第一篇：礦物化學處理講稿

二、氧化銅礦的礦石特點

礦物組成復雜。礦物成分不定。礦石結構、構造也存在很大差異。礦石礦物結晶粒度較硫化銅礦細，而且多與脈石礦物夾雜和包裹?？傊?，氧化銅礦性質復雜，可選性與硫化銅礦有很大差別，難于分選。

三、氧化銅礦的處理方法 浮選 濕法冶金 其他方法。

（一）浮選法 ?直接浮選法

——脂肪酸浮選法 ——胺類浮選法

——螯合劑浮選及螯合劑—中性油浮選法 ——烷基磺酸鈉和烷基硫酸鈉浮選法 ——其他直接浮選法 ?硫化浮選法

（二）濕法冶金 ?酸浸法 ?生物浸出法 ?氨浸法

（三）其它方法

?攪拌浸出?a置換?a浮選 ?浸出?a沉淀?a載體浮選法 ?氨浸?a硫化沉淀?a浮選法 ?離析－浮選法

堆 浸

——筑堆前的試驗 ——堆浸工程設計 ——堆浸的工程實施 ——堆浸的運行 ——堆浸的技術改進

礦物化學處理的定義

以礦物原料為對象，利用不同礦物的化學性質差異，采用化學處理或化學處理與物理選礦相結合的方式，使有價組分得以富集和提純，最終產出化學精礦或單獨產品的加工方法。

焙燒過程：在適宜氣氛中加熱礦物原料至低于礦物組分熔點溫度，使目的組分與爐氣發生化學反應轉變成適宜后續處理作業所要求的形態，這一過程稱為焙燒過程。焙砂：經過焙砂的固體。

焙燒分類：①氧化焙燒；②硫酸化焙燒；③還原焙燒；④磁化焙燒；⑤氯化焙燒；⑥離析焙燒；⑦加鹽焙燒；⑧煅燒。

氧化焙燒：在氧化氣氛中加熱硫化礦，是爐氣中的氧取代礦物中的全 部或部分硫，焙砂為金屬氧化物。

硫酸化焙燒：在氧化氣氛中加熱礦物，使金屬硫化物或氧化物轉變為易溶于水的金屬硫酸鹽的過程。

還原焙燒：在還原性氣氛中使金屬氧化物還原成金屬形態的過程。

磁化焙燒：在適當控制的還原氣氛中，使弱磁性赤鐵礦還原強磁性的 磁鐵礦的過程。氯化焙燒：在氧化或還原氣氛中加熱礦物原料，使之與氯氣或固體氯化劑發生化學反應，生成可溶性金屬氯化物或揮發性氣態金屬氯化物的過程。離析焙燒：在700～800℃的中性或弱還原性氣氛中加熱礦物原料，使其中的有價組分與固態氯化劑反應生成揮發性氣態金屬氯化物并隨即以金屬形態沉積于爐料中的炭質還原劑表面的過程。

加鹽焙燒：為了提取礦物原料中的釩、鎢、鉻等有價金屬，焙燒過程加入添加劑（硫酸鹽、氯化鈉、碳酸鈉等）使之生成可溶性鹽（釩酸鈉、鎢酸鈉和鉻酸鈉等）的過程。

煅燒：加熱礦物原料使其分解并除去所含結晶水、二氧化碳、三氧化硫等揮發性物質的過程。

化學反應速度:反應物濃度減少的速度或反應產物濃度增大的速度。

速度控制步驟：化學反應方程式代表了整個過程，該過程常常分步進行，其中進行得最慢的反應步驟決定著整個反應過程的速度。

質量作用定律：在一定溫度下反應速度與各反應物濃度的若干次方成正比。（當化學反應式能表示反應的真實過程才適用）

速率常數，也叫反應比速，即反應物的濃度均等于1時的反應速度。

還原焙燒的基本原理

是在低于爐料熔點和還原氣氛條件下，是礦石中的金屬氧化物轉變為相應低價金屬氧化物或金屬的過程。金屬氧化物的還原可以用下式表示：MO+R=M+RO式中MO?a?a金屬氧化物 R、RO?a?a還原劑和還原劑氧化物 凡是對氧的化學親和力比被還原的金屬對氧的親和力大的物質均可作為該金屬氧化物的還原劑。在較高溫度下碳可以作為許多金屬氧化物的還原劑，生產中常用的還原劑為固體碳、一氧化碳和氫氣。還原焙燒目前主要用于難處理的鐵、錳、鎳、銅、錫、銻等礦物原料。此外還用于精礦除雜和粗精礦精選。

離析-浮選法及其優缺點

離析-浮選法是一種火法處理與浮選相結合的方法。例如難處理氧化銅礦石的離析-浮選法就是將礦石破碎到一定粒度以后混以少量的食鹽（0.1%～1.0%）和煤粉（0.5%～2.0%），隔氧加熱至900℃左右，礦石中的銅便以金屬狀態在碳粒表面析出，將焙砂隔熱冷卻后經磨礦進行浮選，即得銅精礦。

離析-浮選法最大優點是能解決那些不能用常規選礦方法處理的礦石，它可以綜合礦石中的有用金屬。例如銅礦石中，當礦石中含有大量硅孔雀石、赤銅礦及結合銅時，或是含有大量礦泥時，這類礦石用浮選方法往往指標很低，而用離析法則是比較有效的。離析法還能處理氧化銅礦石與硫化銅礦石的混合礦石，并能綜合回收金、銀、鐵等有用金屬。此外，金、銀、鎳、鋁、鈷、銻、鈀、鉍、錫等金屬化合物是易于還原且易于生成揮發性的氯化物，也適宜離析法處理。

離析-浮選法最大缺點：能耗高，成本高，基建投資大，設備腐蝕嚴重，環節保護不利，應用范圍有限。

萃取的基本原理

溶劑萃取是基于有機溶劑對不同的金屬離子具有不同的溶解因而對溶液中的金屬離子可以進行富集與分離。例如含有有機溶劑的有機相與含有金屬離子的溶液相（也稱水相）相互接觸時由于金屬離子在兩相中的溶解度不同而重新分配，從而實現一種金屬在有機相中的富集并與其他雜質分離。

現以一種萃取劑LIX-984對銅溶液的萃取為例，來說明萃取的機理。該萃取劑萃取銅時，與銅離子生成金屬螯合物，使銅被萃取并析出氫離子。酸浸-萃取-電積法回收銅的原則流程及其優缺點

酸浸-萃取-電積法處理氧化銅礦石，是一種比較先進的工藝。其原則流程如圖所示。該工藝主要由浸出、萃取和電積三個基本工序組成。優點：整個工藝過程構成封閉循環，萃余液（稀硫酸）可返回浸出作業，反萃取的有機相返回萃取作業使用，電解殘液返回反萃取使用。生產過程產生的?°三廢?±大大減少，有利環境保護?？梢灾苯拥玫郊兌容^高的電銅。整個工藝的生產效率較高，作業連續性強，適用于工業規模生產。缺點：該工藝能耗高，只適用于酸性脈石的氧化銅礦的處理，伴生的貴金屬不能有效回收。

