第五章 地基處理

1、基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering第第5章章 地基處理地基處理5.1 概述概述5.2 墊層法墊層法5.3 排水固結(jié)法排水固結(jié)法5.4 深層水泥攪拌法深層水泥攪拌法5.5 高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法5.6 強夯法強夯法5.7 振沖法振沖法補充內(nèi)容補充內(nèi)容 水泥粉煤灰碎石樁法水泥粉煤灰碎石樁法基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering地基處理內(nèi)容學習要求地基處理內(nèi)容學習要求1、學習時要緊扣、學習時要緊扣建筑地基處理技術(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)2、要掌握每一種方法的三個方面：要掌握每一種方法的三個方面： 原理原理 優(yōu)點、缺點優(yōu)

2、點、缺點 適用范圍適用范圍地基處理方法種類很多，但沒有一種方法是萬能的。地基處理方法種類很多，但沒有一種方法是萬能的。實際工作中，需要根據(jù)具體工程確定出相應(yīng)的合理方案。實際工作中，需要根據(jù)具體工程確定出相應(yīng)的合理方案。如何學習地基處理這部分內(nèi)容？如何學習地基處理這部分內(nèi)容？基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering地基處理的土類：地基處理的土類： 淤泥與淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、細粉砂土、砂礫石類土、淤泥與淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、細粉砂土、砂礫石類土、 膨脹土、黃土、紅粘土、巖溶等。膨脹土、黃土、紅粘土、巖溶等。淤泥與淤泥質(zhì)土淤泥與淤泥質(zhì)土：簡稱軟土：簡稱軟土特點：多數(shù)是飽和的，含有

3、有機質(zhì)，含水量特點：多數(shù)是飽和的，含有有機質(zhì)，含水量液限、液限、e1、抗、抗 剪強度低、壓縮性高、滲透性小，具有結(jié)構(gòu)性。剪強度低、壓縮性高、滲透性小，具有結(jié)構(gòu)性。分類：分類：淤泥（淤泥（e1.5） 淤泥質(zhì)土（淤泥質(zhì)土（1.5e1） 泥炭或泥炭質(zhì)土：有機質(zhì)含量超過泥炭或泥炭質(zhì)土：有機質(zhì)含量超過25%的軟土。的軟土。粉質(zhì)粘土、細粉砂土粉質(zhì)粘土、細粉砂土: 防止動荷載作用下的液化防止動荷載作用下的液化砂土、砂礫石等：砂土、砂礫石等： 防滲、抗?jié)B防滲、抗?jié)B其它類土：其它類土： 針對土的特殊性質(zhì)處理，如膨脹性等。針對土的特殊性質(zhì)處理，如膨脹性等?；A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineeri

4、ng（1）提高地基土的）提高地基土的抗剪強度抗剪強度，以滿足設(shè)計對地基承，以滿足設(shè)計對地基承載力和穩(wěn)定性的要求；載力和穩(wěn)定性的要求；（2）改善地基的）改善地基的變形性質(zhì)變形性質(zhì)，減少沉降或差異沉降；，減少沉降或差異沉降；（3）改善地基的）改善地基的滲透性和滲透穩(wěn)定性滲透性和滲透穩(wěn)定性，防止流沙和，防止流沙和管涌；管涌；（4）提高地基土的）提高地基土的抗震性能抗震性能，防止液化發(fā)生；，防止液化發(fā)生；（5）消除黃土地濕陷性、膨脹土的膨脹性）消除黃土地濕陷性、膨脹土的膨脹性地基處理主要目的和內(nèi)容：地基處理主要目的和內(nèi)容：基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering碾壓與碾壓與夯實夯

5、實換土與換土與墊層墊層排水排水固結(jié)固結(jié)振密振密擠密擠密置換與置換與拌入拌入加筋加筋 軟弱地基處理分類：軟弱地基處理分類：分類表參見表分類表參見表5-1(p184)基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.2 墊層法墊層法5.2.1 墊層的作用墊層的作用墊層法墊層法 當建筑物持力層比較軟弱，不能滿足設(shè)計荷載或變當建筑物持力層比較軟弱，不能滿足設(shè)計荷載或變形的要求時，常在地基表面鋪設(shè)一定厚度的墊層，或形的要求時，常在地基表面鋪設(shè)一定厚度的墊層，或者把表面部分軟弱土層挖去，置換強度較大的砂、碎者把表面部分軟弱土層挖去，置換強度較大的砂、碎石、石渣、礦渣、灰土和素土等。石、石渣

6、、礦渣、灰土和素土等。處理范圍：淺層地基處理范圍：淺層地基基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering軟土軟土墊層墊層5.2 墊層置換法墊層置換法墊層的分類墊層的分類換土墊層換土墊層排水墊層排水墊層加筋墊層加筋墊層基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering1、材料、材料塊石：拋石擠淤塊石：拋石擠淤礫、中粗砂：壓實、防凍、防液化，加速固結(jié)礫、中粗砂：壓實、防凍、防液化，加速固結(jié)灰土、三合土：灰土比灰土、三合土：灰土比2:8，3:7 土土-粉土，粉質(zhì)粘土；三合土：灰土，灰渣及粉土，粉質(zhì)粘土；三合土：灰土，灰渣及碎磚瓦碎磚瓦工業(yè)廢渣：粉煤灰、礦渣工業(yè)廢渣：粉煤灰

