴的阻力，使塑料板留在軟土中，在地面將塑料板切斷，再移動(dòng)插板機(jī)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的作業(yè)。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法圖6-8 塑料排水板施工任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 天然地基堆載預(yù)壓法6.4.2 天然地基堆載預(yù)壓法是在建筑物施工前，用與設(shè)計(jì)荷載相等（或略大）的預(yù)壓荷載（如砂、土、石等重物）堆壓在天然地基上，也可以利用施工過(guò)程中建筑物本身的重量緩慢預(yù)壓，使地基軟土壓縮固結(jié)，強(qiáng)度提高，后期沉降減少，待地基承載力、變形達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期要求后，將預(yù)壓荷載撤除，在經(jīng)預(yù)壓的地基上修建建筑物的方

39、法。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 其他預(yù)壓法6.4.3真空預(yù)壓法真空預(yù)壓法1. 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。在擬加固的軟土地基內(nèi)埋設(shè)砂井、袋裝砂井或塑料排水板，然后在表面敷設(shè)砂墊層，在砂墊層上覆蓋不透氣的封閉薄膜使之與大氣隔絕。通過(guò)砂墊層內(nèi)埋設(shè)的吸水管道用真空泵進(jìn)行抽氣，在膜內(nèi)形成真空狀態(tài)。當(dāng)真空泵抽氣時(shí)，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐漸形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓力差，在此壓力差的作用下，土體中的孔隙水不斷排出，從而使土體固結(jié)。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法真空預(yù)壓法任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法

40、真空預(yù)壓的效果和密封膜內(nèi)所能達(dá)到的真空度的大小有很大關(guān)系。根據(jù)我國(guó)的工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)采用合理的施工工藝和設(shè)備時(shí)，膜內(nèi)真空度一般可維持在600 mmHg左右，相當(dāng)于8 kPa的真空壓力，一次預(yù)壓面積為5005 000 m2。當(dāng)?shù)鼗劣谐渥愕乃囱a(bǔ)給，且地下水大量流入時(shí)，由于不可能達(dá)到預(yù)期的負(fù)壓，因此預(yù)壓效果將會(huì)受到影響。真空預(yù)壓法主要適用于軟黏性土地基。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 降水預(yù)壓法是借助井點(diǎn)抽水降低地下水位，以增加土的自重應(yīng)力，達(dá)到預(yù)壓的目的。其降低地下水位的原理、方法和需要的設(shè)備基本與井點(diǎn)法基坑排水相同。降水預(yù)壓法降水預(yù)壓法2.任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)

41、法 地下水位的降低使地基中的軟弱土層承受了相當(dāng)于水位下降高度水柱的質(zhì)量，增加了土中的有效應(yīng)力。當(dāng)降水達(dá)56 m時(shí)，降水預(yù)壓荷載可達(dá)60 kPa。因?yàn)榻邓笸林锌紫端膲毫?huì)減小，所以土體不會(huì)發(fā)生破壞。目前，我國(guó)通常采用射流噴射的方法降低地下水位，降水深度可達(dá)9 m，而真空泵一般只能降水56 m。 降水預(yù)壓法適用于滲透性較好的沙土、粉土或含有沙土層軟黏土層。在使用降水預(yù)壓法前應(yīng)摸清土層分布及地下水位的情況。任務(wù)任務(wù)6.4 6.4 排水固結(jié)法排水固結(jié)法任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)理解化學(xué)加固法的概念、適用條件和作用機(jī)理。了解注漿法、高壓噴射注漿法和深層攪拌法的實(shí)施過(guò)

42、程。 化學(xué)加固法是指利用灌注壓力、高壓噴射或深層攪拌等手段，將化學(xué)漿液、水泥漿液或黏土漿液注入地基土中，使?jié){液與地基土顆粒膠結(jié)起來(lái)，改善地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)的方法。該方法主要包括注漿法、高壓噴射注漿法和深層攪拌法。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 天然地基堆載預(yù)壓法6.5.1 注漿法是指利用一般的液壓、氣壓或電化學(xué)法，通過(guò)注漿管把漿液注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式進(jìn)入土顆粒間的孔隙中或巖石裂隙中，經(jīng)一定時(shí)間后，將原來(lái)松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)強(qiáng)度大、防滲性能高及化學(xué)穩(wěn)定性良好的固結(jié)體。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法（1）減小地基土的透水性，防

