建筑施工技術(shù)基礎(chǔ)教案3-地基處理與加固

第三章地基處理與加固第一節(jié)概述一、地基處理的目的和意義1、地基是指位于建筑物基礎(chǔ)之下，受建筑物荷載影響的哪一部分地層。2、天然地基——未經(jīng)加固的地基；如果不能滿足建筑物對對地基的強度和變形要求時，就要對地基進行人工加固，這種方法稱為地基處理。3、處理對象是軟弱土層。軟弱土層是指淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土、或者是其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。軟弱土地基的特征二、地基處理方法分類地基處理的基本方法，無非是置換、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法，這些方法是千百年以前以至迄今仍然是有效的方法。值得注意的是，很多地基處理的方法具有多種處理的效果。如碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重作用；石灰樁又擠密又吸水，吸水后又進一步擠密等，因而一種處理方法可能具有多種處理效果。所以同一種方法可以歸入不同的類別中。詳見書中表3-1所示。碾壓夯實換土墊層排水固結(jié)化學(xué)加固土工合成材加固擠密振密三、地基處理方法的選擇應(yīng)綜合考慮各方面因素的影響，通過幾個方案的比較，選擇一種技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、施工可行的方案。具體步驟：⑴搜集詳細的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、及地基基礎(chǔ)設(shè)計資料。⑵根椐工程設(shè)計要求和采用天然地基存在的問題，確定地基處理的目的、處理范圍和處理后要達到的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。⑶根椐上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求，結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境情況和對鄰近建筑的影響等因素，初選幾種可供考慮的地基處理方案。⑷對初選的幾個方案，分別從適用范圍、處理效果、材料來源、和消耗、機具條件、施工進度和對環(huán)境的影響等方面進行技術(shù)經(jīng)濟分折對比、選擇最好的地基處理方法，必要時也可采用綜合處方法。⑸對已選定的地基處理方法，在現(xiàn)場選取有代表性的地點進行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗或試驗施工，并進行測試，以撿驗設(shè)計參數(shù)和處理效果。青島港8號碼頭強夯擠淤工程北海堤爆破擠淤(1)表層壓實法(2)重捶夯實法(3)強夯法(4)振沖擠密法1振沖擠密法2(1)堆載預(yù)壓法(2)砂井法(包括袋裝砂井、塑料排水帶等)(3)真空預(yù)壓法強夯是法國于1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，它通過一般8~40t的重錘(最重可達200t)和8~20m的落距(最高可達40m)，對地基土施加很大的沖擊能，一般能量為500~8000kN.m。在地基土中所出現(xiàn)的沖擊波和動應(yīng)力，可提高地基土的強度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。同時，夯擊能還可提高土層的均勻程度，減少將來可能出現(xiàn)的差異沉降。非飽和土的夯實過程，就是土中的氣相(空氣)被擠出的過程，其夯實變形主要是由于土顆粒的相對位移引起。2動力固結(jié)根據(jù)強夯法的實踐，對傳統(tǒng)的固結(jié)理論提出了不同看法，認為飽和土是可壓縮的新機理由于土體產(chǎn)生裂隙或趨于液化，引起滲透性增大青島港8號碼頭強夯工程青島港8號碼頭強夯工程夯坑水下地基加固樁式置換動力置換(Railwaytrack,Malaysia)樁式置換動力置換的應(yīng)用范圍二、強夯法施工參數(shù)的確定1、有效加固深度H——有效加固深度(m)M——夯錘重(t)h——落距(m)——系數(shù)，對軟土可取0.5,對黃土可取0.34~0.5；有效加固深度是指經(jīng)強夯后，強度和變形等指標(biāo)均能滿足設(shè)計要求的土層范圍。錘擊能量越大，有效加固深度愈深，還與地基土的性質(zhì)、土層厚度及地下水深度有關(guān)?！