地基处理工程

地基处理工程 地基液化失效 地基开裂 地基滑动 地基处理现场图片 地基处理现场 地基处理施工图 任务根据本施工图纸选择制定施工方案；根据本施工图纸查找填写技术交底；在施工现场和校内施工实训基地进行质量检验。 地基处理技术概述地基处理方法的选择水泥土搅拌桩复合地基搅拌桩复合地基设计与施工中的若干问题多元复合地基 1.概述1.1.地基处理的要求1.2.地基处理的分类 1.1地基处理的要求1.1.1强度要求1.1.2变形要求1.1.3动力稳定性要求1.1.4透水性要求1.1.5特殊土地基安定性要求 1.1.1强度要求满足地基土在上部结构的自重及外荷载作用下不致产生局部或整体剪切破坏。 1.1.2变形要求满足地基土在上部结构的自重及外荷载的作用下不致产生过大的沉降，特别是超过建筑物所能容许的不均匀的沉降。 1.1.3动力稳定性要求满足地基土在动力荷载（如地震荷载）作用下不致发生液化、失稳和震陷等灾害。 1.1.4透水性要求满足地基土的地下水不会由于施工而造成渗漏量或动水压力超过容许值，发生涌土、流砂、边坡滑边等事故。 1.1.5特殊土地基安定性要求满足湿陷性黄土、膨胀土、内陆性盐渍土等特殊土上的建筑物不会由于不良土性而发生损坏。 1.2地基处理的分类 2.地基处理方法的选择2.1地基处理方法的选择原则2.2地基处理方法的选择2.3地基处理设计程序2.4地基处理施工过程与完工后的注意事项 2.1地基处理方法的选择原则2.1.1各种方法均有其适用范围，各有优点与局限性；2.1.2选择地基处理方法应综合考虑地基条件、加固要求、工程进度、工程造价、材料及机具等各方面因素；2.1.3选择的方法应注意环境保护（地下水的污染、振动、噪音等）。 （1） 物理性质差（2） 抗剪强度低（3） 压缩性较高（4） 渗透性很小（5） 结构性明显（6） 流变性显著软弱地基土的工程特性 提高地基土强度，改善其变形特征和渗透性提高抗液化能力、消除湿陷、胀缩等其它病害地基处理目的——是改善地基土工程性质，满足上部结构对地基稳定和变形的要求。 2地基处理方法分类物理处理化学处理热学处理置换排水密实加筋搅拌灌浆加热冻结地基处理方法的分类表 2.1机械压实法分层碾压法振动压实法 振动压路机 2.2强夯法强夯法是法国L·梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法。夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500％，影响深度在10m以上。 软土地基处理机械压实法强夯法换土垫层法预压固结法挤密法振冲法化学加固法托换技术软弱地基土的工程特性及其地基处理方法分类 2.3换土垫层法当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。 2.4预压固结法在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。 2.5挤密法砂石桩法土桩挤密法灰土桩挤密法 2.6振冲法在粘土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲置换法振冲密实法作用机理： 2.7化学加固法灌浆法高压喷射灌浆法水泥深层搅拌法 水泥深层搅拌法概念施工过程定位—沉入到底部—喷浆搅拌（上升）—重复搅拌（下沉）—重复搅拌（上升）—完毕 水泥搅拌桩在施工 2.8托换技术基础加固托换基础加宽基础加深技术桩式托换顶承式静压桩托换锚杆静压桩托换灌注桩托换树根桩托换 2.2地基处理方法的选择 2.3地基处理设计程序 2.4地基处理施工过程与完工后的注意事项2.4.1施工人员必须掌握施工方法，并了解地基处理方法的原理、技术标准与质量要求；2.4.2施工中应进行实时监理；2.4.3完工后必须进行质量检测。 3.