其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介課件

1、橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介本章內(nèi)容：第一部分：其它基礎(chǔ) 主要介紹管柱基礎(chǔ)，氣壓沉箱，簡(jiǎn)介組合基礎(chǔ)、設(shè)置基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)和鎖口鋼管樁基礎(chǔ)。第二部分：地基加固主要介紹地基加固中的常用方法：換填法和夯實(shí)法；簡(jiǎn)介其它地基加固方法，如擠密法，預(yù)壓法等；簡(jiǎn)介濕陷性黃土地基處理簡(jiǎn)介凍土地區(qū)地基工程橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介第一部分：其它基礎(chǔ) 主要介紹管柱基礎(chǔ)和氣壓沉箱的構(gòu)造、特點(diǎn)和施工步驟，根據(jù)工程實(shí)例簡(jiǎn)介組合基礎(chǔ)，并對(duì)其他橋梁基礎(chǔ)形式，如設(shè)置基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)和鎖口鋼管樁基礎(chǔ)等作簡(jiǎn)介。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介我國(guó)首創(chuàng)（武漢長(zhǎng)江大橋）

2、，日本使用較多，稱多柱式基礎(chǔ)。設(shè)備工藝逐步提高，形式由低承臺(tái)發(fā)展到高承臺(tái)及組合基礎(chǔ)。大直徑薄壁結(jié)構(gòu)（比樁粗，比沉井細(xì)），直徑1.57.0m。分為鋼筋混凝土管柱（武漢長(zhǎng)江大橋），預(yù)應(yīng)力混凝土管柱（南京長(zhǎng)江大橋8、9號(hào)墩基礎(chǔ)）及鋼管柱基礎(chǔ)（武漢長(zhǎng)江二橋8號(hào)墩基礎(chǔ)）第一節(jié)管柱基礎(chǔ)橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介武漢長(zhǎng)江大橋管柱基礎(chǔ)南京長(zhǎng)江大橋8號(hào)墩管柱基礎(chǔ)橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介一、管柱基礎(chǔ)構(gòu)造管柱基礎(chǔ)的三個(gè)組成部分：承臺(tái)、柱身和嵌巖柱塞。承臺(tái)柱身嵌巖柱塞橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介一、管柱基礎(chǔ)構(gòu)造（1）承臺(tái)承臺(tái)位置：低承臺(tái)、漫水高承臺(tái)、出

3、水高承臺(tái)（日本常用）作用：聯(lián)結(jié)管柱、分配及抵抗外力，構(gòu)造基本同樁基承臺(tái)。（2）柱身鋼筋混凝土管節(jié)，預(yù)應(yīng)力混凝土管節(jié)、單壁或雙壁鋼管節(jié)。管柱內(nèi)常增加鋼筋籠和填充混凝土。各節(jié)之間可用法蘭盤或套筒連接。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介1.55m鋼筋混凝土管柱構(gòu)造（mm）橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介（3）嵌巖柱塞柱底鉆孔嵌巖。柱塞的混凝土與管柱內(nèi)的填充混凝土同時(shí)灌注。柱塞內(nèi)鋼筋籠下端插至孔底，上端伸入管柱內(nèi)一定的長(zhǎng)度。當(dāng)彎矩較大時(shí)，可將管柱一部分插入鉆孔內(nèi)以加強(qiáng)嵌固。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介二、