兑?guī)范》規(guī)定：強夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定，在缺少試驗資料時也可按表預(yù)估。見表3－2所示。強夯法的有效加固深度單擊夯擊碎石土、砂粉土、黏性土、單擊夯擊碎石土、粉土、黏性能/kn.m土濕陷性黃土能/kn.m砂土土、濕陷性黃土1000200030005.0～6.06.0～7.07.0～8.04.0～5.05.0～6.06.0～7.04000500060008.0～9.09.0～9.59.5～10.07.0～8.08.0～8.58.5～9.02、夯錘和落距單擊夯擊能為夯錘重M與落距h的乘積，單擊能量大，加固效果就越好。整個加固場地的總夯擊能量(即錘重×落距×總夯擊數(shù))除以加固面積稱為單位夯擊能。單位擊夯能應(yīng)根椐地基土類別、上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小和要求處理的深度等因素綜合考慮，并通現(xiàn)場試驗確定。對于粗粒土可取1000～3000(kN.m)/m2；細粒土可取1500～4000(kN.m)/m2。由此就可根椐起重設(shè)備的條件選擇好施工用的錘重和落距。3、夯擊點布置及間距夯擊點布置：等邊三角形、等腰三角形或正方形布置；對基底面積較大的建筑物或構(gòu)筑物，或按三角形或正方形布置。對于住宅和辦公樓的獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)可根據(jù)基礎(chǔ)形狀與寬度相應(yīng)布置，一般可采用等腰三角形布點；工業(yè)廠房可根據(jù)柱網(wǎng)來布置夯擊點，還要考慮起重機械行走路線。夯點間距可?。怠筸。夯擊點間距：第一遍夯擊點的間距可取夯錘直徑的2.5～3.5倍，第2遍夯擊點位于第一遍夯擊點之間。以后各遍夯擊點間距可適當(dāng)減小。對于加固深度較大或單擊夯擊能較大的工程，第1遍夯擊點的間距宜適當(dāng)增大?？傊粨酎c間距的確定宜根據(jù)地基土的性質(zhì)和處理深度確定，以保證夯擊能量傳遞到深處，且不會使臨近夯擊點的孔隙水壓產(chǎn)生疊加，且保護臨近夯坑周圍產(chǎn)生的輻射狀裂隙為原則。布置范圍：強夯和強夯置換法處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)的范圍：具體的放大范圍應(yīng)根據(jù)建筑物的類型和重要性考慮決定；一般情況建筑物，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計處理深度的?～2/3;并不小于３m。某倉庫夯擊點布置（三角形）美國加州某工程夯點布置（正方形）4、夯擊擊數(shù)與遍數(shù)夯點單遍夯擊擊數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，應(yīng)同時滿足下列條件：1)、最后兩擊的平均夯沉量不大干下列數(shù)值：單擊夯擊能小于4000KN?m時為50mm，當(dāng)單擊夯擊能量為4000～6000KN?m時為100mm，當(dāng)單擊夯擊能大于6000KN?m時為200mm；2）、夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；3)、不因夯坑太深而發(fā)生起錘困難，一般為4～10擊。對于強夯置換法，最后兩擊的平均夯降量應(yīng)滿足強夯法的規(guī)定值并且要滿足下列條件：（1）墩底應(yīng)穿過軟弱土層，且應(yīng)達到設(shè)計墩長（2）累計夯沉量應(yīng)為設(shè)計墩長的1.5～2.0倍；目前國內(nèi)確定夯擊擊數(shù)的方法有所不同：有的以孔隙水壓力達到液化壓力為準(zhǔn)；有的以最后一擊的夯沉量達到某一數(shù)值為準(zhǔn)；有的以最后兩擊產(chǎn)生的沉降差小于某一數(shù)值為準(zhǔn)?？傊?，各夯擊點的夯擊擊數(shù)，應(yīng)使土體豎向壓縮最大，而側(cè)向位移最小為原則。夯擊遍數(shù)：夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，可采用點夯2～3遍，對于滲透性較差的細粒土，其夯擊遍數(shù)可適當(dāng)增加；最后應(yīng)以的能量滿夯2遍，滿夯還可采用頃錘或低落距錘多次夯擊，要求錘印搭接。5、間隔時間間隔時間是指需要分兩遍或多遍夯擊的工程，每兩遍夯擊之間的時間間隔大小，取決于加固土層中孔隙水壓力的消散時間，就是說夯擊后孔隙水壓力消散后才能進行新的夯擊作業(yè)。對于無黏性土（沙性土），孔隙水壓力消散只需3～4min，所以可以連續(xù)夯擊。對于黏性土地基，因透水性差，孔隙水壓消散慢，間隔時間應(yīng)不3～4周。