第一篇:地基處理方法
地基處理方法
孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法、換填墊層法、強(qiáng)夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預(yù)壓法、夯實(shí)水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴(kuò)樁法、單液硅化法和堿液法等。
孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法
孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)地基處理專利新技術(shù)(專利號(hào)ZL92114452.0),是先在地基內(nèi)成孔,將強(qiáng)夯重錘放入孔內(nèi),邊加料邊強(qiáng)夯或分層填料后強(qiáng)夯。孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)技術(shù)在第52屆尤里卡世界發(fā)明博覽會(huì)上獲得了最高獎(jiǎng)--尤里卡金獎(jiǎng),這也是中國(guó)地基處理技術(shù)到目前為止在國(guó)際上獲得的唯一金獎(jiǎng)。
孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)技術(shù)與其它技術(shù)不同之處:是通過(guò)孔道將強(qiáng)夯引入到地基深處,用異型重錘對(duì)孔內(nèi)填料自下而上分層進(jìn)行高動(dòng)能、超壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密的孔內(nèi)深層強(qiáng)夯作業(yè),使孔內(nèi)的填料沿豎向深層壓密固結(jié)的同時(shí)對(duì)樁周土進(jìn)行橫向的強(qiáng)力擠密加固,針對(duì)不同的土質(zhì),采用不同的工藝,使樁體獲得串珠狀、擴(kuò)大頭和托盤狀,有利于樁與樁間土的緊密咬合,增大相互之間的摩阻力,地基處理后整體剛度均勻,承載力可提高2~9倍;變形模量高,沉降變形小,不受地下水影響,地基處理深度可達(dá)30米以上。
孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法(DDC)技術(shù)適用范圍廣,可適用于大厚度雜填土、濕陷性黃土、軟弱土、液化土、風(fēng)化巖、膨脹土、紅粘土以及具有地下人防工事、古墓、巖溶土洞、硬夾層軟硬不均等各種復(fù)雜疑難的地基處理。該技術(shù)可根據(jù)不同的地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)要求,就地取材,如:建筑碴土、工業(yè)無(wú)毒廢料、素土、砂、毛石、砂卵石、粉煤灰、土夾石、灰土和混凝土等材料均可做成各種DDC樁。大幅度降低工程造價(jià),施工質(zhì)量容易控制、地面振動(dòng)小、施工噪音低、施工速度快;成樁直徑0.6~3.0m,單樁處理面積1.0~14.0㎡,不受季節(jié)限制,同時(shí)能消納大量建筑垃圾,可在城區(qū)或危房改造居民區(qū)施工等特點(diǎn)。
換填墊層法
適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結(jié),防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
強(qiáng)夯法
適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。
強(qiáng)夯置換法
適用于高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對(duì)變形控制不嚴(yán)的工程,在設(shè)計(jì)前必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法主要用來(lái)提高土的強(qiáng)度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動(dòng)液化能力和消除土的濕陷性。對(duì)飽和粘性土宜結(jié)合堆載預(yù)壓法和垂直排水法使用。
砂石樁法
適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。對(duì)飽和粘土地基上變形控制不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理,使砂石樁與軟粘土構(gòu)成復(fù)合地基,加速軟土的排水固結(jié),提高地基承載力。
振沖法
分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對(duì)于處理不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kPa的粘性土和飽和黃土地基,應(yīng)在施工前通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。不加填料振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來(lái)提高地基承載力,減少地基沉降量,還可用來(lái)提高土坡的抗滑穩(wěn)定性或提高土體的抗剪強(qiáng)度。
水泥土攪拌法
分為漿液深層攪拌法(簡(jiǎn)稱濕法)和粉體噴攪法(簡(jiǎn)稱干法)。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數(shù)大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機(jī)質(zhì)含量較高的地基。若需采用時(shí)必須通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。當(dāng)?shù)鼗奶烊缓啃∮?0%(黃土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用干法。連續(xù)搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕,受其攪拌能力的限制,該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應(yīng)用有一定難度。
高壓噴射注漿法
適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當(dāng)?shù)鼗泻休^多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機(jī)質(zhì)時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性。對(duì)地下水流速度過(guò)大、噴射漿液無(wú)法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前最大處理深度已超過(guò)30m。
預(yù)壓法
適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和粘性土地基。按預(yù)壓方法分為堆載預(yù)壓法及真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當(dāng)軟土層厚度小于4m時(shí),可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理,當(dāng)軟土層厚度超過(guò)4m時(shí),應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對(duì)真空預(yù)壓工程,必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。預(yù)壓法主要用來(lái)解決地基的沉降及穩(wěn)定問(wèn)題。
夯實(shí)水泥土樁法
適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價(jià)低、施工文明、造價(jià)容易控制,在北京、河北等地的舊城區(qū)危改小區(qū)工程中得到不少成功的應(yīng)用。
水泥粉煤灰碎石樁法
水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。基礎(chǔ)和樁頂之間需設(shè)置一定厚度的褥墊層,保證樁、土共同承擔(dān)荷載形成復(fù)合地基。該法適用于條基、獨(dú)立基礎(chǔ)、箱基、筏基,可用來(lái)提高地基承載力和減少變形。對(duì)可液化地基,可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復(fù)合地基,達(dá)到消除地基土的液化和提高承載力的目的。
石灰樁法
適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時(shí),可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強(qiáng)度。該法不適用于地下水下的砂類土。
灰土和土擠
適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,可處理的深度為5~15m。當(dāng)用來(lái)消除地基土的濕陷性時(shí),宜采用土擠密樁法;當(dāng)用來(lái)提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)定性時(shí),宜采用灰土擠密樁法;當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時(shí),不宜采用這種方法。灰土擠密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同,土擠密樁法地基的承載力和水穩(wěn)定性不及灰土擠密樁法。
柱錘沖擴(kuò)樁法
適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基,對(duì)地下水位以下的飽和松軟土層,應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。地基處理深度不宜超過(guò)6m。
單液硅化法和堿液法
適用于處理地下水位以上滲透系數(shù)為0.1~2m/d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場(chǎng)地,對(duì)Ⅱ級(jí)濕陷性地基,應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定堿液法的適用性。
地基處理方法軟弱地基
排水固結(jié)法 排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法,其包括堆載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、真空與堆載聯(lián)合作用法、降低地下水位法和電滲法等多種方法;通過(guò)在預(yù)壓荷載作用下使軟粘土地基土體中孔隙水排出,土體發(fā)生固結(jié),土中孔隙體積減小,土體強(qiáng)度提高,達(dá)到減少地基施工后沉降和提高地基承載力的目的。
振密擠密法
振密、擠密法有表層原位壓實(shí)法、強(qiáng)夯法、振沖密實(shí)法、擠密密實(shí)法、爆破擠密法和土樁、灰土樁等多種方法;采用一定措施,通過(guò)振動(dòng)和擠密使深層土密實(shí),使地基土孔隙比減小,強(qiáng)度提高。
置換及拌入法
置換及拌入法有換填墊層法、振沖置換法、高壓噴射漿法、深層攪拌法、褥墊法等多種方法;采用砂、碎石等材料置換軟弱土地基中部分軟弱土體或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體,與未被加固部分的土體一起形成復(fù)合地基,從而達(dá)到提高地基承載力減少沉降量的目的。
加筋法
加筋法有加筋土法、錨固法、樹(shù)根樁法、低強(qiáng)度砼樁復(fù)合地基法、鋼筋砼樁復(fù)合地基法等多種方法。通過(guò)在土層埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達(dá)到提高地基承載力,減小沉降,維持建筑物穩(wěn)定。
以上方法的原理、適用范圍及工程實(shí)例可參考殷宗澤、龔曉南主編的《地基處理工程實(shí)例》一書。
地基處理方法其他辦法
地基基礎(chǔ)其他處理辦法還有:磚砌連續(xù)墻基礎(chǔ)法、混凝土連續(xù)墻基礎(chǔ)法、單層或多層條石連續(xù)墻基礎(chǔ)法、漿砌片石連續(xù)墻(擋墻)基礎(chǔ)法等,在此就不進(jìn)行一一說(shuō)明。
地基處理方法方案選擇
在確定地基處理方案時(shí),根據(jù)地質(zhì)情況的不同、建(構(gòu))筑物的承載條件需要以及各種處理方案的成本比對(duì),選擇既能達(dá)到要求,成本又較低的處理方法。地基處理方法物理性質(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(jī)質(zhì),含水量較高、一般大于40%,而淤泥也有大于80%的情況。孔隙比一般為1.0~2.0,其中孔隙比為1.0~1.5稱為淤泥質(zhì)粘土,孔隙比大于1.5時(shí)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(xué)性質(zhì)也就呈現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的特點(diǎn)——低強(qiáng)度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度。地基處理方法力學(xué)性質(zhì) 軟粘土的強(qiáng)度極低,不排水強(qiáng)度通常僅為5~30kPa,表現(xiàn)為承載力基本值很低,一般不超過(guò)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(biāo)。
軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數(shù)大于0.5MPa,最大可達(dá)45MPa,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(diǎn),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(yīng)力增長(zhǎng)緩慢,從而沉降穩(wěn)定慢,地基強(qiáng)度增長(zhǎng)也十分緩慢。這一特點(diǎn)是嚴(yán)重制約地基處理方法和處理效果的重要方面。地基處理方法工程特性
軟粘土地基承載力低,強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢;加荷后易變形且不均勻;變形速率大且穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng);具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點(diǎn)。
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(dòng)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(shí)間堆放的垃圾土很難用統(tǒng)一的強(qiáng)度指標(biāo)、壓縮指標(biāo)、滲透性指標(biāo)加以描述。雜填土的主要特點(diǎn)是無(wú)規(guī)劃堆積、成分復(fù)雜、性質(zhì)各異、厚薄不均、規(guī)律性差。因而同一場(chǎng)地表現(xiàn)為壓縮性和強(qiáng)度的明顯差異,極易造成不均勻沉降,通常都需要進(jìn)行地基處理。地基處理方法對(duì)應(yīng)措施
結(jié)合本工程地基土的具體特征,施工現(xiàn)場(chǎng)采取了以下措施:
利用重錘自由下落所產(chǎn)生的較大夯擊能來(lái)夯實(shí)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(diǎn):施工前應(yīng)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(yīng)的夯擊遍數(shù)和總下沉量;夯實(shí)前槽、坑底面的標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高;夯實(shí)時(shí)地基土的含水量應(yīng)控制在最優(yōu)含水量范圍內(nèi);大面積夯時(shí)應(yīng)按順序;基底標(biāo)高不同時(shí)應(yīng)先深后淺;結(jié)束后,應(yīng)及時(shí)將夯松的表土清除或?qū)⒏⊥猎诮咏?m的落距夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。地基處理方法換土墊層
就是將獨(dú)立基礎(chǔ)下面一定厚度的軟弱土層挖除,然后以中砂、粗砂、礫石、碎石或卵石、灰土、以及其他性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性的材料填實(shí)。墊層應(yīng)分層夯實(shí),每層夯實(shí)后的密度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
換土墊層的設(shè)計(jì):換土墊層的設(shè)計(jì)包括計(jì)算墊層所應(yīng)具有的最小寬度和厚度。在墊層的寬度方面,根據(jù)建筑經(jīng)驗(yàn),墊層的頂寬一般采用較基礎(chǔ)底邊每邊寬出200mm,墊層的底寬一般取基礎(chǔ)同寬。墊層的厚度應(yīng)根據(jù)作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于軟弱土層承載力的條件確定,同時(shí)厚度不小于500mm。
在該對(duì)該廠房的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),由勘察資料顯示,該地基為很厚的軟粘土層,其承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk一80kN/m,重度r=17 kN/m3,IL=1.00,e=1.00。已知廠房獨(dú)立基礎(chǔ)承受上部結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)值F-155kN,設(shè)計(jì)室內(nèi)外高差為0.3m,室外基礎(chǔ)埋深d=0.80m。從以上數(shù)據(jù)可知,該地基承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求,故需要進(jìn)行換土墊層。墊層材料選用中砂,其承載力設(shè)計(jì)值按f=180kN/m計(jì)算(施工時(shí)砂墊層密度控制在中密程度),重度取r=19.5kN/m。
