不良地基土處理與加固的主法及施工工藝

1、.一、置換法  (1)換填法  就是將表層不良地基土挖除，然后回填有較好壓密特性的土進行壓實或夯實，形成良好的持力層。從而改變地基的承載力特性，提高抗變形和穩(wěn)定能力。  施工要點：將要轉(zhuǎn)換的土層挖盡、注意坑邊穩(wěn)定；保證填料的質(zhì)量；填料應分層夯實。  (2)振沖置換法    利用專門的振沖機具，在高壓水射流下邊振邊沖，在地基中成孔，再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成樁體。該樁體與原地基土組成復合地基，達到提高地基承載力減小壓縮性的目的。   &

2、#160;施工注意事項：碎石樁的承載力和沉降量很大程度取決于原地基土對其的側(cè)向約束作用，該約束作用越弱，碎石樁的作用效果越差，因而該方法用于強度很低的軟粘土地基時必須慎重行事。  (3)夯(擠)置換法    利用沉管或夯錘的辦法將管(錘)置入土中，使土體向側(cè)邊擠開，并在管內(nèi)(或夯坑)放人碎石或砂等填料。該樁體與原地基土組成復合地基，由于擠、夯使土體側(cè)向擠壓，地面隆起，土體超靜孔隙水壓力提高，當超靜孔隙水壓力消散后土體強度也有相應的提高。    施工注意事項：當填料為透水性好的砂及碎石料時，是良好

3、的豎向排水通道。  二、預壓法  (1)堆載預壓法    在建造建筑物之前，用臨時堆載(砂石料、土料、其他建筑材料、貨物等)的方法對地基施加荷載，給予一定的預壓期。使地基預先壓縮完成大部分沉降并使地基承載力得到提高后，卸除荷載再建造建筑物。  施工工藝與要點：  a、預壓荷載一般宜取等于或大于設(shè)計荷載；  b、大面積堆載可采用自卸汽車與推土機聯(lián)合作業(yè)，對超軟土地基的第一級堆載用輕型機械或人工作業(yè)；  c、堆載的頂面寬度應小于建筑物的底面

4、寬度，底面應適當放大；  d、作用于地基上的荷載不得超過地基的極限荷載。  (2)真空預壓法    在軟粘土地基表面鋪設(shè)砂墊層，用土工薄膜覆蓋且周圍密封。用真空泵對砂墊層抽氣，使薄膜下的地基形成負壓。隨著地基中氣和水的抽出，地基土得到固結(jié)。為了加速固結(jié)，也可采用打砂井或插塑料排水板的方法，即在鋪設(shè)砂墊層和土工薄膜之前打砂井或插排水板，達到縮短排水距離的目的。  施工要點：    先設(shè)置豎向排水系統(tǒng)，水平分布的濾管埋設(shè)宜采用條形或魚刺形，砂墊層上的密封膜采用

5、2-3層的聚氯乙烯薄膜，按先后順序同時鋪設(shè)。面積大時宜分區(qū)預壓；做好真空度、地面沉降量，深層沉降、水平位移等觀測；預壓結(jié)束后，應清除砂槽和腐植土層。應注意對周邊環(huán)境的影響。  (3)降水法    降低地下水位可減少地基的孔隙水壓力增加上覆土自重應力，使有效應力增加，從而使地基得到預壓。這實際上是通過降低地下水位，*地基土自重來實現(xiàn)預壓目的。    施工要點：一般采用輕型井點、噴射井點或深井井點；當土層為飽和粘土、粉土、淤泥和淤泥質(zhì)粘性土時，此時宜輔以電極相結(jié)合。  (4)電滲

6、法    在地基中插入金屬電極并通以直流電，在直流電場作用下，土中水將從陽極流向陰極形成電滲。不讓水在陽極補充而從陰極的井點用真空抽水，這樣就使地下水位降低，土中含水量減少。從而地基得到固結(jié)壓密，強度提高。電滲法還可以配合堆載預壓用于加速飽和粘性土地基的固結(jié)。  三、壓實與夯實法  1、表層壓實法    采用人工夯，低能夯實機械、碾壓或振動碾壓機械對比較疏松的表層土進行壓實。也可對分層填筑土進行壓實。當表層土含水量較高時或填筑土層含水量較高時可分層鋪墊石灰、水泥進行壓實，使土