4、管柱基礎(chǔ)特性管柱柱底需鉆孔嵌巖。（1）柱底嵌巖，柱頂嵌入承臺(tái)，以此減小柱的自由長(zhǎng)度和提高基礎(chǔ)剛度；（2）通過(guò)嵌巖柱塞，擴(kuò)大基巖受載范圍，提高基巖承載力；（3）基礎(chǔ)所受的水平力及力矩主要由上下端嵌固力矩和巖石孔壁承受，而非由土抗力等來(lái)平衡；（4）與嵌巖鉆孔樁的區(qū)別在于：管柱受力主要靠管壁，不足時(shí)由管內(nèi)填充物補(bǔ)足；鉆孔樁主要靠樁身受力；（5）施工方法不同。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介三、管柱基礎(chǔ)施工簡(jiǎn)介以鋼板樁圍堰管柱基礎(chǔ)為例說(shuō)明。（1）拼裝及下沉圍堰圍堰具體施工在后面講。（2）管柱下沉管柱下沉：振動(dòng)法輔助措施：除土（吸泥），射水，射風(fēng)（3）鉆孔鉆孔設(shè)備：沖擊鉆（十字形鉆頭）橋

5、梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介（4）管柱內(nèi)填充混凝土清孔，下鋼筋籠，灌注水下混凝土。（基本同樁基施工）（5）圍堰內(nèi)吸泥，封底。（6）圍堰內(nèi)抽水及承臺(tái)墩身施工 說(shuō)明：各施工環(huán)節(jié)的具體實(shí)施詳見第八章中的樁基礎(chǔ)施工。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介第二節(jié)氣壓沉箱一、概述沉箱是有蓋無(wú)底的箱形結(jié)構(gòu)物，施工時(shí)在工作室內(nèi)挖土，沉箱在自重作用下沉土中。水下施工時(shí)，壓入壓縮空氣將水排出，使工作室內(nèi)保持一定的壓力，人在無(wú)水但高壓下工作，沉箱沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高用混凝土填注工室及井孔后，它便成為結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。中央總氣閘運(yùn)料變氣閘工作室絞車棄土沉箱頂上之圬工刃腳腳手架人用變氣閘空氣壓縮機(jī)壓入空

6、氣井管升降通道圍堰板沉箱頂蓋運(yùn)料桶橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介優(yōu)點(diǎn)：整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，能承受較大的荷載，在下沉過(guò)程中能處理障礙物，基底的處理和質(zhì)量能得到保證。缺點(diǎn)：設(shè)備費(fèi)用高，效率低，高氣壓環(huán)境可能損害工人的身體（人體最多能承受4個(gè)大氣壓力）。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介二、構(gòu)造工作室：工人或機(jī)械挖土的工作空間；刃腳：方便切土下沉，作為工作室圍墻；頂蓋：前期承受高壓空氣壓力，后期承受上層圬工重量；升降孔：運(yùn)輸通道箱頂圬工：施工中的圍堰，將來(lái)的基礎(chǔ)組成部分輔助設(shè)備：氣閘，壓縮空氣機(jī)，機(jī)械，照明設(shè)備等中央總氣閘運(yùn)料變氣閘腳手架人用變氣閘空氣壓縮機(jī)壓入空氣圍

7、堰板沉箱頂蓋工作室絞車棄土沉箱頂上之圬工刃腳井管升降通道運(yùn)料桶人用變氣閘人用升降口材料升降口運(yùn)料變氣閘橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程調(diào)速器中央氣室第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介電動(dòng)機(jī) 氣閘構(gòu)造橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介三、施工工藝及注意事項(xiàng)1、施工工藝（1）頂蓋制造，拆除墊木（2）挖土下沉（3）砌筑上層圬工（4）開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后清基，以混凝土填充工作室（5）拆除有關(guān)裝置，填充井孔2、注意事項(xiàng)主要是人身安全。進(jìn)出氣閘的順序，加壓減壓的速度。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介四、發(fā)展簡(jiǎn)況1841年法國(guó)修建卡隆橋首次使用。我國(guó)1937年修建錢塘江橋時(shí)首次使用，自管柱基礎(chǔ)出現(xiàn)后

