2地基加固處理

任務(wù)2地基加固處理當(dāng)結(jié)構(gòu)的荷載較大，地基土質(zhì)又較軟弱(強(qiáng)度不足或壓縮性大)，不能作為天然地基時(shí)，可采取人工加固處理的方法改善地基性質(zhì)，提高承載力、增加穩(wěn)定性，減少地基變形和基礎(chǔ)埋置深度。2.1地基加固的原理

“將土質(zhì)由松變實(shí)”，“將土的含水量由高變低”，即可達(dá)到地基加固的目的。工程實(shí)踐中的各種加固方法均是從這一加固原理出發(fā)。2.1.1

地基加固原理地基碾壓加固提高軟弱地基的強(qiáng)度、保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎(chǔ)的沉降；防止地震時(shí)地基土的振動(dòng)液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。2.1.2

地基處理的目的堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的建筑地基在可靠地基上建造的基礎(chǔ)

⑴軟弱地基包括：淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。

2.1.3地基處理的對(duì)象

⑵特殊土地基包括：軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。吹填土的施工現(xiàn)場(chǎng)淤泥質(zhì)土濕陷性黃土膨脹土2.1.4

地基加固處理的綜合措施擬定地基加固處理方案時(shí)，應(yīng)考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方案方面均采取相應(yīng)措施，絕不能單純對(duì)地基進(jìn)行處理。其具體措施有：⑴改變建筑體形，簡化建筑平面；⑵調(diào)整荷載差異；⑶合理設(shè)置沉降縫；⑷采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)；⑸加強(qiáng)房屋的整體剛度；⑹偏心荷載較大時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行移軸處理；⑺施工中正確安排施工順序和施工進(jìn)度。

地基加固處理的方法很多，歸納起來無非是：“挖”、“填”、“換”、“夯”、“壓”、“擠”、“拌”七個(gè)字。

2.2

地基加固的方法

當(dāng)軟弱土地基的承載力或變形滿足不了建筑地基的要求，而軟弱土層的厚度不大時(shí)，挖去軟土層將基礎(chǔ)置于承載力大的基巖或堅(jiān)硬的土層中，最為經(jīng)濟(jì)。

挖去厚度不大的軟土層當(dāng)軟土層較厚、承載力或變形又與建筑地基要求的差距不大時(shí)，可在軟土層上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力層的承載力，減小軟土層的承壓力。在軟土層上回填好土軟土層較厚時(shí)，將基礎(chǔ)下面一定范圍內(nèi)的軟土挖去,代之以人工填筑的墊層作持力層。采用砂石、三合土、礦渣、素土等材料換土的地基分別稱為砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。2.2.1換填法

砂石地基施工

砂石墊層剖面圖利用打夯工具或機(jī)具夯擊土壤，排出土壤中的水分,加速土壤的固結(jié)，提高土壤的密實(shí)度和承載力。2.2.2夯實(shí)法

平板振動(dòng)夯進(jìn)行地基夯實(shí)沖擊夯進(jìn)行軟土壓實(shí)施工是一種較常采用的地基處理方法,它是用起重機(jī)械將大噸位夯錘(一般不小于8t)起吊到高處(一般不小于6m)后，自由落下，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。強(qiáng)夯施工中強(qiáng)夯適用于粘性土、濕陷性黃土及人工填土地基的加固。但強(qiáng)夯產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)已建成或在建的建筑物有影響時(shí)，不得采用。強(qiáng)夯法施工強(qiáng)夯可提高地基土的強(qiáng)度，降低土的壓縮性，改善土的抗液化條件。吊起夯錘自動(dòng)脫鉤裝置起重機(jī)配三角架起吊夯錘下落瞬間起重機(jī)配龍門架起吊夯坑夯錘一般重10～25t，大噸位錘通常采用鋼板外殼內(nèi)灌砼，也可用局部鋼板澆筑砼組合錘。錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力值可取25～40KPa。夯錘中宜設(shè)置若干上下貫通的氣孔，可減小夯錘起吊時(shí)的吸力（夯錘吸力可達(dá)3倍錘重）。夯錘上氣孔長園柱夯錘短園柱夯錘園錐形夯錘園柱形夯錘高寬比過大，容易偏錘，要慎用園錐形夯錘底面積小，會(huì)形成很深的夯坑在夯坑內(nèi)回填塊、碎石，強(qiáng)行夯入并排開軟土，形成砂石樁與軟土的復(fù)合地基，稱之為強(qiáng)夯置換（或動(dòng)力置換、強(qiáng)夯擠淤）。強(qiáng)夯置換強(qiáng)夯置換施工碎石被夯入深坑中起出并清理夯錘利用壓實(shí)機(jī)械碾壓地基土壤，使地基壓實(shí)排水固結(jié)。也可采用預(yù)壓固結(jié)法，即先在地基范圍的地面上，堆置重物預(yù)壓一段時(shí)間,使地基壓密，以提高承載力，減少沉降量。

2.2.3預(yù)壓法—排水固結(jié)法

排水固結(jié)法水平排水體豎向排水體塑料排水帶排水系統(tǒng)加壓系統(tǒng)降低地下水法真空法堆載法砂墊層袋裝砂井普通砂井電滲法⑴堆載預(yù)壓法