按公式1=b=[F/(f—yh)]確定基底長(zhǎng)度和寬度(獨(dú)立柱正方形樁承臺(tái)基礎(chǔ))。式中:
1、b——基礎(chǔ)底面長(zhǎng)和寬; F——上部結(jié)構(gòu)的荷載設(shè)計(jì)值; f——換土墊層承載力;
7--基礎(chǔ)及回填土平均重度,一般取r=20kN/m; h——基礎(chǔ)自重計(jì)算高度。將具體數(shù)值代入后得:
采用該式確定墊層厚度時(shí),需要用試算法,即預(yù)先估計(jì)一個(gè)厚度,然后按上式校核,如不滿足要求時(shí),必須增加墊層厚度,直至滿足要求為止。
為了減少計(jì)算工作量,設(shè)計(jì)該機(jī)房基礎(chǔ)換土墊層的厚度時(shí),采用了查曲線圖的計(jì)算方法:曲線圖見(jiàn)《建筑地基基礎(chǔ)》1990.10;231。
首先,按下式計(jì)算出
本工程除了對(duì)設(shè)計(jì)好的基礎(chǔ)進(jìn)行地基加固處理以外,在施工設(shè)計(jì)階段就根據(jù)勘察資料進(jìn)行結(jié)構(gòu)本身防變形的設(shè)計(jì),真正做到以設(shè)計(jì)為中心,預(yù)防結(jié)合的思想。
建筑物常因功能的需要,使本身具有一定的剛度,一般工業(yè)及民用建筑剛度比較大的有兩種,一種為絕對(duì)剛性,如鋼筋混凝土筒倉(cāng),煙囪等;另一種為相對(duì)剛性,如多層磚石房屋,多層鋼筋混凝土框架,它具有一定的剛度,可是它的強(qiáng)度較低,不能與它的剛度協(xié)調(diào)一致,其抗拉能力尤弱,因此碰到軟土地基時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加其關(guān)鍵部位的抗拉強(qiáng)度,這樣有利于利用建筑物的剛度來(lái)調(diào)整建筑物部分不均勻沉降。本工程在關(guān)鍵部位的柱、梁均采取了加大縱筋直徑,全程加密箍筋的方法,以達(dá)到增大建筑物整體抗拉強(qiáng)度的目的。地基處理方法設(shè)置沉降縫
對(duì)于粘土層厚較大大的軟弱地基,尤其是地基壓縮量相差較大的位置,在建筑物上設(shè)置沉降縫是常用的處理措施。沉降縫的設(shè)置宜結(jié)合建筑物的平面形狀、地基土質(zhì)、基礎(chǔ)類型及荷載條件等設(shè)置沉降縫,一般在下列部位設(shè)置:①建筑平面的轉(zhuǎn)折部位;②高度差異或荷載差異處;③長(zhǎng)高比過(guò)大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位;④建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處;⑤分期建造的房屋的交界處。沉降縫應(yīng)有足夠的寬度,房屋層數(shù)為2至3層時(shí),沉降縫寬度為50~80mm。房屋層數(shù)為4至5層時(shí),沉降縫寬度為80~120mm,房屋層數(shù)為5層以上時(shí),沉降縫寬度不小于120mm,在特殊情況下可適當(dāng)加寬。通過(guò)以上部位設(shè)置沉降縫可大大減少由于地基土軟弱引起的不均勻沉降縫。本工程是矩形平面,由于長(zhǎng)度超過(guò)70米,所以在建筑物中部設(shè)置沉降縫,寬度為240mm。
建筑物荷載不僅使本建筑物下的土層產(chǎn)生壓縮變形,在它以外一定范圍內(nèi)的土層,由于受到基礎(chǔ)壓力擴(kuò)散的影響也將產(chǎn)生壓縮變形,這種變形隨著距離增加值逐漸減小,由于軟土地基的壓縮性很高,當(dāng)兩建筑物之間距離較近時(shí),這類附加不均勻壓縮變形甚大,常造成鄰近建筑物的傾斜或損壞,若被影響建筑物的剛度強(qiáng)度較差時(shí),危害主要表現(xiàn)為產(chǎn)生裂縫;當(dāng)剛度強(qiáng)度較好時(shí)則表現(xiàn)為建筑物的傾斜。
減輕自重可減少建筑物的總沉降量,從而有利于對(duì)不均勻沉降的控制。也可在預(yù)先估計(jì)沉降量大的部分減輕自重,用以直接調(diào)整不均勻沉降。由于一般磚石結(jié)構(gòu)民用建筑墻身重量所占比例很大,故若能用輕質(zhì)材料和改變結(jié)構(gòu)體系來(lái)減輕這部分的重量,對(duì)控制沉降會(huì)有明顯效果。本工砌體材料均采用蒸壓混凝土空心砌塊,在起到保溫效果的同時(shí)又減輕了建筑物的自重。
高樓萬(wàn)丈平地起,所以地基處理的好壞直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量,合理的、有針對(duì)性的軟弱地基處理和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以有效地減輕和消除軟弱地基對(duì)上部結(jié)構(gòu)的不利影響,確保工程質(zhì)量。
第二篇:地基處理方法匯總
地基處理的各種方法的原理與適用條件匯總
1.換填法
換填法就是將基礎(chǔ)底面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料以及土工合成材料分層充填,并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng),使之達(dá)到要求的密實(shí)度,成為良好的人工地基。當(dāng)?shù)鼗浫跬翆虞^薄,而且上部荷載不大時(shí),也可直接以人工或機(jī)械方法(填料或不填料)進(jìn)行表層壓、夯、振動(dòng)等密實(shí)處理,同樣可取得換填加固地基的效果。
經(jīng)過(guò)換填法處理的人工地基或墊層,可以把上部荷載擴(kuò)散傳至下面的下臥層,以滿足上部建筑所需的地基承載力和減少沉降量的要求。當(dāng)墊層下面有較軟土層時(shí),也可以加速軟弱土層的排水固結(jié)和強(qiáng)度的提高。
適用條件:換填法適用于淺層地基處理,包括淤泥、淤泥質(zhì)士、松散素填土、雜填土、已完成自重固結(jié)的軟填土等地基處理以及暗塘、暗洪、暗溝等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理:用于膨脹土地基可消除地基上的脹縮作用,用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性,用于山區(qū)地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差,軟硬不勻以及巖溶與土洞等.用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。
2.排水固結(jié)法
按照使用目的,排水固結(jié)法可以解決以下兩個(gè)問(wèn)題。
(1)沉降問(wèn)題。使地基的沉降在加載預(yù)壓期間大部或基本完成,使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生不利的沉降和沉降差。
(2)穩(wěn)定問(wèn)題。加速地基土的抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng),從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。
排水固結(jié)法原理:飽和軟粘土地基在荷載的作用下,孔隙中的水被慢慢排出,孔隙體積慢慢地減小,地基發(fā)生固結(jié)變形,同時(shí),隨著超靜水壓力逐漸消散,有效應(yīng)力逐漸提高,地基土的強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)。在荷載作用下,土層的固結(jié)過(guò)程就是超靜孔隙水壓力(簡(jiǎn)稱孔隙水壓力)消散和有效應(yīng)力增加的過(guò)程。如地基內(nèi)某點(diǎn)的總應(yīng)力增量為:△σ,有效應(yīng)力增量為△σ′,孔隙水壓力增量為△u,則二者滿足以下關(guān)系:
△σ′= △σ-△u
適用條件:海相、湖相以及河相沉積的軟弱粘性土層,這種土層含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性差且不少情況埋藏深厚在建筑物荷載作用下會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降和沉降差,而且沉降的延續(xù)時(shí)間很長(zhǎng),有可能影響建筑物的正常使用。由于其強(qiáng)度低,地基承載力和穩(wěn)定性
往往不能滿足工程要求。因此,這種地基通常需要采取處理措施,排水回結(jié)法就是處理軟弱土地基的有效方法之一。
3.土樁、灰土樁擠密法
土樁、灰土樁擠密法是利用沉管、爆擴(kuò)、沖擊或鉆孔窮擴(kuò)等方法,在地基土中擠壓成樁孔,迫使樁孔內(nèi)土體側(cè)(橫)向擠出,從而使樁周土得到加密;隨后向樁孔內(nèi)分層填人素土或灰土等廉價(jià)填料窮實(shí)成樁,樁體填料也可采用水泥土、二灰(石灰、粉煤灰)或灰渣(石灰、礦渣)等具有一定膠凝強(qiáng)度的材料。土樁、灰土樁等擠密地基由樁體和樁間擠密土組成人工復(fù)合地基,共同承擔(dān)上部荷載。土樁、灰土樁擠密法的主要特點(diǎn)是對(duì)樁間土的原位深層擠密,因此也可稱為擠密樁法或深層擠密法,適用條件:原位處理、深層擠密、就地取材和以土治土,用于處理深厚的濕陷性黃土地基和非飽和欠壓密的填土地基,可獲得顯著的技術(shù)、經(jīng)9濟(jì)與社會(huì)效益,因此在我國(guó)西北和華北等地區(qū)已廣泛應(yīng)用。
4.沉管擠密砂石樁法
沉管擠密砂石樁法是指利用振動(dòng)或沖擊沉管方式,在軟弱地基中成孔后,填入砂、礫石、碎石等材料并將其擠壓人孔中,形成較大直徑的、由砂石構(gòu)成的密實(shí)樁體的地基處理方法。主要包括砂樁(置換)法、擠密砂樁法和沉管碎石樁法等。
適用條件:砂石樁開(kāi)始時(shí)是用來(lái)處理松散砂土地基的,隨著高效能施工機(jī)具的出現(xiàn),應(yīng)用范圍已擴(kuò)大到粉土、粘性土、素填士及雜填土地基。工程實(shí)踐表明,砂石樁用于處理松散砂土和塑性指數(shù)不高的非飽和粘性土地基,其擠密或振密效果較好,不僅可以提高地基的承載力、減少地基的固結(jié)沉降,而且可以防止砂土由于振動(dòng)或地震所產(chǎn)生的液化。
5.振沖法
利用振動(dòng)和水沖加固土體的方法叫做振沖法。(1)振沖擠密法
原理:振沖密實(shí)法加固砂層的原理,簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)是一方面依靠振沖器的強(qiáng)力振動(dòng)使飽和砂層發(fā)生液化,砂顆粒重新排列,孔隙減少,另一方面依靠振沖器的水平振動(dòng)力,在加回填料情況下還通過(guò)填料使砂層擠壓加密,所以這一方法稱為振沖密實(shí)法。
適用條件:砂性土。
(2)振沖置換法
利用振沖器邊振邊沖在軟弱粘性土地基中成孔,再在孔內(nèi)分批填入碎石等堅(jiān)硬材料制成一根根樁體,樁體和原來(lái)的粘性土構(gòu)成所謂復(fù)合地基。
原理:由于樁體的壓縮模量遠(yuǎn)比軟弱土大,故而通過(guò)基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的外加壓力隨著樁、土的等量變形會(huì)逐漸集中到樁上去,從而使軟土負(fù)擔(dān)的壓力相應(yīng)減少。結(jié)果,與原地基相比,復(fù)合地基的承載力有所增高,壓縮性也有所減少。這就是應(yīng)力集中作用。
適用條件:粘性土。
6.強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法
強(qiáng)夯法在國(guó)際上稱動(dòng)力壓實(shí)法或動(dòng)力固結(jié)法,這種方法是反復(fù)將夯錘提到高處使其自由落下,給地基以沖擊和振動(dòng)能量,將地基士夯實(shí),從而提高地基的承載力,降低其壓縮性,改善地基性能。
加固非飽和土的原理:采用強(qiáng)窮法加固非飽和土是基于動(dòng)力壓密的概念,即用沖擊型動(dòng)力荷載,使土體中的孔隙體積減小,土體變得更為密實(shí),從而提高其強(qiáng)度。
加固飽和土的原理: 水平拉應(yīng)力使土體產(chǎn)生一系列的堅(jiān)向裂縫,使孔隙水從裂縫中排出,土體的滲透系數(shù)增大,加速飽和土體的固結(jié),當(dāng)土中的超孔隙水壓力很快消散,水平拉應(yīng)力小于周圍壓力時(shí),這些裂縫又復(fù)閉合土體的滲透性又減小。
飽和土的可壓縮性。
在強(qiáng)夯能量的作用下,氣體體積先壓縮,部分封閉氣泡被排出,孔隙水壓增大,隨后氣體有所膨脹,孔隙水排出,超孔隙水壓力減少。在此過(guò)程中,土中的固相體積是不變的,這樣每夯一遍液相體積就減小,氣相體積也減少,也就是說(shuō)在重錘的夯擊作用下會(huì)瞬時(shí)發(fā)生有效的壓縮變形。
飽和土的局部液化。
在夯錘反復(fù)作用下,飽和土中將引起很大的超孔隙水壓力致使土中有效應(yīng)力減小,當(dāng)土中某點(diǎn)的超孔隙水壓力等于上覆的土壓力(對(duì)于飽和粉細(xì)砂)或等于上覆土壓力加上土的粘聚力(對(duì)于粉土、粉質(zhì)粘士)時(shí),土中的有效應(yīng)力完全消失,土的抗剪強(qiáng)度降為零,士顆粒將處于懸浮狀態(tài)達(dá)到局部液化。當(dāng)液化度達(dá)到100%.土體的結(jié)耕破壞,滲透系數(shù)大大增加,處于很大水力梯度作用下的孔隙水迅速排出,加速了飽和土體的固結(jié)。
適用條件:強(qiáng)夯法適用于處理碎石士、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。經(jīng)過(guò)處理后的地基既提高了地基士的強(qiáng)度、又降低其壓縮性,同時(shí)還能改善其抗振動(dòng)液化的能力,所以這種處理方法還常用于處理可液化砂土地基等。
7.灌漿法
灌漿法的實(shí)質(zhì)是用氣壓、液壓或電化學(xué)原理,把某些能固化的漿液注入天然的和人為的裂縫或孔隙,以改善各種介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)。
(1)目的
1)防滲:降低滲透性,減少滲流量,提高抗?jié)B能力,降低孔隙壓力。2)堵漏:封填孔洞,堵截流水。
3)加固:提高巖土的力學(xué)強(qiáng)度和變形模量,恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)及垮工建筑物的整體性。
4)糾正建筑物傾斜:使已發(fā)生不均勻沉降的建筑物恢復(fù)原位或減少其傾斜度。(2)對(duì)象
1)砂、砂礫石及粉細(xì)砂。2)軟粘土、雜填士及淤泥。3)裂隙和破碎巖石。
4)巖石中的大型洞穴如巖溶洞穴等。(3)應(yīng)用范圍
1)壩基:砂基、砂礫石地基、喀斯特溶洞及斷層軟弱夾層等。2)樓基:一般地基及振動(dòng)基礎(chǔ)等,包括對(duì)已有建筑物的修補(bǔ)。3)道路基礎(chǔ):公路、鐵道和飛機(jī)場(chǎng)跑道等。
4)地下建筑:輸水隧洞、礦井巷道、地下鐵道和地下廠房等。5)其他:預(yù)填骨料灌漿、后拉錨桿灌漿及灌注樁后灌漿等。
8.高壓噴射注漿法
傳統(tǒng)的注漿方法是在漿液的壓力作用下通過(guò)對(duì)土體的劈裂、滲透、壓實(shí)達(dá)到注漿加固的目的。
適用條件
受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時(shí)間的影響較小,可廣泛適用于淤泥、軟弱粘性士、砂土甚至砂卵石等多種土質(zhì)。可以作為施工中的臨時(shí)措施,也可作為永久建筑物的地基加固,尤其是在對(duì)已有建筑物地基補(bǔ)強(qiáng)和基坑開(kāi)挖中需要對(duì)坑底或側(cè)壁加固,側(cè)壁擋水,對(duì)鄰近地鐵及舊建筑物需加以保護(hù)時(shí)這種方法能發(fā)揮其特殊作用。
加固原理
噴射注漿法加固地基通常分成兩個(gè)階段。第一階段為成孔階段,即采用普通的鉆機(jī)預(yù)成孔或者驅(qū)動(dòng)密封良好的噴射管和帶有一個(gè)或兩個(gè)橫向噴嘴的特制噴射頭進(jìn)行成孔。第二階段為噴射加固階段,即用高壓水泥漿(或其他硬化劑),以通常為15MPa 以上的壓力,通過(guò)噴射管由噴射頭上的直徑約為2mm的橫向噴嘴向土中噴射。與此同時(shí),鉆桿-邊旋轉(zhuǎn),一邊向上提升。由于高壓細(xì)噴射流有強(qiáng)大切削能力,因此噴射的水泥漿一邊切削四周土體,一邊與之?dāng)嚢杌旌希纬蓤A柱狀的水泥與土混合的加固體。
9.水泥土攪拌法
水泥土攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種成熟方法,它利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑,通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械,在地基中就地將軟土和固化劑(漿液狀或粉體狀)強(qiáng)制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。
適用范圍 : 水泥土攪拌法最適宜于加固各種成因的飽和軟粘土。正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)士、粉土、素填土、粘性土、飽和黃土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。
建(構(gòu))筑物的地基加固:如6-12層多層住宅,辦公樓,單層或多層工業(yè)廠房,水池貯罐基礎(chǔ)等;高速公路、鐵道和機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道以及高填方堤基等;大面積堆場(chǎng)地基,包括室內(nèi)和露天;形成水泥土(石灰土)支擋結(jié)構(gòu)物;形成防滲止水帷幕。
10.石灰樁法
石灰樁是指采用機(jī)械或人工方法在地基中成孔,然后灌入生石灰塊或按一定比例加入粉煤灰、爐渣、火山灰等摻合料及少量外加劑進(jìn)行振密或夯實(shí)而形成的樁體,石灰樁與經(jīng)改良的樁周土共同組成石灰樁復(fù)合地基以支承上部建筑物。
適用范圍:石灰樁法適用于加固雜填土、素填土、淤泥、淤泥質(zhì)土和粘性土地基,對(duì)素填土、淤泥、淤泥質(zhì)土的加固效果尤為顯著。有經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可用于粉土地基。加固深度從幾米到十幾米。不適用于地下水下的砂類土。
