地基加固处理及基坑验槽培训讲义.ppt

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1、土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业任务任务15 15 人工地基人工地基土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业一、一、地基加固处理地基加固处理 当结构的荷载较大，地基土质又较软弱当结构的荷载较大，地基土质又较软弱(强度不足强度不足或或压缩性大压缩性大)，不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法改善地基性，不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法改善地基性质，质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和和基础埋置深度基础埋置深度。第第4 4讲讲 基坑验槽及地基加固处理基坑验槽及地基加固处理1.1 地基加固的原理地

2、基加固的原理共共4141页页 第第6 6页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.1 2.1 地基加固的原理地基加固的原理 “将土质由松变实将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发一加固原理出发 。共共4141页页 第第7 7页页2.1.1 地基加固原理地基加固原理地基碾压加固地基碾压加固土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 提高软弱地基的提高软弱地基的强度强度、保证地基的、保证地基的稳定性稳定性；降

3、低软；降低软弱地基的弱地基的压缩性压缩性、减少基础的、减少基础的沉降沉降；防止地震时地基土；防止地震时地基土的的振动液化振动液化；消除特殊土的；消除特殊土的湿陷性、胀缩性湿陷性、胀缩性和和冻胀性冻胀性。2.1.2 地基处理的目的地基处理的目的坚实稳定的建筑地基坚实稳定的建筑地基 在可靠地基上建造的基础在可靠地基上建造的基础共共4141页页 第第8 8页页2.1 2.1 地基加固的原理地基加固的原理土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 软弱地基包括：软弱地基包括：淤泥、淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。高压缩性土层构成

4、的地基。2.1 2.1 地基加固的原理地基加固的原理 2.1.3 地基处理的对象地基处理的对象 特殊土地基包括：特殊土地基包括：软土、软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。土等地基。共共4141页页 第第9 9页页吹填土的施工现场吹填土的施工现场 淤泥质土淤泥质土 湿陷性黄土湿陷性黄土 膨胀土膨胀土土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是：地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是：“挖挖”、“填填”、“换换”、“夯夯”、“压压”、“挤挤”、“拌拌”七个字。七个字。2 2 地基加固处理地基加固处理1.2

5、 地基加固的方法地基加固的方法 当软弱土地基的承载力或当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求，变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，挖而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层将基础置于承载力大去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中，最为的基岩或坚硬的土层中，最为经济。经济。共共4141页页 第第1111页页挖去厚度不大的软土层挖去厚度不大的软土层土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的差距不大时，可在软土层上直接回填一定厚度的好土，差距不大时，可在软土层上直接回

6、填一定厚度的好土，以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。在在软软土土层层上上回回填填好好土土2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1212页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去,代之以代之以人工填筑的垫层作持力层人工填筑的垫层作持力层。采用砂石、三合土、。采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基砂石地基、三合三合土地基土地基、粉煤灰地基粉煤灰地基。

7、1.2.1 换填法换填法 砂砂石石地地基基施施工工 砂石垫层剖面图砂石垫层剖面图2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1313页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分,加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。1.2.2 夯实法夯实法 平板振动夯进行地基夯实平板振动夯进行地基夯实 冲击夯进行软土压实施工冲击夯进行软土压实施工2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1414页页土木工程施工土

8、木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 是一种较常采用的地基处理方法是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将它是用起重机械将大吨位夯锤大吨位夯锤(一般一般不小于不小于8t)起吊到起吊到高处高处(一般不小于一般不小于6m)后，后，自由落下自由落下，对土体进行，对土体进行强力强力夯实夯实。强夯施工中强夯施工中2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 强夯适用于强夯适用于粘性土、湿陷性黄土粘性土、湿陷性黄土及及人工填土地基人工填土地基的加固。但强夯产生的加固。但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，不得采用。响时，不得采用。共共4141页页 第