8、國(guó)內(nèi)很少使用。目前國(guó)外（主要是日本等國(guó)）使用此法主要是采用機(jī)械開挖配合自動(dòng)監(jiān)控，減少人工作業(yè)。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介第三節(jié) 組合基礎(chǔ)水文地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，施工能力有限時(shí)，可采用兩種不同形式的基礎(chǔ)，共同形成橋梁的基礎(chǔ)，承受外界荷載，這種基礎(chǔ)形式稱為組合基礎(chǔ)。設(shè)備繁多，工藝復(fù)雜，須嚴(yán)格控制兩種基礎(chǔ)體系間的沉降差及相對(duì)傾覆差。典型的形式有：沉井加管柱、沉井加鉆孔樁。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介一、沉井加管柱組合基礎(chǔ)實(shí)例：南京長(zhǎng)江大橋主橋2號(hào)墩基礎(chǔ)該墩通過(guò)約30m深水、40m厚覆蓋層，使用鋼沉井加管柱組合基礎(chǔ)。組合基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)：用浮式鋼沉井代替管柱基礎(chǔ)中常用的

9、鋼板樁圍堰，以解決圍堰過(guò)高、鋼板樁太長(zhǎng)、抽水太深和管柱長(zhǎng)細(xì)比不當(dāng)、橋墩位移超限等問(wèn)題；用管柱代替部分沉井嵌進(jìn)巖層，減小沉井高度，以解決缺乏深沉手段，難以糾正偏斜位移，不易保證巖面與井底密貼等問(wèn)題。發(fā)揮兩種基礎(chǔ)型式各自的優(yōu)點(diǎn)，解決復(fù)雜地質(zhì)水文條件下基礎(chǔ)施工的問(wèn)題。同時(shí)也反映了當(dāng)時(shí)深水基礎(chǔ)施工手段有限的實(shí)際情況。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介一、沉井加管柱組合基礎(chǔ)（1）自然條件施工沖刷前的水深為27.2m，覆蓋層厚約40m，覆蓋層土質(zhì)以粉細(xì)砂為主，根據(jù)模擬試驗(yàn)，河床最大沖刷可達(dá)23m。（2）結(jié)構(gòu)布置基礎(chǔ)由鋼沉井、管柱、封底及封頂混凝土、承臺(tái)組成。具體見下圖。鋼沉井的作用是減少管柱

10、所要穿過(guò)的覆蓋層厚度，并兼作下沉管柱時(shí)的導(dǎo)向架，灌注上下封底、封頂混凝土及承臺(tái)混凝土?xí)r的防水圍堰，它代替鋼板樁圍堰的作用，但它又是永久結(jié)構(gòu)的組成部分，增強(qiáng)了橋墩基礎(chǔ)的剛度。18.016.1914.0沉井布置成長(zhǎng)方形，平面尺寸16.19m25.01m，井內(nèi)分成15個(gè)方格，內(nèi)插13根直徑3m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管柱，其間距4.6m。承臺(tái)鏈桿（見平面示意圖）用直徑36mm水平鋼筋，鋼筋有0.5m的長(zhǎng)度可以自由彎曲，鋼筋設(shè)在承臺(tái)四角的0.5m見方的凹槽內(nèi)，并用柔軟的瀝青防護(hù)。管柱下沉到巖面后鉆孔，孔徑2.4m，孔深79m，鉆孔內(nèi)放置鋼筋骨架，然后在鉆孔內(nèi)灌注水下混凝土，一直填充至管柱頂面。管柱的下端嵌固

11、在基巖內(nèi)，上端嵌固在承臺(tái)混凝土中。沉井的封底、封頂混凝土將管柱群連接成整體。流向井壁井壁承臺(tái)井壁井壁井壁承臺(tái)平面示意25.01平面立面示意半立面半剖面承臺(tái)鋼沉井封底混凝土管柱(3.0)1 4 7 10 132 5 8 11 143 6 9 12 15鋼沉井制造首節(jié)拼裝浮運(yùn)就位首節(jié)下沉沉井接高沉井著床沉井吸泥沉井封底承臺(tái)及后續(xù)施工沉井穩(wěn)定后進(jìn)行下列工作吊插管柱對(duì)稱插打管柱鉆孔清空，吊放鋼筋籠灌注水下混凝土完成管柱施工后繼續(xù)沉井施工橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介（3）基礎(chǔ)施工鋼沉井施工鋼沉井制造首節(jié)拼裝浮運(yùn)就位首節(jié)下沉沉井接高沉井著床沉井吸泥沉井封底承臺(tái)及后續(xù)施工管柱施工沉井穩(wěn)定