7、、礦渣素土：素土：Ip=1017，濕陷性黃土換除，分層壓實，濕陷性黃土換除，分層壓實加筋土加筋土b回填土回填土5.2 墊層置換法墊層置換法5.2.2 換土墊層的設(shè)計：換土墊層的設(shè)計：基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering2 墊層法的適用性墊層法的適用性 軟粘土和淤泥軟粘土和淤泥 濕陷性土濕陷性土 填土，一般粘性土承載力低填土，一般粘性土承載力低3 墊層設(shè)計：墊層設(shè)計： 人工持力層，要對軟弱下臥層驗算人工持力層，要對軟弱下臥層驗算 1）持力層承載力：）持力層承載力： p f， 確定材料及密度確定材料及密度 2）深度設(shè)計）深度設(shè)計 一般要求一般要求0.5m，墊層的擴散和技術(shù)

8、的要求，墊層的擴散和技術(shù)的要求 0.5, 2330oB b+2ztg +2 30cm 便于壓實機械施工便于壓實機械施工B b+ z = 02.0 ()2CDzczCDpbbztgFGFdbpbbz 填填b回填土回填土B= b+2ztg dz 填填zCZCD5.2 墊層置換法墊層置換法先假設(shè)墊層的厚度先假設(shè)墊層的厚度基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering墊層置換法小結(jié)墊層置換法小結(jié)可以就地取材可以就地取材人工持力層人工持力層要進行軟弱下臥層承載力驗算要進行軟弱下臥層承載力驗算墊層厚度有限制墊層厚度有限制5.2 墊層置換法墊層置換法基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation E

9、ngineering5.3 排水固結(jié)法排水固結(jié)法 在建筑物建造以前，在建筑場地進行在建筑物建造以前，在建筑場地進行加載預壓加載預壓或或真空預壓真空預壓，使地基的固結(jié)沉降基本完成，從而提高地，使地基的固結(jié)沉降基本完成，從而提高地基土的強度并減小沉降的處理方法。基土的強度并減小沉降的處理方法。排水固結(jié)法的作用：排水固結(jié)法的作用：n 提高軟土地基的承載力與穩(wěn)定性提高軟土地基的承載力與穩(wěn)定性n 消除或減小建筑地基的沉降量消除或減小建筑地基的沉降量基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.3.1 原理和應(yīng)用原理和應(yīng)用原理分析：原理分析：預壓荷載作用下，天然軟土固結(jié)，預壓荷載作用下

10、，天然軟土固結(jié)，由由a到到c，孔隙比減小了，孔隙比減小了e，土的，土的抗剪強度相應(yīng)提高；抗剪強度相應(yīng)提高；卸除預壓荷載，土骨架沿回彈曲卸除預壓荷載，土骨架沿回彈曲線回彈，但回彈后孔隙比線回彈，但回彈后孔隙比小于小于天天然孔隙比，土的抗剪強度然孔隙比，土的抗剪強度高于高于土土的天然抗剪強度；的天然抗剪強度；再施加荷載時，沿再壓縮曲線變再施加荷載時，沿再壓縮曲線變形，形，孔隙比減小量小于第一次加孔隙比減小量小于第一次加載時的孔隙比，而土的抗剪強度載時的孔隙比，而土的抗剪強度高于第一次加載過程。高于第一次加載過程?；A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering如何取得良好排水效果？如

11、何取得良好排水效果？（1）必要的預壓荷載；）必要的預壓荷載；實施：實施：加載方式發(fā)展了堆載加載方式發(fā)展了堆載 預壓、真空預壓等。預壓、真空預壓等。（2）必要的排水條件和足夠的排水固結(jié)時間）必要的排水條件和足夠的排水固結(jié)時間說明：根據(jù)土力學固結(jié)理論，要說明：根據(jù)土力學固結(jié)理論，要達到同樣的固結(jié)度，排水時間與最達到同樣的固結(jié)度，排水時間與最 大排水距離平方成正比：大排水距離平方成正比：2tH實施：實施：排水方式發(fā)展了排水方式發(fā)展了普通砂井普通砂井、袋裝砂井、塑料排水帶和袋裝砂井、塑料排水帶和水平排水墊層水平排水墊層等減小最小等減小最小排水距離。排水距離?；A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation En