浸出參數：

礦樣粒度：磨礦粒度應滿足目的組分充分解離的要求。過磨會增加磨礦費用，還導致礦漿粘度的增加，影響浸出率及增加攪拌動力，以及降低固液分離的過濾和沉降速率。由于堿的反應能力比較弱，所以堿法要求的粒度比酸法小。

礦漿液固比

在攪拌浸出中礦漿液固比要盡可能小，以便增大設備處理能力，提高液相中的浸出劑濃度和有用金屬濃度，降低試劑消耗，方便后續處理。但液固比太小，礦漿粘度增加，妨礙液固間的良好接觸，降低浸出速率。

攪拌強度

攪拌強度（對攪拌浸出，壓熱浸出等）必須要能達到防止顆粒沉降，保證固相完全分散，液固之間有良好的接觸。

浸出劑濃度

浸出劑濃度是浸出過程中的最重要參數。濃度嚴重影響浸出過程費用的大小和浸出率的高低。對于某一礦石，選擇合適的浸出劑用量范圍，以獲得最佳浸出率是非常必要的。

浸出溫度

浸出溫度升高，浸出速率加快。對于由化學反應速率控制的浸出過程，溫度的影響更明顯。溫度升高，通常脈石礦物的溶解也回增加，因而浸出劑耗量也增加

浸出時間

通常增加浸出時間，浸出率提高，但生產能力下降，投資費用增加。因此應通過成本核算來決定浸出時間的最佳值

萃取劑

? 金屬溶劑萃取過程中，與金屬離子反應的反應物是溶解在有機溶液中的化合物，這種化合物稱做萃取劑。? 被萃取的金屬在水溶液中，萃取劑和有機溶劑組成的溶液形成另一個相，稱做有機相。? 萃取過程在兩個液相之間進行，因此稱為液液萃取。? 被萃取的物質是根據其在兩種溶劑中的溶解度不同，而從一個溶液相轉移到另一個溶液相中去，往往不包括化學反應，僅是一個物理過程。? 用于溶解萃取劑的溶劑在萃取領域中稱為“稀釋劑”。

? 金屬鹽的水溶液稱為水相。萃取過程就是發生在有機相和水相這兩相

之間。

物質分離方法分類 物理分離法

按被分離組分的物理性質差異，采用適宜的物理手段進行分離的方法。這類方法中常用的有：氣體擴散法、離心分離法、電磁分離法和噴嘴射流法等。

化學分離法

按被分離組分在化學性質上的差異，通過適宜的化學過程使其分離的方法。包括：沉淀與共沉淀、溶劑萃取、離子交換、色譜分離、電化學分離、泡沫浮選、選擇性溶解等。

物理化學分離法 按被分離組分在物理化學性質上的差異進行分離的方法。如：蒸餾，揮發，電泳，區域熔融和膜分離等。

常溫常壓下氧化鋅礦的氨浸-萃取-電積-渣浮選工藝流程圖

氧化鋅礦石

破碎磨礦氨法浸出液固分離浸出液萃取浸出渣浮 選鉛鋅精礦萃余液負載有機相凈化除雜富鋅液電積電鋅反萃電積殘液再生有機相尾礦

第二篇：耐火材料的化學礦物組成

耐火材料的化學礦物組成耐火材料的性質取決于其中的物相組成、分布及耐火材料各相的特性，即取決于制品的化學礦物組成。對于既定的原料，即化學組成一定時，可以采取適當的工藝方法，獲得具有某種特性的物相組織（如晶型、晶粒大小、分布以及形成固溶體和玻璃相等）和某種組織結構（如致密程度、物料的顆粒大小和分布等），在一定限度由提高制品的工作性質。

1、化學組成化學組成即耐火材料的化學成分，它是耐火制品的最基本特征之一。耐火材料是非均質體，有主、副成分之分。通常將其基本成分稱為主成分，而將其他部分稱為副成分。副成分又按有意添加以提高制品某方面性能的成分，或是無意或不得已帶入的無益或有害成分，分別稱為添加成分及雜質成分。主成分通常是高熔點耐火氧化物或復合礦物或非氧化物的一種或幾種。它是耐火制品的主體，直接決定了耐火制品性能的基礎條件。

添加成分往往是為彌補主成分在使用性能或生產性能以及作業性能某方面的不足而使用的，常被稱為結合劑、礦化劑、穩定劑、燒結劑、減水劑、抗水化劑、抗氧化劑、促凝劑、膨脹劑等，添加成分種類繁多，是當前耐火材料行業研究的重點對象。它們的共同特點是：加入量很少；能明顯地改變耐火制品的某種功能或特性；對該制品的主性能無嚴重影響。

雜質成分則是指由于原料純度有限而被帶入或生產過程中混入的對耐火制品性能具有不良影響的部分。一般說來，K。O、Na。O及Fe0或Fe：O。都是耐火材料中的有害雜質成分。

此外，堿性耐火材料(RO為主成分的)中的酸性氧化物(RO：)及酸性耐火材料申的堿性

氧化物都被視為有害雜質，它們在高溫下具有強烈的熔劑作用。這種作用使得共熔液相生

成溫度降低，生成的液相量增加，而且隨著溫度升高液相量增長的速度加快，從而嚴重影響了耐火制品的高溫性能。

2、礦物組成鄭州鐙達耐火材料廠技術員介紹，耐火制品是礦物組成體。制品的性質是其組成礦物和微觀結構的綜合反映。因此，在分析制品的組成對其性質的影響時，單純從化學組成出發分析考察問題是不夠全面的，應該逐步觀察其化學礦物組成。耐火材料在其化學成分固定的條件下，由于成分分布的均勻性和加工工藝的不同，使制品組成中的礦物種類、數量、晶粒大小、結合狀態的不同，這并敦觀結構的不同，造成制品的性能差異。例如，Si02含量相同的硅質制品，因Si02在不異工藝條件下可形成結構和性質不同的兩種礦物——鱗石英和方石英，使制品的某些性質會有差別。即使制品的礦物組成一定，但隨礦相的晶粒大小、形狀和分布情況的不同，亦會對制品性質有顯著的影響。

第三篇：礦物材料

主要掌握如下概念 插層改性：是利用層狀結構的粉體顆粒晶體層之間結合礦物材料：狹義礦物材料: 可直接利用其物理、化學性力較弱和存在可交換陽離子等特性，通過離子交換或化能的天然礦物巖石，或以天然礦物巖石為主要原料加學反應改變粉體層間結構和界面性質的改性方法。工、制備而成，而且組成、結構、性能和使用效能與天水熱過程：指高溫、高壓下，于水、水溶液或水蒸汽等然礦物巖石原料存在直接繼承關系的材料。

廣流體中所進行的有關化學反應的總稱。義礦物材料: 以礦物巖石為主要原料加工、制備的材料 掌握下列工藝的主要化學反應式 非金屬礦產：是指除了礦物燃料以外的，其化學組成或?用石灰石生產生石灰 技術物理性能可供工業利用，而且有經濟價值的所有非