12、后進(jìn)行下列工作吊插管柱對(duì)稱插打管柱鉆孔清空，吊放鋼筋籠灌注水下混凝土完成管柱施工后繼續(xù)沉井施工橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介二、沉井加鉆孔樁組合基礎(chǔ)實(shí)例：衡廣復(fù)線江村橋某墩基礎(chǔ)，使用鋼沉井加鉆孔樁組合基礎(chǔ)。解決復(fù)雜地層（主要是溶巖地質(zhì)條件）的基礎(chǔ)施工問(wèn)題。1.地質(zhì)情況溶巖地層，溶洞發(fā)育地下水活動(dòng)劇烈，動(dòng)水壓力大2.結(jié)構(gòu)形式鋼筋混凝土沉井加沖孔樁組合基礎(chǔ)L22300110010001250L18400/28400/2800800 5000/2800 5000/2800-20 -19-18-1716 沉井下到粘土層，然后在沉井井孔中加沖孔樁。沖孔樁穿過(guò)覆蓋層、不穩(wěn)定層溶巖和多層溶

13、洞，直至穩(wěn)定的基巖為止。 沉井的作用在于穩(wěn)定覆蓋層，抵抗水平推力。而沖孔樁則為承重主體，直接承受由墩身傳來(lái)的上部荷載。136502525墩臺(tái)頂面沉井頂面承臺(tái)頂面巖面樁底鋼套筒 B鋼筋籠2鋼筋籠3巖面線鋼套筒 A鋼筋籠1 960145789101112850523008508001480014800-23-22-21-20-19-18-17-17-18-23 -223-20-18-17-166-16-17-18-16 -17-26-27-基礎(chǔ)中線北京橋中線2-16-15-14 1250廣8002300/22300/2封底混凝土水下 250號(hào)樁身混凝土水下 300號(hào)53515 5 為受力明確，互不

14、干擾，特在沉井封口混凝土和樁頂承臺(tái)混凝土之間設(shè)瀝青麻布隔離層。3.基礎(chǔ)施工 工序見下圖。沉井及鉆孔樁具體工藝見第八章。承臺(tái)待施工完后填瀝青麻布瀝青隔離層沉井鋼底模鋼套筒鋼筋籠沉井井孔內(nèi)回填砂土至刃尖隔墻下在回填砂土上，水下放置直徑1.5m短鋼護(hù)筒灌注高1.0m的水下混凝土固定短護(hù)筒，作為向下的導(dǎo)向設(shè)置施工平臺(tái)振動(dòng)下沉直徑1.2m鋼護(hù)筒至巖面安裝鉆架設(shè)備清除覆蓋層土壤在巖洞內(nèi)沖孔清孔放置鋼筋骨架澆灌水中樁身混凝土橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介三、其它基礎(chǔ)類型簡(jiǎn)介1. 設(shè)置基礎(chǔ)修建跨越大河或海灣海峽大橋時(shí)，為減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，在陸上預(yù)制基礎(chǔ)部件，將基底清理完畢后，使用浮運(yùn)的方法將基礎(chǔ)