石灰樁法可用于提高軟土地基的承載力,減少沉降量,提高穩(wěn)定性,適用于以下工程: 1)深厚軟土地區(qū)七層以內(nèi)、一般軟土地區(qū)八層以內(nèi)住宅建筑物或相當(dāng)?shù)钠渌鄬庸I(yè)與民用建筑物。
2)如配合箱基、筏基,在一些情況下,也可用于12層左右的高層建筑物。3)適用于軟土地區(qū)大面積堆載場(chǎng)地及地坪加固,有經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可用于大跨度工業(yè)與民用建筑獨(dú)立性基下的軟弱地基。
4)石灰樁法也可用于設(shè)備基礎(chǔ)和高層建筑深基開(kāi)挖的支護(hù)結(jié)構(gòu)中。5)適用于公路、鐵路路基軟土加固,橋臺(tái)背后填土加固(防止“跳車”)。6)適用于危房地基加固。
11.低強(qiáng)度樁復(fù)合地基技術(shù)
豎向增強(qiáng)體是低強(qiáng)度樁的樁體復(fù)合地基稱為低強(qiáng)度樁復(fù)合地基。低強(qiáng)度樁通常指用水泥、石子及其他摻合料(如砂、粉煤灰、石灰等)加水拌和,用各種成樁機(jī)械在地基中制成的強(qiáng)度等級(jí)為C5—C25 的樁。
加固原理: 因?yàn)榈蛷?qiáng)度樁樁身具有較高的強(qiáng)度和剛度,可以全樁長(zhǎng)發(fā)揮樁的側(cè)摩阻力,將荷載傳遞給較深的土層,所以采用低強(qiáng)度樁復(fù)合地基加固地基可以較大幅度地提高地基承載力,減小沉降。當(dāng)天然地基承載力較低而上部荷載又較大時(shí),采用散體材料樁復(fù)合地基和柔性樁復(fù)合地基一般難以滿足設(shè)計(jì)要求,而采用低強(qiáng)度樁復(fù)合地基就比較容易滿
足設(shè)計(jì)要求。如果在設(shè)置低強(qiáng)度樁施工時(shí)對(duì)樁間土有擠密效用,則采用低強(qiáng)度樁復(fù)合地基加固,地基承載力提高幅度更大。
適用范圍: 采用低強(qiáng)度樁復(fù)合地基加固可有效提高地基承載力,減小地基沉降。低強(qiáng)度樁復(fù)合地基適用性較好,只要能進(jìn)行低強(qiáng)度樁施工的軟弱地基均可以采用低強(qiáng)度樁復(fù)合地基加固。低強(qiáng)度樁復(fù)合地基常用加固粘性土、粉土、人工填土、淤泥質(zhì)粘土和黃土等地基。近年來(lái),低強(qiáng)度樁復(fù)合地基己廣泛應(yīng)用于一般民用住宅、高層建筑、堆場(chǎng)以及道路工程等地基加固處理中,具有良好的發(fā)展前景。
第三篇:常用地基處理方法
換土墊層法
1機(jī)械碾壓法: 挖除淺層軟弱圖或不良土,分層碾壓或夯實(shí)土,按回填的材料可分為砂(石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等.它可提高持力層的承載力,減小沉降量,消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性,防止土的凍脹作用及改善土的抗液化性
常用于基坑面積寬大開(kāi)挖土方量較大的回填土方工程適用于處理淺層非飽和和軟弱地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基、素填土和雜填土地基
簡(jiǎn)易可行,但僅限于淺層處理,一般不大于3m,對(duì)濕陷性黃土地基不大于5m;如遇地下水,對(duì)于重要工程,需有附加降低地下水位的措施;干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等; 它可提高持力層的承載力,減小沉降量,消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性,防止土的凍脹作用及改善土的抗液化性 重錘夯實(shí)法 : 適用于地下水位以上稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土以及分層填土地基
3.平板振動(dòng)法
適用于處理非飽和無(wú)粘性土或粘粒含量少和透水性好的雜填土地基
4.強(qiáng)夯擠淤法: 采用邊強(qiáng)夯、邊填碎石、邊擠淤的方法,在地基中形成碎石墩體
它可提高地基承載力和減小沉降
適用于厚度較小的淤泥和淤泥質(zhì)土地基。應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)才能確定其適用性
5.爆破法
由于振動(dòng)而使土體產(chǎn)生液化和變形,從而達(dá)到較大密實(shí)度,用以提高地基承載力和減小沉降
適用于飽和凈砂,非飽和但經(jīng)常灌水飽和的砂、粉土和濕陷性黃土
深 層 密 實(shí) 法
1.強(qiáng)夯法
利用強(qiáng)大的夯擊能,迫使深層土液化和動(dòng)力固結(jié),使土體密實(shí),用以提高地基承載力,減小沉降,消除土的濕陷性、脹縮性和液化性強(qiáng)夯置換是指將厚度小于8m的軟弱土層,邊夯邊填碎石,形成深度為3~6m,直徑為2m左右的碎石柱體,與周圍土體形成復(fù)合基礎(chǔ)
適用于碎石土、砂土、素填土、雜填土、低飽和度的粉土和粘性土、和濕陷性黃土
強(qiáng)夯置換適用于軟弱土
施工速度快,施工質(zhì)量容易保證、經(jīng)處理后土性質(zhì)較為均勻,造價(jià)經(jīng)濟(jì),適用于處理大面積場(chǎng)地施工時(shí)對(duì)周圍有很大振動(dòng)和噪音,不宜在鬧市區(qū)施工需要有一套強(qiáng)夯設(shè)備(重錘、起重機(jī))2.擠密法
(碎石、砂石樁擠密法)(土、灰土、二灰樁擠密法)(石灰樁擠密法)利用擠密或振動(dòng)使深層土密實(shí),并在振動(dòng)或擠密過(guò)程中,回填砂、礫石、碎石、土、灰土、二灰或石灰等,形成砂樁、碎石樁、土樁、灰土樁、二灰樁或石灰樁,與樁間土一起組成復(fù)合基礎(chǔ),從而提高地基承載力,減小沉降,消除或部分消除土的濕陷性或液化性
砂(砂石)樁擠密法、振動(dòng)水沖法、干振碎石樁法,一般適用于雜填土和松散砂土,對(duì)于軟土地基經(jīng)試驗(yàn)證明加固有效時(shí)方可使用土樁、灰土樁、二灰樁擠密法一般適用于地下水位以上深度為5~10m的濕陷性黃土和人工填土石灰樁適用于軟弱粘性土和雜填土
經(jīng)振沖處理后地基土較為均勻,施工速度快,施工質(zhì)量容易保證、經(jīng)處理后土性質(zhì)較為均勻,造價(jià)經(jīng)濟(jì),適
排水固結(jié)法
堆載預(yù)壓法真空預(yù)壓法降水預(yù)壓法電滲排水法
通過(guò)布置垂直排水井,改善地基的排水條件,及采取加壓、抽氣、抽水和電滲等措施,以加速地基土的固結(jié)和強(qiáng)度增長(zhǎng),提高地基土的穩(wěn)定性,并使沉降提前完成適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖積土地基,但對(duì)于厚的泥炭層要慎重對(duì)待
需要有預(yù)壓的時(shí)間和荷載條件,及土石方搬運(yùn)機(jī)械
對(duì)于真空預(yù)壓,預(yù)壓壓力達(dá)80Kpa不夠時(shí),可同時(shí)加上土石方堆載,真空泵需長(zhǎng)時(shí)間抽氣,耗電較大
降水預(yù)壓法無(wú)需堆載,效果取決于降低水位的深度,需長(zhǎng)時(shí)間抽
水,耗電較大
加筋法
加筋土、土錨、土釘、錨定板
在人工填土的路堤或擋墻內(nèi)鋪設(shè)土工合成材料、鋼帶、鋼條、尼龍繩或玻璃纖維作為拉筋,或在軟弱土層上設(shè)置樹(shù)根樁或碎石樁等,使這種人工復(fù)合土體,可承受抗拉、抗壓、抗剪和抗彎作用,用以提高地基承載力,減小沉降和增加地基穩(wěn)定性
加筋土適用于人工填土的路堤和擋墻結(jié)構(gòu)。土錨、土釘、錨定板適用于土坡穩(wěn)定
土工合成材料
適用于砂土、粘性土和軟土
樹(shù)根樁
適用于各類土,可用于穩(wěn)定土坡支擋結(jié)構(gòu),或用于對(duì)經(jīng)試驗(yàn)證明施工有效時(shí)方可采用
砂樁、砂石樁、碎石樁
適用于粘性土、疏松砂性土、人工填土。對(duì)于軟土,經(jīng)試驗(yàn)證明施工有效時(shí)方可采用
熱學(xué)法
1.熱加固法
熱加固法是通過(guò)滲入壓縮的熱空氣和燃燒物,并依靠熱傳導(dǎo),而將細(xì)顆粒土加熱到適當(dāng)溫度(在100℃以上),則土的強(qiáng)度就會(huì)增加,壓縮性隨之降低
適用于非飽和粘性土、粉土和濕陷性黃土
2.凍結(jié)法
采用液態(tài)氮或二氧化碳膨脹的方法,或采用普通的機(jī)械制冷設(shè)備與一個(gè)封閉式液壓系統(tǒng)相連接,而使冷卻液在內(nèi)流動(dòng),從而使軟而濕的土進(jìn)行凍結(jié),以提高土的強(qiáng)度和降低土的壓縮性
適用于各類土,特別在軟土地質(zhì)條件,開(kāi)挖深度大于7-8m,以及低于地下水位的情況下是一種普遍而有效的施工措施
膠結(jié)法
1.注漿法(或灌漿法)通過(guò)注入水泥漿液或化學(xué)漿液的措施,使土粒膠結(jié),用以提高地基承載力,減小沉降,增加穩(wěn)定性,防止?jié)B漏
適用于處理巖基、砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土層,也可加固暗浜和使用托換工程中
2.高壓噴射注漿法: 將帶有特殊噴嘴的注漿管,通過(guò)鉆孔置入到處理土層的預(yù)定深度,然后將漿液(常用水泥漿)以高壓沖切土體。在噴射漿液的同時(shí),以一定的速度旋轉(zhuǎn)提升,即形成水泥土圓柱體;若噴嘴提升而不旋轉(zhuǎn),則形成墻狀固結(jié)體.加固后可用以提高地基承載力,減小沉降,防止砂土液化、管涌和基坑隆起,建成防滲帷幕
適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)粘土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土等地基。當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、堅(jiān)硬粘性土、大量植物根系或有過(guò)多的有機(jī)質(zhì)時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度 對(duì)既有建筑物可進(jìn)行托換工程
施工時(shí)水泥漿冒出地面流失量較大,對(duì)流失的水泥漿應(yīng)設(shè)法予以利用
3.水泥土攪拌法: 水泥土攪拌法施工時(shí)分濕法(亦稱深層攪拌法)和干法(亦稱粉體噴射攪拌法)兩種
濕法是利用深層攪拌機(jī),將水泥漿和地基土在原位拌和;干法是利用噴粉機(jī),將水泥粉或石灰粉與地基土在原位拌和。攪拌后形成柱狀水泥土體,可提高地基承載力,減少沉降,增加穩(wěn)定性和防止?jié)B漏、建成防水帷幕
適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)粘土、粉土和含水量較高,且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120Kpa的粘性土地基
當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí),宜通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定其適用性
經(jīng)濟(jì)效益顯著,目前已成為我國(guó)軟土地基上建造6-7層建筑物最為經(jīng)濟(jì)的處理方法之一 不能用于含石塊的雜填土
當(dāng)天然地基不能滿足上程建設(shè)要求時(shí),就必須采取一定的措施。常用的措施有:重新考慮基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案,選擇合適的基礎(chǔ)類型;調(diào)整上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案;對(duì)地基進(jìn)行處理加固。一般而言,地基問(wèn)題可歸結(jié)為以下幾個(gè)方面:
1.承載力及穩(wěn)定性。地基承載力較低,不能承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載,導(dǎo)致地基失穩(wěn),出現(xiàn)局部或整體剪切破壞,或沖剪破壞。
2.沉降變形。高壓縮性地基可能導(dǎo)致建筑物發(fā)生過(guò)大的沉降量,使其失去使用效能;地基不均勻或荷載不均勻?qū)е碌鼗两挡痪鶆颍菇ㄖ飪A斜、開(kāi)裂、局部破壞,失去使用效能甚至整體破壞。
3.動(dòng)荷載下的地基液化、失穩(wěn)和震陷。飽和無(wú)黏性土地基具有振動(dòng)液化的特性。在地震、機(jī)器振動(dòng)、爆炸沖擊、波浪作用等動(dòng)荷載作用下,地基可能因液化、震陷導(dǎo)致地基初始破壞;軟黏土在振動(dòng)作用下,產(chǎn)生震陷。
4.滲透破壞。土具有滲透性,當(dāng)?shù)鼗谐霈F(xiàn)滲流時(shí),將可能導(dǎo)致流土(流砂)和管涌(潛蝕)現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)能使地墓失穩(wěn)、崩潰。
存在上述問(wèn)題的地基,稱為不良地基或軟弱地基。合適的地基處理方法能夠使這些問(wèn)題得到解決或較好地解決。換句話說(shuō),地基處理的目的就是選擇合理的地基處理方法,對(duì)不能滿足直接使用的天然地基進(jìn)行有針對(duì)性地處理,以解決不良地基所存在的承載力、變形及穩(wěn)定、液化及滲透問(wèn)題,從而滿足工程建設(shè)的要求。
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(jìn)壓實(shí)或夯實(shí),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(diǎn):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(yīng)分層夯實(shí)。
(2)振沖置換法
利用專門的振沖機(jī)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(fù)合地基,達(dá)到提高地基承載力減小壓縮性的目的。
施工注意事項(xiàng):碎石樁的承載力和沉降量很大程度取決于原地基土對(duì)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(qiáng)度很低的軟粘土地基時(shí)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(kāi),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(fù)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(dāng)超靜孔隙水壓力消散后土體強(qiáng)度也有相應(yīng)的提高。
施工注意事項(xiàng):當(dāng)填料為透水性好的砂及碎石料時(shí),是良好的豎向排水通道。
二、預(yù)壓法
(1)堆載預(yù)壓法
在建造建筑物之前,用臨時(shí)堆載(砂石料、土料、其他建筑材料、貨物等)的方法對(duì)地基施加荷載,給予一定的預(yù)壓期。使地基預(yù)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(diǎn):
a、預(yù)壓荷載一般宜取等于或大于設(shè)計(jì)荷載;
b、大面積堆載可采用自卸汽車與推土機(jī)聯(lián)合作業(yè),對(duì)超軟土地基的第一級(jí)堆載用輕型機(jī)械或人工作業(yè);
c、堆載的頂面寬度應(yīng)小于建筑物的底面寬度,底面應(yīng)適當(dāng)放大;
d、作用于地基上的荷載不得超過(guò)地基的極限荷載。
(2)真空預(yù)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(duì)砂墊層抽氣,使薄膜下的地基形成負(fù)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(dá)到縮短排水距離的目的。
施工要點(diǎn):
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2-3層的聚氯乙烯薄膜,按先后順序同時(shí)鋪設(shè)。面積大時(shí)宜分區(qū)預(yù)壓;做好真空度、地面沉降量,深層沉降、水平位移等觀測(cè);預(yù)壓結(jié)束后,應(yīng)清除砂槽和腐植土層。應(yīng)注意對(duì)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(yīng)力,使有效應(yīng)力增加,從而使地基得到預(yù)壓。這實(shí)際上是通過(guò)降低地下水位,靠地基土自重來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)壓目的。
施工要點(diǎn):一般采用輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)或深井井點(diǎn);當(dāng)土層為飽和粘土、粉土、淤泥和淤泥質(zhì)粘性土?xí)r,此時(shí)宜輔以電極相結(jié)合。
(4)電滲法
在地基中插入金屬電極并通以直流電,在直流電場(chǎng)作用下,土中水將從陽(yáng)極流向陰極形成電滲。不讓水在陽(yáng)極補(bǔ)充而從陰極的井點(diǎn)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(qiáng)度提高。電滲法還可以配合堆載預(yù)壓用于加速飽和粘性土地基的固結(jié)。
三、壓實(shí)與夯實(shí)法
1、表層壓實(shí)法
采用人工夯,低能夯實(shí)機(jī)械、碾壓或振動(dòng)碾壓機(jī)械對(duì)比較疏松的表層土進(jìn)行壓實(shí)。也可對(duì)分層填筑土進(jìn)行壓實(shí)。當(dāng)表層土含水量較高時(shí)或填筑土層含水量較高時(shí)可分層鋪墊石灰、水泥進(jìn)行壓實(shí),使土體得到加固。
2、重錘夯實(shí)法