12、gineering5.3.2 砂井地基固結(jié)理論砂井地基固結(jié)理論砂井地基固結(jié)包括：砂井地基固結(jié)包括： 1）豎向固結(jié)，根據(jù)）豎向固結(jié)，根據(jù)Terzaghi一維固結(jié)理論；一維固結(jié)理論； 2）徑向固結(jié)：利用單井固結(jié)理論）徑向固結(jié)：利用單井固結(jié)理論基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering單井固結(jié)理論假設(shè)前提單井固結(jié)理論假設(shè)前提：1. 等應(yīng)變條件成立等應(yīng)變條件成立 等應(yīng)變條件：砂井地基中無側(cè)向變形，同一水平面上任一點的等應(yīng)變條件：砂井地基中無側(cè)向變形，同一水平面上任一點的垂直變形相同垂直變形相同；2. 每個砂井影響范圍內(nèi)的滲流路徑，既有豎向每個砂井影響范圍內(nèi)的滲流路徑，既有豎向 分量

13、也有徑向分量，兩種分別單獨考慮。分量也有徑向分量，兩種分別單獨考慮。3. 3. 從井周流入水量等于從井流從井周流入水量等于從井流出水量出水量4. 4. 除滲透系數(shù)外，井料、涂抹除滲透系數(shù)外，井料、涂抹區(qū)與天然地基性質(zhì)相同區(qū)與天然地基性質(zhì)相同 涂抹區(qū)涂抹區(qū)：在打設(shè)砂井時在井在打設(shè)砂井時在井壁四周形成的薄的區(qū)域。壁四周形成的薄的區(qū)域。5. 5. 荷載一次瞬時施加荷載一次瞬時施加不透水層dwde基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering砂井地基固結(jié)分析（了解）砂井地基固結(jié)分析（了解） 徑向固結(jié)基本方程及求解徑向固結(jié)基本方程及求解 根據(jù)等應(yīng)變條件可導出根據(jù)等應(yīng)變條件可導出 2. 等

14、應(yīng)變條件下豎向和徑向固結(jié)的組合解等應(yīng)變條件下豎向和徑向固結(jié)的組合解 3. 一級和多級等速加載情況平均固結(jié)度的計算一級和多級等速加載情況平均固結(jié)度的計算 4. 砂井未打穿固結(jié)土層的固結(jié)度計算砂井未打穿固結(jié)土層的固結(jié)度計算基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.3.3 排水固結(jié)設(shè)計排水固結(jié)設(shè)計 豎向排水體類型的選取豎向排水體類型的選取 豎向排水體類型豎向排水體類型：普通砂井、袋裝砂井、塑料排水：普通砂井、袋裝砂井、塑料排水帶；帶； 三種三種豎向排水體的特性和性能要求，參照表豎向排水體的特性和性能要求，參照表5-3（p205）1. 宜優(yōu)先選用塑料排水帶宜優(yōu)先選用塑料排水帶基

15、礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering布置間距：間距在保證不相互擠壓的前提下，盡量密；布置間距：間距在保證不相互擠壓的前提下，盡量密；打入深度：打入深度： 1）當壓縮的軟土層厚度較?。ǎ┊攭嚎s的軟土層厚度較?。?0m）時，按建筑物穩(wěn)定性和）時，按建筑物穩(wěn)定性和 變形的要求來設(shè)計：變形的要求來設(shè)計： a）以穩(wěn)定性控制的預壓工程，打入深度應(yīng)在最危險圓?。┮苑€(wěn)定性控制的預壓工程，打入深度應(yīng)在最危險圓弧 滑動面以下滑動面以下2m； b）以變形控制的預壓工程，達到地基沉降計算的有效壓）以變形控制的預壓工程，達到地基沉降計算的有效壓 縮深度縮深度 2. 豎向排水體布置豎向排水體布置間

16、距間距和和打入深度打入深度的確定的確定基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering3. 地基強度增長的計算地基強度增長的計算 考慮剪切蠕變引起的強度衰減，預壓排水固結(jié)考慮剪切蠕變引起的強度衰減，預壓排水固結(jié) t 時刻引起的時刻引起的地基強地基強度度：其中其中 為考慮剪切蠕變的折減系數(shù)，為考慮剪切蠕變的折減系數(shù)，0.90.95。 0天然地基土的抗剪強度，軟土為土的不排水粘結(jié)力天然地基土的抗剪強度，軟土為土的不排水粘結(jié)力cu； 排水固結(jié)引起土的強度增長量：排水固結(jié)引起土的強度增長量： 則則 z計算點的附加應(yīng)力。計算點的附加應(yīng)力。f0ct cczccutantantUfuzcuta

17、 5-34nttcUc基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering 4. 預壓設(shè)計預壓設(shè)計 （1）消除）消除沉降沉降的預壓設(shè)計的預壓設(shè)計 預壓設(shè)計原理：設(shè)實際荷載為預壓設(shè)計原理：設(shè)實際荷載為p；施加預壓荷載為；施加預壓荷載為p+p，經(jīng)，經(jīng)固結(jié)排水固結(jié)排水 t 時刻后，卸載，沉降量為時刻后，卸載，沉降量為(st)p+p，再施加實際荷載再施加實際荷載p，則最終產(chǎn)生的沉降量為：，則最終產(chǎn)生的沉降量為： 其中，其中，(sf)p：實際荷載作用下地基的最終沉降量，按分層總實際荷載作用下地基的最終沉降量，按分層總 和法計算和法計算 fa+tpppsss基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation

18、 Engineering 設(shè)計步驟和方法（確定預壓荷載大小、預壓時間）：設(shè)計步驟和方法（確定預壓荷載大小、預壓時間）： 1）根據(jù)實際荷載）根據(jù)實際荷載p，設(shè)定某預壓荷載，設(shè)定某預壓荷載p+p； 2）根據(jù)沉降允許值）根據(jù)沉降允許值sa和和 實際荷載實際荷載 p 的最終沉降量的最終沉降量(sf)p，并，并 計算它們的差值計算它們的差值(sf)p-sa ，即為預壓需要完成的沉降量。，即為預壓需要完成的沉降量。 3）計算預壓荷載）計算預壓荷載p+p的最終沉降量的最終沉降量(sf)p+p； 4）根據(jù)預壓的固結(jié)度）根據(jù)預壓的固結(jié)度U，由，由U 確定預壓時間確定預壓時間t 。 fafpppssUs基礎(chǔ)工程基

19、礎(chǔ)工程 Foundation Engineering預壓設(shè)計內(nèi)容：預壓設(shè)計內(nèi)容：1）確定施加各分級預壓加載的大小；）確定施加各分級預壓加載的大?。?）確定每一級荷載的預壓時間或固結(jié)度。）確定每一級荷載的預壓時間或固結(jié)度。（2）提高）提高地基承載力與穩(wěn)定性地基承載力與穩(wěn)定性的預壓設(shè)計的預壓設(shè)計設(shè)計步驟共分為四步：設(shè)計步驟共分為四步：1）確定施加第一級荷載）確定施加第一級荷載p1的大?。喝√烊坏鼗休d力的的大?。喝√烊坏鼗休d力的1/k，k=1.31.52）估算第一級荷載加載速率）估算第一級荷載加載速率 和預壓固結(jié)時間和預壓固結(jié)時間t 預壓固結(jié)時間預壓固結(jié)時間t 按固結(jié)度按固結(jié)度70%80%確定；

20、確定；q daykPaq/84.基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering3）計算第一級荷載下地基強度增長和估算第二級荷載的允）計算第一級荷載下地基強度增長和估算第二級荷載的允 許值計算地基強度增長按公式（許值計算地基強度增長按公式（5-34）計算）計算 估算第二級荷載施加的允許值，估算第二級荷載施加的允許值，由由ft代替代替天然地基承載力，天然地基承載力，方法同第一級荷載。方法同第一級荷載。4）如果第二級不能滿足承載力的要求，重復第）如果第二級不能滿足承載力的要求，重復第2)、3)直到直到 滿足承載力要求為止?jié)M足承載力要求為止。fuzcutan 5-34tcU基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)

21、工程 Foundation Engineering5.4 深層水泥攪拌法深層水泥攪拌法5.4.1 概述概述深層水泥攪拌法：深層水泥攪拌法： 通過特制的深層攪拌機械，在一定的深度范圍內(nèi)把地基土通過特制的深層攪拌機械，在一定的深度范圍內(nèi)把地基土和水泥（或石灰等其它固化劑）強行攪拌，固化后形成具有水和水泥（或石灰等其它固化劑）強行攪拌，固化后形成具有水穩(wěn)定性和足夠強度的穩(wěn)定性和足夠強度的水泥土水泥土，形成樁體、塊體或墻體等類加固，形成樁體、塊體或墻體等類加固體，并與地基土共同作用，提高地基的承載力，改善地基變形體，并與地基土共同作用，提高地基的承載力，改善地基變形特性的一種地基處理方法。特性的一種地

22、基處理方法。噴射水泥的方法有：水泥噴射水泥的方法有：水泥漿漿噴射（濕噴）噴射（濕噴） 水泥水泥粉粉噴射（干噴）噴射（干噴）設(shè)備：攪拌機設(shè)備：攪拌機基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering攪拌頭有單頭、雙頭等攪拌頭有單頭、雙頭等深層深層水泥攪拌法水泥攪拌法儀器（單頭儀器（單頭p217）深層水泥攪拌法儀器（完整雙頭）深層水泥攪拌法儀器（完整雙頭）基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering 水泥土形成的機理水泥土形成的機理 水泥與土中水發(fā)生水化和水解反應(yīng)，產(chǎn)生一系列的水泥礦物。水泥與土中水發(fā)生水化和水解反應(yīng)，產(chǎn)生一系列的水泥礦物。詳細內(nèi)容，感興趣的同學自學。