43、止流沙、鋼板樁滲水、壩基漏水、隧道開(kāi)挖時(shí)涌水及改善地下工程的開(kāi)挖條件。（2）防止橋墩和邊坡護(hù)岸的沖刷。（3）整治塌方滑坡，處理路基病害。（4）提高地基承載力，減少地基的沉降和不均勻沉降。（5）對(duì)原有建筑物地基的加固處理。注漿法加固主要具有以下作用。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法水泥注漿法水泥注漿法1. 水泥注漿法適用于砂卵石或有較大裂隙的巖石。水泥漿的水灰比為11，固化劑宜選用32.5級(jí)及以上強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥，礦渣水泥次之。常用的速凝劑有水玻璃、三氧化錫、三羥乙基胺、氯化鈣、硫代亞硫酸及鋁粉等。速凝劑的摻量為水泥重量的2%5%（水玻璃摻量為5%），凝固時(shí)間一般為5 min

44、，強(qiáng)度可達(dá)5.0 MPa。 細(xì)顆粒土的孔隙較小，水泥漿液不易摻入土中孔隙，因此需借助壓力來(lái)克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，從而引起巖石和土體結(jié)構(gòu)的破壞及擾動(dòng)，使地層中原有的裂隙或孔隙張開(kāi)，形成水力劈裂或孔隙，促使?jié){液的可注性及擴(kuò)散距離增大，此種方法稱(chēng)為劈裂注漿。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 硅化加固法是指采用水玻璃（硅酸鈉）為主劑的混合溶液加固地基的方法。硅化加固法主要有單液硅化法、雙液硅化法和電滲硅化法。硅化加固法硅化加固法2.任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法1 1）單液硅化法）單液硅化法 粉砂加固時(shí)，通過(guò)下端帶孔的注液管將水玻璃加磷酸調(diào)和成單液注入地基，利用化學(xué)反

45、應(yīng)后生成的硅膠使土粒膠結(jié)；濕陷性黃土加固時(shí)，只需注入水玻璃溶液，利用黃土中的鈣鹽起反應(yīng)生成凝膠。經(jīng)硅化加固后，粉砂的抗壓強(qiáng)度為400500 kPa，濕陷性黃土可達(dá)800 kPa。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法2 2）雙液硅化法）雙液硅化法 對(duì)于滲透系數(shù)為0.180 m/d的沙土和黏性土的加固，宜采用雙液硅化法，即將水玻璃和氯化鈣溶液輪流壓入土中，氯化鈣溶液的作用是加速硅膠的形成。經(jīng)雙液硅化加固后，沙土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)6 000 kPa。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法3 3）電滲硅化法）電滲硅化法 對(duì)于滲透系數(shù)小于0.12 m/d的各類(lèi)土，即使給水玻璃溶液施加壓力，也很

46、難將其注入土中孔隙，這時(shí)需借助電滲作用將水玻璃溶液注入土中孔隙。即在土中打入兩根電極（正極為下端帶孔的金屬管，負(fù)極為金屬棒），將水玻璃和氯化鈣溶液先后由正極壓注入土中，并通以直流電，使溶液隨水向負(fù)極移動(dòng)而滲入土中，這種加固方法被稱(chēng)為電滲硅化法。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 高壓噴射注漿法6.5.2 高壓噴射注漿法是利用工程鉆機(jī)鉆孔到預(yù)計(jì)處理的深度后，用高壓泥漿泵通過(guò)鉆桿下端的特殊噴嘴以20 MPa左右的高壓向周?chē)馏w噴射化學(xué)漿液（一般使用水泥漿液）；同時(shí)鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊向上提升，高壓射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，并強(qiáng)制與化學(xué)漿液混合，在地基中形成圓柱狀的固結(jié)體。其施工過(guò)程為：