重錘夯實(shí)就是利用重錘自由下落所產(chǎn)生的較大夯擊能來(lái)夯實(shí)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(diǎn):施工前應(yīng)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(yīng)的夯擊遍數(shù)和總下沉量;夯實(shí)前槽、坑底面的標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高;夯實(shí)時(shí)地基土的含水量應(yīng)控制在最優(yōu)含水量范圍內(nèi);大面積夯時(shí)應(yīng)按順序;基底標(biāo)高不同時(shí)應(yīng)先深后淺;冬季施工時(shí),對(duì)土已凍結(jié)時(shí),應(yīng)將凍土層挖去或通過(guò)燒熱法將土層融解;結(jié)束后,應(yīng)及時(shí)將夯松的表土清除或?qū)⒏⊥猎诮咏?m的落距夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
3、強(qiáng)夯
強(qiáng)夯是強(qiáng)力夯實(shí)的簡(jiǎn)稱。將很重的錘從高處自由下落,對(duì)地基施加很高的沖擊能,反復(fù)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?shí),從而能較大限度提高地基強(qiáng)度和降低壓縮性。
其施工工藝流程:
1)平整場(chǎng)地;
2)鋪級(jí)配碎石墊層;
3)強(qiáng)夯置換設(shè)置碎石墩; 4)平整并填級(jí)配碎石墊層; 5)滿夯一遍
6)找平,并鋪土工布;
7)回填風(fēng)化石渣墊層,用振動(dòng)碾碾壓八遍。
一般在大型強(qiáng)夯施土前,都應(yīng)選擇面積不大于400m2的場(chǎng)地進(jìn)行典型試驗(yàn),以便取得數(shù)據(jù),指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。
四、擠密法
1、振沖密實(shí)法
利用專門的振沖器械產(chǎn)生的重復(fù)水平振動(dòng)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(shì)能位置轉(zhuǎn)移,這樣土體由松變密。
施工工藝:
(1)平整施工場(chǎng)地,布置樁位;
(2)施工車就位,振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位;
(3)啟動(dòng)振沖器,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(guò)各深度的電流值和時(shí)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(jìn)行振實(shí)并擴(kuò)大樁徑。重復(fù)這一步驟直至該深度電流達(dá)到規(guī)定的密實(shí)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(gè)樁體振動(dòng)施工,再將振沖器及機(jī)具移至另一樁位。
(6)在制樁過(guò)程中,各段樁體均應(yīng)符合密實(shí)電流、填料量和留振時(shí)間等三方面的要求,基本參數(shù)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)制樁試驗(yàn)確定。
(7)施工場(chǎng)地應(yīng)預(yù)先開(kāi)設(shè)排泥水溝系,將制樁過(guò)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(yù)先安排的存放地點(diǎn),沉淀池上部比較清的水可重復(fù)使用。
(8)最后應(yīng)挖去樁頂部lm厚的樁體,或用碾壓、強(qiáng)夯(遍夯)等方法壓實(shí)、夯實(shí),鋪設(shè)并壓實(shí)墊層。
2、沉管砂石樁(碎石樁、灰土樁、OG樁、低標(biāo)號(hào)樁等)
利用沉管制樁機(jī)械在地基中錘擊、振動(dòng)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(dòng))沉管形成密實(shí)樁體,與原地基組成復(fù)合地基。
3、夯擊碎石樁(塊石墩)
利用重錘夯擊或者強(qiáng)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(fù)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(guò)管路從噴射孔噴出,直接切割破壞土體的同時(shí)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(fù)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(yīng)用特制的深層攪拌機(jī)械將固化劑送人地基土中與土強(qiáng)制攪拌,形成水泥(石灰)土的樁(柱)體,與原地基組成復(fù)合地基。水泥土樁(柱)的物理力學(xué)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(xué)反應(yīng)。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(fù)合地基強(qiáng)度和壓縮性的主要因素。
施工工藝:①定位②漿液配制 ③送漿④鉆進(jìn)噴漿攪拌⑤提升攪拌噴漿 ⑥重復(fù)鉆進(jìn)噴漿攪拌⑦重復(fù)提升攪拌⑧當(dāng)攪拌軸鉆進(jìn)、提升速度為0.65-1.Om/min時(shí),應(yīng)重復(fù)攪拌一次。⑨成樁完畢,清理攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口,樁機(jī)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(qiáng)或保護(hù)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(fù)合型土工合成材料等類型。
(2)土釘墻技術(shù)
土釘一般是通過(guò)鉆孔、插筋、注漿來(lái)設(shè)置,但也有通過(guò)直接打人較粗的鋼筋和型鋼、鋼管形成土釘。土釘沿通長(zhǎng)與周圍土體接觸,依靠接觸界面上的粘結(jié)摩阻力,與其周圍土體形成復(fù)合土體,土釘在土體發(fā)生變形的條件下被動(dòng)受力。并主要通過(guò)其受剪工作對(duì)土體進(jìn)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(hù)和邊坡加固。
(3)加筋土
加筋土是將抗拉能力很強(qiáng)的拉筋埋置于土層中,利用土顆粒位移與拉筋產(chǎn)生的摩擦力使土與加筋材料形成整體,減少整體變形和增強(qiáng)整體穩(wěn)定。拉筋是一種水平向增強(qiáng)體。一般使用抗拉能力強(qiáng)、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
是利用氣壓、液壓或電化學(xué)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(xué)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(xué)灌漿。灌漿法在水利、建筑、道橋及各種工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
八、常見(jiàn)不良地基土及其特點(diǎn)
1.軟粘土
軟粘土也稱軟土,是軟弱粘性土的簡(jiǎn)稱。它形成于第四紀(jì)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(jiàn)的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質(zhì)土。軟土的物理力學(xué)性質(zhì)包括如下幾個(gè)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(jī)質(zhì),含水量較高、一般大于40%,而淤泥也有大于80%的情況。孔隙比一般為1.0-2.0,其中孔隙比為1.0~1.5稱為淤泥質(zhì)粘土,孔隙比大于1.5時(shí)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(xué)性質(zhì)也就呈現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的特點(diǎn)---低強(qiáng)度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度。
(2)力學(xué)性質(zhì)
軟粘土的強(qiáng)度極低,不排水強(qiáng)度通常僅為5~30kPa,表現(xiàn)為承載力基本值很低,一般不超過(guò)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(biāo)。
軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數(shù)大于0.5MPa-1,最大可達(dá)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(diǎn),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(yīng)力增長(zhǎng)緩慢,從而沉降穩(wěn)定慢,地基強(qiáng)度增長(zhǎng)也十分緩慢。這一特點(diǎn)是嚴(yán)重制約地基處理方法和處理效果的重要方面。
(3)工程特性
軟粘土地基承載力低,強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢;加荷后易變形且不均勻;變形速率大且穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng);具有滲透性小、觸變性及流變性大的特點(diǎn)。常用的地基處理方法有預(yù)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(dòng)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(shí)間堆放的垃圾土很難用統(tǒng)一的強(qiáng)度指標(biāo)、壓縮指標(biāo)、滲透性指標(biāo)加以描述。
雜填土的主要特點(diǎn)是無(wú)規(guī)劃堆積、成分復(fù)雜、性質(zhì)各異、厚薄不均、規(guī)律性差。因而同一場(chǎng)地表現(xiàn)為壓縮性和強(qiáng)度的明顯差異,極易造成不均勻沉降,通常都需要進(jìn)行地基處理。
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(lái)多用于沿海灘涂開(kāi)發(fā)及河漫灘造地。西北地區(qū)常見(jiàn)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(diǎn)。
(1)顆粒沉積分選性明顯,在入泥口附近,粗顆粒較先沉積,遠(yuǎn)離入泥口處,所沉積的顆粒變細(xì);同時(shí)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(dòng)狀態(tài)。停止沖填后,表面自然蒸發(fā)后常呈龜裂狀,含水量明顯降低,但下部沖填土當(dāng)排水條件較差時(shí)仍呈流動(dòng)狀態(tài),沖填土顆粒愈細(xì),這種現(xiàn)象愈明顯。
(3)沖填土地基早期強(qiáng)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(shí)間的增長(zhǎng)逐漸達(dá)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(shí)間。
4,飽和松散砂土
粉砂或細(xì)砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強(qiáng)度。但是當(dāng)振動(dòng)荷載(地震、機(jī)械振動(dòng)等)作用時(shí),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?yàn)橥令w粒松散排列并在外部動(dòng)力作用下使顆粒的位置產(chǎn)生錯(cuò)位,以達(dá)到新的平衡,瞬間產(chǎn)生較高的超靜孔隙水壓力,有效應(yīng)力迅速降低。對(duì)這種地基進(jìn)行處理的月的就是使它變得較為密實(shí),消除在動(dòng)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(yīng)力作用下,或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)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(guó)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(shuō)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(jìn)行工程建設(shè)時(shí),必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對(duì)工程可能造成的危害,選擇適宜的地基處理方法,避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危
害
6.膨脹土
膨脹土的礦物成分圭要是蒙脫石,它具有很強(qiáng)的親水性,吸水時(shí)體積膨脹,失水時(shí)體積收縮。這種脹縮變形肚往很大,極易對(duì)建筑物造成損壞。膨脹土在我國(guó)的分布范圍很廣,如廣西、云南、河南、湖北、四川、陜西、河北、安徽、江蘇等地均有不同范圍的分布。膨脹土是特殊土的一種,常用的地基處理方法有換土、土性改良、預(yù)浸水,以及防止地基土含水量變化等工程措施。
7.含有機(jī)質(zhì)土和泥炭土
當(dāng)土中含有不同的有機(jī)質(zhì)時(shí),將形成不同的有機(jī)質(zhì)土,在有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)一定含量時(shí)就形成泥炭土,它具有不同的工程特性,有機(jī)質(zhì)的含量越高,對(duì)土質(zhì)的影響越大,主要表現(xiàn)為強(qiáng)度低、壓縮性大,并且對(duì)不同工程材料的摻入有不同影響等,對(duì)直接工程建設(shè)或地基處理構(gòu)成不利的影響。
8.山區(qū)地基土
山區(qū)地基土的地質(zhì)條件較為復(fù)雜,主要表現(xiàn)在地基的不均勻性和場(chǎng)地穩(wěn)定性兩個(gè)方面。由于自然環(huán)境和地基土的生成條件影響,場(chǎng)地中可能存在大孤石,場(chǎng)地環(huán)境也可能存在滑坡、泥石流、邊坡崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。它們會(huì)給建筑物造成直接的或潛在的威脅。在山區(qū)地基建造建筑物時(shí)要特別注意場(chǎng)地環(huán)境因素及不良地質(zhì)現(xiàn)象,必要時(shí)對(duì)地基進(jìn)行處理。
9.巖溶(喀斯特)
在巖溶(喀斯特)地區(qū)常存在溶洞或土洞、溶溝、溶隙、洼地等。地下水的沖蝕或潛蝕使其形成和發(fā)展,它們對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響很大,易于出現(xiàn)地基不均勻變形、崩塌和陷落。因此在修建結(jié)構(gòu)物之前,必須進(jìn)行必要的處理
123456 常用的地基處理方法有:換填墊層法、強(qiáng)夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預(yù)壓法、夯實(shí)水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴(kuò)樁法、單液硅化法和堿液法等。換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結(jié),防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對(duì)變形控制不嚴(yán)的工程,在設(shè)計(jì)前必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法主要用來(lái)提高土的強(qiáng)度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動(dòng)液化能力和消除土的濕陷性。對(duì)飽和粘性土宜結(jié)合堆載預(yù)壓法和垂直排水法使用。砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。對(duì)飽和粘土地基上變形控制不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理,使砂石樁與軟粘土構(gòu)成復(fù)合地基,加速軟土的排水固結(jié),提高地基承載力。振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對(duì)于處理不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kPa的粘性土和飽和黃土地基,應(yīng)在施工前通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。不加填料振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來(lái)提高地基承載力,減少地基