三、強夯法施工（1）機具設(shè)備強夯施工的機具設(shè)備主要有起重設(shè)備、夯錘、脫鉤裝置等。起重設(shè)備多采用自行式、全回轉(zhuǎn)履帶式起重機，起重能力多為10～40t，由于起重能力較小，一般采用滑輪組和脫鉤裝置來起落夯錘。近年來普遍采用在起重機臂桿端部設(shè)置輔助門架的措施，這樣既可以防止落錘時機架傾斜，又能提高起重能力。夯錘的質(zhì)量應(yīng)根據(jù)加固土層的厚度、土質(zhì)條件及落距等因素確定。夯錘的材料可用鑄鋼（鐵）或在鋼板殼內(nèi)填筑混凝土。夯錘形狀有圓形（錐底圓柱形、平底圓柱形、球底圓臺形等）和方形（平底方形），方錘落地時，方位改變與夯坑形狀不一致有關(guān)，將會影響夯擊效果；圓形不易旋轉(zhuǎn)，定位方便，穩(wěn)定性和重合性較好，應(yīng)用廣泛。錘形選擇一般根據(jù)夯實要求，如加固深層土體可選用錐底或球底錘；加固淺層或表層土體時，多選用平底錘。錘底面積一般根據(jù)錘重、土質(zhì)和加固深度來確定，錘底靜接地壓力可取25～40kPa，對于細顆粒土，錘底靜壓力宜取較小值。夯錘中應(yīng)設(shè)置若干個對稱均勻布置的排氣孔，避免吸著作用使起錘困難，排氣孔直徑為250～300mm，太小易堵孔不起作用。脫鉤裝置應(yīng)具有足夠的強度，并且施工方便，如書中圖3-3所示。目前多采用自動脫鉤裝置，這樣既保證了每次夯擊的落距相同，又提高了施工效率，同時施工人員不必進入夯擊區(qū)操作，保證了人身安全。（2）施工要點1）正式施工前應(yīng)做強夯試驗（試夯）。根據(jù)勘察資料、建筑場地的復(fù)雜程度、建筑規(guī)模和建筑類型，在擬建場地選取一個或幾個有代表性的區(qū)段作為試夯區(qū)。試夯結(jié)束待孔隙水壓力消散后進行測試，對比分析夯前、夯后試驗結(jié)果，確定強夯施工參數(shù)，并以此指導(dǎo)施工。2）強夯前應(yīng)平整場地，標(biāo)出夯點布置并測量場地高程。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，宜采取人工降水使地下水位低于坑底面以下2m；或在地表鋪一定厚度的砂礫石、碎石、礦渣等粗顆粒墊層，其目的是在地表形成硬層，支承起重設(shè)備，確保機械設(shè)備通行和施工，同時還可加大地下水和地表面的距離，防止夯擊時夯坑積水。3）強夯前應(yīng)查明場地范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等，并采取必要的措施，以免因強夯施工而造成破壞。當(dāng)強夯產(chǎn)生的振動對鄰近建筑物或設(shè)備有影響時，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測點，并應(yīng)采取挖隔振溝等隔振或防振措施。4）強夯施工應(yīng)按設(shè)計和試夯的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)進行。落錘應(yīng)保持平穩(wěn)，夯位準(zhǔn)確，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時將坑底整平。5）每夯擊一遍后，用推土機將夯坑填平，并測量場地平均下沉量，停歇規(guī)定的間歇時間，待土中孔隙水壓力消散后，進行下一遍夯擊。完成全部夯擊遍數(shù)后，再用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯實后場地高程。場地平均下沉量必須符合要求。６）強夯施工過程中應(yīng)有專人負責(zé)監(jiān)測工作，并做好詳細現(xiàn)場記錄，如夯擊次數(shù)、每擊夯沉量、夯坑深度、開口大小、填料量、地面隆起與下沉、孔隙水壓力增長與消散、附近建筑物的變形等，并注意吊車、夯錘附近人員的安全.四、質(zhì)量檢驗1、強夯處理后效果檢驗（1）檢驗時間，地基強夯后的強度隨時間恢復(fù)和提高的，所以應(yīng)間隔一定時間才能對地基質(zhì)量進行檢驗。對于碎石土和砂土地基取1～2周，低飽和度的粉土和黏性土地基取2～4周。（2）質(zhì)量檢驗的方法宜根椐地基土的性質(zhì)選用現(xiàn)場原位測驗和室內(nèi)土工試驗。室內(nèi)土工試驗包括抗剪強度指標(biāo)、壓縮系數(shù)、壓縮模量、重度和含水量等測試。目的是通過比較夯前后的力學(xué)指標(biāo)的變化來判斷加固的效果?，F(xiàn)場原位測驗包括觸試驗、十字板剪切試驗、平板載荷試驗及其它原位測試方法。對一般工程采用兩種或兩種以上的方法進行綜合檢驗。