9、第1515页页强夯法施工强夯法施工 强夯可提高地基土的强度，降低强夯可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件。土的压缩性，改善土的抗液化条件。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业吊吊起起夯夯锤锤自自动动脱脱钩钩装装置置起起重重机机配配三三角角架架起起吊吊夯夯锤锤下下落落瞬瞬间间起起重重机机配配龙龙门门架架起起吊吊夯坑夯坑2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1616页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 夯锤一般重夯锤一般重101025t25t，大吨位锤通常采用，大吨位锤通常采用钢板外壳内灌砼，也可用局部钢

10、板浇筑砼组合钢板外壳内灌砼，也可用局部钢板浇筑砼组合锤。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力锤。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取值可取252540KPa40KPa。夯锤中宜设置若干上下贯。夯锤中宜设置若干上下贯通的气孔，可减小夯锤起吊时的吸力（夯锤吸通的气孔，可减小夯锤起吊时的吸力（夯锤吸力可达力可达3 3倍锤重）。倍锤重）。夯锤上气孔夯锤上气孔长园柱夯锤长园柱夯锤 短园柱夯锤短园柱夯锤 园锥形夯锤园锥形夯锤园柱形夯锤高宽园柱形夯锤高宽比过大，容易偏比过大，容易偏锤，要慎用锤，要慎用园锥形夯锤底园锥形夯锤底面积小，会形面积小，会形成很深的夯坑成很深的夯坑2.2 2.2 地基加固的方法

11、地基加固的方法共共4141页页 第第1717页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 在夯坑内回填块、碎石，强行在夯坑内回填块、碎石，强行夯入并排开软土，形成砂石桩与软夯入并排开软土，形成砂石桩与软土的复合地基，称之为土的复合地基，称之为强夯置换强夯置换（或（或动力置换动力置换、强夯挤淤强夯挤淤）。）。强夯置换强夯置换2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法强夯置换施工强夯置换施工 碎石被夯入深坑中碎石被夯入深坑中 起出并清理夯锤起出并清理夯锤共共4141页页 第第1818页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 利用压实机械碾压地基土壤，使地基

12、压实排水固结。也可采用利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用预压固结法预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间,使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。2.2.3 预压法预压法排水固结法排水固结法 排排水水固固结结法法水平排水体水平排水体竖向排水体竖向排水体塑料排水带塑料排水带排水系统排水系统加压系统加压系统降低地下水法降低地下水法真空法真空法堆载法堆载法砂垫层砂垫层袋装砂井袋装砂井普通砂井普通砂井电渗法电渗法2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第191

13、9页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 堆载预压法堆载预压法 在饱和软土地基上在饱和软土地基上施加荷载施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之减少，地基发生固结变形，土体的密实度和强度提高。随之减少，地基发生固结变形，土体的密实度和强度提高。加载预压加载预压 堆载预压法包括堆载预压法包括加压系统加压系统和和排水系统排水系统。按堆载材料分为按堆载材料分为自重预压、加载预压自重预压、加载预压和和加水预压加水预压。按加压程序可分为按加压程序可分为单级加荷单级加荷和和多级加荷多级加荷。加水预压加水预压2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法

14、共共4141页页 第第2020页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排水竖井，再用是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排水竖井，再用不透气的封闭膜使之与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过埋设不透气的封闭膜使之与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过埋设的排水竖井，用真空装置进行抽气。抽气使地表砂垫层及排水竖的排水竖井，用真空装置进行抽气。抽气使地表砂垫层及排水竖井内形成井内形成负压负压，使土体内部与排水竖井之间形成，使土体内部与排水竖井之间形成压力差压力差。压差作。压差作用下土体中的孔隙水不断由排水竖井排出，从而使用下土体中的孔隙水不断