23、詳細內(nèi)容，感興趣的同學自學。2. 影響水泥土力學性質(zhì)的因素影響水泥土力學性質(zhì)的因素 固化劑等，自學固化劑等，自學3. 水泥土的物理力學性質(zhì)水泥土的物理力學性質(zhì) 自學自學5.4.2 水泥土形成的機理及其性質(zhì)水泥土形成的機理及其性質(zhì)基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering1. 概述概述 建筑物、堤壩等加固中，參閱圖建筑物、堤壩等加固中，參閱圖5-26（p214） 2. 水泥土的配方設(shè)計水泥土的配方設(shè)計 一般了解。一般了解。 3. 攪拌工藝攪拌工藝5.4.3 應(yīng)用與設(shè)計應(yīng)用與設(shè)計基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering深層攪拌法施工工藝流程深層攪拌法施工工

24、藝流程定定位位預預攪攪拌拌下下沉沉噴噴漿漿攪攪拌拌上上升升重重復復攪攪拌拌下下沉沉重重復復攪攪拌拌上上升升完完畢畢基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering深層攪拌樁深層攪拌樁基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering4. 水泥土加固地基的設(shè)計和計算水泥土加固地基的設(shè)計和計算（1）水泥土加固體的布置形式）水泥土加固體的布置形式 按建筑物基礎(chǔ)形狀，以按建筑物基礎(chǔ)形狀，以方形或正三角形方形或正三角形均勻布置；均勻布置； 樁體的長度、間距和范圍：按建筑物對樁體的長度、間距和范圍：按建筑物對地基承載力和沉降地基承載力和沉降要要求確定。求確定?；A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 F

25、oundation Engineering（2）水泥土地基設(shè)計計算）水泥土地基設(shè)計計算水泥土復合地基承載力特征值計算公式：水泥土復合地基承載力特征值計算公式：Ap水泥土樁截面面積；水泥土樁截面面積；m 復合地基面積置換率，復合地基面積置換率， 為水泥樁的面為水泥樁的面 積與水泥樁的影響范圍內(nèi)總面積積與水泥樁的影響范圍內(nèi)總面積fspk，fsk復合地基，樁間土的承載力特征值；復合地基，樁間土的承載力特征值；樁間土承載力折減系數(shù)，可取樁間土承載力折減系數(shù)，可取0.50.9；Ra水泥土樁的單樁體（包括多樁體）豎向承載力特征值，計算與普通樁相同，水泥土樁的單樁體（包括多樁體）豎向承載力特征值，計算與普通

26、樁相同，即取地基承載力和樁身承載力即取地基承載力和樁身承載力小值小值:、折減系數(shù)，折減系數(shù)， =0.20.3(干法干法)、 =0.250.33(濕法濕法)； =0.40.6；aspkskp1RfmmfAacupRfAasapppaRq u lA qddepe22eAmAdmd基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering水泥土樁處理深度以下有軟土層時水泥土樁處理深度以下有軟土層時 應(yīng)驗算其承載力是否滿足。應(yīng)驗算其承載力是否滿足。驗算方法：驗算方法： 同第同第4章樁基礎(chǔ)中第章樁基礎(chǔ)中第4.4.2節(jié)圖節(jié)圖4-17(b) (p144)不考慮擴散作不考慮擴散作用實體深基礎(chǔ)用實體深基礎(chǔ)。

27、基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering水泥土樁復合地基沉降量水泥土樁復合地基沉降量s計算：計算：ssp 、ss復合地基壓縮量、下層地基土的沉降量，均按分層總和法復合地基壓縮量、下層地基土的沉降量，均按分層總和法 計算，其中樁土復合地基的模量計算，其中樁土復合地基的模量Espspps1EmEmEspssssEp 、Es樁的壓縮模量、樁間土的壓縮模量。樁的壓縮模量、樁間土的壓縮模量。按面積加按面積加權(quán)計算權(quán)計算基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.4.4 粉體噴射攪拌法（干噴）粉體噴射攪拌法（干噴） 設(shè)計方法與濕噴是一致的。設(shè)計方法與濕噴是一致的

28、。基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.5 高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法5.5.1 基本原理與噴射漿的類型基本原理與噴射漿的類型 基本原理基本原理 一般用鉆機成孔至預定深度后，再利用高壓注漿一般用鉆機成孔至預定深度后，再利用高壓注漿流體發(fā)生設(shè)備，使水和流體發(fā)生設(shè)備，使水和漿液漿液以高壓噴射流向四周土體以高壓噴射流向四周土體噴射，將一定范圍內(nèi)土的結(jié)構(gòu)破壞，并與漿液混合形噴射，將一定范圍內(nèi)土的結(jié)構(gòu)破壞，并與漿液混合形成注漿體，與周圍土體共同作用加固地基。成注漿體，與周圍土體共同作用加固地基?；A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering單管單管漿液漿液雙