對于重要的工程應(yīng)增加檢驗項目并做現(xiàn)場載荷試驗。檢驗深度應(yīng)不小于設(shè)計要求的有效加固深度。（3）質(zhì)量檢驗的數(shù)量應(yīng)根椐現(xiàn)場地復(fù)雜程度和建筑物的重要性確定。對簡單場地的一般建筑物，每一個建筑物基礎(chǔ)檢驗點不應(yīng)少于3處；對復(fù)雜場地和重要建筑物基礎(chǔ)，應(yīng)增加檢驗點。2、現(xiàn)場測試（1）允許偏差值及檢查方法不僅包括夯擊后地基加固效果的檢驗，同時還應(yīng)注意施工過程中的現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)測。強夯地基的允許偏差可按書中表3-3所示。表3-3強夯地基的允許偏差及檢驗方法項目單位序號檢驗項目充許偏差或充許值設(shè)計要求檢驗方法數(shù)值１主控項目２地基強度按規(guī)定方法地基承地力設(shè)計要求按規(guī)定方法一般項目２１夯錘落距mm±300鋼索設(shè)標(biāo)志錘重kg±100稱重３４夯擊遍數(shù)及順序夯點間距設(shè)計要求mm計數(shù)器±500用鋼尺５６夯擊范圍前后兩遍間歇時間設(shè)計要求設(shè)計要求用鋼尺??㏒??琰茞??ü（2）其他現(xiàn)場測試項目強夯地基現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)測項目還包括：地面及深層變形、孔隙水壓力、側(cè)向擠壓力、振動加速度等方面。地面及深層變形監(jiān)測項目是通過對地面沉降、土的深層沉降和土層水平位移的觀測，來確定強夯的實際加固深度和范圍、墊層密度變化及最隹夯擊能量。孔隙水壓力是為確定兩遍夯擊之間的間隔時間。側(cè)向擠壓力是為研究夯擊前后土壓力變化沿深度的分布規(guī)律。振動加速度是為了解強夯施工時的振動對鄰近建筑物的影響。第三節(jié)振沖法一、加固機理最早1937年由德國人發(fā)明了振動水沖法(簡稱振沖法)用來擠密砂土地基；振沖器是由裝入鋼制外套內(nèi)的潛水電機、偏心塊和通水管三部分組成。加固時用起重機吊起振沖器，產(chǎn)生高頻振動和噴射高壓水流，在其共同作用下，土被被擠向兩邊。振沖器下沉設(shè)計深度，然后清孔。此后從地面向孔中逐段添加碎石或其它填料并振實后，提升到第二段重復(fù)上述操作，直至完成到地面，在地基中形成碎石樁。碎石樁和砂樁總稱為碎（砂）石樁，又稱粗顆粒土樁。根據(jù)其受載荷方式，屬于復(fù)合地基。隨著時間的推移，各種不同的施工工藝相應(yīng)產(chǎn)生，如沉管法、振動氣沖法、袋裝碎石樁法、強夯置換法等。它們雖施工不同于振沖法，但同樣可形成密實的碎石樁，人們自覺或不自覺地套用了“碎石樁”的名稱。但由于振動和水沖對土所產(chǎn)生的加固作用，分為振沖置換法和振沖密實法。二、按施工方法分類及其適用性振沖密實法對松散砂土加固機理振沖時，在振沖器周圍的飽和砂土發(fā)生液化。土粒在自重、上覆土層壓力以及碎石的擠壓的作用下重新排列，孔隙體積減少而得到密實，產(chǎn)生較大的沉降，特別在振動力作用下更為顯著，其體積可減少20％。預(yù)先經(jīng)歷人工液化，地基抗地震能力也得到提高。碎石樁是良好的排水通道，所以可使地震時產(chǎn)生孔隙水壓力迅速消散。機理就是振動密實和振動液化。碎石樁和擠密法加固砂性土地基的主要目的是提高地基承載力、減少變形和增強抗液化性。對粘性土加固機理強制置換因黏性土（特別是飽和黏性土）的透水小，在振動下孔隙水不易排出，孔隙水壓力不易消散，所以不起擠密的作用。但碎石樁透水性好，經(jīng)過振密用砂樁置換掉原來的軟土后，形成復(fù)合地基。大大提高排水能力，加速了地基，加速了地基排水固結(jié)，提高地基承載力，減少了沉降。二、適用范圍振沖置換法適用于處理不排水抗剪強度≥20kpa的黏性粉土、飽和黃土和人工填土地基。振沖密實法適用于處理砂土和粉土地基。不加填料的振沖法只適用于處理黏粒含量﹤10%的粗砂、中砂地基。三、振沖法設(shè)計的一般規(guī)定1、振沖置換法（1）加固范圍a、根據(jù)建筑物重要性、場地條件、基礎(chǔ)形式確定；b、一般地基，在基礎(chǔ)外緣宜擴大1～2排；c、對可液化地基，與液化深度有關(guān)：在基礎(chǔ)外緣宜擴大2～4排，擴大寬度應(yīng)不小于液化土層厚度的1/2,且≥5m。（2）樁位布置布置形式如下圖所示。間距應(yīng)根椐上部結(jié)構(gòu)荷載大小和抗剪強度確定，可采用1.5～2.5m．荷載大或振沖前土的抗剪強度低時，宜用較小的間距；反之宜取較大的間距．對樁端未達到相對較硬土層的短樁，應(yīng)取小間距．