15、由排水竖井排出，从而使土体固结土体固结。真空预压法真空预压法 吹吹填填施施工工软软弱弱的的吹吹填填地地基基2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2121页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 真空预压和降水预压是在负超静水真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，又称为压力下排水固结，又称为负压固结负压固结。按照竖向排水体的不同，真空预压按照竖向排水体的不同，真空预压法又可分为法又可分为普通砂井普通砂井、袋装砂井袋装砂井和和塑料塑料排水带排水带。袋装砂井施工袋装砂井施工 袋装砂井施工机械袋装砂井施工机械 袋装砂井埋设完毕袋装砂井埋设完毕袋

16、装砂井袋装砂井2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2222页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业袋装砂井埋设完毕袋装砂井埋设完毕2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2323页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业袋装砂井与排水横管连接袋装砂井与排水横管连接土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业插板机在进行塑料排水带施工插板机在进行塑料排水带施工土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法塑料排水带埋设完毕塑料排水

17、带埋设完毕共共4141页页 第第2626页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业真空预压法真空预压法覆盖封闭膜覆盖封闭膜土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业真空预压法真空预压法排气进行时排气进行时土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业真空预压法的新发展真空预压法的新发展低低位位真真空空预预压压法法高高真真空空击击密密法法覆覆水水真真空空预预压压法法覆覆水水真真空空预预压压法法2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2929页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 用带桩靴的工具式桩用

18、带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣土、灰土等填充料进行捣实。其原理是挤密土壤、实。其原理是挤密土壤、排水固结，提高地基的承排水固结，提高地基的承载力，俗称载力，俗称“挤密桩挤密桩”。包括包括碎碎(砂砂)石桩、石灰桩、石桩、石灰桩、灰土桩、灰土桩、CFGCFG桩桩等。等。2.2.4 深层深层挤密法挤密法施工完的灰土桩施工完的灰土桩灰土桩施工现场灰土桩施工现场2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3030页页土木工程施工土木工程施工邵阳

19、学院邵阳学院 土木专业土木专业 CFG桩桩 CFG桩又称桩又称水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩。由。由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔，将碎长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔，将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。灌注成桩。CFG桩的适用范围很广桩的适用范围很广,在在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。等地基均有大量成功的实例。CFG桩破桩头施工现场桩破桩头施工现场CFG桩桩施施工工现现场场CFG桩和桩和桩间土通过桩间土通过褥垫层形成褥垫层形成CFG桩复桩复合地基合地基 2.2 2.2 地基加固的方法地

20、基加固的方法共共4141页页 第第3131页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 又称又称振冲碎石桩振冲碎石桩，是用振动或冲击，是用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入桩管挤入地层地层，在软弱地基中，在软弱地基中成孔成孔后，再将碎石后，再将碎石从桩管投料口处投入桩管内，然后从桩管投料口处投入桩管内，然后边击边击实实、边上拔桩管边上拔桩管，形成密实碎石桩，并，形成密实碎石桩，并与桩间土体形成复合地基。与桩间土体形成复合地基。挤密碎石桩挤密碎石桩碎石桩施工流程图碎石桩施工流程图边边击击实实、边边拔拔管管碎碎石石桩桩施施工工全全景景2.2 2

21、.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3232页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业干干法法振振冲冲碎碎石石桩桩-底底部部给给料料(法法国国公公司司)2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法振冲碎石桩施工振冲碎石桩施工待待验验收收的的碎碎石石桩桩共共4141页页 第第3333页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.2.5 化学化学(注浆注浆)加固法加固法 是指用是指用旋喷法旋喷法或或深层搅拌法深层搅拌法加固地基。原理是利用加固地基。原理是利用高压射流高压射流切削土壤切削土壤，旋喷浆液旋喷浆液(水泥浆、水玻璃、丙凝等水泥浆、