29、管雙管內(nèi)漿外氣內(nèi)漿外氣三管三管氣水漿氣水漿噴管形式噴管形式旋噴樁施工順序：旋噴樁施工順序： 圖圖5-31(p232)多管多管基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering高壓噴射注漿的三種形式：高壓噴射注漿的三種形式：基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering不同噴管加固效果比較：不同噴管加固效果比較：基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.5.2 噴射注漿的應(yīng)用設(shè)計噴射注漿的應(yīng)用設(shè)計 應(yīng)用應(yīng)用 1）提高地基承載力，改善地基變性特）提高地基承載力，改善地基變性特性；性； 對象：淤泥質(zhì)土和黃土對象：淤泥質(zhì)土和黃土 2）形成防滲帷幕）形

30、成防滲帷幕 對象：砂土和砂礫石地基對象：砂土和砂礫石地基 工程應(yīng)用：例如基礎(chǔ)托換技術(shù)工程應(yīng)用：例如基礎(chǔ)托換技術(shù)基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering2. 設(shè)計設(shè)計（1）噴射注漿直徑的估計）噴射注漿直徑的估計 通過現(xiàn)場試驗確定通過現(xiàn)場試驗確定（2）確定地基的承載力）確定地基的承載力 按復合基地進行計算，計算方法按復合基地進行計算，計算方法同同 深層水泥攪拌法深層水泥攪拌法（3）沉降計算）沉降計算 按復合基地進行計算，計算方法按復合基地進行計算，計算方法同同 深層水泥攪拌法深層水泥攪拌法（4）穩(wěn)定分析）穩(wěn)定分析 按常規(guī)圓弧滑動法計算按常規(guī)圓弧滑動法計算（5）防滲帷幕設(shè)計）防

31、滲帷幕設(shè)計 通過防滲計算來確定通過防滲計算來確定基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.5.3 高壓噴射注漿的施工與質(zhì)量檢驗高壓噴射注漿的施工與質(zhì)量檢驗 這部分內(nèi)容，要求自學。這部分內(nèi)容，要求自學。基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.6.1 強夯的機理強夯的機理（1）加載階段）加載階段 夯擊的一瞬間，土體內(nèi)產(chǎn)生強烈的振動和動應(yīng)力，土體產(chǎn)夯擊的一瞬間，土體內(nèi)產(chǎn)生強烈的振動和動應(yīng)力，土體產(chǎn) 生塑性變形，土的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞；生塑性變形，土的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞；（2）卸載階段）卸載階段 夯擊卸去的一瞬間，動應(yīng)力消失，土體中很大的負有效應(yīng)夯擊卸去的一瞬間，

32、動應(yīng)力消失，土體中很大的負有效應(yīng) 力，土粒開裂，滲透性迅速提高，孔隙水壓力迅速降低；力，土粒開裂，滲透性迅速提高，孔隙水壓力迅速降低；（3）動力固結(jié)階段）動力固結(jié)階段 卸載后，殘留的孔隙水壓力消散，排水固結(jié)。卸載后，殘留的孔隙水壓力消散，排水固結(jié)。5.6 強夯法強夯法強夯法：用幾幾十噸的重錘，從幾幾十米高處落下，強夯法：用幾幾十噸的重錘，從幾幾十米高處落下，反復多次夯擊地面，對地基強力夯實。反復多次夯擊地面，對地基強力夯實。基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering（1）夯擊能與影響深度）夯擊能與影響深度夯擊影響深度經(jīng)驗公式：夯擊影響深度經(jīng)驗公式： 式中：式中：X加固區(qū)的影

33、響深度，加固區(qū)的影響深度，m； W夯錘重量，夯錘重量，kN； H落距，落距，m； m經(jīng)驗系數(shù)，砂類土、碎石類土建議取經(jīng)驗系數(shù)，砂類土、碎石類土建議取0.40.45， 粉土、粘性土、濕陷性黃土取粉土、粘性土、濕陷性黃土取0.350.45.6.2 強夯實施的要點強夯實施的要點10WHXm Em（2）夯擊點布置及間距）夯擊點布置及間距 一般按正方格布置，間距一般按正方格布置，間距59m基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering（3）夯擊的遍數(shù)）夯擊的遍數(shù) / 停止夯擊的條件停止夯擊的條件 在夯擊點連續(xù)夯擊，當連續(xù)夯擊沉，最后兩次夯擊的平在夯擊點連續(xù)夯擊，當連續(xù)夯擊沉，最后兩次夯擊

34、的平均沉降量均沉降量50mm，停止夯擊；，停止夯擊；（4）兩遍間的間歇時間）兩遍間的間歇時間 砂土兩遍可連續(xù)夯擊，粘性土間歇一般砂土兩遍可連續(xù)夯擊，粘性土間歇一般1530天天（5）強夯效果檢驗）強夯效果檢驗 現(xiàn)場取樣室內(nèi)試驗；現(xiàn)場取樣室內(nèi)試驗； 現(xiàn)場十字板試驗；現(xiàn)場十字板試驗； 標準貫入試驗、靜力觸探試驗等。標準貫入試驗、靜力觸探試驗等?；A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.6.2 適用的條件和工程應(yīng)用適用的條件和工程應(yīng)用適用的條件：適用的條件：u 適用對象包括適用對象包括 砂土、碎石類土、低飽和度的粘性土、粉土砂土、碎石類土、低飽和度的粘性土、粉土和濕陷性黃土等。