(３)加固深度(1)當(dāng)相對硬層的埋藏深度不大時，應(yīng)按相對硬層埋藏深度確定；(2)當(dāng)相對硬層的埋藏深度較大時，對按變形控制的工程，加固深度應(yīng)滿足碎石樁復(fù)合地基變形不超過建筑物地基容許變形值的要求；(3)對按穩(wěn)定性控制的工程，加固深度應(yīng)不小于最危險滑動面以下2m的深度；(4)在可液化地基中，加固深度應(yīng)按要求的抗震處理深度確定；(5)樁長不宜短于4m。目前國外振沖碎石樁加固地基最大深度為25m，國內(nèi)振沖碎石樁加固地基最大深度為18m，因此設(shè)計時最大樁長不要超過25m，否則應(yīng)做專門的試驗研究。碎石樁的直徑應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)備等因素確定。采用30kw振沖器成樁時，碎石樁的樁徑一般為0.８0～1.２m；采用沉管法成樁時，碎石樁的樁徑一般為0.7m，對飽和粘性土地基宜選用較大的直徑。(４)樁徑（５）填料樁體材料可就地取材，一般采用中、粗砂、卵石、碎石、砂礫石等，含泥量不大于5％，且碎石樁的樁體材料的容許最大粒徑與振沖器的外徑和功率有關(guān)系，一般30kw振沖器為20～80mm，55kw振沖器為30～100mm;75kw振沖器為40～150mm；（６）墊層碎（砂）石樁施工完畢后，基礎(chǔ)底面應(yīng)鋪設(shè)30～50cm的碎（砂）石墊層，墊層應(yīng)分層鋪設(shè)，用平板振動器振實。在不能保證施工機械正常行駛和操作的軟弱土層上，應(yīng)鋪設(shè)施工用臨時性墊層。２、振沖密實法（１）加固范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍。一般在在基礎(chǔ)外緣擴大寬度應(yīng)≥5m。（２）樁位布置宜按等邊三角形或正方形布置。對于大面積擠密處理，用等邊三角形布置處理效果更好。振沖孔間距與土的顆粒組成、要求達到密實程度、地下水位、振沖器功率和出水量等因素有關(guān)，因此應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定，一般可取1.8～2.5m。（３）加固深度當(dāng)可液化土層不厚，振沖深度應(yīng)穿透整個可液化土層；當(dāng)可液化土層較厚時，振沖深度應(yīng)按抗震要求確定。（４）填料可用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂等硬質(zhì)材料，常用粒徑為５～５０mm。填料越粗擠密效果更好。四、振沖法施工１、施工機械振沖施工機械包括振沖器和配套設(shè)備振沖器構(gòu)造如右圖所示。上部潛水電機帶動下部偏心塊轉(zhuǎn)動。通過偏心轉(zhuǎn)動產(chǎn)生慣性力，振沖器產(chǎn)生一定頻率和振幅的水平向振動力，從而達到加固地基的目的。水管從電動機上部進入，穿過空心軸后，到振沖未端部以便沖水。吊具上應(yīng)再接導(dǎo)向管，以便加長振沖器成孔。主要型號有ZCQ-13、ZCQ-30和ZCQ-55三種最常用是ZCQ-30，其潛水電機功率為３０kw。為減少對臨近建筑物的影響，宜用ZCQ-13。配套設(shè)備為起吊設(shè)備、供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和運料機具。一般采用起重機。供電電壓是３８０±２０v，供水壓力４００～６００kpa，出水量為２００～４００L/min而且是連續(xù)供水。振沖器構(gòu)造圖２、振沖置換法施工（1）平整施工場地，布置樁位；（2）施工機具就位，振沖器對準(zhǔn)樁位；（3）啟動振沖器，水壓400～600kpa,水量200～400L/min，使之徐徐沉人土層，直至加固深度以上30～50cm，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(fù)以上步驟1～2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(fù)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(yīng)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(yīng)通過現(xiàn)場制樁試驗確定。３、振沖密實法施工（1）平整施工場地，布置樁位；（2）施工機具就位，振沖點安裝護筒，振沖器對準(zhǔn)護筒的軸心。（3）啟動振沖器，水壓400～600kpa,水量200～400L/min，使之徐徐沉人土層，下層速率控制在每分鐘1～2m范圍。（4）振沖器達到設(shè)計深度后，將水壓水量降至孔口有一定回水將填料推到護簡周圍。