7、體得到加固。  2、重錘夯實法    重錘夯實就是利用重錘自由下落所產(chǎn)生的較大夯擊能來夯實淺層地基，使其表面形成一層較為均勻的硬殼層，獲得一定厚度的持力層。    施工要點：施工前應試夯，確定有關(guān)技術(shù)參數(shù)，如夯錘的重量、底面直徑及落距、最后下沉量及相應的夯擊遍數(shù)和總下沉量；夯實前槽、坑底面的標高應高出設(shè)計標高；夯實時地基土的含水量應控制在最優(yōu)含水量范圍內(nèi)；大面積夯時應按順序；基底標高不同時應先深后淺；冬季施工時，對土已凍結(jié)時，應將凍土層挖去或通過燒熱法將土層融解；結(jié)束后，應及時將夯松的表土清除或

8、將浮土在接近1m的落距夯實至設(shè)計標高。3、強夯    強夯是強力夯實的簡稱。將很重的錘從高處自由下落，對地基施加很高的沖擊能，反復多次夯擊地面，地基土中的顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整，土體變?yōu)槊軐?，從而能較大限度提高地基強度和降低壓縮性。  其施工工藝流程：  1)平整場地；  2)鋪級配碎石墊層；  3)強夯置換設(shè)置碎石墩；  4)平整并填級配碎石墊層；  5)滿夯一遍；  6)找平，并鋪土工布；  7)回

9、填風化石渣墊層，用振動碾碾壓八遍。  一般在大型強夯施土前，都應選擇面積不大于400m2的場地進行典型試驗，以便取得數(shù)據(jù)，指導設(shè)計與施工。  四、擠密法  1、振沖密實法    利用專門的振沖器械產(chǎn)生的重復水平振動和側(cè)向擠壓作用，使土體的結(jié)構(gòu)逐步破壞，孔隙水壓力迅速增大。由于結(jié)構(gòu)破壞，土粒有可能向低勢能位置轉(zhuǎn)移，這樣土體由松變密。  施工工藝：  (1)平整施工場地，布置樁位；  (2)施工車就位，振沖器對準樁位；  

10、;(3)啟動振沖器，使之徐徐沉人土層，直至加固深度以上3050cm，記錄振沖器經(jīng)過各深度的電流值和時間，   提升振沖器至孔口。再重復以上步驟12次，使孔內(nèi)泥漿變稀。  (4)向孔內(nèi)倒人一批填料，將振沖器沉人填料中進行振實并擴大樁徑。重復這一步驟直至該深度電流達到規(guī)定的密實電流為止，并記錄填料量。  (5)將振沖器提出孔口，繼續(xù)施工上節(jié)樁段，一直完成整個樁體振動施工，再將振沖器及機具移至另一樁位。  (6)在制樁過程中，各段樁體均應符合密實電流、填料量和留振時間等三方面的要求，基本參數(shù)應通過現(xiàn)場制樁試驗確

11、定。  (7)施工場地應預先開設(shè)排泥水溝系，將制樁過程中產(chǎn)生的泥水集中引入沉淀池，池底部厚泥漿可定期挖出送至預先安排的存放地點，沉淀池上部比較清的水可重復使用。  (8)最后應挖去樁頂部lm厚的樁體，或用碾壓、強夯(遍夯)等方法壓實、夯實，鋪設(shè)并壓實墊層。  2、沉管砂石樁(碎石樁、灰土樁、OG樁、低標號樁等)    利用沉管制樁機械在地基中錘擊、振動沉管成孔或靜壓沉管成孔后，在管內(nèi)投料，邊投料邊上提(振動)沉管形成密實樁體，與原地基組成復合地基。  3、夯擊碎石樁(塊石墩)