35、和濕陷性黃土等。u 對對飽和軟弱土飽和軟弱土要慎用，在取得現(xiàn)場試驗并檢驗?zāi)苋〉昧己靡饔?，在取得現(xiàn)場試驗并檢驗?zāi)苋〉昧己眯Ч拍懿捎?。效果才能采用。u 施工時振動大，噪音大，影響鄰近建筑物的安全，不宜在施工時振動大，噪音大，影響鄰近建筑物的安全，不宜在建筑群中的場地上使用。建筑群中的場地上使用。工程應(yīng)用主要有：工程應(yīng)用主要有： 松散軟弱地基松散軟弱地基 非均勻性土層地基非均勻性土層地基 可液化地基；可液化地基；基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering強夯置換法：強夯置換法： 對軟土地基，利用強夯擠開軟土，夯入塊石、碎石、對軟土地基，利用強夯擠開軟土，夯入塊石、碎石、砂等粗

36、料材料，最終形成碎石樁與軟土的復合地基。砂等粗料材料，最終形成碎石樁與軟土的復合地基?；A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.7 振沖法振沖法振沖法：利用振動和水力沖切原理處理地基。振沖法：利用振動和水力沖切原理處理地基。根據(jù)原理分類：根據(jù)原理分類： 振沖密實，處理振沖密實，處理砂類土砂類土 振沖置換，處理振沖置換，處理砂類土和粘性土砂類土和粘性土基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.7.1 振沖密實振沖密實 作用原理作用原理 振沖器在砂土中振沖對地基土施加水平向振動和擠壓，使振沖器在砂土中振沖對地基土施加水平向振動和擠壓，使土體由松散變?yōu)?/p>

37、密實或者使孔隙水壓力增高而液化，其主要土體由松散變?yōu)槊軐嵒蛘呤箍紫端畨毫υ龈叨夯渲饕饔镁褪钦駝用軐嵑驼駝右夯?。作用就是振動密實和振動液化?. 設(shè)計原理設(shè)計原理 振沖間距按經(jīng)驗公式計算振沖間距按經(jīng)驗公式計算3. 施工與檢驗施工與檢驗 自學內(nèi)容。自學內(nèi)容。基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.7.2 振沖置換振沖置換 作用機理作用機理 在粘性土地基中通過振沖成孔，在粘性土地基中通過振沖成孔，以碎石置換并振動密實，形成碎以碎石置換并振動密實，形成碎石樁體，與地基共同作用，提高石樁體，與地基共同作用，提高地基承載力，改善其變形性狀。地基承載力，改善其變形性狀。 實

38、施步驟：實施步驟：基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering實施步驟實施步驟基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering2. 設(shè)計的基本原理設(shè)計的基本原理碎石樁布置范圍：碎石樁布置范圍： 建筑物基礎(chǔ)范圍，并在建筑外圍布置建筑物基礎(chǔ)范圍，并在建筑外圍布置12排；排； 布置形式：正方形、正三角形；布置形式：正方形、正三角形； 碎石樁間距碎石樁間距1.52m承載力、穩(wěn)定性和沉降檢驗方法：承載力、穩(wěn)定性和沉降檢驗方法： 現(xiàn)場試驗確定、現(xiàn)場試驗確定、實用方法計算、半經(jīng)驗公式實用方法計算、半經(jīng)驗公式基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering（1）復

39、合地基承載力的估算）復合地基承載力的估算1）現(xiàn)場試驗確定；）現(xiàn)場試驗確定；2）按實用方法計算按實用方法計算 計算同深層水泥攪拌法、高壓噴射注漿法計算同深層水泥攪拌法、高壓噴射注漿法3）半經(jīng)驗公式半經(jīng)驗公式 n樁土應(yīng)力比，樁土應(yīng)力比，n=24； Sv樁間土十字板強度；樁間土十字板強度；spkv113fm nS基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering（2）復合地基沉降計算）復合地基沉降計算分層總和法，其中復合地基壓縮模量，同分層總和法，其中復合地基壓縮模量，同深層水泥攪拌法、深層水泥攪拌法、高壓噴射注漿法中的計算：高壓噴射注漿法中的計算： Es樁間土壓縮模量；樁間土壓縮模量；

40、n樁土應(yīng)力比，樁土應(yīng)力比，n=24；（3）振沖置換碎石復合地基的穩(wěn)定性計算）振沖置換碎石復合地基的穩(wěn)定性計算 按圓弧滑動法驗算按圓弧滑動法驗算sps11Em nEspps1EmEmEppppssss = EEnEE基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering3. 施工要點施工要點 施工順序等，要求自學。施工順序等，要求自學。基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering5.7.3 工程應(yīng)用的條件工程應(yīng)用的條件適用于：處理不排水抗剪強度適用于：處理不排水抗剪強度20kPa的粘土、粉質(zhì)粘土地基。的粘土、粉質(zhì)粘土地基。適用條件說明：適用條件說明： 對于不排水抗剪強度