（5）填料下沉到底，在電流升高到規(guī)定控制值后，將振沖器上提３0～50cm。（6）重復(fù)以上步驟，直至完成全孔處理，記錄振沖器經(jīng)過各深度的最終電流值和填料量。（７）關(guān)閉振沖器和水泵。不加填料的振沖法施工懷加填料的大體相同。在中粗砂層施工時，如果說不能貫入，可設(shè)水管，加快下沉速度。五質(zhì)量控制與檢驗１、施工質(zhì)量控制（1）水的控制：主要控制水壓和水量?？變?nèi)要充滿水，防止塌孔。水量也不易過多，會帶走填料。水壓應(yīng)視土質(zhì)和強度而定。對強度較高的土，水壓宜一點，反之水壓小一點。成孔過程水壓水量盡可能大，當(dāng)接近設(shè)計深度時要降低水壓，以保護樁底的土。當(dāng)加料振密時，水壓水量均要小。（2）電的控制是指加料振密過程中密實電流的控制。只有讓振沖器在固定深度上振動一定時間（稱留振時間），而電流穩(wěn)定在一個數(shù)值，這個電流值才是填料的密實電流。要超過規(guī)定的密實電流時，這段樁體才算制作完成。密實電流由現(xiàn)場制樁試驗確定。振沖置換法時一般為50～55A；振沖密實法時，一般為45～50A。（3）填料的控制注意加填料不易過多猛，每批加料不宜過多?？傊|(zhì)量控制就是掌握好密實電流、填料量和留振時間三要素，使樁體在這三個方面均能達到規(guī)定值。規(guī)定值的大小，除上述原則外，一般應(yīng)通過現(xiàn)場成樁試驗確定。2、加固效果的檢驗（1）檢驗時間：碎石樁施工結(jié)束后，除砂土地基外，應(yīng)間隔一定時間方可進行質(zhì)量檢驗。對粘性土地基，間隔時間可取3～4周，對粉土地基可取2～3周。（2）檢驗方法和數(shù)量：質(zhì)量檢驗可用單樁載荷試驗，其圓形壓板的直徑與樁的直徑相等，可按每200～400根樁隨機抽取一根進行檢驗，但總數(shù)不得少于3根。對砂土或粉土層中碎石樁，除用單樁載荷試驗檢驗外，尚可用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探等試驗對樁間土進行處理前后的對比試驗。復(fù)合地基承載力檢測（載荷試驗對于大型、重要或復(fù)雜的振沖置換樁，應(yīng)進行復(fù)合式地基處理效果檢驗。方法宜用單樁復(fù)合地基載荷試驗或多樁復(fù)合地基載荷試驗，檢驗點數(shù)可按面積大小取2～4組。中、小型工程可用單樁載荷試驗。（3）振沖樁充許偏差和檢驗方法成樁后，其允許偏差和質(zhì)量檢驗應(yīng)符合表3-4中的規(guī)定。項目單位序號數(shù)值檢驗項目充許偏差或充許值檢驗方法??㏒??琰茞??ü主控項目２１密實電流（黏性土）填料粒徑A設(shè)計要求50~55抽樣檢查電流表讀數(shù)密電流（砂性土或粉土）（以上為A功率30kw振沖器）40~50電流表讀數(shù)密電流（其他類型振沖器）A01.5~2.0電流表讀數(shù)A0為空振電流３一般項目２地基承載力１振沖器噴水中心與孔徑中心偏差設(shè)計要求填料含泥量mm按規(guī)定方法%﹤5抽樣檢查≤50用鋼尺量３４５成孔水中心與孔徑中心偏差樁體直徑孔深mmmmmm≤100﹤50±200用鋼尺量用鋼尺量兩鉆桿或重錘測表3-4振沖地基充許偏差和檢驗方法第四節(jié)土工合成材料加固一、概述土工合成材料有：土工織布、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料。土工織布是由化學(xué)纖維制成的透水性土工合成材料，分織造型和無紡型兩種；土工膜是由聚合物或瀝青制成的一種相對不透水薄膜；土工復(fù)合材是由兩種或兩種以上材料復(fù)合而成，包括復(fù)合土工膜、復(fù)合土工織物，塑料排水帶如圖3-7和排水管等防水材料；土工特種材料包括土工格柵、土工帶、土工格室、土工網(wǎng)、土工模袋、土工網(wǎng)墊等土工合成材料。其特點是質(zhì)地柔軟、重量輕、整體連續(xù)性好；施工方便、抗拉強度高；耐久性、耐腐蝕性和抗微生物侵襲性好。缺點是抗紫外線能力低。二、土工合成材料在工程上的作用(1)排水作用有些土工合成材料如織物是多孔隙透水介質(zhì)，埋在土中可以匯集水分，并將水排出土體。它們不僅可以沿垂直其平面的方向排水，也可以沿其平面方向排水，即具有水平排水功能。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于土壩、路基、擋土墻和軟土地基的排水固結(jié)。(2)防滲作用將土體合成材料表面涂一層樹脂或橡膠等防水材料，或?qū)⑼凉ず铣刹牧吓c塑料薄膜復(fù)合在一起形成不透水的防水材料即土工膜。土工膜以薄型無紡布與薄膜復(fù)合的形式較多，按工程需要可制成一布一膜、二布一膜或三布一膜等。