?用菱鎂礦生產菱苦土 金屬礦物與巖石（除金屬礦產、燃料礦產外，凡可利

?大理石被鹽酸腐蝕 用的巖石和天然非金屬礦物資源）

?用硫代硫酸鈉漂白高嶺土 礦物材料密實度:材料體積內固體物質所占的比例。

空隙率：材料體積內空隙體積所占的比例 ?煅燒高嶺石生產莫來石

重量吸水率：材料吸水重量占材料干燥重量的百分比 ?用天然二水石膏生產建筑石膏（半水石膏）W重

?硬石膏在氧化焰條件下分解 體積吸水率：材料吸水體積占材料干燥體積的百分比

?白云石煅燒反應 W體

含水率：材料含水重量占材料干燥重量的百分數 ?用煤粉還原法，用重晶石生產硫化鋇 相對濕度：在同溫同壓下，空氣中實際所含水蒸汽的重?碳還原法用天青石生產碳酸鍶 量與飽和水蒸汽重量之比百分數。

?用氫氟酸氣體除去石墨中的二氧化硅 耐水性：材料長期在飽和水作用下不破壞，其強度也不

?硫酸法用磷灰石生產普通過磷酸鈣 顯著降低的性質，稱為耐水性。用軟化系數表示。

抗凍性：材料在吸水飽和狀態下，抵抗多次凍結和融化?用磷灰石和石英生產黃磷 作用（凍融循環）而不破壞，同時也不嚴重降低強度的?用硼鎂石生產硼酸 性質，稱為抗凍性。

?用硼鎂石生產硼砂 一次凍融循環：在-15℃的溫度（水在微小的毛細管中低于-15℃才能凍結）凍結后，再在20 ℃的水中融化，?拜耳法用鋁土礦生產氧化鋁

?用鋁土礦生產硫酸鋁 此過程稱為一次凍融循環。

抗滲性：材料在水、油等液體壓力作用下，抵抗滲透的掌握下列加工工藝 性質，稱為抗滲性（不透水性）?用石灰石生產輕質碳酸鈣 導熱系數：在規定的傳熱條件下，材料兩面溫度差為?用白云石生產輕質碳酸鎂 1 ℃，在1小時內通過垂直于熱方向的面積為1m2，厚度為1m所傳遞熱量的千卡數。熱容量：材料在加熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質，稱為比熱（也稱為熱容量系數）：1kg材料的溫度升高（或降低1℃，所吸收（或放出）的熱量，用C（kcal/kg ℃）表示。熱膨脹系數：材料的溫度升高或降低，體積會有膨脹或收縮，其比率如果以面上兩點的距離計算時，稱為熱膨脹系數，如果以材料的體積計算時，則成為體膨脹系數。單位為1/℃。?軟化點：固態軟化趨于液態時的起點溫度，稱為軟化點 ?用菱鎂礦生產高純氧化鎂 閃火點：在一定條件下與火焰接觸。初時發生藍色閃光

?用石英、硼砂生產玻璃餐具 時的溫度 材料的強度：材料在外力作用下抵抗破壞的能力，稱為?用長石、透輝石、滑石等礦物原料生產建筑陶瓷墻面

磚 強度。主要有抗壓、抗拉、抗彎、抗剪強度

材料的彈性：材料在外力作用下產生變形，取消外力后，?高嶺土提純工藝 能夠完全恢復原來形狀的性質，稱為彈性。這種可以完?用膨潤土生產活性白土 全恢復的變形，稱為彈性變形。?用硅線石生產莫來石 材料的塑性：材料在外力作用下產生變形，取消外力后，?膨脹蛭石生產工藝 變形不能完全恢復，并且不產生裂縫的性質性質，稱為塑性。這種不能恢復的變形，稱為塑性變形（永久變形 ?用硅藻土生產白炭黑 臨界換位溫度：大于此溫度，結晶物質表面的若干原子?采用煤粉還原法，用重晶石生產硫化鋇 或離子有可能跳出原來的位置，與周圍其他原子或離子?用重晶石生產碳酸鋇 產生“換位作用”，即發生固相反應，產生新的化合物。

?用天青石復分解法生產碳酸鍶 水化反應：物質與水所起的化合作用稱為水化。包括水

?炒鍋法用天然石膏生產β石膏 解

溶解：溶質的分子、原子或離子均勻分散到溶劑中，稱掌握下列加工工藝

為溶解。此分散體系稱為溶液。此溶液是廣義的，可是?造粒法用天然石膏生產α石膏 液體，也可是氣體和固體。?氫氧化鈉高溫熔融法提純石墨工藝 結晶：在一定溫度下，當可溶性晶體溶解于溶液時，晶

?水基膠體石墨加工工藝 體表面的質點進入溶劑，被溶解的質點在溶液中不停地運動，當它們撞到晶體表面時，可能重新被吸引回到晶?強酸浸漬法生產可膨脹石墨

?電解氧化法生產可膨脹石墨 體上來，稱為結晶。

礦物表面改性：是指用物理、化學、機械等方法對礦物?硫酸法用螢石生產氫氟酸 粉體表面進行處理，根據應用的需要有目的地改變粉體?硫酸法用鈦鐵礦生產鈦白粉 表面的物理化學性質，如表面晶體結構相官能團、表面

?用鈦鐵礦精礦生產人造金紅石 能、表面潤濕性、電性、表面吸附和反應特性等等，以

?稀酸法用磷灰石礦粉生產普通過磷酸鈣 滿足現代新材料、新工藝和新技術發展的需要

物理涂覆：利用高聚物或樹脂等對粉體表面進行涂覆而?用硼鎂石生產硼酸 達到表面改性的方法。?用玄武巖、輝綠巖生產巖棉制品 化學包覆：利用表面化學方法，如有機物分子中的官能

?用玄武巖、輝綠巖生產鑄石 團在無機粉體表面的吸附或化學反應對顆粒表面進行局部包覆，使顆粒表面有機化而達到表面改性的方法 ?拜耳法用鋁土礦生產氧化鋁 機械化學改性：是利用超細粉碎及其它強烈機械力作用?用鋁土礦生產硫酸鋁 有目的地對礦物表面進行激活（在粉碎的同時添加改性

劑，有些改性劑還具有助磨作用）。

第四篇：美麗化學講稿

化學的美滲透在教學中

白山市江源區教師進修學校 張金鴻

化學改變了世界的面貌，改變了你我的生活?；瘜W對人類生活和社會發展作出的貢獻在日常生活，工、農業生產中比比皆是。所以說化學對人類生活和社會發展作出的貢獻功不可沒。

神秘而美麗的化學物質使我們對化學產生極大的感悟及無窮的遐思，是我們教學很好的素材?？梢允箤W生對化學派生出濃厚興趣。

下面通過化學物質顏色的美、化學元素美、結構美、實驗現象的美，在教學中去激發學生的學習興趣，培養學生的創新能力談談我的兩點想法。

一、通過化學物質顏色的美、化學的元素美，激發學生的學習興趣

自然之美。如神奇的溶洞、突兀的石林、浩瀚的大海、高聳的山峰等等，無不源于化學變化的神奇作用，無不是元素的不同組合。

而璀璨的鉆石、奪目的水晶，色彩艷麗的瑪瑙，更體現了元素原子之間的結構之美。在化學教學中，充分運用如鮮艷的色彩、繽紛的顏色、多樣的氣味、神奇的聲光效應、奧妙的分子結構等等豐富的化學物質美，來激發學生的興趣。例如，在講述碳的時候，就告訴大家璀璨奪目的鉆石就是碳的一種單質。通過展示物質之美，就可以吸引學生的注意力，提高學生的學習興趣，使學生積極主動地學習知識。