41、較低（對于不排水抗剪強度較低（20kPa）的淤泥和淤泥）的淤泥和淤泥質(zhì)土，不能承受樁體自身的側(cè)限壓力，不易振沖密實，形質(zhì)土，不能承受樁體自身的側(cè)限壓力，不易振沖密實，形成良好的碎石樁體，反而振沖破壞樁間土，嚴重降低其強成良好的碎石樁體，反而振沖破壞樁間土，嚴重降低其強度。度。基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering水泥粉煤灰碎石樁法水泥粉煤灰碎石樁法（補充內(nèi)容）（補充內(nèi)容） 水泥粉煤灰碎石樁又稱水泥粉煤灰碎石樁又稱CFG樁（樁（Cement Flying-ash Gravel Pile） 以特殊機械成孔，用一定級配的碎石、石屑、砂、粉以特殊機械成孔，用一定級配的碎石、石屑

42、、砂、粉煤灰摻適量水泥加水拌合制成的樁。煤灰摻適量水泥加水拌合制成的樁。CFG樁復合地基：由樁復合地基：由CFG樁、樁間土和褥墊層共同組成。樁、樁間土和褥墊層共同組成。CFG樁復合地基組成樁復合地基組成褥墊層褥墊層CFG樁樁樁間土樁間土基礎(chǔ)基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation EngineeringCFG樁復合地基褥墊層作用：樁復合地基褥墊層作用： 褥墊層將基礎(chǔ)傳來的荷載，褥墊層將基礎(chǔ)傳來的荷載，以一定比例分配給樁和樁間以一定比例分配給樁和樁間土，使二者共同受力。土，使二者共同受力。CFG樁復合地基共同工作褥墊層壓縮樁基向上刺入基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineerin

43、g一、一、CFG樁復合地基作用機理原理樁復合地基作用機理原理u CFG樁對樁間土產(chǎn)生樁對樁間土產(chǎn)生擠密擠密作用；作用；u CFG樁摻入了粉煤灰，在土體中樁摻入了粉煤灰，在土體中構(gòu)成了構(gòu)成了豎向排水通道豎向排水通道，從而加快，從而加快了地基的排水固結(jié)；了地基的排水固結(jié)；u CFG樁樁置換置換部分土體。部分土體。CFG樁復合地基加固效果：樁復合地基加固效果： 提高地基承載力；提高地基承載力； 減小了地基沉降量。減小了地基沉降量。CFG樁復合地基組成褥墊層樁樁間土基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering二、二、CFG樁復合地基設(shè)計樁復合地基設(shè)計1 一般規(guī)定一般規(guī)定 CFG樁

44、直徑：宜取樁直徑：宜取350600mm； CFG樁距樁距s： 根據(jù)承載力要求、土的性質(zhì)、施工工藝等確根據(jù)承載力要求、土的性質(zhì)、施工工藝等確定，宜取定，宜取35倍的樁徑。倍的樁徑。 樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層，樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層， 褥墊層材料：宜用中砂、粗砂、級配砂石或碎石等；褥墊層材料：宜用中砂、粗砂、級配砂石或碎石等； 褥墊層厚度：宜取褥墊層厚度：宜取150300mm，樁徑或樁距大時，厚度宜，樁徑或樁距大時，厚度宜 取高值。取高值。 CFG樁長度，根據(jù)承載力和變形要求確定，應(yīng)穿透軟弱土樁長度，根據(jù)承載力和變形要求確定，應(yīng)穿透軟弱土層到達承載力相對較高的土層。層到達承載力相對較高的土層

45、?；A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 Foundation Engineering2. CFG2. CFG樁復合地基承載力設(shè)計樁復合地基承載力設(shè)計 CFGCFG樁復合地基承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場復合地基載荷試樁復合地基承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定。驗確定。 復合地基承載力特征值修正規(guī)定：復合地基承載力特征值修正規(guī)定： 基礎(chǔ)寬度修正系數(shù)取零，基礎(chǔ)埋深修正系數(shù)基礎(chǔ)寬度修正系數(shù)取零，基礎(chǔ)埋深修正系數(shù)1.0。初步設(shè)計時按下式估算：初步設(shè)計時按下式估算：aspkskp1RfmmfAfspk復合地基承載力特征值，復合地基承載力特征值，kPa； Ra單樁豎向承載力特征值，單樁豎向承載力特征值，kN； Ap樁的截面面積，樁的截面面積，m2；樁間土承載力折減系數(shù)，樁間土承載力折減系數(shù)，0.750.95；fsk處理后樁間土承載力特征值；處理后樁間土承載力特征值； m面積置換率，樁的面積面積置換率，樁的面積/單樁的影響面積，