所選用的無紡布與薄膜厚度也可按需要而定，也可選用較厚的無紡布與薄膜復(fù)合。其中，薄膜起防水、防滲作用，而無紡布則起導(dǎo)水作用，一舉兩得。(3)過濾作用為防止土中細顆粒被滲流潛濁(管涌現(xiàn)象)，傳統(tǒng)上使用級配粒料做過濾層，而有紡和無紡織物都能取代常規(guī)的粒料做過濾層，起過濾作用。在過濾層要求不是很高的情況下，一般選用無紡織物作為過濾層。4)加筋作用土工合成材料具有較高的拉伸強度和較大的破壞變形率，以適當(dāng)方式將其埋在土中作為加筋材料，可以控制土的變形，增加土體穩(wěn)定性三、土工合成材料施工1、施工要點ⅰ.平整場地，清除場地上的雜物。ⅱ.鋪放應(yīng)平順，松緊適度，并與土面緊密相貼；損壞的要更換或修補。坡面上鋪設(shè)要自上而下進行，搭接正確，在頂部和底部均應(yīng)固定。坡面應(yīng)設(shè)置防滑釘，并隨鋪隨壓重。ⅲ.需回填土?xí)r，土石塊最大落高應(yīng)≦300mm，不應(yīng)滾動下滑；填土壓實應(yīng)先慮鋪300mm土層后，用輕碾的方法進行。ⅳ.應(yīng)用防滲時，土工膜端應(yīng)設(shè)置封閉系統(tǒng)，膜接縫應(yīng)嚴密，還應(yīng)設(shè)置排水排氣系統(tǒng)，防止膜下的水和氣對膜的頂托。2、連接方法如右圖所示（1）搭接法。搭接長度一般為300mm，在不平場地、軟土上和水下鋪設(shè)時，搭接長度要適當(dāng)加長。當(dāng)材料可能發(fā)生位移時，不易用搭接。（2）縫合法。用尼龍線將相鄰兩片材料縫合?？p合處強度可達到原材料強度的80%。較節(jié)約材料，但費工時。（3）用膠結(jié)劑將相鄰兩片材料膠結(jié)在一起。強度與材料強度相同。搭接長度≧100mm。（4）釘結(jié)法。用U形釘將相鄰兩片材料釘在一起。其強度小于縫合法和膠結(jié)法。四、土工合成材料地基質(zhì)量檢驗土工合成材料地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表3-5所示表3-5土工合成材料地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)第五節(jié)排水固結(jié)技術(shù)一、概述排水固結(jié)法目的是解決軟粘土地基的沉降和穩(wěn)定問題?？墒沟鼗某两翟陬A(yù)壓期間基本完成或大部分完成，保證建筑物在使用期間不致產(chǎn)生過大的沉降和沉降差。同時可增加地基土的抗剪強度，提高地基的承載力和穩(wěn)定性。排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組合而成的。預(yù)壓法是以事先完成的沉降和固結(jié)使地基強度增長的兩個要素為目標(biāo)的，這種加固方法成立的背景，是以具有飽和粘性土地基由于固結(jié)而增加強度，以及所謂一旦地基固結(jié)沉降，即使卸掉荷載實際上也不恢復(fù)原來狀態(tài)這兩種條件而構(gòu)成的。加壓系統(tǒng)排水系統(tǒng)根據(jù)排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的不同，排水固結(jié)法可分為堆載預(yù)壓法、砂井(包括袋裝砂井、塑料排水板等)堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降低地下水位法和電滲法。排水固結(jié)法的種類堆載預(yù)壓法和砂井堆載預(yù)壓法唯一的區(qū)別在于：前者的排水系統(tǒng)以天然地基土層本身為主；而后者在天然地基中還人為地增設(shè)了諸如砂井等排水系統(tǒng)。利用飽和黏土滲透固結(jié)的原理，事先對建筑物場地堆載預(yù)壓法，土中孔隙水壓力消散，從而地基發(fā)生固結(jié)沉降，承載力逐步提高。根椐土的回彈與再壓縮特性，如若預(yù)壓荷載接近或超過建筑物基底壓力，則在已加固場地上建造建筑物后，地基的變形將遠小于固結(jié)前。減少地基沉降，并提高地基承載力。此法適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和黏性土地基。1、排水固結(jié)法的原理1、排水固結(jié)法的原理豎向排水體加固軟土層排水固結(jié)法的應(yīng)用范圍用于處理軟粘土地基，是十分有效的方法。按照使用目的可以解決兩個問題沉降問題穩(wěn)定問題2、系統(tǒng)組成——排水系統(tǒng)主要用于改變地基原有的排水條件，增加孔隙水排出。系統(tǒng)是由水平排水的砂墊層和豎向排水體構(gòu)成（普通砂井、袋裝砂井和塑料排水板）3、加壓系統(tǒng)是指土體固結(jié)所需的荷重。