二、通過化學的實驗之美，培養學生的創新能力。

化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗不僅是學生獲得知識的直接手段，而且是幫助學生認識化學規律、鞏固化學知識的重要途徑，更重要的是，可以在實驗過程中培養學生的觀察能力、實踐能力和創新精神。請看視頻。

總之，在化學中無處不顯示著美，只要教師在教學中充分挖掘各種美，并將其滲透于課堂教學中，那么不僅可以使學生輕松愉快地獲得知識，而且還可以培養學生的審美能力和創新精神，促進他們身心健康發展，更可以激發學生保護環境、構建和諧社會的責任感。

第五篇：地基處理講稿

地基處理 前言

地基處理的主要目的：提高軟弱地基的強度，保證地基的穩定；降低軟弱地基的壓縮性，減少地基的沉降和不均勻沉降；防止地振時地基土的振動液化；消除特殊土的濕陷性，膨脹性和凍脹性。第一章 緒言

1.1 地基處理的含義

場地：工程建設所直接占有并直接使用用的有限面積的土地。地基：承托建筑物基礎場地。

1.強度和穩定性;2.變形;3.滲漏;4.液化。基礎：建筑物向地基傳遞荷載的下部結構。地基處理（也稱地基加固）：天然地基很軟弱，不能滿足地基承載力和變形的設計要求，需經人工處理后才能建造基礎。1.2 地基處理的對向及其特性

地基處理的對向是軟弱地基和特殊土地基 1.2.1 軟弱地基

軟弱地基主要由淤泥，淤泥質土，沖填土，雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基。

1． 軟土

軟土是淤泥和淤泥質土的總稱。它的特性是天然含水量高，天然孔隙比大，抗剪強度低，壓縮系數高，滲透系數小。在外荷載作用下地基承載力低，地基變形大，不均勻變形也大。2． 沖填土

沖填土（吹填土）是在整治和疏通江河時，用挖泥船或泥漿泵把江河或港灣底部的泥砂用水力沖填形成。3． 雜填土

是覆蓋在城市地表的人工雜物。4． 高壓縮性土

飽和松散粉細砂包括部分粉土，在動力荷載重復作用下將產生液化；在基坑開挖時會產生管涌。1.2.2 特殊土地基

有地區性特點，包括軟土，濕陷性黃土，膨脹土，紅粘土和凍土等。1． 濕陷性黃土

在一定壓力下受水浸濕，土結構迅速破壞，并發生顯著附加下沉的黃土稱濕陷性黃土。2． 膨脹土

膨脹土是土中粘粒成分由親水性礦物組成，同時具有顯著的吸水膨脹軟化和失水收縮開裂兩種變形特性的粘性土。

裂隙發育是膨脹土的一個重要特征。3．紅粘土

碳酸鹽系出露區的巖石在氣侯變化大和潮濕的環境下經風化作用，形成棕紅、褐黃等色的高塑性粘土稱紅粘土。

4．節性凍土

凍土提指氣侯在負溫條件下，其中含有冰的各種土。季節性凍土是指該凍土在冬季節凍結，而夏季融化的土層

1.3 地基處理的目的 地基處理的目的是采取各種地基處理方法以改善地基條件。1.3.1 改善剪切特性

地基剪切破壞反映在地基土的剪切強度不足。1.3.2 改善壓縮特性

地基的高壓縮性表現在建筑物的沉降和不均勻沉降,因此必須采取措施減少地基的沉降或不均勻沉降。1.3.3 改善透水特性

地基的透水性表現在堤壩等基礎產生的地基滲漏;市政開挖工程中,因土層內常夾有薄層粉砂或粉土而產生流砂和管涌。1.3.4 改善動力特性

地基的動力特性表現在地震時飽和松散粉細砂將會產生液化，為此需要采取措施防止地基土液化，并改善其振動特性以提高地基的抗震性能。1.3.5 改善特殊土的不良地基的特性

主要是消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等地基處理的措施。1.4 地基處理方法分類

按時間分類：臨時處理和永久處理 按處理深度：淺層處理和深層處理

按處理對象：砂性土處理和粘性土處理，飽和處理和非飽和處理

地基處理的基本方法：置換，夯實，擠密，排水，膠結，加筋和冷熱處理等。

1.5 地基處理的方案選擇 1.5.1 選擇前調查研究

1.結構條件

建筑物的體型,剛度,結構受力體系,建筑物材料和使用要求;荷載大小,分布和種類;基礎類型,布置和埋深;基底壓力,天然地基承載力和變形容許值等.2.地基條件

地形及地質成因,地基成層狀況;軟弱土層厚度,不均勻性和分布范圍;持力層位置及狀況;地下水情況及地基土的物理和力學性質.各種軟土地基的性狀是不同的,現場地質條件隨著場地的位置不同也是多變的.可能具有多種地基處理方案.如果根據軟弱土層厚度確定地基處理方案,當軟弱土層厚度較薄時,可采用簡單的淺層加固方法;反之可按加固土的的特性和地下水位高低采用排水固結法,水泥攪拌法等.如遇砂性土地基,若主要考慮解決砂土的液化問題,則一般可采用強夯法振沖法等.如遇軟土層中夾有薄砂層,則一般不需設置豎向排水井,可直接采取堆載預壓法;另外根據具體情況也可采用擠密樁法.如遇淤泥質土地基,由于其透水性差,一般就采用豎向排水井和堆載預壓法,真空預壓法,土工合成材料等.如遇雜填土,沖填土和濕陷性黃土地基,在一般情況下采用深層密實法是可行的.3.環境影響

在地基處理施工中應考慮場地環境影響: 采用強夯法和振動砂樁擠密法等施工時,振動,噪音和擠土對鄰近建筑物和居民會產生影響和干擾.采用堆載預壓法時,將會有大量土方運進輸出;采用真空預壓法或降水預壓法時,會使鄰近建筑物周圍地基產生附加下沉;采用高壓噴射注漿法或石灰樁時,有時會污染周圍環境;4.施工條件

1)用地條件:如果施時占地較大,會影響經濟造價;2)工期:

3)工程用料:盡可能就地取材;4)其它: 施工機械,施工難易程度,等也是采用何種地基處理方案的關鍵因素.1.5.2 地基處理方案確定步驟

1.在選擇地基處理方案前應具備的資料

1)如果勘察資料不全,則根據可能采用的地基處理方法所需的勘察資料作必要的補充勘察;并須搜集地下管線和地下障礙物分布情況的資料;

2)對地基處理設計,除應滿足地基土強度,變形,抗液化和抗滲等要求外,還應確定地基處理范圍;