水泥土搅拌桩复合地基3.1水泥土的形成3.2水泥土的物理力学性质3.3水泥土的应用3.4水泥土搅拌桩复合地基的设计3.5水泥土搅拌桩的施工 3.1水泥土的形成水泥土是通过机械强力将水泥与土搅拌形成具有较好物理力学性质的水泥加固土。 3.1水泥土的形成 3.2水泥土的物理力学性质3.2.1水泥土的物理性质3.2.1.1重度当水泥掺入比在8%～20%之间，水泥土重度比原状土增加约3%～6%3.2.1.2含水量水泥土的含水量一般比原状土降低7～15%3.2.1.3抗渗性渗透系数K一般在10-7～10-8cm/ces 3.2水泥土的物理力学性质3.2.2水泥土的力学性质3.2.2.1无侧限抗压强度水泥土的无侧限抗压强度qu在0.3～4.0MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍。3.2.2.2抗拉强度水泥土抗拉强度与抗压强度有一定关系，一般情况下，抗拉强度在（0.15～0.25）qu之间。3.2.2.3抗剪强度当水泥土qu=0.5～4MPa时，其粘聚力C在100～1000KPa之间，其摩擦角在20～30之间。3.2.2.4变形特性当qu=0.5～4.0MPa时，其50d后的变形模量相当于（120～150）qu。 3.3水泥土搅拌桩的应用3.3.1支护结构重力式支护结构；止水帷幕；SMW工法3.3.2地基加固提高地基强度；控制沉降；防止液化 支护结构——水泥土墙 支护结构——水泥土墙 支护结构——水泥土墙 支护结构——水泥土墙 SMW（SoilMixingWall）工法施工 SMW（SoilMixingWall）工法施工 SMW（SoilMixingWall）工法施工 SMW（SoilMixingWall）工法施工 SMW（SoilMixingWall）工法施工 SMW（SoilMixingWall）工法施工 SMW（SoilMixingWall）工法施工 SMW（SoilMixingWall）工法施工 SMW（SoilMixingWall）工法施工 3.3水泥土搅拌桩的应用地基加固a)柱状布置；b)壁状布置；c)格栅状布置；d)块状布置 3.3水泥土搅拌桩的应用地基加固 3.4水泥土搅拌桩复合地基的设计3.4.1设计原理3.4.2单桩容许承载力3.4.3复合地基承载力3.4.4下卧层地基强度验算3.4.4沉降计算 3.4.1设计原理桩土共同承载承载——桩的承载力+桩间土承载力（折减）沉降——桩范围的压缩+桩端以下土的沉降 3.4.2单桩容许承载力及式中——单桩容许承载力(kN)；——水泥土90d龄期的抗压强度平均值(kPa)；——桩的截面积(m2)——桩身强度折减系数，可取0.3~0.4；——桩的周长(m)；——桩周第i层土的容许摩阻力。对淤泥可取5~8kPa；对淤泥质土可取8~12kPa；对粘性土可取12~15kPa；——桩周第i层土的厚度(m)；——桩端天然地基土的承载力(kPa)；——桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.4~0.6。 3.4.3复合地基承载力式中——复合地基容许承载力(kPa)；——桩间天然地基土容许承载力(kPa)；——桩土面积置换率；——桩间土承载力折减系数。当桩端为软土时，可取0.5~1.0；当桩端为硬土时，可取0.1~0.4。 3.4.4下卧层地基强度验算式中——假想实体基础底面压力(kPa)；——基础底面积(m2)；——假想实体基础的自重(kN)；——假想实体基础侧表面积(m2)；——假想实体基础侧表面平均摩阻力(kPa)；———假想实体基础边缘地基土的容许承载力(kPa)；——假想实体基础底面积(m2)；——假想实体基础底面经修正后的地基容许承载力(kPa)。 3.4.4沉降计算水泥土桩复合地基的变形包括：水泥土桩群体的压缩变形和桩端下未加固土层的压缩变形之和。桩群体的压缩变形值可根据上部结构、桩长、桩身强度等因素按经验取20~40mm。桩端以下未加固土层的压缩变形值可按分层总和法计算。 