沉降量,還可用來(lái)提高土坡的抗滑穩(wěn)定性或提高土體的抗剪強(qiáng)度。水泥土攪拌法分為漿液深層攪拌法(簡(jiǎn)稱濕法)和粉體噴攪法(簡(jiǎn)稱干法)。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數(shù)大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機(jī)質(zhì)含量較高的地基。若需采用時(shí)必須通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。當(dāng)?shù)鼗奶烊缓啃∮?0%(黃土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用于法。連續(xù)搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕,受其攪拌能力的限制,該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應(yīng)用有一定難度。高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當(dāng)?shù)鼗泻休^多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機(jī)質(zhì)時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性。對(duì)地下水流速度過(guò)大、噴射漿液無(wú)法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前最大處理深度已超過(guò)30m。預(yù)壓法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和粘性土地基。按預(yù)壓方法分為堆載預(yù)壓法及真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當(dāng)軟土層厚度小于4m時(shí),可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理,當(dāng)軟土層厚度超過(guò)4m時(shí),應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對(duì)真空預(yù)壓工程,必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。預(yù)壓法主要用來(lái)解決地基的沉降及穩(wěn)定問(wèn)題。夯實(shí)水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價(jià)低、施工文明、造價(jià)容易控制,目前在北京、河北等地的舊城區(qū)危改小區(qū)工程中得到不少成功的應(yīng)用。水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。基礎(chǔ)和樁頂之間需設(shè)置一定厚度的褥墊層,保證樁、土共同承擔(dān)荷載形成復(fù)合地基。該法適用于條基、獨(dú)立基礎(chǔ)、箱基、筏基,可用來(lái)提高地基承載力和減少變形。對(duì)可液化地基,可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復(fù)合地基,達(dá)到消除地基土的液化和提高承載力的目的。石灰樁法適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時(shí),可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強(qiáng)度。該法不適用于地下水下的砂類土。灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,可處理的深度為5~15m。當(dāng)用來(lái)消除地基土的濕陷性時(shí),宜采用土擠密樁法;當(dāng)用來(lái)提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)定性時(shí),宜采用灰土擠密樁法;當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時(shí),不宜采用這種方法。灰土擠密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同,土擠密樁法地基的承載力和水穩(wěn)定性不及灰土擠密樁法。柱錘沖擴(kuò)樁法適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基,對(duì)地下水位以下的飽和松軟土層,應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。地基處理深度不宜超過(guò)6m。單液硅化法和堿液法適用于處理地下水位以上滲透系數(shù)為0.1~2m/d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場(chǎng)地,對(duì)Ⅱ級(jí)濕陷性地基,應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定堿液法的適用性。
14在確定地基處理方案時(shí),宜選取不同的多種方法進(jìn)行比選。對(duì)復(fù)合地基而言,方案選擇
是針對(duì)不同土性、設(shè)計(jì)要求的承載力提高幅質(zhì)、選取適宜的成樁工藝和增強(qiáng)體材料。
第四篇:地基處理方法總結(jié)
地基處理方法總結(jié)
一.強(qiáng)夯法
1.強(qiáng)夯法的簡(jiǎn)單描述
強(qiáng)夯法是一種利用重錘(一般100--600kN),在6--40m高處自由落下,對(duì)較厚的松軟土層進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的方法。它也稱動(dòng)力固結(jié)法 2.強(qiáng)夯法的發(fā)展歷史
強(qiáng)夯法起源于法國(guó),是法國(guó)Menard技術(shù)公司于首創(chuàng)的一種地基加固方法,它通過(guò)一般8~30t的重錘(最重可達(dá)200t)和8~20m的落距(最高可達(dá)40m),對(duì)地基土施加很大的沖擊能,提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件等。1969年首先用于法國(guó)戛納附近芒德利厄海邊20來(lái)幢八層樓居住建筑的地基加固工程,之后在國(guó)外迅速得到推廣應(yīng)用。我國(guó)于1978年首次由交通部一航局科研所及其協(xié)作單位在天津塘沽新港三號(hào)公路進(jìn)行了強(qiáng)夯法試驗(yàn)研究,并獲得成功。自引進(jìn)到80年代初,約8年。本階段工程應(yīng)用強(qiáng)夯能級(jí)比較小,一般僅為1000kN*m,處理深度5m左右,以處理淺層人工填土為主。80年代初到90年代初。本階段興建國(guó)家重點(diǎn)工程山西化肥廠,為了消除黃土地基的濕陷性,國(guó)家化工部組織開(kāi)發(fā)了6250kN*m能級(jí)強(qiáng)夯,使有效處理深度提高到了10m左右。90年代初到2002年,本階段以興建國(guó)家重點(diǎn)工程三門峽火力發(fā)電廠為契機(jī),成功開(kāi)發(fā)了8000kN*m能級(jí)強(qiáng)夯,使強(qiáng)夯消除黃土濕陷性的深度達(dá)到15m。2002年底至今,強(qiáng)夯工程最高應(yīng)用能級(jí)已經(jīng)達(dá)到10000kN*m。為了更進(jìn)一步擴(kuò)大強(qiáng)夯的應(yīng)用范圍,在強(qiáng)夯技術(shù)的基礎(chǔ)上,還形成了強(qiáng)夯置換和柱錘沖擴(kuò)等新技術(shù)。目前,國(guó)內(nèi)所用的單擊能為50-8000kn.m,多數(shù)應(yīng)用100-200kN.m。3.強(qiáng)夯法的加固機(jī)理
強(qiáng)夯法利用重夯錘,高落距產(chǎn)生的高夯擊能給地基一沖擊力,在地基中長(zhǎng)生沖擊波,振密,擠密地基土體。當(dāng)夯擊時(shí),夯錘對(duì)地基淺部土體進(jìn)行沖切,土體結(jié)構(gòu)破壞,形成夯坑,并對(duì)夯坑周圍的土體進(jìn)行動(dòng)力擠壓,夯坑四周地表可能產(chǎn)生隆起。
多孔隙、粗顆粒、非飽和土多采用動(dòng)力加固,動(dòng)力加固的主要機(jī)理是沖擊型動(dòng)力荷載使土體中的孔隙減小,土體變得密實(shí),從而提高地基土強(qiáng)度。
細(xì)顆粒飽和土多采用動(dòng)力固結(jié),動(dòng)力固結(jié)的主要機(jī)理是巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波,破壞了土體原有的結(jié)構(gòu),使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)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(jié)。由于軟土的觸變性,強(qiáng)度得到提高。
淤泥質(zhì)土地基多采用動(dòng)力置換,其加固機(jī)理是通過(guò)墊層將上部荷載擴(kuò)散傳遞到墊層下臥層地基中或通過(guò)在設(shè)置樁體過(guò)程中對(duì)樁間土進(jìn)行擠密,形成擠密砂石樁復(fù)合地基,已達(dá)到地基承載力,減小沉降的目的。
對(duì)非飽和土地基,強(qiáng)夯沖擊力對(duì)地基土的壓密過(guò)程基本上同實(shí)驗(yàn)室中的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)相同,擠密振密效果明顯。
對(duì)飽和無(wú)粘性土地基,在沖擊力作用下,土體可能會(huì)產(chǎn)生液化,其壓密過(guò)程同爆破和振動(dòng)密實(shí)的過(guò)程類似,擠密,振密效果也是明顯的。
對(duì)飽和粘性土地基,在錘擊作用下,在夯擊點(diǎn)附近地基土體結(jié)構(gòu)破壞,產(chǎn)生觸變,在一定范圍內(nèi)的地基土體將產(chǎn)生超孔壓,并且逐漸消散,地基土固結(jié),孔隙比減小,強(qiáng)度提高。4.強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)
1)設(shè)計(jì)
(1)強(qiáng)夯加固地基的有效加固深度和單擊夯擊能的確定
強(qiáng)夯法加固地基能達(dá)到的有效深度直接影響采用強(qiáng)夯法解雇地基的加固效果。強(qiáng)夯法有效加固深度主要取決于單擊夯擊能和圖的工程性質(zhì)。單擊夯擊能的確定主要與錘重和落距有關(guān),也與地基土性質(zhì)和夯錘底面積等有關(guān)。加固深度可以通過(guò)試驗(yàn)確定,也可以通過(guò)修正Menard公式估算:H?KWh10
W----錘重,kN: h----落距,m;K----修正系數(shù),一般為0.34-0.8(2)夯錘和落距地選用 夯擊能確定后,課根據(jù)要求的單擊夯擊能和施工設(shè)備條件確定夯錘重量和落距。夯錘重量確定后還需確定夯錘尺寸以及選用強(qiáng)夯自動(dòng)脫鉤裝置。夯錘底面積大小取值與夯錘的重量和地基土體的性質(zhì)有關(guān),通常取決于表層土質(zhì),對(duì)砂性土地基一般采用2--4m2,對(duì)粘性土地基一般采用3--6.(3)夯擊范圍和夯擊點(diǎn)布置
強(qiáng)夯法處理地基時(shí),強(qiáng)夯加固的范圍應(yīng)大于建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)范圍。通常要求強(qiáng)夯加固范圍每邊超出基礎(chǔ)外緣一定的寬度。超出范圍寬度為設(shè)計(jì)強(qiáng)夯加固深度的1/3--1/2,并不小于3m。
夯擊點(diǎn)布置一般可采用三角形或正方形布置。第一遍夯擊點(diǎn)間距可取5--9m,以后每遍夯擊點(diǎn)間距可以與第一遍相同,也可以適當(dāng)減小。對(duì)加固深度要求較深或采用的單擊夯擊能較大的工程,所選用的第一遍夯擊點(diǎn)間距可是當(dāng)增大。
(4)夯擊數(shù)和夯擊遍數(shù)
每遍每夯點(diǎn)夯擊數(shù)可通過(guò)試驗(yàn)確定。一般以最后二擊的平均夯沉量小于某一數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)。
夯擊遍數(shù)英視現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和工程要求確定,也與每遍每夯擊點(diǎn)夯擊數(shù)有關(guān).夯擊遍數(shù)一般采用2--3遍,最后再以低能量對(duì)整個(gè)加固場(chǎng)地滿夯1--2遍.(5)間歇時(shí)間
間歇時(shí)間是指兩遍夯擊之間的時(shí)間間隔.時(shí)間間隔大小取決于地基土體中超孔隙水壓力消散的快慢.對(duì)滲透性好的地基,強(qiáng)夯在低級(jí)中形成的超孔隙水壓力消散很快,夯完一遍,第二遍可連續(xù)夯擊,不需間歇時(shí)間.若地基土滲透性較差,強(qiáng)夯在地基土體中形成的超孔隙水壓力消散很慢,二遍夯擊之間需間歇時(shí)間要長(zhǎng),粘性土地基夯完一遍一遍需間歇3--4星期才能進(jìn)行下一遍夯擊。
(6)墊層設(shè)計(jì)
強(qiáng)夯前一般需要鋪設(shè)墊層,使地基具有一層較硬的表層能支承較重的強(qiáng)夯起重設(shè)備,并便于強(qiáng)夯夯擊能的擴(kuò)散,同時(shí)也可以加大地下水位和地表的距離,有利于強(qiáng)夯施工。對(duì)場(chǎng)地地下水位在-2m深度以下的砂礫石層,無(wú)需鋪設(shè)墊層可直接進(jìn)行強(qiáng)夯;對(duì)地下水位較高的飽和粘性土地基與易于液化流動(dòng)的飽和砂土地基,都需要鋪設(shè)墊層才能進(jìn)行強(qiáng)夯施工,否則,地基土體會(huì)發(fā)生流動(dòng).鋪設(shè)墊層的厚度可以根據(jù)場(chǎng)地條件、夯錘的重量和夯錘的形狀等條件確定。砂礫墊層厚度一般可取0.5--2.0m。當(dāng)場(chǎng)地條件好、夯錘較小或形狀構(gòu)造合理時(shí),也可采用較薄的墊層厚度。
(7)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)計(jì)
①地面沉降觀測(cè)
通過(guò)地面沉降觀測(cè)可以估計(jì)強(qiáng)夯法處理地基的效果。
②孔隙水壓力觀測(cè)
測(cè)量在夯擊和間歇過(guò)程中地基土體中孔隙水壓力沿深度和水平距離變化的規(guī)律。從而確定夯擊點(diǎn)的影響范圍,合理選用夯擊點(diǎn)間距、夯擊間歇時(shí)間等。
③強(qiáng)夯影響范圍觀測(cè) m 通常將地表的醉倒振動(dòng)加速度等于0.98m/s2的位置作為設(shè)計(jì)時(shí)振動(dòng)影響的安全距離。為了減小強(qiáng)夯振動(dòng)對(duì)周圍建筑物的影響,可在夯區(qū)周圍設(shè)置隔振溝。
④深層沉降和側(cè)向位移觀測(cè)
通過(guò)對(duì)地基深層沉降和側(cè)向位移的測(cè)試可以有效地了解強(qiáng)夯處理的有效加固深度和強(qiáng)夯的影響范圍。2)施工
強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近的建筑物或設(shè)備可能產(chǎn)生有害影響時(shí)應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),并采取隔振、防振措施。強(qiáng)夯法加固地基施工一般可按下列步驟進(jìn)行:
①清理并平整施工場(chǎng)地。
②鋪設(shè)墊層,使在地表形成硬層,用以支承起重設(shè)備,確保機(jī)械通行和施工。同時(shí)可加大地下水和表層面的距離,防止夯擊的效率降低。
③標(biāo)出第一遍夯擊點(diǎn)的位置,并測(cè)量場(chǎng)地高程。
④起重機(jī)就位,使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置。
⑤測(cè)量夯前錘頂標(biāo)高。
⑥將夯錘起吊到預(yù)定高度,待夯錘脫鉤自由下落后放下吊鉤,測(cè)量錘頂高程; 若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí),應(yīng)及時(shí)將坑底整平。
⑦重復(fù)步驟⑥,按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn),完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊。
⑧換夯點(diǎn),重復(fù)步驟4)~7),完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊。
⑨用推土機(jī)將夯坑填平,并測(cè)量場(chǎng)地高程。
⑩在規(guī)定的間隔時(shí)間后,按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù),最后用低能量滿夯,將場(chǎng)地表層土夯實(shí),并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。5.強(qiáng)夯法質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目與方法
強(qiáng)夯施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時(shí)間方能對(duì)地基加固質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)碎石土和砂土地基,其間隔時(shí)間可取7~14d;對(duì)粉土和粘性土地基可取14~28d。強(qiáng)夯置換地基的間隔時(shí)間可取28d。
強(qiáng)夯處理后的地基竣工驗(yàn)收時(shí),承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn);強(qiáng)夯置換后的地基,承載力檢驗(yàn)除應(yīng)采用單墩載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)外,尚應(yīng)采用動(dòng)力觸探等有效手段查明置換墩著底情況及承載力與密度隨深度的變化,對(duì)飽和粉土地基允許采用單墩復(fù)合地基載荷試驗(yàn)代替單墩載荷試驗(yàn)。
竣工驗(yàn)收承載力檢驗(yàn)的數(shù)量,應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地復(fù)雜程度和建筑物的重要性確定,對(duì)于簡(jiǎn)單場(chǎng)地上的一般建筑物,每個(gè)建筑地基的載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3點(diǎn);對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)地或重要建筑地基應(yīng)增加檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)。強(qiáng)夯置換地基載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)和置換墩著底情況檢驗(yàn)數(shù)量均不應(yīng)少于墩點(diǎn)數(shù)的1%,且不應(yīng)少于3點(diǎn)。