3)某一地區常用的地基處理方法往往是該地區地的設計和施工經驗的總結.2.在確定地基處理方案時可按下列步驟進行

1)根據搜集的資料,初步選定幾種地基處理方案;2)對初步選定的幾種方案,從預期處理效果,材料來源和消 ,施工機具和進度,對周圍環境影響等各種因素對比,從中選出最佳的處理方案;選擇地基處理方案時,還應同時考慮加強上部結構的整體性和剛度;3)對已選定的地基處理方案,根據建筑物安全等級和場地復雜程度,可在有代表性的場地進行相應的實體試驗,來選擇合理的施方法和確定處理效果.1.6 地基處理效果檢驗

對地基處理效果檢驗,應在地基處理施工結束后經一定時間的休止恢復后再進行檢驗.因為地基加固有個時效作用,復合地基的強度和模量的提高往往需要一定的時間,隨時間的延長,其強度和模量在不斷的增長.效果檢驗的方法有: 鉆孔取樣,靜力觸探試驗,輕便觸探試驗,標準貫入試驗,載荷試驗等措施.在地基處理設計時,對加固后地基必須滿足有關工程對地基強度和變形的要求.1.7 地基處理的監測和監理

由于地基處理是一項隱蔽工程,施工時必須重視施工質量監測和質量檢驗的方法,只有通過施工全過程的監理,才能保證質量,及時發現問題和采取必要的措施.沉降和位移的觀測周期,應根據觀測目的,工程要求,沉降和位移速率等具體情況確定,以便能以較小的工作量,獲得最大限度的觀測信息,而又能反映變形特征為原則.沉降和位移觀測的基本精度要求,應根據建筑物地基容許變形值,并考慮建筑類型,變形速率和沉降周期等因素綜合分析進行確定.18 地基處理技術的國內外發展情況 老方法得到改進,新方法不斷涌現.隨著地基處理工程實踐和發展,人們在改造土的工程性質的同時,不斷豐富了對土的特性研究和認識,從而又進一步推動了地基處理技術和方法的更新,因而地基處理成為土力學基礎工程領域中的一個較有生命力的分枝.第二章

換填 2.1 概述

當軟弱土地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求,而軟弱土層的厚度又不很大時,將基礎底面下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖去,然后分層換填強度較大的砂,碎石,素土,灰土.二灰,粉煤灰,高爐渣或其它性能穩定,無侵蝕性的材料,并壓實至要求密度為止,這種地基處理方法稱為換填法。換填法分為低洼地域筑高(平整場地)或堆填筑高(道路路基)按回填不同材料形成的墊層,命名為該種材料的墊層,如砂墊層砂石墊層等.在用換填法處理地基的設計前應進行詳細的勘察和調查工作,其主要內容有: 1)查明地層土性及不良地質現象;2)查明處理場地的地形,地質構成及土的物理性質;3)查明地下水的埋藏條件,類型,埋深,流量,最高與最低水位和年變化幅度,侵蝕性等;4)查明地下管線,防空洞及地下障礙物的分布范圍及走向;5)查明換填土料的來源,種類,規格,等.根據工程地質條件,建筑工程的要求及材料來源和種類等進行綜合分析對比,提出合理的換填土處理方案.2.2 壓實原理及壓實參數

當粘性土的土樣含水量較小時,其粒間力較大,在一定外部壓實功能作用下,如還不能有效地克服引力而使土粒相對移動,這時壓實效果比較差;當增加土樣含水量時,結合水模逐漸增厚,減小了引力,土粒在相同壓實功能條件下易于移動而擠密,所以壓實效果較好.但當含水量增加到一定程度后,孔隙中出現了自由水,結合水模擴大作用就不大了,因而引力的減小就不顯著,此時自由水模填充在孔隙中,從而阻止土粒移動的作用所以壓實效果又趨于下降,因而設計時要選擇一個”最優含水量”.在工程實踐中,對墊層的碾壓質量的檢驗,是要求能獲得填土的最大干密度,其最大干密度可用室內擊實試驗確定.2.3 砂(砂石,碎石)墊層

2.3.1 砂（砂石、碎石）墊層設計

對砂（砂石、碎石）墊層的設計要求有足夠的厚度以置換可能被剪切破壞的軟弱土層，又要求有足夠的寬度以防止砂墊層向兩側擠出。

1．砂墊層厚度的確定

砂墊層的厚度應根據砂墊層底面下臥層的承載力及建筑物對地基變形要求確定，當按下臥層承載力確定時，應符合：

pz?pcz?fz

墊層底面處的附加壓力，除可用彈性理論中土中應力計算公式計算外，還可規范（JGJ79－91）規定可按下式進行簡化計算： 條形基礎：

pz?b(p?pc)

b?2ztan?矩形基礎：

pz?bl(p?pc)

(b?2ztan?)(l?2ztan?)

2．砂墊層的寬度確定

砂墊層寬度應以滿足基礎底面壓力擴散和不破壞墊層側面土質為原則進行設計。規范（JGJ79－91）規定可按下式進行簡化計算：

b/?b?2ztan?

3．砂墊層承載力的確定

墊層的承載力決定于填筑材料的性質，施工機具能量大小及施工質量的優劣等，一般應通過試驗現場確定。另外墊層載力的設計值應對軟弱下臥層的承載力驗算后再確定。

4．沉降計算

當墊層斷面確定后，對于重要的建筑物或墊層下存在軟弱下臥層的建筑物，還應進行地基的變形計算，這量建筑物基礎的沉降等于墊層自身的變形量與下臥層的變形量之和：

s?s1?s2

砂墊層的自身變形量可按：

s?(p??p?z)/Es 22.3.2砂（砂石、碎石）墊層的施工

1．砂（砂石、碎石）料

用砂石料作墊層時宜選用級配良好，質地堅硬的中砂，粗砂等，料中不含有植物殘體，垃圾等雜，且泥量不應大于5％用粉細砂作填筑料時，應摻入25％－30％的碎石或卵石，且應分布均勻，最大粒徑不得大于50毫米用于排水固結的砂石料，含量不宜超過3%。對濕陷性黃土地基，不得選取用砂石等滲水材料。

2．施工參數

砂墊層選取用的材料應進行室內擊實試驗，確定最大干密度和最優含水量，然后根據設計要求的壓實系數，確定設計要求的干密度，依此作為檢驗砂墊層質量控制的技術指標。

3．施工要點

按密實方法分類施工機械有：機械碾壓法，重錘夯實法和平板振動法。機械碾壓法：是采用各種壓實機械來壓實地基土。常用于基坑面積大和開挖土方量較大的工程。

為了將室內擊實試驗的結果用于設計和施工，必須研究室內擊實試驗和現場碾壓的關系。所有施工參數都必須由工地試驗確定。

重錘夯實法：是用起重機械將夯錘提到一定高度，然后自由落錘不斷重復夯擊以加固地基。一般適用于地下水位距地表08米以上稍濕的粘性土，砂土，濕陷性黃土，雜填土和分層填土。