15、設(shè)置于水中。目前主要有設(shè)置沉井基礎(chǔ)（日、英、丹麥等國(guó)多用）和鐘形基礎(chǔ)（美、日、加拿大等國(guó)使用）兩大類。使用設(shè)置沉井基礎(chǔ)的著名工程有：日本的明石海峽大橋和北南備贊瀨戶大橋，丹麥的大帶橋等；使用鐘形基礎(chǔ)的的著名工程有：厄勒海峽大橋（丹麥瑞典之間），俄勒岡大橋（美），荒川岸海灣橋（日）等。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介日本明石海峽大橋主塔墩設(shè)置沉井基礎(chǔ)施工過(guò)程示意圖橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介日本明石海峽大橋2P主塔墩設(shè)置沉井基礎(chǔ)橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介移動(dòng)主塔沉箱就位橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介鐘形基礎(chǔ)的一般形式美國(guó)

16、圣瑪鐵海瓦爾德橋鐘形基礎(chǔ)示意橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介2.地下連續(xù)墻基礎(chǔ)1950年由意大利開發(fā)，后在歐洲推廣，但最早由日本應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)形式中。目前技術(shù)最發(fā)達(dá)的也是日本，在明石海峽大橋1A號(hào)錨墩基礎(chǔ)、日本青森大橋、白鳥大橋主塔墩基礎(chǔ)等工程中廣泛應(yīng)用 。我國(guó)于上世紀(jì)50年代末引入，首先應(yīng)用于水利水電工程，目前應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)上的僅有虎門大橋和潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋等少數(shù)工程，尚待發(fā)展。施工方法：先在地上分段鉆挖成槽，然后清底，下鋼筋籠，進(jìn)行各槽段之間的接頭工程，完成后灌注墻體混凝土，形成連續(xù)墻基礎(chǔ)。施工很多環(huán)節(jié)與鉆孔樁基礎(chǔ)施工類似?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他

17、基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介與沉井基礎(chǔ)的區(qū)別在于：1.墻體之間的土不取出；2.墻體采用鉆挖成槽后現(xiàn)澆混凝土形成。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介3.鎖口鋼管樁基礎(chǔ)最早在修建武漢長(zhǎng)江大橋時(shí)提出方案，但為采用。后于湖北明山水庫(kù)工程中應(yīng)用，但最早應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)工程的是日本于1969年修建的石狩河口橋，且在日本發(fā)展迅速，已在70多座橋梁基礎(chǔ)工程中應(yīng)用，日本稱為鎖口管樁井筒基礎(chǔ)。施工方法：在墩位處打入鎖口鋼管樁，形成環(huán)狀圍堰，再以砂漿將鎖口處封閉，然后在圍堰內(nèi)除土到一定深度，處理地基后灌注水下混凝土進(jìn)行封底。在圍堰內(nèi)抽水后進(jìn)行承臺(tái)及墩身施工。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介鎖口鋼管

18、樁基礎(chǔ)示意及鎖口形式橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介第二部分：地基加固地基加固的主要方法有：換填法，夯實(shí)法，擠密法，預(yù)壓法，振沖法，加固土樁法（也稱深層攪拌法，常用的是粉體噴射攪拌法，簡(jiǎn)稱粉噴樁），噴射注漿法（旋噴樁），預(yù)浸水法（適用于濕陷性黃土），化學(xué)液體加固法等。以下主要介紹換填法和夯實(shí)法，并對(duì)其它較常用的粉噴樁，旋噴樁，擠密法等作簡(jiǎn)要介紹。hhsh橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介第四節(jié)一、基本原理地基承載力不足時(shí)，將全部或部分軟土挖除，換填強(qiáng)度較高、穩(wěn)定性較好的中砂、粗砂或礫砂，并分層夯實(shí)。換填后較大的附件應(yīng)力由砂墊層承受，其下的附加應(yīng)力明顯減小。如右圖所