檢測(cè)點(diǎn)位置可分別布置在夯坑內(nèi)、夯坑外和夯擊區(qū)邊緣。檢驗(yàn)深度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)處理的深度。
6.強(qiáng)夯法的適用性
強(qiáng)夯法常用來(lái)加固碎石土、砂土、低飽和度的粘性土(對(duì)于高飽和度的可采用強(qiáng)夯置換法)、素填土、雜填土、濕陷性黃土等地基。7.工程實(shí)例
場(chǎng)地位于九江長(zhǎng)江沖積漫灘上,地基土自上而下描述如下:②21粉質(zhì)黏土:褐色,軟塑,表層為30cm耕土,層厚為110 m。②22淤泥粉質(zhì)黏土:灰色,流塑,呈交互狀,層厚在1315~2510 m以上。其間發(fā)育有三層灰色飽和流塑狀的粉土透鏡體,其中透鏡體Ζ厚度為2~3 m。②23粉土:灰色,流塑,其間發(fā)育有[層灰色流塑粉質(zhì)黏土透鏡體,埋深1512~2510m以上。②24粉質(zhì)黏土:灰色,流塑,呈交互狀,埋深大于1619 m。
1、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果與分析
夯擊沉降量是強(qiáng)夯施工最為宏觀、最為直接的一種表征,用夯坑深度來(lái)描述。夯擊沉降量的大小在一定程度上決定了強(qiáng)夯加固效果的好壞。單擊夯擊沉降量是強(qiáng)夯施工的控制標(biāo)準(zhǔn)之一,當(dāng)單擊夯擊沉降量小于某個(gè)控制量時(shí)就停止繼續(xù)夯擊,即單擊夯擊沉降量控制了單個(gè)夯擊點(diǎn)的夯擊次數(shù)。
圖1為某夯擊點(diǎn)在夯擊能U為510 MN·m(夯錘20 t,落距25 m)時(shí),夯擊次數(shù)與夯擊沉降量的關(guān)系曲線。可以看出,隨著夯擊次數(shù)的增加,單擊夯擊沉降量不斷變小而累計(jì)夯擊沉降量逐漸增大,并趨于一個(gè)恒定值。當(dāng)夯擊次數(shù)達(dá)到20次,單擊沉降量小于5 cm,說(shuō)明此時(shí)已達(dá)到良好的加固效果。
圖2為夯擊20次后,地表土體的位移曲線。可以看出土體的隆起較為明顯,在距離夯點(diǎn)3 m處隆起達(dá)到最大值。
圖3為在不同夯擊能作用下,夯擊次數(shù)為20次時(shí),最大夯擊沉降量隨深度的衰減曲線。隨著深度的增加,最大夯擊沉降量迅速減小;不同的夯擊能作用下,夯擊沉降量隨深度衰減的趨勢(shì)基本一致的,并且隨著夯擊能的增加,夯擊沉降量增大。夯擊沉降量在土層淺處的衰減很快,若要使更深處的土體被壓實(shí),則需要提高夯擊能量[2,3]。
圖4為夯擊能相同,錘重和落距不同組合下峰值沉降量隨深度的衰減曲線。可以看出,重錘低落距方式產(chǎn)生的夯擊沉降量大于輕錘高落距方式產(chǎn)生的夯擊沉降量,在相同夯擊能量下,重錘低落距的加固效果要優(yōu)于輕錘高落距。
2、結(jié)論
本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)夯擊試驗(yàn)對(duì)強(qiáng)夯加固軟土地基的夯擊影響因素進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著夯擊次數(shù)的增加,單擊夯擊沉降量不斷變小而累計(jì)夯擊沉降量逐漸增大,并趨于一個(gè)恒定值。夯擊過(guò)程中土體會(huì)發(fā)生隆起現(xiàn)象,在距離夯點(diǎn)3 m處隆起達(dá)到最大值。隨著夯擊能的增加,夯擊沉降量增大。在相同夯擊能量下,重錘低落距的加固效果要優(yōu)于輕錘高落距。二.砂石樁法
1.砂石樁法的簡(jiǎn)單描述
通過(guò)在地基中設(shè)置砂石樁(也包括設(shè)置只由碎石組成的碎石樁和只由砂組成的砂樁),并在地基中設(shè)置樁體過(guò)程中對(duì)樁間土進(jìn)行擠密,形成擠密砂石樁復(fù)合地基,以達(dá)到提高地基承載力,減小沉降目的的一類地基處理方法,統(tǒng)稱為擠密砂石樁法(包括擠密碎石樁和擠密砂樁法)。
在設(shè)置砂石樁的過(guò)程中對(duì)樁間土進(jìn)行擠密是這類地基處理的關(guān)鍵,否則就不是擠密砂石樁,樁的作用主要作用排水。2.砂石樁法的發(fā)展史
碎石樁最早在1835年由法國(guó)城Bayonne建造兵工廠車間時(shí)使用。但長(zhǎng)期缺少實(shí)用的計(jì)算方法,先進(jìn)的施工工藝和施工設(shè)備,砂樁的應(yīng)用和發(fā)展受到很大的影響。直到1937年由德國(guó)人發(fā)明了振動(dòng)水沖法用來(lái)擠密砂土地基,直接形成擠密的砂土地基。自本世紀(jì)50年代后期,產(chǎn)生了目前日本采用的振動(dòng)式和沖擊式的施工方法,并采用了自動(dòng)記錄裝置,提高了施工質(zhì)量和施工效率,處理深度也有較大幅度的增長(zhǎng)。砂樁技術(shù)自50年代引進(jìn)我國(guó)后,在工業(yè),交通,水利等建設(shè)工程中得到了應(yīng)用。3.砂石樁法的加固機(jī)理
砂石樁法主要通過(guò)擠密、排水減壓和砂基預(yù)震來(lái)提高地基承載力,減小沉降。
擠密作用是指在采用沉管法或干振法,會(huì)在成樁過(guò)程中樁管對(duì)周圍砂層產(chǎn)生很大的橫向擠壓力,樁管體積的砂擠向樁管周圍的砂層,使樁管周圍的砂層孔隙比減小,密實(shí)度增大。在采用振沖擠密樁施工過(guò)程中由于水沖使松散砂土處于飽和狀態(tài),砂土在強(qiáng)烈的高頻強(qiáng)迫振動(dòng)下產(chǎn)生液化并重新排列致密,且在樁孔中填入大量粗骨料后,被強(qiáng)大的水平振動(dòng)力擠入周圍土中,這種強(qiáng)制擠密使砂土的相對(duì)密實(shí)度增加,孔隙率降低,干密度和內(nèi)摩角增大,土的物理性能改善,地基承載力在幅度提高。
排水減壓作用是指對(duì)砂土液化機(jī)理的研究證明,當(dāng)飽和松散砂土受到剪切循環(huán)荷載作用時(shí),將發(fā)生體積的收縮和趨于密實(shí),在砂土無(wú)排水條件進(jìn)體積的快速收縮將導(dǎo)致超靜孔隙水壓力來(lái)不及消散而急劇上升。當(dāng)砂土中的有效應(yīng)力降低為零時(shí)便形成了完全液化。碎石樁加固砂土?xí)r,樁孔內(nèi)充填碎石等反濾性好的粗顆粒料,在地基中形成滲透性能良好的人工豎向排水減壓通道,可有效地消散和防止超孔隙水壓力的增高和砂土產(chǎn)生液化,并可加快地基的排水固結(jié)。
砂基預(yù)震效應(yīng)是指在一定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下,當(dāng)兩試樣的相對(duì)密實(shí)度相同時(shí),要造成經(jīng)過(guò)預(yù)震的試樣發(fā)生液化,所需施加的應(yīng)力要比施加未經(jīng)預(yù)震的試樣引起液化所需應(yīng)力值提高46%,從而得出了砂土液化特性除了與砂土的相對(duì)密實(shí)度有關(guān)外,還與其振動(dòng)應(yīng)變史有關(guān)的結(jié)論。在振沖法施工時(shí),振沖器的振動(dòng)作用使地基土獲得強(qiáng)烈的預(yù)震,這對(duì)砂土增強(qiáng)抗液化能力是極為有利的。
粘性土地基中,砂石樁的作用不是擠密,而是部分置換。對(duì)于粘性土地基,砂石樁的作用縮短了排水距離,加速了固結(jié)速率。4.砂石樁法的設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)
1)設(shè)計(jì)
(1)施工方法的選用
地基中設(shè)置砂石樁的方法有多種,可以根據(jù)工程地質(zhì)條件、施工設(shè)備條件、擬采用的樁徑、樁長(zhǎng),并根據(jù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析決定選用施工方法。
(2)樁長(zhǎng)的確定
主要根據(jù)工程地質(zhì)條件確定,應(yīng)讓砂石樁穿過(guò)主要的軟弱層,以滿足控制沉降要求。但樁長(zhǎng)不宜小于4.0m。
(3)復(fù)合地基置換率設(shè)計(jì)
可先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行擠密砂石樁復(fù)合地基的初步設(shè)計(jì),然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供設(shè)計(jì)參數(shù),修改完善設(shè)計(jì)。復(fù)合地基置換率m表達(dá)式為:
m?pcf??psfppf??psf
pcfppfpsf----工程要求復(fù)合地基極限承載力,kPa;----砂石樁單樁極限承載力,kPa;----樁間土地基極限承載力,kPa;
?----樁間土地基承載力修正系數(shù),(4)加固范圍和樁位布置
擠密砂石樁處理范圍宜在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大1--3排樁。對(duì)可液化的地基,在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大寬度不小于可液化土層的1/2,并不小于5m。樁位布置一般采用三角形或正方形布置。
(5)墊層的設(shè)置
砂石樁加固地基宜在樁頂鋪設(shè)一砂石墊層,一般可取300--500mm厚。
(6)沉降計(jì)算
可采用分層總和法計(jì)算,加固范圍內(nèi)的復(fù)合土體壓縮模量Ec可采用下列公式計(jì)算:
Ec?mEp?(1?m)Es
Ep----砂石樁體壓縮模量; Es----擠壓后樁間土壓縮模量;
m----復(fù)合地基置換率。
(7)質(zhì)量檢驗(yàn)方法
復(fù)合地基荷載試驗(yàn)確定承載力。
2)施工
擠密砂石樁施工方法主要有振沖法和振動(dòng)沉管法兩種,下面分別介紹兩種方法:
(1)振沖法
振沖法是利用振沖器的高頻振動(dòng)和高壓水流,邊振邊沖,將振沖器在地面預(yù)定樁位處沉到地基中設(shè)計(jì)的預(yù)定深度,形成樁孔。經(jīng)過(guò)清孔后,向孔內(nèi)逐段填入碎石,每段填料在振沖器振動(dòng)作用下振擠、密實(shí)。然后提升振沖器,再向孔內(nèi)填入一段碎石,再用振沖器將其振擠密實(shí)。通過(guò)重復(fù)填料和振密,在地基中形成碎石樁樁體。振沖法施工的主要步驟如下:
①清理平整施工現(xiàn)場(chǎng),布置樁位。②施工機(jī)具就位,將振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位。
③啟動(dòng)供水泵和振沖器,將振沖器徐徐沉入地基圖中,直到設(shè)計(jì)深度。
④分層填料,每次填料厚度不宜大于0.5m。利用振沖器進(jìn)行振密制樁,當(dāng)電流達(dá)到規(guī)定的密實(shí)電流和到了規(guī)定的留振時(shí)間后,將振沖器提升30--50cm,然后重復(fù)制樁直至樁頂。
⑤關(guān)閉振沖器和水泵,移位至下一個(gè)樁位。
(2)振動(dòng)沉管法
振動(dòng)沉管法是指利用振動(dòng)樁錘將樁管振動(dòng)沉入到地基中的設(shè)計(jì)深度,在沉管過(guò)程中對(duì)樁間土體產(chǎn)生擠壓。然后向管內(nèi)投入砂石料,邊振動(dòng)邊提升樁管,直至拔出地面。通過(guò)沉管振動(dòng)使填入砂石料密實(shí),在地基中形成砂石樁,并擠密振密樁間土。振動(dòng)沉管法的主要步驟如下:
①清理平整現(xiàn)場(chǎng),布置樁位。
②振動(dòng)沉管機(jī)具就位,樁管垂直對(duì)準(zhǔn)樁位。
③啟動(dòng)振動(dòng)樁錘,將下端裝有話瓣樁靴的樁管振動(dòng)沉入地基中,達(dá)到設(shè)計(jì)深度。
④從樁管上端的投料漏斗加入砂石料(擠密砂樁,加砂料;擠密碎石樁,加碎石料;擠密砂石樁,加砂石料),為保證順利下料到樁管中,可加適量的水。
⑤邊振動(dòng)邊拔樁管直至樁管拔出地面;對(duì)逐步拔管法,當(dāng)樁管沉入到設(shè)計(jì)深度后,一次投料,然后連續(xù)邊振邊拔,直至拔出地面。
⑥移動(dòng)樁機(jī)至下一個(gè)樁位。5.砂石樁法的檢測(cè)項(xiàng)目和方法
振沖碎石樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)科采用單樁載荷試驗(yàn)和碎石樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。對(duì)碎石樁樁體科用重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)進(jìn)行隨機(jī)檢驗(yàn),對(duì)樁間土的檢驗(yàn)可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)等進(jìn)行。
振動(dòng)沉管擠密砂石樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)同振沖法施工質(zhì)量檢驗(yàn),可以單樁載荷試驗(yàn)和復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定地基承載力。對(duì)樁體質(zhì)量可以采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè),對(duì)樁間土可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探等原位測(cè)試方法檢測(cè)。
6.砂石樁法的適用性
擠密砂石樁法常用于處理砂土、粉土和雜填土地基。在樁體設(shè)置過(guò)程中,樁間土體被有效振密、擠密。擠密砂石樁復(fù)合地基具有承載力提高幅度大、沉降小的優(yōu)點(diǎn)。7.工程實(shí)例
陽(yáng)泉一礦53#住宅樓建筑面積為3 486 m2,占地面積43 m×16 m,三個(gè)單元,六層,磚混結(jié)構(gòu)。勘 察顯示工程所處場(chǎng)地的土層情況自上而下為:①以煤灰爐渣和建筑垃圾為主的雜填土,厚度3~5 m平均4 m;②礫砂,平均厚度4 m;③巖石層。勘察得到的天然地基承載力為80 kPa。工程原設(shè)計(jì)采用換土法,為了縮短工期,同時(shí)降低造價(jià),經(jīng)建設(shè)單位、施工單位與設(shè)計(jì)單位共同協(xié)商,決定采用振動(dòng)法砂石擠密樁進(jìn)行加固處理。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式:S?0.95d1?e0e0?e
式中:S———砂石擠密樁間距;
d———砂石樁直徑;
e0———地基處理前土的孔隙比;
e———地基處理后應(yīng)達(dá)到的孔隙比。
同時(shí)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn),確定樁距為112 m,砂石樁以等邊三角形布置,樁長(zhǎng)3~5 m,樁徑500 mm,填料采用粒徑50 mm以下天然級(jí)配砂卵石。擠密加固范圍超出基礎(chǔ)寬度,每邊放寬2排,共打砂石樁524根,施工順序從外圍和兩側(cè)向中間隔一打一進(jìn)行。
1、加固效果檢驗(yàn)
施工后,在場(chǎng)地內(nèi)分別進(jìn)行了復(fù)合地基及天然地基的靜力載荷,以檢驗(yàn)加固效果。承壓板尺寸為112 m×112 m,承壓板放置在非邊緣樁之上,承壓板面積略大于樁單元面積(即一根樁所擔(dān)負(fù)的面積),這樣效果較好。天然地基與復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)p—S曲線,見(jiàn)圖1。
復(fù)合地基的p—S曲線無(wú)明顯直線段與曲線的拐點(diǎn),為了慎重,采用S/b=0101所對(duì)應(yīng)的荷載作為地基容許承載力,復(fù)合地基載荷板下深度為2 b范圍內(nèi)變形模量的平均值(容許載荷狀態(tài)時(shí)):
E=0.89(1-?2)bp/S。
式中:p———所提供的容許承載力,kPa;
S———p對(duì)應(yīng)的總沉降量;
μ———復(fù)合地基土的泊桑比,???s?a(?s??p),?p為砂石樁泊桑比取0.2,?s為
樁間上泊桑比取0.42,a為承壓板下土的面積與樁的面積之比。
按上述方法確定,復(fù)合地基容許承載力為260 kPa,變形模量為2116 M Pa;天然地基為66.6 MPa,復(fù)合地基容許承載力是天然地基的3125倍、變形模量是3127倍,地基加固后,滿足設(shè)計(jì)要 求。
在建筑物一層主體完成后,開(kāi)始沉降觀測(cè),共設(shè)8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。經(jīng)施工過(guò)程的沉降觀測(cè),建筑物基本均勻沉降,使用半年后沉降趨于穩(wěn)定,目前正常。
2、結(jié)語(yǔ)
振動(dòng)法砂石擠密樁加固雜填土地基與換土法比較,資金節(jié)省一半,工期縮短一半,效果是顯著的,通過(guò)試驗(yàn)與觀測(cè)可以得出結(jié)論。
(1)把松散的砂土擠實(shí)到臨界孔隙比以下,防止砂土液化。
(2)由于形成強(qiáng)度高的擠密砂石樁體,提高了地基總體強(qiáng)度。
(3)有效地加快飽和軟弱土地基排水固結(jié)沉降,發(fā)揮了土體置換和地基土排水固結(jié)的復(fù)合作用。
三.換土墊層法
1.換土墊層法的簡(jiǎn)單描述
換土墊層法就是將基礎(chǔ)底面以下不太深的一定范圍內(nèi)軟弱土層挖去,然后用強(qiáng)度高、壓縮性能好的巖土材料,如砂、碎石、礦渣、灰土/土工格柵加砂石料等材料分層填筑,采用碾壓、振密等方法使墊層密室。通過(guò)墊層將上部荷載擴(kuò)散傳遞到墊層下臥層地基中,以滿足提高地基承載力和減小沉降的要求。2.換土墊層法的發(fā)展史
3.換土墊層法的加固機(jī)理
將軟弱土層挖去,用強(qiáng)度高壓縮性能好的土分層填筑,然后通過(guò)碾壓、振密使各墊層密實(shí)。
4.換土墊層法的設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)
1)設(shè)計(jì)
(1)墊層材料的選用(因地制宜)
(2)確定墊層鋪設(shè)范圍
墊層鋪設(shè)范圍應(yīng)滿足記住底面應(yīng)力擴(kuò)散的要求。對(duì)于條形基礎(chǔ),墊層鋪設(shè)寬度B可根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)確定,也可按下式計(jì)算:
B?b?2ztan?