12、    利用重錘夯擊或者強夯方法將碎石(塊石)夯人地基，在夯坑里逐步填人碎石(塊石)反復夯擊以形成碎石樁或塊石墩。  五、拌和法  1、高壓噴射注漿法(高壓旋噴法)    以高壓力使水泥漿液通過管路從噴射孔噴出，直接切割破壞土體的同時與土拌和并起部分置換作用。凝固后成為拌和樁(柱)體，這種樁(柱)體與地基一起形成復合地基。 也可以用這種方法形成擋土結(jié)構(gòu)或防滲結(jié)構(gòu)。  2、深層攪拌法    深層攪拌法主要用于

13、加固飽和軟粘土。它利用水泥漿體、水泥(或石灰粉體)作為主固化劑，應用特制的深層攪拌機械將固化劑送人地基土中與土強制攪拌，形成水泥(石灰)土的樁(柱)體，與原地基組成復合地基。水泥土樁(柱)的物理力學性質(zhì)取決于固 化劑與土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學反應。固化劑的摻人量及攪拌均勻性和土的性質(zhì)是影響水泥土樁(柱)性質(zhì)以至復合地基強度和壓縮性的主要因素。  施工工藝：  定位  漿液配制  送漿  鉆進噴漿攪拌  提升攪拌噴漿  重復鉆進噴漿攪拌

14、60; 重復提升攪拌  考試論壇當攪拌軸鉆進、提升速度為0.65-1.Om/min時，應重復攪拌一次。  成樁完畢，清理攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口，樁機移至另一樁位施工。六、加筋法  (1)土工合成材料    土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠等為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，發(fā)揮加強或保護土體的作用。土工合成材料可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料等類型。  (

15、2)土釘墻技術(shù)    土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置，但也有通過直接打人較粗的鋼筋和型鋼、鋼管形成土釘。土釘沿通長與周圍土體接觸，依*接觸界面上的粘結(jié)摩阻力，與其周圍土體形成復合土體，土釘在土體發(fā)生變形的條件下被動受力。并主要通過其受剪工作對土體進行加固，土釘一般與平面形成一定的角度，故稱之為斜向加固體。土釘適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的人工填土、粘性土、弱膠結(jié)砂土的基坑支護和邊坡加固。  (3)加筋土    加筋土是將抗拉能力很強的拉筋埋置于土層中，利用土顆粒位移與拉筋產(chǎn)生的摩擦力使土與

16、加筋材料形成整體，減少整體變形和增強整體穩(wěn)定。拉筋是一種水平向增強體。一般使用抗拉能力強、摩擦系數(shù)大而耐腐蝕的條帶狀、網(wǎng)狀、絲狀材料，例如，鍍鋅鋼片；鋁合金、合成材料等。  七、灌漿法  www.xamd.CM  是利用氣壓、液壓或電化學原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質(zhì)中或建筑物與地基的縫隙部位。灌漿的漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿、石灰漿及各種化學漿材如聚氨酯類、木質(zhì)素類、硅酸鹽類等。根據(jù)灌漿的目的可分為防滲灌漿、堵漏灌漿、加固灌漿和結(jié)構(gòu)糾傾灌漿等。按灌漿方法可分為壓密灌漿、滲入灌漿、劈裂灌漿和電化學灌漿。灌漿法

17、在水利、建筑、道橋及各種工程領(lǐng)域有著廣泛的應用。  八、常見不良地基土及其特點  1.軟粘土    軟粘土也稱軟土，是軟弱粘性土的簡稱。它形成于第四紀晚期，屬于海相、瀉湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉積物或河流沖積物。多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地區(qū)。常見的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質(zhì)土。軟土的物理力學性質(zhì)包括如下幾個方面：  (1)物理性質(zhì)    粘粒含量較多，塑性指數(shù)Ip一般大于17，屬粘性土。軟粘土多呈深灰、暗綠色，有臭味，含有機質(zhì)

18、，含水量較高、一般大于40%，而淤泥也有大于80%的情況?？紫侗纫话銥?.0-2.0，其中孔隙比為1.01.5稱為淤泥質(zhì)粘土，孔隙比大于1.5時稱為淤泥。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比，因而其力學性質(zhì)也就呈現(xiàn)與之對應的特點-低強度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度。  (2)力學性質(zhì)   軟粘土的強度極低，不排水強度通常僅為530kPa，表現(xiàn)為承載力基本值很低，一般不超過70kPa，有的甚至只有20kPa。軟粘土尤其是淤泥靈敏度較高，這也是區(qū)別于一般粘土的重要指標。    軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數(shù)大