22、水玻璃、丙凝等)，搅拌浆土搅拌浆土，使，使浆液浆液和和土壤混合土壤混合，凝结成坚硬的，凝结成坚硬的柱体柱体或或土壁土壁。深层搅拌桩深层搅拌桩 深层搅拌机定位启动后，叶深层搅拌机定位启动后，叶片旋转切削土壤，下沉至设计深片旋转切削土壤，下沉至设计深度后缓慢提升搅拌机，同时喷射度后缓慢提升搅拌机，同时喷射水泥浆与软粘土水泥浆与软粘土强制拌和强制拌和，待搅，待搅拌机提升到地面时再拌机提升到地面时再原位下沉提原位下沉提升搅拌升搅拌一次，使浆土均匀混合形一次，使浆土均匀混合形成成水泥土桩水泥土桩。深层搅拌桩施工工艺流程图深层搅拌桩施工工艺流程图2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页

23、 第第3434页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业SMW工法桩工法桩 SMW工法桩是深层搅拌桩工法桩是深层搅拌桩的一项新工艺，以的一项新工艺，以多轴型钻掘搅多轴型钻掘搅拌机拌机钻掘，在钻头处喷出水泥系钻掘，在钻头处喷出水泥系强化剂与地基土强化剂与地基土反复混合搅拌反复混合搅拌，各施工单元之间采取各施工单元之间采取重叠搭接重叠搭接施施工，在水泥土混合体未结硬前插工，在水泥土混合体未结硬前插入入H型钢或钢板作为型钢或钢板作为应力补强材应力补强材，形成一道具有一定强度和刚度的、形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的连续完整的、无接缝的地下墙体地下墙体。2.2 2

24、.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3535页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业清除钻头上的余泥清除钻头上的余泥形成一道地下连续墙形成一道地下连续墙型型钢钢补补强强材材导导沟沟三三轴轴型型钻钻掘掘搅搅拌拌机机 水水泥泥浆浆液液钻钻杆杆2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3636页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 高压旋喷桩高压旋喷桩 是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度，将水泥浆是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度，将水泥浆液由喷嘴向四周液由喷嘴向四周高速喷射切削土层高速喷射

25、切削土层，同时将旋转的，同时将旋转的钻杆徐徐提升钻杆徐徐提升,浆液与土体在高压射流作用下充分浆液与土体在高压射流作用下充分搅拌混合搅拌混合，形成连续搭接的，形成连续搭接的水水泥加固体泥加固体。高压旋喷桩施工高压旋喷桩施工旋喷法施工流程图旋喷法施工流程图2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3737页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 单管旋喷的成桩直径较小，为获得大直径截面的桩，可分别单管旋喷的成桩直径较小，为获得大直径截面的桩，可分别采用采用二重管旋喷二重管旋喷（二根同心管分别喷水、喷浆二根同心管分别喷水、喷浆），或），或三重管旋喷三重管

26、旋喷（三根同心管分别喷水、喷气、喷浆三根同心管分别喷水、喷气、喷浆）。）。喷浆方式有喷浆方式有旋喷、定喷旋喷、定喷和和摆喷摆喷三种，可分别获得三种，可分别获得柱状、壁状柱状、壁状和和块状加固体块状加固体。高压旋喷施工示意图高压旋喷施工示意图2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3838页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业高压旋喷设备及机具高压旋喷设备及机具滑撬式旋喷钻机滑撬式旋喷钻机 履带式旋喷钻机履带式旋喷钻机 高压注浆泵高压注浆泵单重管喷具单重管喷具 双重管喷具双重管喷具 三重管喷具三重管喷具 灰浆搅拌机灰浆搅拌机泥浆泵泥浆泵2.2 2

27、.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3939页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 旋喷法旋喷法可用于处理软弱地可用于处理软弱地基，也可用于桩、地下连续墙、基，也可用于桩、地下连续墙、挡土墙、深基坑支护结构的施挡土墙、深基坑支护结构的施工和防管涌、流砂的技术措施。工和防管涌、流砂的技术措施。2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第4040页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业高压旋喷工程钻机高压旋喷工程钻机GZB-40C型型高压注浆泵高压注浆泵柱柱状状旋旋喷喷桩桩加加固固地地基基2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第4141页页