B----墊層寬度,m;
b----基礎(chǔ)底面寬度,m;
z----墊層厚度,m;
?----壓力擴(kuò)散角。
(3)確定墊層厚度
墊層鋪設(shè)厚度根據(jù)需要置換軟弱土層的厚度確定,一般情況下墊層厚度不宜小于0.5m,也不宜大于3m。要求墊層底面處土的自重應(yīng)力與荷載作用下產(chǎn)生的附加應(yīng)力之和不大于同一標(biāo)高處的低級(jí)承載力特征值,其表達(dá)式為:
pz?pcz?faz
pzpczfaz----荷載作用下墊層底面處的附加應(yīng)力,kPa;----墊層底面處土的自重應(yīng)力,kPa;----墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值,kPa。
(4)沉降計(jì)算
可采用分層總和法計(jì)算沉降量,一般墊層地基的沉降中僅考慮下臥層的變形,但對(duì)沉降要求較嚴(yán)或墊層厚度較厚的情況,還應(yīng)計(jì)算墊層自身的變形。
2)施工
換土墊層法施工包括開(kāi)挖換土和鋪填墊層兩部分。開(kāi)挖換土應(yīng)注意避免坑底土層擾動(dòng),應(yīng)采用干挖土法。
鋪填墊層應(yīng)根據(jù)不同的換填材料選用不同的施工機(jī)械。墊層需分層鋪填,分層壓密。砂石墊層宜采用振動(dòng)碾碾壓;粉煤灰墊層宜采用平碾、振動(dòng)碾、平板振動(dòng)器、蛙式夯等碾壓方法密實(shí);灰土墊層宜采用平碾、振動(dòng)碾等方法密實(shí)。5.換土墊層法的檢測(cè)項(xiàng)目和方法
墊層法施工質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)分層進(jìn)行。每層施工后經(jīng)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求后才能進(jìn)行下一層施工。
對(duì)灰土、粉煤灰和砂土墊層的施工質(zhì)量可采用環(huán)刀法、貫入法、靜力觸探、輕型動(dòng)力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等方法進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn);對(duì)砂石、礦渣墊層可采用重型動(dòng)力觸探檢驗(yàn)墊層質(zhì)量。
6.換土墊層法的適用性
換土墊層法適用于軟弱涂岑分布在淺層且較薄的各類不良地基的處理。7.工程實(shí)例
龍巖市某開(kāi)發(fā)區(qū)A幢住宅樓為六層磚混結(jié)構(gòu),總建筑面積為2910m2,基底外圍面積為485m2。按樓面設(shè)計(jì)荷載6.88kN/m2,屋面設(shè)計(jì)荷載6.90kN/m2。該工程95年6月開(kāi)工, 96年6月完工,基礎(chǔ)平面如圖一。
一、工程地質(zhì)條件
本工程由省地質(zhì)工程勘察院進(jìn)行勘察,自然地面標(biāo)高為326.30~326.51m,地質(zhì)剖面見(jiàn)圖二。淺部土層可分為三層;素填土層、粉質(zhì)粘土層和含礫粉質(zhì)粘工層。素填土層厚4.5~8.5m,各土層的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表一。
二、墊層設(shè)計(jì)
根據(jù)龍巖地區(qū)現(xiàn)有基礎(chǔ)特點(diǎn),一般選用墻下毛石條形基礎(chǔ),但由于填土較厚,其承載力指標(biāo)又不能滿足設(shè)計(jì)要求,若選擇粉質(zhì)粘土層作為持力層,則基槽開(kāi)挖深度過(guò)大給施工帶來(lái)很大的因難。工期和造價(jià)也無(wú)法接受。考慮到該建筑物結(jié)構(gòu)布置較均稱,墻下條基承受荷載相差不大,故決定采用墻下毛石條形基礎(chǔ),但其下填土應(yīng)進(jìn)行處理以提高地基的承載力和減少基礎(chǔ)的沉降,本次設(shè)計(jì)采用換土墊層法以砂礫石填料來(lái)置換部分素填土。
1、墊層厚度Z的確定
墊層剖面如圖三所示。墊層厚度Z根據(jù)墊層底部軟弱土層的承載力確定。即作用于墊層底面處土的自重應(yīng)圖與附加應(yīng)力和應(yīng)不大于下臥層的地基承載力。計(jì)算方示如下:
Pz+Pcz≤fz
式中:Pz一砂礫石墊層底面處附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值(kN/m2)
Pcz一砂礫石墊層底面處自重應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)
fz一砂礫石墊層處修正后的軟土地基承載力設(shè)計(jì)值(kN/m2)
對(duì)于條形基礎(chǔ),墊層底面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值Pz
Pz?bPcb?2Ztan?
式中:Po—基底附加壓力(kN/m2)
b—條形基礎(chǔ)寬度(m)
Z—基礎(chǔ)底面下墊層的厚度(m)
θ—墊層的壓力擴(kuò)散角(°)本工程設(shè)計(jì)荷載見(jiàn)表二
2、確定墊層寬度b′
墊層寬度主要應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴(kuò)散的要求,其次也要考慮墊層側(cè)面土的允許承載力,以防止墊層向兩側(cè)擠入軟弱土層中,導(dǎo)致沉降增大,甚至失穩(wěn)。可按公式:b’≥b+2ztanθ計(jì)算。墊層寬度可根據(jù)施工要求適當(dāng)加寬,頂面寬度每邊宜超出基礎(chǔ)底面不小于300mm,或從墊層底面兩側(cè)向上按當(dāng)?shù)鼗坶_(kāi)挖經(jīng)檢要求加坡。本工程取400mm。基礎(chǔ)及墊層剖面如圖三。
3、墊層的承載力
由于墊層采用人工級(jí)配,其中碎石,卵石占全重的40~50%,并進(jìn)行分層施工,根據(jù)規(guī)范規(guī)定和實(shí)際情況,墊層的承載力fk=200kPa~250kPa,本工程取fk=210kPa。
4、基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算
本工程由于墊層下仍存在軟弱下臥層(素填土層),且不在可不作地基變形計(jì)算的二級(jí)建筑物范圍內(nèi)《(建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ7-89)表2.0.2),故須進(jìn)行基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算。磚混結(jié)構(gòu)的地基變形由局部?jī)A斜控制,即計(jì)算磚混結(jié)構(gòu)沿縱向6~10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值,此局部?jī)A斜值須小于地基變形允值,對(duì)中壓縮性土層允許值為0.002。
規(guī)范推薦的地基變形計(jì)算公式為: n
S??sS??'s?i?1P0Esi(Zi?Zi?1ai?1)
式中:S—地基最終沉降量(mm)
S'—按分層總和法計(jì)算出的地基沉降量(mm)
?s—沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。
n—地基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)
P0—對(duì)應(yīng)于荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的基礎(chǔ)底面處的附加壓力(kPa)
Esi—基礎(chǔ)底面至i層土,第i-1層土底面的距離
Zi、Zi?1—基礎(chǔ)底面至i層土,第i-1層土底面的距離
ai、ai?1—基礎(chǔ)底面計(jì)算點(diǎn)至第i層土,第i-1層土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)。
平均附加應(yīng)力系數(shù)ai,ai-1計(jì)算時(shí),當(dāng)計(jì)算點(diǎn)不位于矩形荷載角點(diǎn)之下時(shí),可按角點(diǎn)法求解。
三、墊層施工
在選材方面,所用材料砂礫石為主填以中粗砂,砂礫石顆粒不均勻系數(shù)不小于5,含泥量不超過(guò)3%,礫石直徑不超過(guò)5cm。置換砂礫石要求分層施工,約每20cm用平板式振搗器夯實(shí)1次,并控制砂礫石最佳含水量在15~20%。
四、質(zhì)量檢查
分層鋪填時(shí),由質(zhì)檢人員檢查填料質(zhì)量、粒徑、級(jí)配、鋪填厚度等。每填兩層抽查三處。檢測(cè)采用填盒法。該工程96年6月竣工、驗(yàn)收和交付使用后,至今已三年半。經(jīng)過(guò)沉降觀測(cè)和用戶使用反映,未發(fā)現(xiàn)沉降量過(guò)大和出現(xiàn)任何不均勻沉降現(xiàn)象。主要沉降觀測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)沉降曲線見(jiàn)圖(4)。從圖中可看出,上部結(jié)構(gòu)施工完成后已完成大部沉降,經(jīng)半年使用后沉降基本穩(wěn)定,反映了砂礫石填上的特點(diǎn)。
六、經(jīng)濟(jì)分析
龍巖市砂礫石資源豐富,采用砂礫石墊層換土法有一定的優(yōu)勢(shì)。下面是本工程采用其它基礎(chǔ)形式的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分析表,當(dāng)然設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況、建筑物的上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)類型,采用不同的處理方法。三種方案經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表三。
七、換土墊層法總結(jié)與探討
本工程換土墊層施工嚴(yán)格按砂礫石墊層施工要求進(jìn)行,并分層進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。在設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)檢和甲方的共同努力下,保證了整幢工程順利竣工和安全使用。換土墊層法發(fā)揮了其應(yīng)有的地基處理作用。筆者從結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、換土墊層設(shè)計(jì)和參與基礎(chǔ)及整幢住宅現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中,認(rèn)為以下幾點(diǎn)值得探討。
1、軟土地基設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用
(1)對(duì)磚混結(jié)構(gòu),宜采取措施增加上部結(jié)構(gòu)整體剛度和強(qiáng)度。如控制長(zhǎng)高比不大于2.5(本工程為2.1);在墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋砼圈梁和構(gòu)造柱;圈梁和構(gòu)造柱按抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(本工程按6度四級(jí)設(shè)防)要求設(shè)置,本工程圈梁層層設(shè)置。
(2)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)采用剛性基礎(chǔ)時(shí),宜設(shè)置基礎(chǔ)圈梁,選擇合適的基礎(chǔ)埋置深度,適當(dāng)擴(kuò)大基底面積。
(3)對(duì)建筑體型、荷載情況、結(jié)構(gòu)類型和地質(zhì)條件綜合分析,確定合理的地基處理適當(dāng)擴(kuò)大基底面積。
2、最佳的地基土處理方案的選定
基于場(chǎng)地工程地質(zhì)條件,本工程可采用的地基處理方案除換土墊層法外,還可考慮采用樁基礎(chǔ)或地基不經(jīng)處理的鋼筋砼十字交梁基礎(chǔ)。但若采用樁基,樁身長(zhǎng)(本工程軟土層較厚),施工機(jī)具要求高,勢(shì)必引起造價(jià)高,而且施工工期長(zhǎng),甲方不能接受。采用鋼筋砼工字交梁基礎(chǔ),因地基未經(jīng)處理,直接采用天然地基,造成基礎(chǔ)面積大,基礎(chǔ)底板和基礎(chǔ)梁所用筋和砼量大,基礎(chǔ)造價(jià)較高,因?qū)偌Y形式,甲方也難以接受。而采用換土層法,可就地取材且砂礫石廉價(jià),施工機(jī)具簡(jiǎn)單,施工進(jìn)度快,對(duì)環(huán)境影響小,砂礫墊層處理效果好且安全可靠,甲方樂(lè)于接受。
3、換土墊層厚度Z的選取范圍
墊層厚度一般在1~3m之間,厚度太大則造價(jià)高,施工較困難,厚度太小則作用不顯著。本工程墊層厚度為1.7m在此厚度范圍內(nèi)。
4、不同墊層材料對(duì)地基處理的影響
本工程墊層采用中粗砂和礫石,但墊層材料也可以是碎石、卵石、素土、灰土、礦渣,以及其他性能符合要求的散料材料。采用不同的墊層材料,雖然在某些非主要方面存在一定差異和限制,但就地基承載力和沉降變形這兩個(gè)方面卻基本相似,基本設(shè)計(jì)方法是一致的。
5、地基基礎(chǔ)抗震措施
龍巖市的地震基本烈度為6度,建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按此設(shè)防。由于6度區(qū)建筑可不必進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算,只需采取有關(guān)的抗震構(gòu)造措施。故本工程按6度區(qū)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)置上部圈梁、構(gòu)造柱,并設(shè)置基礎(chǔ)圈梁,構(gòu)造柱縱筋伸入毛石基礎(chǔ)50cm下,加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)整體性;同時(shí)嚴(yán)格按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-91)進(jìn)行地基處理,確保施工質(zhì)量,滿足地基基礎(chǔ)抗震要求,保證結(jié)構(gòu)安全和正常使用。
四.堆載預(yù)壓法
1.堆載預(yù)壓法的簡(jiǎn)單描述
堆載預(yù)壓法加固地基是通過(guò)在地面上堆載,對(duì)地基土體進(jìn)行預(yù)壓,使地基土體在預(yù)壓過(guò)程中產(chǎn)生排水固結(jié),達(dá)到減少工后沉降和提高地基陳在理。2.堆載預(yù)壓法的發(fā)展史 3.堆載預(yù)壓法的加固機(jī)理
通過(guò)地面上部堆載的預(yù)壓,使地面下地基土體產(chǎn)生排水固結(jié),從而達(dá)到減小沉降和提高地基承載力的目的。
4.堆載預(yù)壓法的設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)
1)設(shè)計(jì)
堆載預(yù)壓法設(shè)計(jì)主要包括排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和加壓系統(tǒng)兩部分的設(shè)計(jì)。排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括豎向排水體的材料選用,排水長(zhǎng)度、斷面、平面布置的確定等;加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括堆載預(yù)壓計(jì)劃的確定和堆載材料的選用,以及堆載預(yù)壓過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)計(jì)等。下面介紹一下大致步驟:
(1)豎向排水體材料選擇
①豎向排水體材料選擇
豎向排水體可采用普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶。可根據(jù)材料資源、施工條件和經(jīng)濟(jì)分析比較確定。若需要設(shè)置豎向排水體長(zhǎng)度超過(guò)20m,建議采用普通砂井。
②豎向排水體設(shè)置深度設(shè)計(jì)
根據(jù)對(duì)工后沉降要求和地基承載力的要求確定軟黏土地基處理深度,然后由處理深度確定豎向排水體的設(shè)置深度。若軟土層較薄,豎向排水體應(yīng)貫穿軟土層。若軟土層中有砂層,而且砂層中沒(méi)有承壓水,應(yīng)盡量打至砂層。否則應(yīng)留有一定厚度的軟土層,防止承壓水與豎向排水體連通。