3.5水泥土搅拌桩的施工3.5.1施工机械3.5.2施工工艺3.5.3水泥掺量及外加剂3.5.4水泥土墙施工要点 3.5水泥土搅拌桩的施工3.5.1施工机械——主机 3.5水泥土搅拌桩的施工3.5.2施工工艺 3.5水泥土搅拌桩的施工3.5.2施工工艺一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌）就位—预搅下沉—（制备水泥浆）—提升喷浆搅拌—沉钻复搅—重复提升搅拌 3.5水泥土搅拌桩的施工3.5.3水泥掺量及外加剂水泥掺量水泥掺入比（单位体积搅拌桩中水泥与土的重量比）一般为12~16%水灰比~1：0.5外加剂外掺剂作用掺量（%）碳酸钠早强0.2~0.4氯化钙早强2~5三乙醇胺早强0.05~0.2木质素磺酸钙减水、可泵0.2~0.5粉煤灰填充、早强50~80 3.5水泥土搅拌桩的施工3.5.4水泥土搅拌桩施工要点.（1）复搅工艺确保搅拌均匀，必要时采用“二喷三搅”工艺（干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。（2）提升速度~喷浆速度提升搅拌速度不宜大于0.5m/min；提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长喷浆均匀。 4.搅拌桩复合地基设计与施工中的若干问题4.1设计中的若干问题4.2施工中应注意的有关问题 4.1设计中的若干问题4.1.1设计参数的取值4.1.2桩的长度-桩径-桩身强度关系4.1.3置换率与桩长的选取4.1.4暗浜及回填土的处理 4.1设计中的若干问题4.1.1设计参数的取值4.1.1.1复合地基承载力4.1.1.2、、、等参数的影响因素 4.1.1设计参数的取值4.1.1.1复合地基承载力加固后的地基强度一般可比原地基土的提高20%~50%，故设计中不应将设计复合地基承载力取得过大，否则难以达到设计要求。 4.1.1设计参数的取值4.1.1.2、、、等参数的影响因素——桩身强度折减系数（0.3~0.4）施工质量、土层情况、室内实验——桩周土的摩阻力土层情况、工程经验——桩端土承载力折减系数（0.4~0.6）土层情况、桩长、工程经验——桩间土承载力折减系数（0.5~1.0）桩端土情况、工程经验 4.1设计中的若干问题4.1.2桩的长度-桩径-桩身强度关系桩的长度较长，相应的桩径应增加、桩身强度也应相应提高。 4.1设计中的若干问题4.1.3置换率与桩长的选取a、当地基处理是以提高地基强度为主时，宜用短桩而提高桩的置换率;b、当地基处理时以减小沉降为主时，可根据桩端是否达到较硬土层而分别采用“变掺量、变强度”方法或“变置换率”的方法。 4.1设计中的若干问题4.1.3置换率与桩长的选取c、最优设计 4.1设计中的若干问题4.1.4暗浜及回填土的处理a.设计中不计桩间土的承载力，桩周摩阻力取下限值；b.增加水泥掺量（3%～5%），遇有泥炭土或有机质含量较高的土，水泥掺量可增至20%；c.暗浜与回填土的边界应设过渡区。 4.2施工中应注意的有关问题桩顶与桩端的处理a.采用复搅工艺采用“二次喷浆、三次搅拌”工艺；（一般的“一次喷浆、二次搅拌”增加一次喷浆与搅拌）；b.必要时可增加水泥掺量（2%～4%）。 5.多元复合地基复合地基中三种类型的桩(散体材料桩、柔性桩和刚性桩)的承载能力和变形特性是不同的，每一种地基处理方法都有其适用的范围和优缺点。将以上三种类型的桩两种甚至三种综合应用加固软土地基形成多元复合地基，以充分发挥各自桩型的优势和特点，大幅度提高地基承载力，减小地基沉降。 5.1多元复合地基质量检测对于多元复合地基中的单桩桩身质量检测，可依照各类桩的检测法分别进行。刚性桩可采用低应变动力检测法检测桩身完整性；深层搅拌水泥土桩可采用轻便动力触探或抽芯检测；石灰桩可采用静力触探或轻便动力触探检测桩身强度和成桩质量；碎石桩可采用重型动力触探检测成桩质量。 5.3多元复合地基室内模拟试验