19、于0.5MPa-1，最大可達45MPa-1，壓縮指數(shù)約為0.35-0.75。通常情況下，軟粘土層屬于正常固結(jié)土或微超固結(jié)土，但有些土層特別是新近沉積的土層有可能屬于欠固結(jié)土。    滲透系數(shù)很小是軟粘土的又一重要特點，一般在10-5-10-8cm/s之間，滲透系數(shù)小則固結(jié)速率就很慢，有效應力增長緩慢，從而沉降穩(wěn)定慢，地基強度增長也十分緩慢。這一特點是嚴重制約地基處理方法和處理效果的重要方面。  來源:考試大(3)工程特性    軟粘土地基承載力低，強度增長緩慢；加荷后易變形且不均勻；變形速率大且

20、穩(wěn)定時間長；具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點。常用的地基處理方法有預壓法、置換法、攪拌法等。  2.雜填土    雜填土主要出現(xiàn)在一些老的居民區(qū)和工礦區(qū)內(nèi)，是人們的生活和生產(chǎn)活動所遺留或堆放的垃圾土。這些垃圾土一般分為三類：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工業(yè)生產(chǎn)垃圾土。不同類型的垃圾土、不同時間堆放的垃圾土很難用統(tǒng)一的強度指標、壓縮指標、滲透性指標加以描述。  雜填土的主要特點是無規(guī)劃堆積、成分復雜、性質(zhì)各異、厚薄不均、規(guī)律性差。因而同一場地表現(xiàn)為壓縮性和強度的明顯差異，極易造成不均勻沉降，通常都需要進行地基處理。

21、  3.沖填土    沖填土是人為的用水力沖填方式而沉積的土。近年來多用于沿海灘涂開發(fā)及河漫灘造地。西北地區(qū)常見的水墜壩(也稱沖填壩)即是沖填土堆筑的壩。沖填土形成的地基可視為天然地基的一種，它的工程性質(zhì)主要取決于沖填土的性質(zhì)。沖填土地基一般具有如下一些重要特點。   (1)顆粒沉積分選性明顯，在入泥口附近，粗顆粒較先沉積，遠離入泥口處，所沉積的顆粒變細；同時在深度方向上存在明顯的層理。   (2)沖填土的含水量較高，一般大于液限，呈流動狀態(tài)。停止沖填后，表面自然蒸發(fā)后常呈龜

22、裂狀，含水量明顯降低，但下部沖填土當排水條件較差時仍呈流動狀態(tài)，沖填土顆粒愈細，這種現(xiàn)象愈明顯。   (3)沖填土地基早期強度很低，壓縮性較高，這是因沖填土處于欠固結(jié)狀態(tài)。沖填土地基隨靜置時間的增長逐漸達到正常固結(jié)狀態(tài)。其工程性質(zhì)取決于顆粒組成、均勻性、排水固結(jié)條件以及沖填后靜置時間。  4，飽和松散砂土  粉砂或細砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強度。但是當振動荷載(地震、機械振動等)作用時，飽和松散砂土地基則有可能產(chǎn)生液化或大量震陷變形，甚至喪失承載力。這是因為土顆粒松散排列并在外部動力作用下使顆粒的位置產(chǎn)生錯位，以達到

23、新的平衡，瞬間產(chǎn)生較高的超靜孔隙水壓力，有效應力迅速降低。對這種地基進行處理的月的就是使它變得較為密實，消除在動荷載作用下產(chǎn)生液化的可能性。常用的處理方法有擠出法、振沖法等。  5.濕陷性黃土    在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形的土稱為濕陷性土，屬于特殊土。有些雜填土也具有濕陷性。廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區(qū)的黃土多具濕陷性。(這里所說的黃土泛指黃土和黃土狀土。濕陷性黃土又分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土，也有的老黃土不具濕陷性)。在濕陷性黃土地基上進行工程建設(shè)時，必須考慮因地基濕陷引起附加沉