③豎向排水體平面設(shè)計(jì)
工程應(yīng)用中,普通砂井直徑一般為300--500mm,多采用400mm,井徑比常采用n=6-8。當(dāng)加固土層很厚時(shí),砂井直徑也有大于1000mm的。
袋裝砂井直徑一般為70-100mm,多采用70mm,井徑比常采用n=15-30。塑料排水帶常用當(dāng)量直徑表示。當(dāng)塑料排水帶寬度為b,厚度為?時(shí),其當(dāng)量直徑Dp計(jì)算式為:
Dp?2(b??)? 塑料排水帶井徑比一般采用n=15-30。
④水平排水砂墊層的設(shè)計(jì)
地表排水砂墊層采用中粗砂鋪設(shè),含泥量應(yīng)小于5%,砂墊層的厚度一般應(yīng)大于400mm。水平排水系統(tǒng)應(yīng)能保證在預(yù)壓加固過(guò)程中由地基中排出的水能引出預(yù)壓區(qū)。
(2)堆載預(yù)壓計(jì)劃設(shè)計(jì)
根據(jù)初步確定的排水系統(tǒng)核對(duì)地基處理的要求,包括提高地基承載力、減小工后沉降以及容許的堆載預(yù)壓工期等要求,初步擬定一個(gè)堆載預(yù)壓計(jì)劃。
①堆載預(yù)壓過(guò)程中地基穩(wěn)定性驗(yàn)算
主要驗(yàn)算加載階段地基的穩(wěn)定性。加載階段地基穩(wěn)定,則恒載預(yù)壓階段地基肯定是穩(wěn)定的。
②堆載預(yù)壓結(jié)束時(shí)刻(t4)地基承載力和工后沉降是否滿足設(shè)計(jì)要求。
(3)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)
堆載預(yù)壓法現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一般包括底面沉降,地表水平位移觀測(cè)和地基土體中孔隙水壓力觀測(cè),有條件也可進(jìn)行地基中深層沉降和水平位移觀測(cè)。
(4)堆載預(yù)壓法設(shè)計(jì)計(jì)算小結(jié)
堆載預(yù)壓法設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)反復(fù)調(diào)整、不斷優(yōu)化的過(guò)程。堆載預(yù)壓法應(yīng)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果,不斷調(diào)整堆載預(yù)壓計(jì)劃。2)施工
堆載預(yù)壓法施工包括排水系統(tǒng)施工和堆載預(yù)壓施工。在鋪設(shè)墊層時(shí)應(yīng)注意與豎向排水體的連接。堆載預(yù)壓應(yīng)嚴(yán)格按照堆載預(yù)壓計(jì)劃進(jìn)行加載,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試資料不斷調(diào)整堆載預(yù)壓計(jì)劃,確保堆載預(yù)壓過(guò)程中地基穩(wěn)定性。堆載預(yù)壓用料應(yīng)盡可能就近取材,如卸載后材料還能二次應(yīng)用最好。
5.堆載預(yù)壓法的檢測(cè)項(xiàng)目和方法
排水固結(jié)施工過(guò)程中主要通過(guò)沉降觀測(cè)、地基中超孔隙水壓力監(jiān)測(cè)來(lái)檢驗(yàn)其處理效果,也可在加載不同階段進(jìn)行不通深度的十字板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)和取土進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),檢驗(yàn)地基處理效果,并且通過(guò)上述檢驗(yàn)手段驗(yàn)算預(yù)壓過(guò)程中地基穩(wěn)定性。
預(yù)壓完成后,可通過(guò)沉降觀測(cè)成果、超孔隙水壓力監(jiān)測(cè)成果以及對(duì)預(yù)壓后地基進(jìn)行十字板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)及室內(nèi)土工試驗(yàn)檢驗(yàn)處理效果。6.堆載預(yù)壓法的適用性
7.工程實(shí)例
五.深層攪拌法
1.深層攪拌法的簡(jiǎn)單描述
深層攪拌法事通過(guò)特制的施工機(jī)械----各種深層攪拌機(jī),沿深度將固化劑(水泥漿或水泥粉或石灰粉,外加一定的摻和劑)與地基土就地強(qiáng)制攪拌形成水泥土樁或水泥土塊的一種地基處理方法。通過(guò)深層攪拌法在地基中形成的水泥土強(qiáng)度高、規(guī)模大、滲透系數(shù)小,可用于提高地基承載力,減小沉降,也可用于形成止水帷幕,構(gòu)筑擋土結(jié)構(gòu)等。2.深層攪拌法的發(fā)展史
第二次世界大戰(zhàn)后,美國(guó)首先研制成功水泥深層攪拌法,所形成的水泥土樁稱為就地?cái)嚢铇叮∕ixed-in-place-Pile)。1953年,日本從美國(guó)引進(jìn)水泥深層攪拌法。1967年日本和瑞典分別開(kāi)始研制噴石灰粉的深層攪拌施工法,并獲得成功,并于20世紀(jì)70年代應(yīng)用于工程實(shí)踐。
我國(guó)于1977年由原冶金部建筑研究總院和交通部水運(yùn)設(shè)計(jì)規(guī)劃院引進(jìn)、開(kāi)發(fā)水泥深層攪拌法,并很快在全國(guó)得到推廣應(yīng)用,成為軟土地基處理的一種重要手段。3.深層攪拌法的加固機(jī)理
深層攪拌法通過(guò)在地基中灌入水泥固化物,在地基中設(shè)置水泥土樁與地基土形成水泥土樁復(fù)合地基,已達(dá)到提高地基承載力,減小沉降的目的。也有通過(guò)在地基中灌入固化物,達(dá)到土質(zhì)改良的目的。
4.深層攪拌法的設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)
5.深層攪拌法的檢測(cè)項(xiàng)目和方法 6.深層攪拌法的適用性 7.工程實(shí)例
第五篇:地基種類與 處理方法
我國(guó)建筑工程項(xiàng)目的不斷增多,軟弱地基的處理變的越來(lái)越重要,軟弱地基處理的好壞,不僅關(guān)系到工程建設(shè)的速度,而且關(guān)系到工程建設(shè)的質(zhì)量,地基處理的研究一直是土木工程的一個(gè)熱點(diǎn),常用的軟弱地基處理應(yīng)綜合考慮選擇合理經(jīng)濟(jì)的方法。
軟弱土系指淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土。由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基。淤泥、淤泥質(zhì)土在工程上統(tǒng)稱為軟土,由于軟土地基的承載力較低,如果不做任何處理,一般不能承受較大的建筑物荷載。所以在軟土地基上修建建筑物,必須重視地基的變形和穩(wěn)定問(wèn)題。因此在軟土地基上建造建筑物,要求對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。地基處理的目的主要是改善地基土的工程性質(zhì),達(dá)到滿足建筑物對(duì)地基穩(wěn)定和變形的要求,包括改善地基土的變形特性和滲透性,提高其抗剪強(qiáng)度和抗液化能力,消除其它不利影響。下面我就介紹一下軟弱土地基的特點(diǎn)和幾種常用的地基處理方法。軟弱土地基的特征
軟弱土系指淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填上、雜填土及其它高壓縮性土。由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基。淤泥、淤泥質(zhì)土在工程上統(tǒng)稱為軟土,其工程特性如下職稱論文:
1.1 含水量較高,孔隙比較大 據(jù)統(tǒng)計(jì),軟土的含水量一般為35%~80%,孔隙比為1~2.1.2 壓縮性較高 軟土的壓縮系數(shù)在0.5~1.5MPa-1之間,有些高達(dá)4.5MPa-1,且其壓縮性往往隨著液限的增大而增加。
1.3 抗剪強(qiáng)度很低 軟土的天然不排水抗剪強(qiáng)度一般小于20kPa.其變化范圍約在5~25kPa.1.4 滲透性較差 軟土的滲透系數(shù)一般在i×10-5至i×10-7mm/s(i=1,2…,9)之間。因此軟土層在自重或荷載作用下達(dá)到完全固結(jié)所需的時(shí)間很長(zhǎng)。
1.5 具有顯著的結(jié)構(gòu)性 特別是濱海相的軟土,一旦受到擾動(dòng)(振動(dòng)、攪拌或搓揉等),其絮狀結(jié)構(gòu)受到破壞,土的強(qiáng)度顯著降低,甚至呈流動(dòng)狀態(tài)。軟土受到擾動(dòng)后強(qiáng)度降低的特性可用靈敏度表示。我國(guó)東南沿海軟土的靈敏度約為4~10,屬高靈敏土。
1.6 具有明顯的流變性 軟土在不變的剪應(yīng)力的作用下,將連續(xù)產(chǎn)生緩慢的剪切變形,并可能導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減。在固結(jié)沉降完成之后,軟土還可能繼續(xù)產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降。
軟土具有強(qiáng)度低、壓縮性較高和滲透性較差等特性,必須重視地基的變形和穩(wěn)定問(wèn)題,如果不作任何處理,一般不能承受較大的建筑物荷載。沖填土(吹填土)是在整治和疏通江河時(shí),用挖泥船或泥漿泵把江河或港灣底部的泥砂用水力沖填(吹填)形成的沉積土。沖填土的物質(zhì)成分比較復(fù)雜,如以粉土、粘土為主,則屬于欠固結(jié)的軟弱土,而主要由中砂粒以上的組顆粒組成的,則不屬于軟弱土。雜填土一般是覆蓋在城市地表的人工雜物,包括瓦片磚塊等建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾等。其主要特性是強(qiáng)度低、壓縮性高和均勻性差。幾種地基處理方法的確定
2.1 碾壓法與夯實(shí)法 碾壓與夯實(shí)是修路、筑堤、加固地基表層最常用的簡(jiǎn)易處理方法。通過(guò)處理,可使填土或地基表層疏松土孔隙體積減小,密實(shí)度提高,從而降低土的壓縮性,提高其抗剪強(qiáng)度和承載力。目前我國(guó)常用的有機(jī)械碾壓、振動(dòng)壓實(shí)和重錘夯實(shí),以及70年代發(fā)展起來(lái)的強(qiáng)夯法等。
2.1.1 機(jī)械碾壓法 機(jī)械碾壓法是利用壓路機(jī)、羊足碾、平碾、振動(dòng)碾等碾壓機(jī)械特地基土壓實(shí)。
2.1.2 振動(dòng)壓實(shí)法 振動(dòng)壓實(shí)法是通過(guò)在地基表面施加扳動(dòng)把淺層松散土振實(shí)的方法,可用于處理砂土和由爐灰、爐渣、碎磚等組成的雜填土地基。
2.1.3 重錘夯實(shí)法 重錘夯實(shí)法是利用起重機(jī)械將夯錘提到一定高度(2.5~4.5m),然后使錘自由落下并重復(fù)夯擊以加固地基。錘重一般不小于15kN,經(jīng)夯擊以后,地基表層土體的相對(duì)密實(shí)度或干密度將增加,從而提高表層地基的承載力。對(duì)于濕陷性黃土,重錘夯實(shí)可減少表層土的濕陷性;對(duì)于雜填土,則可減少其不均勻性。
2.1.4 強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯法,又稱動(dòng)力固結(jié)法,其用起重機(jī)械將80~300kN的夯錘起吊到6~30m高度后,自由落下,產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊能量,對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí),從而提高地基承載力,降低其壓縮性,是我國(guó)目前最為常用和最經(jīng)濟(jì)的深層地基處理方法之一。
2.2 換土墊層法
2.2.1 換土墊層法的原理 換土墊層法是將基礎(chǔ)下一定深度內(nèi)的軟弱土層挖去,回填強(qiáng)度較高的砂、碎石或灰土等,并夯至密實(shí)的一種地基處理方法。常用的墊層有:砂墊層、砂卵石墊層、碎石墊層、灰土或素土墊層、煤渣墊層、礦渣墊層以及用其它性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性的材料做的墊層等。
2.2.2 墊層的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 墊層的設(shè)計(jì)不但要滿足建筑物對(duì)地基變形及穩(wěn)定的要求,而且應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)合理的原則。其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是確定斷面的合理厚度和寬度。對(duì)于墊層,既要求有足夠的厚度來(lái)置換可能被剪切破壞的軟弱土層,又要有足夠的寬度以防止墊層向兩側(cè)擠出。
2.2.3 施工要點(diǎn)
①墊層施工必須保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。密實(shí)方法常用的有振動(dòng)法、水撼法、根壓法等。這些方法都要求控制一定的含水量,分層鋪砂厚約200~300mm,逐層振密或壓實(shí),并應(yīng)將下層的密實(shí)度檢驗(yàn)合格后,方可進(jìn)行上層施工。②墊層的砂料必須具有良好的壓實(shí)性。砂料的不均勻系數(shù)不能小于5,以中粗砂為好,容許在砂中摻入一定數(shù)量的碎石,但要分布均勻。③開(kāi)挖基坑鋪設(shè)墊層時(shí),必須避免對(duì)軟弱土層的擾動(dòng)和破壞境底土的結(jié)構(gòu)。基坑開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)回填,不應(yīng)暴露過(guò)久或浸水,并防止踐踏坑底。當(dāng)采用碎石墊層時(shí),應(yīng)在坑底先鋪一層砂墊底,以免碎石擠入土中。
2.3 排水固結(jié)預(yù)壓法 排水固結(jié)須壓法是利用地基排水固結(jié)的特性,通過(guò)施加頂壓荷載,并增設(shè)各種排水條件(砂井和排水墊層等排水體),以加速飽和軟粘土固結(jié)發(fā)展的一種軟土地基處理方法。根據(jù)固結(jié)理論,粘性土固結(jié)所需時(shí)間與徘水距離的平方成正比。因此,為了加速土層的固結(jié),最有效的方法是增加土層的排水途徑,縮短排水距離。
2.4 樁基法 當(dāng)淤土層較厚,難以大面積進(jìn)行深處理,可采用打樁辦法進(jìn)行加固處理。而樁基礎(chǔ)技術(shù)多種多樣,早期多采用水泥土攪拌樁、砂石樁、木樁,目前很少使用,一是水泥土攪拌樁水灰比、輸漿量和攪拌次數(shù)等控制管理自動(dòng)化系統(tǒng)未健全,設(shè)備陳舊,技術(shù)落后,存在攪拌均勻性差及成樁質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題;二是砂石樁用以加固較深淤泥軟土地基,由于存在工期長(zhǎng),工后變形大等問(wèn)題,已不再用作對(duì)變形有要求的建筑地基處理;三是民用建筑已禁用木樁基礎(chǔ)。
鋼筋混凝土預(yù)制樁(鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力管樁)目前由于具有較強(qiáng)承載力,投資省,質(zhì)量有保證,施工速度快等特點(diǎn),得到普遍運(yùn)用。
淤土層較厚地基處理還可以采用灌注樁,打灌注樁至硬土層,作承載臺(tái),灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁,但兩種方法灌注樁還存在一些技術(shù)難題,一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問(wèn)題;二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問(wèn)題,樁身混凝土灌注質(zhì)量,樁底沉渣清理和持力層判斷不易監(jiān)控等問(wèn)題。
2.5 灌漿法 是利用氣壓、液壓或電化學(xué)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。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學(xué)漿材如聚氨酯類、木質(zhì)素類、硅酸鹽類等。
2.6 加筋法 加筋土是將抗拉能力很強(qiáng)土工合成材料埋置于土層中,利用土顆粒位移與拉筋產(chǎn)生摩擦力,使土與加筋材料形成整體,減少整體變形和增強(qiáng)整體穩(wěn)定。