19、示。即換填法。砂墊層加固地基N回填土砂礫墊層土自重應(yīng)力分布曲線堅(jiān)實(shí)土層基礎(chǔ)中心點(diǎn)下附加應(yīng)力分布曲線橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介二、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）基礎(chǔ)埋置深度盡可能選用較小埋深，以減小換填深度。（二）確定換填深度hs采用試算法，即根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)初步選定一個(gè)換填深度，然后按此深度進(jìn)行地基檢算，如不能通過(guò)則修改hs，直至通過(guò)檢算。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程（7-1）第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介1.軟弱下臥層檢算hs +h+ shs h+hs式中 hs 砂墊層底附加應(yīng)力；h+hs軟弱土層層面處的地基容許承載力；、 s 回填土、砂墊層的容重。第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介以矩形基礎(chǔ)為例，在基

20、底面的平均壓力為，壓力按3545通過(guò)砂墊層向下擴(kuò)散到軟弱土層頂面，并假定該處由此產(chǎn)生的壓力呈梯形分布，根據(jù)力的平衡條件有：堅(jiān)實(shí)土層橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程N(yùn)Bb35453545橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介2.地基變形計(jì)算地基沉降量包括砂墊層和軟臥層兩部分的沉降量，其中前者的沉降可認(rèn)為施工中已完成，故僅需計(jì)算后者的沉降量，并要求不能超限。具體見書中公式7-3，不再詳述。砂墊層厚度一般在13m之間。厚度過(guò)小作用不明顯，過(guò)大則施工困難，且經(jīng)濟(jì)上不合理，此時(shí)宜考慮其它方法。（三）砂墊層平面尺寸1.頂面寬度：基底每邊加寬不小于0.5m；2.底

21、面寬度：L = l + 2hs tanB = b + 2hs tan橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介三、砂墊層施工1.墊層材料： （1）嚴(yán)格控制墊層材料的顆粒成分；（2）除砂礫外，必要時(shí)可考慮采用石灰土，加筋土，礦渣等。2.保證墊層材料的密實(shí)度，要求分層壓密后達(dá)到最佳密實(shí)度的90以上，壓密可采用碾壓法、分層錘擊、振動(dòng)法等。3.基坑挖好后，應(yīng)迅速鋪壓墊層材料，避免坑底暴露過(guò)久，或被踐踏浸水使土結(jié)構(gòu)遭到破壞，軟土強(qiáng)度更降低。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介第五節(jié)夯實(shí)法加固地基 夯實(shí)法包括表層壓實(shí)法，重錘夯實(shí)法和強(qiáng)夯法，適用于加固雜填土和黃土。 一、重錘夯實(shí)法利用起重

22、機(jī)械將重錘提高到一定高度，然后錘自由落下，這樣重復(fù)夯擊地基，使表層(在一定深度內(nèi))密實(shí)，而提高地基強(qiáng)度。它適用于稍濕的粘性土、砂土、部分雜填土及濕陷性黃土等，是一種淺層處理方法。吊環(huán)鋼板橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介重錘的重量一般不小于15kN，錘底的直徑約為0.71.5m，錘底面的自重靜壓力一般為1525kN/m。重錘夯實(shí)的有效影響深度與錘底直徑大小、錘重、落錘高低及地質(zhì)情況有關(guān)。國(guó)內(nèi)某地經(jīng)驗(yàn)：對(duì)一般砂質(zhì)土，當(dāng)錘重為15kN，底直徑為1.15m，落距34m時(shí)，夯擊有效深度約為1.101.20m。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介注意事項(xiàng)：（1）不適用于含水量高

23、或地下水位高的土層，否則可能出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象；（2）應(yīng)根據(jù)土層含水量控制夯擊遍數(shù)或錘重、落距等指標(biāo)；（3）加固后的地基應(yīng)經(jīng)過(guò)靜載試驗(yàn)確定其承載力，需要時(shí)還應(yīng)對(duì)軟弱下臥層及地基沉陷進(jìn)行驗(yàn)算。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介 二、強(qiáng)夯法1.方法：用重錘（一般為80400kN，甚至有用2000kN）從640m高處自由落下，對(duì)較厚的軟松上層進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的方法。特點(diǎn)是夯擊能量大，影響深度大。2.機(jī)理：與重錘夯實(shí)法機(jī)理不同。土層在巨大的沖擊能作用下，土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力和沖擊波，致使土中孔隙壓縮，土體局部液化，夯擊點(diǎn)周圍一定深度(1040m)內(nèi)產(chǎn)生裂隙形成良好排水通道，使土中的孔隙水(氣)