平板振動法：是使用振動壓實機來處理無粘性土或粘粒含量少，透水性好的松散雜填土等地基的方法。

振動壓實效果與填土成分，振動時間等因素有關。一般振動時間越長效果越好但振動超過某一值后，振動引起的下沉基本穩定，即使繼續振動也不能起到進一步壓實作用。

砂石實宜采用振動碾或振動壓實機等壓密，其壓實效果，分層鋪填厚度，壓實遍數，最優含水量等應根據具體施工方法及施工機具通過現場試驗確定

對墊層底部有古井、古墓等軟硬不均的部位時，應先予以清理后，再用砂石逐層回填夯實，并經檢驗合格后，方可鋪填上一層砂石料后再進行施工。

嚴禁擾動墊層下臥的軟土。

砂石墊層的底機宜鋪設在同一標高上，如置換深度不同，基底土層面應挖成階梯或斜面坡搭接，并按先深后淺的順序施工，搭接處應夯壓密實。

墊層的施工方法應控制分層鋪填厚度、每層壓實遍數等宜通過試驗確定。人工級配的砂石應拌和均勻。

當地下水位高于基坑底面時，宜采用排水或降水措施，注意邊坡穩定。2.3.3 砂（砂石、碎石）墊層質量檢驗

砂（砂石、碎石）墊層的質量檢驗應隨施工分層進行。檢驗方法主要有環刀法、貫入測定法。

2.3.4 砂墊層工程實例 2.4 粉煤灰墊層

粉煤灰墊層是對軟弱土地基采用的換填加固技術之一。2.4.1 粉煤灰的工程特性及其不境的影響 1．自重輕

對回填土工程帶來有利的一面，可降低下臥層土的壓力，減少沉降。

2．擊實性能好粉煤灰的顆粒組成特點，使它具有可振實或碾實的條件，擊實曲線峰值段比天然土具有相對較寬的最優含水量區間。在回填施工過程中達到設計密實度要求的含水量容易控制。3．抗剪強度

抗剪試驗按直剪（快剪）和三軸剪（固結不排水剪）分別進行，粉煤灰的內摩擦角粘聚力均隨其灰種、剪切方法、壓密系數大小和齡期長短有關。4．壓縮性

粉煤灰的壓縮性能與擊實功能、密實度和飽和度程度等到因素有關。5．承載能力

粉煤灰墊層壓實后承載能力的試驗結果得知，具有遇水后強度降低的特性。6．滲透性

由于粉煤灰顆粒組成近似砂質粉土，太實過程中與壓實初期具有較大的滲透系數，但隨著齡期的增加，滲透性能逐漸減弱。

7．抗液化性實際貫入擊數證明不會發生液化。8．對環境的影響

粉煤灰是一種堿性材料，遇水后由于堿性可溶物的析出使用權PH值升高。PH值及含硼量

上海粉煤灰的初始PH值較高，大于土壤本底值。但隨著時間的推移，實踐證明PH值會衰減到接近土壤本底值，一般能滿足有關環境保護的要求，在初期對綠化有一定的影響。

粉煤灰經這壓實與凝膠后，硼的釋放是緩慢和微量的，且在大自然長期緩沖作用下會衰減下來，一般可以達到有關要求。

微量有害元素

粉煤灰中微量有害元素，特別是其浸出液中，有害元素的溶出對土壤和地下水的影響是又一個環境影響問題。

由于地下水的稀釋、粉煤灰自身的化學反應、土壤的過濾和固定作用以及微量元素在高堿溶液相中的沉淀作用，地下質符合生活用水標準。

放射性元素由于原煤成礦過程中伴生某些微量放射性礦物，因此粉煤灰具有較弱的放射性。試驗證明其放射性基本上不會對人體構成危害。2.4.2 粉煤灰墊層的設計和施工

不同材料的墊層，其應力分布稍有差異，但試驗結果表明，其極限承載力比較接近，沉降特性也基本相似，所以各種材料的墊層設計都近似按砂墊層的計算方法進行計算。

粉煤灰墊層可采用分層壓實法。壓可用平板振動器、蛙式打夯機、壓路機或振動壓路機等。機具選取應按工程性質、設計要求和工程地質條件等確定。粉煤灰墊層不應采用水沉法或浸水飽和施工。

對過濕的粉煤灰應瀝干裝運，裝運時含水量以15%-25%為宜。底層粉煤灰宜選用較粗的灰，并使含水量稍低于最優含水量。

施工壓實參數可由室內輕型擊實試驗確定。

填筑應分層鋪筑與碾壓，設置泄水溝或排水肓溝。虛鋪厚度與碾壓遍在通過現場小型試驗確定。對小型工程可采用人工分層攤鋪，在整平后用平板振動器或蛙式打夯機進行壓實。大中型工程可采用機械攤鋪，在整平后用履帶式機具初壓二遍，然后用中、重型壓路機碾壓。

施工時宜當天鋪筑，當天壓實施工時壓實含水量應控制在最優含水量區間范圍內。施工時最低氣溫不低于0Co，以防粉煤灰含水凍脹。每一層粉煤灰墊層經驗收合格后，應及時鋪筑上層或采用封層，以防干燥松散起塵污染環境，并禁止車輛在其上行駛通行。

粉煤灰的分層施工質量檢驗標準是壓實系數大于或等于0.90，可選用環刀壓入法或鋼筋貫入法進行檢驗。

換填結束后，可按工程要求進行墊層的工程質量驗收，驗收方式可采用載荷試驗進行。2.4.3 粉煤灰墊層工程實例 2.5 干渣墊層

干渣亦稱高爐重礦渣，簡稱礦渣。2.5.1 干渣墊層的工程特性

1．穩定性

干渣在回填工程中推廣應用取決于其結構的穩定性。衡量穩定性主要觀察干渣在生產、施工與使用與使用時是否會產生硅酸鹽分解、石灰分解和鐵錳分解。

2．松散密度

3．變形模量

干渣的變形模量一般大于或等于砂（碎）石墊層的變形模量值。2.5.2 干渣墊層的設計和施工要點

1．干渣墊層的厚度和寬度可按砂墊層的計算方法確定。2．干渣墊層的承載力和變形模量通過現場試驗確定。3．干渣墊層材料可根據工程的具體條件選用。4．用于干渣墊層的技術條件應符合下列指標：

穩定性須合格；

松散密度應大于1.1噸/立方米；

泥土與有機雜質含量應小于5%。5．施工采用分層壓實法。

6．干渣墊層質量檢驗包括：分層施工質量檢驗和工程質量驗收。2.6 土（素土）、灰土和二灰土墊層

素土墊層(簡稱土墊層)或灰土墊層(石灰與土的體積配合比一般為2：8或3：7)或二灰土墊層。在濕陷性黃土地區使用較為廣泛，這是一種以土治土的處理濕陷性黃土地基的傳統方法，處理厚度一般為1-3米。通過處理地基底下的部分濕陷性黃土層，可達到減小地基的總濕陷量，并控制未處理土層濕陷量的處理效果。2.6.1土(素土)、灰土和二灰土層設計和施工