47、鉆機(jī)鉆孔鉆孔完成開(kāi)始噴射化學(xué)漿液噴射化學(xué)漿液并旋轉(zhuǎn)向上提升鉆桿噴射化學(xué)漿液完成。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法高壓噴射注漿法施工任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 高壓噴射注漿法主要用于地基加固，提高地基承載力，也可組成閉合的擋水帷幕。如果提升時(shí)鉆桿不旋轉(zhuǎn)，即為定向噴射，固結(jié)體成壁狀，這時(shí)常用于基坑防滲、改善地基土的水流性質(zhì)及穩(wěn)定邊坡等工程。 采用高壓噴射注漿法施工時(shí)，只需在土層中鉆一個(gè)孔徑為50300 mm的小孔，便可在土中噴射形成直徑為0.44 m的固結(jié)體，因而可在不損壞原有建筑物基礎(chǔ)的情況下，貼近已有的建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行施工。此外，它既能垂直噴射注漿，也可傾斜或水平噴

48、射注漿；既可在鉆孔的全長(zhǎng)形成柱形固結(jié)體，也可在鉆孔中間的任何部分形成柱形固結(jié)體。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 高壓噴射注漿的地基加固技術(shù)主要適用于軟弱土層。實(shí)踐證明，砂類(lèi)土、黏性土、黃土和淤泥都可以進(jìn)行噴射加固，但對(duì)于直徑過(guò)大的礫石、礫石含量過(guò)多及有大量纖維質(zhì)的腐殖土，噴射質(zhì)量較差，有時(shí)甚至不如靜壓注漿的加固效果。當(dāng)?shù)叵滤牧魉龠^(guò)大，噴射漿液無(wú)法在注漿管周?chē)虝r(shí)，也不宜采用高壓噴射注漿法。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 一般情況下，黏性土固結(jié)體的強(qiáng)度為5 MPa，砂性土固結(jié)體的強(qiáng)度為10 MPa。水泥漿液的水灰比為111.51，對(duì)于地下水補(bǔ)給充沛或要求早期承重的

49、工程，需在水泥漿液中摻入氯化鈣、三乙醇胺等速凝早強(qiáng)劑，摻量為水泥用量的2%4%；在水泥漿液中摻入 2%4%的水玻璃后，其抗?jié)B性能會(huì)有明顯提高。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 噴射孔的布孔形式及孔距應(yīng)視不同的加固目的來(lái)選定。對(duì)于堵水防沙工程，最好按雙排或三排布孔形成帷幕，孔距以0.866倍的旋噴設(shè)計(jì)半徑，排距以0.75倍的旋噴設(shè)計(jì)半徑最佳；當(dāng)以提高地基承載力為目的時(shí)，旋噴樁間的距離可適當(dāng)加大，其孔距以旋噴樁直徑的23倍為宜。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 旋噴樁的直徑與噴射注漿的種類(lèi)及噴射方式有關(guān)。噴射方式主要有單管、二重管及三重管等。噴射方式不同，所形成的旋噴樁的直

50、徑也不同。單管以水泥漿液作為噴流的載能介質(zhì)，其稠度及黏滯力較大，形成的旋噴直徑較?。蝗毓芤运鳛閲娏鞯妮d能介質(zhì)，水在管路中的流動(dòng)阻力較小，在同樣的壓力下所形成的旋噴樁的直徑較大。對(duì)于大型或重要工程，旋噴樁的直徑應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定；對(duì)于小型或不太重要的工程，如無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，旋噴樁的直徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 深層攪拌法6.5.3 深層攪拌法是通過(guò)深層攪拌機(jī)械將固化劑和軟弱土在地基深處就地強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性及足夠強(qiáng)度的固結(jié)體，并與天然地基形成復(fù)合地基，從而提高地基強(qiáng)度的方法。固化劑主要采用水泥、石灰等材料，它對(duì)提高軟土地基的承載能力，減小地基的沉降量具有顯著效果。 深層攪拌法適用于加固各種成因的飽和軟黏土，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于含有高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等黏土礦物的軟土的加固效果較好；而對(duì)于含有伊里石、氯化物、水鋁石英等礦物及有機(jī)質(zhì)含量高、酸堿度（pH值）較低的黏性土的加固效果較差。任務(wù)任務(wù)6.5 6.5 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 水泥漿攪拌法是利用回轉(zhuǎn)的攪拌葉將壓入軟土內(nèi)的水泥漿與周?chē)?/p>