方式有堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓兩種。堆載預(yù)壓是在砂墊層上堆砂、料等土料預(yù)壓，設(shè)置豎向排水體堆載預(yù)壓稱砂井堆載預(yù)壓法；無豎向排水體，則稱為堆載預(yù)壓法。真空預(yù)壓法真空預(yù)壓是以大氣壓作為預(yù)壓荷載。先在砂墊上鋪設(shè)不透氣的塑料薄膜或橡膠布，四周用土料密封，然后用真空泵抽氣，使薄膜內(nèi)成真空，再通過設(shè)在砂墊層中吸水管（并設(shè)置豎向排水管）吸出孔隙水，達到預(yù)壓的目的。二、排水固結(jié)法施工（1）.砂墊層施工在砂井頂面應(yīng)鋪設(shè)排水砂墊層，以連接砂井，引出從上層排入砂井的滲流水。砂墊層的厚度一股為0.3~0.5m(水下砂墊層厚度為1.0m左右)。如砂料缺乏，可采用連通砂井的縱橫砂溝代替整片砂墊層。砂墊層施工一般用機械攤鋪的方法。若地基土較軟，應(yīng)用人工或輕機械攤鋪。必要時可加強地表土。2、豎向排水設(shè)計要點砂井地基的設(shè)計工作即為選擇適當(dāng)?shù)纳熬L度、直徑、間距、以及形成有效的砂井排水系統(tǒng)所需的材料、砂墊層厚度等，以隨地基在批載預(yù)壓過程中，在預(yù)期的時間內(nèi)，達到所需要的固結(jié)度(通常定為80％)。（1）．砂井直徑和間距常采用“細而密”原則。一般砂井直徑：300~500mm；間距：6~8倍井徑。袋裝砂井直徑：70~100mm；間距：15~30倍井徑。直徑可按下式計算Dρ——塑料排水帶當(dāng)量換算直徑α——換算系數(shù)，無資料時可取0.75～1.00b_塑料排水帶的寬度；δ塑料排水帶的厚度；砂井間距s取決于地基的壓縮性和預(yù)定時間內(nèi)要求場地達到的固結(jié)度。通常按井徑比n(n=de/dw),de為砂井的有效排水圓柱體直徑，參照式（3-2）de＝1.05s(等邊三角形布置）或（3-3）de＝1.13s（正方形布置）確定。對普通砂井，間距可按n=6～8選用；袋裝砂井或塑料排水帶，可按n=15～20選用。（2）．砂井深度砂井深度是根椐建（構(gòu)）筑物的變形要求和穩(wěn)定性要求確定。對以地基抗滑穩(wěn)定性為設(shè)計控制的工程，如土石壩、堆料場等，砂井深度至少應(yīng)超過最危險滑動面2m。對以地基變形式為設(shè)計控制的建（構(gòu)）筑物，如機場跑道等，若壓縮層厚度不大，砂井宜貫穿壓縮土層；當(dāng)壓縮層土層較厚，砂井深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場在限定預(yù)壓時間內(nèi)應(yīng)消除的變形式量確定，若施工設(shè)備條件達不到設(shè)計深度，則可采用（預(yù)壓荷載超過建筑物基底壓力）等方法來滿足工和要求。砂井深度一般取10~20m。（3）．砂井排列砂井平面布置可采用等邊三角形或正方形排列。在井徑比表達式n=de/dw中，表征砂井有效排水范圍的參數(shù)de和s的關(guān)系可按下式取用。正三角形排列正方形排列排水路徑（4）.砂井的布置范圍和砂料:大出基礎(chǔ)輪廓線2~4m。砂井的砂料宜用中粗砂，含泥量應(yīng)小于3%。3、豎向排水體施工（1）普通砂井施工先在地基中成孔，再灌砂密實形成砂井。砂井的灌砂量應(yīng)按井孔的設(shè)計尺寸和砂在中密度時的干重度計算，應(yīng)大于計算值的95%以上。⑴、套管法是借助低頻率振動錘將鋼管沉到設(shè)計深度，向管內(nèi)灌砂，然后振動撥管，形成密實的砂井。質(zhì)量好被廣泛應(yīng)用。⑵、射水法。成孔機具端部帶噴嘴的射水管。施工時，高壓水流通過射水管前端的嘴噴出沖擊破壞土體成孔的，然后灌砂形成砂井。施工速度快，適用土質(zhì)較好的黏性土地基。⑶、螺旋鉆孔法。用螺旋鉆鉆至設(shè)計深度，再灌砂形成砂井。適于陸地上工程，長度一般在10m以內(nèi)。⑷爆破法。先用小直徑螺旋鉆鉆至設(shè)計深度，孔內(nèi)安裝炸藥，爆破后孔體擴大，再灌砂形成砂井。施工簡單，不要復(fù)雜的機具，適用于6~7m的淺砂井。（2）袋裝砂井施工先將帶活瓣樁尖或混凝土圓樁尖，如右圖所示。的鋼管，通過振動、錘擊或靜壓等方法沉入土中，達到設(shè)計深度后放入砂袋，然后撥管，最后于地面鋪設(shè)砂墊層。應(yīng)注意：鋼管直徑應(yīng)略大于砂井直徑。撥管上提長度不宜超過500mm。砂袋放入孔內(nèi)應(yīng)超出孔口200mm以上，并應(yīng)扶直埋入砂墊層。灌入袋內(nèi)的應(yīng)是干砂。（3）塑料排水帶施工它是由塑料蕊板外套無紡?fù)?/p>