1.局部墊層的平面處理范圍，每邊超出基礎底邊的寬度，可按下式計算，并不應小于墊層厚度的一半：

B?b?2ztan??c

2.整片墊層的處理范圍，每邊超出建筑物外墻基礎外緣的寬度，不應小于墊層的厚度，并不應小于2米。

3.控制墊層質量的壓實系數?c應符合下列要求： 當墊層厚度不大于3米時，?c?0.93。當墊層厚度大于3米時?c?0.95 4.墊層的承載力設計值，應通過現場載荷試驗求得。

5.素土土料中有機質含量不得超過5%，亦不得含有凍土或膨脹土，不得夾有磚、瓦和石塊等滲水材料，碎石粒徑不得大于50毫米。

6.墊層施工，應先將需處理的濕陷性黃土挖出，然后利用黃土或其它粘性土作土料，經過篩后，在最優含水量狀態下分層回填夯實至設計標高。

7.對每分層施工畢，應在每層表面下2/3厚度處取樣，宜用環刀法及鋼筋貫入儀測定其干密度，取樣數量不應小于下列規定： 整個墊層，每100平米每層3次；

矩形(或方形)基礎底面的墊層，每層2次；

條形(包括管道)基礎底面下的墊層，每30米長每層2處。2.6.2素土及灰土墊層工程實例

1.工程概況

2.場地土工程性質

場地土工程性質概況 場地的濕陷性

3.地基處理方法選擇

挖除全部濕陷土層，以素土和灰土墊層加以置換； 采用粉煤灰或灰土擠密樁穿透這部分濕陷地層； 采用預制鋼筋混凝土樁。第三章

深層密實

深層密實是指采用爆破、夯擊、擠壓和振動等方法，對松軟地基土進行振密和擠密。它與淺層加固方法的不同點，不但在于其所用的施機具不同，為重要的是它可使地基土在較大深度范圍內得以密實。

爆破法：是將炸藥放在地面沈處深處，引爆后在地基土內產生了高速壓力波，爆炸源附近的區域內，沖擊波使土的疏松結構液化，形成密實的結構，以達到地基土加固的目的。

強夯法：是一種將幾十噸的重錘，從幾十米的高處自由落下，對土進行強力夯擊的方法。

擠密法：是以振動、沖擊或帶套管等方法成孔，然后向孔中填入砂、石、土（或灰土、二灰）、石灰或其它材料，再加以振實而成為直徑較大樁體的方法。

注意：擠密砂樁的“砂樁”與堆載預壓的“砂井”在作用上也是有區別的。砂樁的作用主要是地基擠密，因而樁徑較大，樁距較小。而砂井的作用主要是排水固結，所以井徑較小，井距較大。

水泥粉煤灰碎石樁：簡稱CFG樁，是在碎石樁的基礎上摻入適量的石屑、粉煤灰和少量的水泥加水拌和后制成的一種具有一定膠結強度的樁體。

由于碎石樁是由松散的碎石組成，在荷載的作用下會產生鼓脹變形，當樁周土為強度較低的軟粘土時，樁體易產生鼓脹破壞。為此碎石樁加固軟土地基僅可年高地基承載力約一倍左右。而CFG樁是一種低強度混凝土樁，因而它可以較大幅度地提高地基承載力。

深層地基土的加固效果主要取決于以下幾個因素： 土的類別。特別是土的級配和細顆粒的含量； 土的飽和度和地下水位； 初始相對密度； 現場原始應力； 天然土結構（包括沉積年代和膠結情況）；

所選取用的地基處理方法，及其設計和施工參數。3.1 強夯 3.1.1概述

強夯是法國技術公司于1969年首創的一種地基加固方法，它是通過一般8-30噸的重錘(最重可達200噸)和8-20米的落距(最高可達40米)，對地基土施加很大的沖擊能，在地基中出現的沖擊波和動應力，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條件。

工程實踐表明強夯法具有施工簡單、加固效果好、使用經濟等優點，因而被世界各國所重視。

3.1.2加固機理

強夯法加固地基有三種不同的加固機理：動力密實、動力固結、動力置換，它取決于地基土的類別和強夯施工工藝。

1.動力密實

采用強夯加固多孔隙、粗顆粒、非飽和土是基于動力密實的機理，即用沖擊型動力荷載，使土體中的孔隙減小，土體變得密實，從而提高地基強度。非飽和土的夯實過程，就是土中的氣相被擠出的過程，其夯實變形主要是由于土顆粒的相對位移引起的。

2.動力固結

用強夯法處理細顆粒飽和土時，則是借助于動力固結的理論，即巨大的沖擊能量在土中產生很大的應力波，破壞了土體原有的結構，使土體局部發生液化并產生許多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水順利逸出，待超孔隙水壓力消散后，土體固結。由于軟土的觸變性強度得到提高。

飽和土的壓縮

由于土中有機質的分解，土中大多數都以微氣泡形式出現的氣體，進行強夯時，氣體體積壓縮，孔隙水壓力增大，隨后氣體有所膨脹，孔隙水排出的同時，孔隙水壓力減小。

產生液化

在重復夯擊作用下，施加在土體的夯擊能量，使氣體逐漸受到壓縮。因此，土體的沉降量與夯擊能成正比。當氣體按體積百分比接近零時，土體更成為不可壓縮的。相應于孔隙水壓力上升到覆蓋壓力相等的能量級，土體即產生液化。

應當指出，天然土的液化常常是逐漸發生的，絕大多數沉積物是層狀和結構性的。粉質土層和砂質土層比粘性土層先進入液化。強夯出現的液化不同于地震時的液化只是土體局部液化。

滲透性變化

在很大夯擊能作用下，地基土體中出現沖擊波和動應力。當所出現的超孔隙水壓力大于顆粒間的側向壓力時，致使土顆粒間出現裂隙，形成排水通道。此時土的滲透系數驟增，孔隙水得以排出。

當孔隙水壓力消散到小于顆粒間的側向壓力時，裂隙即自行閉合，土中水運動重新又恢復常態。

觸變恢復

在重復夯擊作用睛，土體的強度逐漸降低，當土體出現液化或接近液化時，土體的強度達到最低值。隨著孔隙水壓力的消散，土的抗剪強度和變形模量都有了較大幅度的增長。

飽和粘性土具有觸變性，當強夯以后，土的結構被破壞，強度幾乎為0，隨著時間的推移，強度又逐漸恢復。這種觸變強度的恢復也稱時效。

靈敏度高的粘土中，存在觸變現象這一土的特性是眾所周知的。實際上這一現象對所有細顆粒土都是明顯的，僅程度不同而已。經強夯后土在觸變恢復過程中，對振動是十分敏感的，所以在進行勘探和測試工作時應十分注意。