24、順利逸出，土體迅速固結(jié)，從而降低此深度范圍內(nèi)土的壓縮性，提高了承載力。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介3.優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單、效果好、施工速度快、費(fèi)用低、適用土層范圍廣（對(duì)如砂土、粉上，黃土、雜填土及含粉砂的粘性土等效果較好，甚至也試驗(yàn)應(yīng)用于飽和淤泥質(zhì)土和淤泥的情況）等。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)計(jì)算方法不完善，施工過(guò)程測(cè)試要求多，噪音大、振動(dòng)大，不宜在建筑物密集處使用。加固范圍較小時(shí)不經(jīng)濟(jì)等。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介其他地基加固方法簡(jiǎn)介一、擠密法1.加固原理擠密法也稱樁體擠密法，利用樁體對(duì)樁周土體的擠密作用，使土與樁組成復(fù)核地基，改善地基受力性能。所使用的樁體有

25、：土及灰土樁，石灰樁，砂石樁，鋼筋混凝土短樁，木樁等。各種樁的加固機(jī)理及適用范圍略有不同。2.主要技術(shù)參數(shù)樁體材料，樁的平面布置，樁孔直徑、間距，樁長(zhǎng)，樁頂高程，復(fù)合地基承載力等。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介3.成孔方法有沉管法，沖擊法和爆擴(kuò)法，目前主要使用沉管法。沉管法是使用振動(dòng)或錘擊的方式將帶有特制樁尖的鋼制樁管打入土層至設(shè)計(jì)深度，然后緩慢拔出樁管，形成樁孔。孔壁光滑，擠密效果較好，施工技術(shù)也容易掌握，但成孔深度受限。4.CFG樁簡(jiǎn)介CFG樁是水泥、粉煤灰、碎石樁的簡(jiǎn)稱，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合而成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，它與樁間土、褥墊層共同形成復(fù)合地基。如

26、下圖。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介褥墊層由級(jí)配砂石、碎石或中粗砂等散體材料組成，褥墊層的設(shè)置是CFG樁復(fù)合地基技術(shù)的關(guān)鍵所在。CFG樁具有整體受力效果好、全樁長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)阻力、端阻力、對(duì)地基承載力提高幅度大且有很大可調(diào)性等優(yōu)點(diǎn)。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介 二、粉體噴射攪拌法（簡(jiǎn)稱粉噴樁）此法與漿液噴射攪拌法同屬于深層攪拌法。1.加固原理利用壓縮空氣把水泥、生石灰等固體材料通過(guò)專用的深層攪拌機(jī)空心鉆桿的噴灰口噴出，噴射于地基深處已被螺旋翼強(qiáng)制切削、攪動(dòng)的天然濕度地基土上，是固化材料與地基土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有整體性的強(qiáng)度較高的地基。適用于加固厚層

27、飽和粘土和有機(jī)質(zhì)土地基。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介2.施工機(jī)械和施工方法橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介 三、旋轉(zhuǎn)噴射注漿法（簡(jiǎn)稱旋噴樁）此法屬于高壓噴射注漿法中較常用的一種。1.加固原理：利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，用高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置，使?jié){液成為高壓噴射流，從注漿管底部側(cè)面的噴嘴噴出，同時(shí)鉆桿以一定速度提升，在噴射力有效作用范圍內(nèi)從土體剝落下來(lái)的土粒與漿液充分?jǐn)嚢杌旌希匆欢ㄒ?guī)律重新排列，漿液凝固后在土中形成固結(jié)體。適用范圍廣泛。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固

