《土木工程施工》PPT課件

第 二 章 地 基 加 固 及樁 基 礎(chǔ) 工 程 2.1 地 基 加 固 處 理 1 、 什 么 時(shí) 候 需 要 加 固 地 基 ? 當(dāng) 土 層 的 承 載 能 力 較 差 ， 如 淤 泥 、 沖 填 土 及 其 它軟 弱 土 層 或 雖 然 土 層 較 好 ， 但 上 部 荷 載 甚 大 時(shí) ， 為 使 地 基具 有 足 夠 的 堅(jiān) 固 性 和 穩(wěn) 定 性 ， 可 以 對(duì) 土 層 進(jìn) 行 加固 。 2、 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 ” 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 。 3、 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) 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 。4、 地 基 處 理 的 對(duì) 象 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 5、 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 。 地 基 加 固 處 理 的 方 法 很 多 ， 歸 納 起 來(lái) 無(wú) 非 是 ：“ 挖 ” 、 “ 填 ” 、 “ 換 ” 、 “ 夯 ” 、 “ 壓 ” 、 “ 擠 ” 、“ 拌 ” 七 個(gè) 字 。 6、 地 基 加 固 的 方 法 6.1 “ 挖 ” 當(dāng) 軟 弱 土 地 基 的 承 載 力或 變 形 滿(mǎn) 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 6.2 “ 填 ” 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(chēng) 為 砂 石 地 基 、 三 合 土 地 基 、 粉煤 灰 地 基 。 6.3 “ 換 ”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 。 6.4 “ 夯 ”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 。 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(zhǎng) 園 柱 夯 錘 短 園 柱 夯 錘 園 錐 形 夯 錘園 柱 形 夯 錘 高寬比 過(guò) 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(kāi) 軟 土 ， 形 成 砂 石 樁 與 軟 土 的復(fù) 合 地 基 ， 稱(chēng) 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 。 為 了 在 較 短時(shí) 間 內(nèi) 取 得 預(yù) 壓 效 果 ， 需 要 注 意 改 善 預(yù) 壓 層 的 的 排 水 條 件 ， 常用 的 方 法 如 下 ： 6.5 “ 壓 ”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 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(guò) 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) 。 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(chēng) 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 （ 導(dǎo) 管 式 振 動(dòng) 打 樁 機(jī) ） 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) 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(chēng) “ 擠 密 樁 ” 。 包 括 碎(砂 )石 樁 、 石 灰 樁 、 灰土 樁 、 CFG樁 等 。6.6 “ 擠 ” 施 工 完 的 灰 土 樁灰 土 樁 施 工 現(xiàn) 場(chǎng) CFG樁 CFG樁 又 稱(chēng) 水 泥 粉 煤 灰 碎 石 樁 。由 長(zhǎng) 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(guò) 褥 墊 層形 成 CFG樁 復(fù) 合 地基 又 稱(chēng) 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 。 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(guó)公司)振 沖 碎 石 樁 施 工 待驗(yàn)收的碎石樁 6.7 “ 拌 ” 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 漿 液 和 土 壤 混 合 ， 凝 結(jié) 成 堅(jiān) 硬 的 柱 體 或 土 壁 。 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 漿土 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 （ 日 本 ） 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(wú) 接 縫 的 地 下 墻 體 。 清 除 鉆 頭 上 的 余 泥形 成 一 道 水 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 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 攪 拌 混 合 ， 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 分 別 獲 得 柱 狀 、壁 狀 和 塊 狀 加 固 體 。高 壓 旋 噴 施 工 示 意 圖 2.2 地 基 加 固 的 方 法 共 41頁(yè) 第 38頁(yè) 高 壓 旋 噴 設(shè) 備 及 機(jī) 具滑 撬 式 旋 噴 鉆 機(jī) 履 帶 式 旋 噴 鉆 機(jī) 高 壓 注 漿 泵 單 重 管 噴 具 雙 重 管 噴 具 三 重 管 噴 具 灰 漿 攪 拌 機(jī)泥 漿 泵 旋 噴 法 可 用 于 處 理 軟弱 地 基 ， 也 可 用 于 樁 、 地 下連 續(xù) 墻 、 擋 土 墻 、 深 基 坑 支護(hù) 結(jié) 構(gòu) 的 施 工 和 防 管 涌 、 流砂 的 技 術(shù) 措 施 。