對動力固結的理論模型，可以從四個方面進行解釋。

由于微氣泡的存在，充滿氣缸的水認為是可壓縮的，亦即孔隙水具有壓縮性； 夯擊前、后土的滲透性的變人，可用一個孔徑可變的排水孔時行模擬；

彈簧剛度是模擬土體的壓縮模量，過去傳統的固結理論的觀點認為是常數，實際上強夯法施工時，在反復荷載影響下，會使壓縮模量有很大改變。

加載后傳遞力的活塞和氣缸間存在摩阻力。因此液體中壓力減少，不能自動導致活塞的位移和彈簧的變化。

3.動力置換動力置換可分為整式置換和樁式置換；整式置換是采用強夯將碎石整體擠入淤泥中，其作用機理類似于換土墊層。樁式置換是通過強夯將碎石樁(或墩)間隔地夯入軟土中，形成樁式(或墩式)的碎石墩(或)樁。其作用機理類似于振沖法等形成的碎石樁，它主要是靠碎石內摩擦角和墩間土的側限來維持樁體的平衡，并與墩間土起復合地基的作用。

3.1.3設計計算

1.有效加固深度

有效加固深度既是選 擇地基處理方法的重要依據，又是反映處理效果的重要參數。H?M?h

加固深度一般可理解為：經強夯加固后，該土層強度和變形等指標能滿足設計要求的土層范圍。

2.夯錘和落距

單擊夯擊能為夯鍾重與落距的乘積。鍾重和落距大，則單擊能量大，夯擊擊數少，加固效果和技格經濟較好。

但對飽和粘性土所需的能量不能一次施加，否則土體會產生流動，強度反而有所降低，且難于恢復。

國內外夯鍾材料，特別是大噸位的夯鍾，多采用以鋼板為外殼和內灌混凝土的鍾。夯錘確定后，根據要求的單點夯擊能量，就能確定夯鍾的落距。3.最佳夯擊能

從理論上講，在這樣的夯擊能作用下，地基中出現的孔隙水壓力達到土的自重壓力，這樣的夯擊能稱為最佳夯擊能。

粘性土最佳夯擊能的確定方法：在粘性土中，由于孔隙水壓力消散慢，當夯擊能逐漸增大時，孔隙水壓力亦相應的疊加，因而在粘性土中，可根據孔隙水壓力的疊加值來確定最佳夯擊能。

孔隙水壓力沿深度的分布規律是上大下小，而土的自重壓力則是上小下大，因此，強夯的影響深度用有效影響深度確定為宜。

砂性土最佳夯擊能的確定方法：在砂性土中，由于孔隙水壓力增長及消散過程僅為幾分鐘，因此，孔隙水壓力不能隨夯擊能增加而疊加，為此可繪制孔隙水壓力增量與夯擊擊數（夯擊能）的關系曲線來確定最佳夯擊能。

4.夯擊點布置及間距 夯擊點布置

夯擊點可根據建筑物結構類型進行布置。對某些基礎面積較大的建筑物或構筑物，可按等邊三角形布置夯擊點；對辦公樓和住宅建筑物等，可根據承重墻位置布置夯擊點，一般可采用等腰三角形布點；對工業廠房可根據柱網來布置夯擊點。同時夯擊點布置時應考慮施工時吊機的行走通道。夯擊點間距

夯擊點間距（夯距）的確定，一般根據地基土性質和要求處理深度而定。5.夯擊擊數與遍數 夯擊擊數

夯點的夯擊擊數,應按現場試夯得到的夯擊擊數和夯沉關系曲線確定,且應同時滿足下列條件: 最后兩擊的夯沉量不大于50毫米,當單擊能量較大時不大于100毫米;夯坑周圍地面不應發生過大隆起;不因夯擊過深而發生起錘困難。夯擊遍數

整個強夯場地中，將同一編號的夯擊點夯完后算做一遍。夯擊遍數應根據地基土的性質和平均夯擊能確定。

6.墊層鋪設

強夯前要求擬加固的場地必需具有一層稍硬的表層，使其能支承起重設備；并便于對所施工的夯擊能得到擴散；同時也可加大地下水位與地表面的距離，因此有時必須鋪設墊層。

7.間歇時間

對于需要分兩遍或多遍夯擊的工程，兩遍夯擊間應有一定的時間間隔。各遍間的間歇時間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時間。

3.1.4施工方法 1．施工機械 2．施工步驟

強夯施工可按下列步驟進行： 清理并平整施工場地；

鋪設墊層，在地表形成硬層，用以支承起重設備，確保機械通行和施工； 標出第一遍夯擊點的位置，并測量場地高程； 起重機就位，使夯鍾對準夯點位置； 測量夯前鍾頂標高；

將夯鍾起吊到預定高度，待夯鍾脫鉤自由下落后放下吊鉤，測量鍾頂高程； 重復上一步，按設計規定的夯擊次數控制標準，完成一個夯點的夯擊； 重復步驟4－7，完成第一遍全部夯點的夯擊； 用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；

在規定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯遍數，最后用低能量滿夯，將場地表層土夯實，并測量夯后場地高程。

3.1.5質量檢驗 1．質量檢驗

強夯施工結束后應隔一定時間方能對地基加固質量進行檢驗。對碎石土和砂土地基其間隔時間可取決于－2周；對低飽和度的粉土和粘性土地基可取決－4周

2．現場測試

現場測試工作是強夯施工中的一個重要組成部分。為此在大面積施工之前應選擇面積不小于400平米的場地進行現場試驗，以便取得設計數據。

地面及深層變形

地面變形的研究目的是：

了解地表隆起的影響范圍及墊層的密實變化；

研究夯擊能與夯沉量的關系，用以確定單點最佳夯擊能量； 確定場地平均沉降和搭夯的沉降量，用以確定研究強夯的加固效果?？紫端畨毫?/p>

一般可在試驗現場沿夯擊點等距離的不同深度以及等深度的不同距離埋設雙管封閉式孔隙水壓力儀或鋼弦式孔隙水壓力儀，在夯擊作用下，進行對孔隙水壓力沿深度和水平距離的增長和消散的分布規律的研究。從而確定兩個夯擊點間的夯距，夯擊的影響范圍，間歇時間以及飽和夯擊能待參數。

側向擠壓力

將帶有鋼弦式土壓力盒的鋼板柱埋入土中后，在強夯加固前，各土壓力盒沿深度分布的土壓力的規律，應與靜止土壓力相近似。在夯擊作用下，可測試每一次的壓力增量沿深度的分布規律。

振動加速度

研究地面振動加速度的目的，是為了便于了解強夯施工時的振動對現有建筑物的影響。為此，在強夯時應沿不同距離測試地表面水平振動加速度，繪成加速度與距離的關系曲線。當地表的最大振動加速度為0.98m/s2處理即相當于七度地震烈度，作為設計時振動影響安全距離。

3.1.6工程實例 3.2 碎(砂)石樁 3.2.1概述

碎石樁和砂樁總稱為碎(砂)石樁，又稱粗顆粒土樁，是指用振動，沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將碎石或砂擠壓入已成的孔中，形成大直徑的碎（砂）石所構成的密實樁體。

1．碎石樁

目前國內外碎石樁的施工方法多種多樣，按其成樁過程和作用可分為四類：擠密法，置換法，排土法，其它方法。

2．砂樁

目前國內外砂樁常用的成樁方法有振動成樁法和沖擊成樁法。振動成樁法是使用振動打樁機將樁管沉入土層中，并振動擠密砂填料。沖擊成樁法是