28、簡(jiǎn)介2.施工機(jī)械和施工方法橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介第六節(jié)濕陷性黃土地基處理濕陷性黃土：天然黃土在自重壓力，或附加壓力與自重壓力作用下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生顯著的濕陷變形。濕陷性黃土地基的這種特性，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)物帶來(lái)不同程度的危害，使結(jié)構(gòu)物大幅度沉降、坼裂、傾斜甚至嚴(yán)重影響其安全和使用，應(yīng)采取必要的工程措施防止或消除它的濕陷性。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介 一、濕陷性黃土的鑒定1.室內(nèi)壓縮試驗(yàn)方法h0土樣的原始高度(m)；hp土樣在無(wú)側(cè)向膨脹條件下，在規(guī)定試驗(yàn)壓力P的作用下，壓縮穩(wěn)定后的高度(m)；hp對(duì)在壓力P作用下的土樣進(jìn)行浸水，達(dá)到濕陷

29、穩(wěn)定后的土樣高度(m)。求濕陷系數(shù) sh P h Ph 0= s橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:當(dāng)s 0.02 時(shí)定為濕陷性黃土，否則定為非濕陷性黃土。使黃土產(chǎn)生濕陷的臨界壓力稱為濕陷起始?jí)毫?。如土的濕陷起始?jí)毫π∮谏细餐恋娘柡妥灾貢r(shí)，則該土層在上覆土層自重壓力作用下受水即可發(fā)生濕陷，稱為自重濕陷性黃土；如果土的濕陷起始?jí)毫Υ笥谏细餐恋娘柡妥灾?則土層必須在附加壓力與上覆土自重壓力之和大于土的濕陷起始?jí)毫r(shí)，土層受水才發(fā)生濕陷，稱為非自重濕陷性黃土。地基的計(jì)算濕陷量(m)濕陷等級(jí)0.05s0.150.150.35S = Si hi橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工

30、程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介2.地基濕陷等級(jí)判定黃土地基的濕陷程度，通過(guò)地基的濕陷量 s反映 。ni=1Si地基內(nèi)第層濕陷性黃土的濕陷系數(shù)；hi第i層濕陷性黃土的厚度。濕陷等級(jí)表橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介 二、濕陷性黃土地基的處理1.處理目的改善土的性質(zhì)，減少土的滲水性、壓縮性、控制其濕陷性的發(fā)生，部分或全部消除它的濕陷性。2.一般處理原則優(yōu)先選用非濕陷性黃土作為地基；將基礎(chǔ)持力層置于非濕陷性土層上；持力層如屬級(jí)濕陷性黃土地基或自重濕陷性黃土地基，應(yīng)爭(zhēng)取將基礎(chǔ)置于非濕陷性土層或?qū)θ繚裣菪渣S土層進(jìn)行處理；如屬I、級(jí)濕陷性黃土地基也應(yīng)爭(zhēng)取對(duì)全部濕陷性黃土層進(jìn)行處理或加強(qiáng)結(jié)構(gòu)措施。小型橋梁應(yīng)視地基濕陷程度，對(duì)全部濕陷性土層進(jìn)行處理，也可消除地基的部分濕陷性。橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程第七章 其他基礎(chǔ)與地基加固簡(jiǎn)介3.常用處理方法常用處理濕陷性黃土地基的方法有灰土(或素土)墊層、重錘夯實(shí)、石灰土樁或素土樁、預(yù)浸水處理等。（1）灰土或素土墊層將基底以下濕陷性土層全部或部分挖出，然后以灰土（三分石灰七分土）或素土（就地挖出的粘性土）分層回填，分層夯實(shí)。墊層厚度一般為1.03.0m。它施工簡(jiǎn)便，效果顯著。（2）重錘夯實(shí)（3）土樁