在飽和軟土地基上施加荷載后，孔隙水被緩慢排出，孔隙體積隨之減少，地基發(fā)生固結(jié)變形，土體的密實(shí)度和強(qiáng)度提高。

加載預(yù)壓

堆載預(yù)壓法包括加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。

按堆載材料分為自重預(yù)壓、加載預(yù)壓和加水預(yù)壓。按加壓程序可分為單級(jí)加荷和多級(jí)加荷。

加水預(yù)壓是在軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層、埋設(shè)垂直排水豎井，再用不透氣的封閉膜使之與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過埋設(shè)的排水豎井，用真空裝置進(jìn)行抽氣。抽氣使地表砂墊層及排水豎井內(nèi)形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水豎井之間形成壓力差。壓差作用下土體中的孔隙水不斷由排水豎井排出，從而使土體固結(jié)。⑵真空預(yù)壓法

吹填施工軟弱的吹填地基真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，又稱為負(fù)壓固結(jié)。按照豎向排水體的不同，真空預(yù)壓法又可分為普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶。袋裝砂井施工袋裝砂井施工機(jī)械袋裝砂井埋設(shè)完畢袋裝砂井袋裝砂井埋設(shè)完畢袋裝砂井與排水橫管連接插板機(jī)在進(jìn)行塑料排水帶施工塑料排水帶埋設(shè)完畢真空預(yù)壓法—覆蓋封閉膜真空預(yù)壓法—排氣進(jìn)行時(shí)真空預(yù)壓法的新發(fā)展低位真空預(yù)壓法高真空擊密法覆水真空預(yù)壓法覆水真空預(yù)壓法

用帶樁靴的工具式樁管打入土中，擠壓土壤形成樁孔，拔出樁管再在樁孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料進(jìn)行搗實(shí)。其原理是擠密土壤、排水固結(jié)，提高地基的承載力，俗稱“擠密樁”。包括碎(砂)石樁、石灰樁、灰土樁、CFG樁等。2.2.4

深層擠密法施工完的灰土樁灰土樁施工現(xiàn)場(chǎng)⑴CFG樁CFG樁又稱水泥粉煤灰碎石樁。由長螺旋鉆機(jī)或振動(dòng)沉管樁機(jī)成孔，將碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和灌注成樁。CFG樁的適用范圍很廣,在砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。CFG樁破樁頭施工現(xiàn)場(chǎng)CFG樁施工現(xiàn)場(chǎng)CFG樁和樁間土通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基

又稱振沖碎石樁，是用振動(dòng)或沖擊荷載將底部裝有活瓣式樁靴的樁管擠入地層，在軟弱地基中成孔后，再將碎石從樁管投料口處投入樁管內(nèi)，然后邊擊實(shí)、邊上拔樁管，形成密實(shí)碎石樁，并與樁間土體形成復(fù)合地基。⑵擠密碎石樁碎石樁施工流程圖邊擊實(shí)、邊拔管碎石樁施工全景干法振沖碎石樁-底部給料(法國公司)振沖碎石樁施工待驗(yàn)收的碎石樁2.2.5化學(xué)(注漿)加固法是指用旋噴法或深層攪拌法加固地基。原理是利用高壓射流切削土壤，旋噴漿液(水泥漿、水玻璃、丙凝等)，攪拌漿土，使?jié){液和土壤混合，凝結(jié)成堅(jiān)硬的柱體或土壁。⑴深層攪拌樁深層攪拌機(jī)定位啟動(dòng)后，葉片旋轉(zhuǎn)切削土壤，下沉至設(shè)計(jì)深度后緩慢提升攪拌機(jī)，同時(shí)噴射水泥漿與軟粘土強(qiáng)制拌和，待攪拌機(jī)提升到地面時(shí)再原位下沉提升攪拌一次，使?jié){土均勻混合形成水泥土樁。深層攪拌樁施工工藝流程圖SMW工法樁

SMW工法樁是深層攪拌樁的一項(xiàng)新工藝，以多軸型鉆掘攪拌機(jī)鉆掘，在鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑與地基土反復(fù)混合攪拌，各施工單元之間采取重疊搭接施工，在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。清除鉆頭上的余泥形成一道地下連續(xù)墻型鋼補(bǔ)強(qiáng)材導(dǎo)溝三軸型鉆掘攪拌機(jī)

水泥漿液鉆桿⑵高壓旋噴樁是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至設(shè)計(jì)深度，將水泥漿液由噴嘴向四周高速噴射切削土層，同時(shí)將旋轉(zhuǎn)的鉆桿徐徐提升,漿液與土體在高壓射流作用下充分?jǐn)嚢杌旌?，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。高壓旋噴樁施工旋噴法施工流程圖單管旋噴的成樁直徑較小，為獲得大直徑截面的樁，可分別采用二重管旋噴（二根同心管分別噴水、噴漿），或三重管旋噴（三根同心管分別噴水、噴氣、噴漿）。噴漿方式有旋噴、定噴和擺噴三種，可