土木工程施工技术1第三章地基处理工程

土木工程施工技术1第三章地基处理工程，分享了振冲法、强夯法、预压法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法等知识点，欢迎交流！

第三章地基处理工程

• 概述
  • 地基处理对象：软弱地基和特殊土地基
  • 地基处理的目的：利用田换填、劣实、挤密、排水、胶洁、加筋和热学等方法，对地基土进行加固，改良地基土的工程特征，从而提高地基的抗剪切强度
  • 地基处理方法的分类：
    • 按时间可分为临时处理和永久处理
    • 按处理深度可分为浅层处理和深层处理
    • 按土性对象可分为砂性土处理和黏性土处理，饱和土处理和非饱和土处理
    • 问按地基处理的作用机理可分为置换法、挤密法、排水固解法、胶洁法、加筋法和热学法
• 振冲法
  • 振冲法概述
    • 概念：振冲法是以起重机吊起振冲器(图3.3.1)，起动潜水电动机后，带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵，使高压水通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下，将振冲器沉到土中的设计深度。经过清孔后，就可从地面向孔中逐段填入砂石，每段填料均在振动作用下被振挤密实，达到所要求的密实度后提升振冲器，如此重复填料和振密，直到地面，从而在地基中形成一根大直径的密实的桩体。
  • 分类：
    • 按加固机理和效果的不同，分为：振冲挤密法和振冲置换法
  • 适用范围
    • 振冲法适用于处理沙土，粉土，粉质，粘土素填土和杂填土等地基
  • 施工工艺
    • 流程：
• 强夯法
  • 概念：
    • 强夯法又名动力固结法，属高能量夯击，它是用起重机械将大吨位夯锤(一般8～301)起吊到6～30 m高度后，自由落下，给地基土以强大冲击能量的奔击，在土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，隆低其压缩性。强夯法是一种常用的深层地基处理方法。
  • 特点
    • 施工方法和设备简单，施工速度快，功效高；节约原材料，较为经济；适用 土质范围广，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2～5倍；沉降变形小，压缩量可 降低2～10倍；加固影响深度可达6-10m，但振动影响较大。
  • 适用范围
    • 强夯法适用于加固碎石土、砂土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土以及工业废渣、垃圾地基的处理；对于淤泥与淤泥质土地基，应经试验确定其有效后方可采用。当强夯所产生的振动对周围建筑物、设备及其他设施有影响时，不得采用强夯法施工。必要时，应采取防振、隔振措施。
  • 用到的机具设备
    • 由夯锤、起重机械和脱钩装置等组成
      • 夯锤可采用铸钢制成的钢劣锤、装配式钢劣锤，如图：
        • 子主题
      • 脱钩装置
• 预压法
  • 概述
    • 预压法是在建筑物建造前对建筑场地进行预压，使土地中的水排出，地基逐渐固结沉降，同时强度逐渐提高
    • 适用范围
      • 适用于处理，淤泥，淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基
    • 预压法加固地基的组成
      • 加压系统和排水系统
  • 堆载预压法
    • 水平排水体施工
    • 竖向排水体施工
      • 砂井施工要求
        • 砂井施工要求：保持砂井连续和密实，并且不出现颈缩现象；尽量减小对周围土的 扰动；砂井的长度、直径和间距应满足设计要求。砂井施工一般先在地基中成孔，再在 孔内灌砂形成砂井。
      • 砂井成孔法
        • 套管法、射水法、螺旋钻成孔法
  • 真空预压法
    • 真空预压法以大气压力作为预压荷载，先在需加固的软土地基表面铺设一层透水砂垫层或砂砾层，在砂垫层内埋设渗水管道，再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶3-布，四周密封好与大气隔绝，渗水管道与真空泵连通进行抽气，使透水材料保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负孔隙水压力，将土中孔隙水和空气逐渐吸出，从而使土体固结。为了加速孔隙水的排出，真空预压法必须设置砂井、袋装砂井或塑料排水板等竖向排水系统。
• 高压喷射注浆法
  • 概述
    • 利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压泵以20～40 MPa的压力将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，以高速喷出，冲击切削土层，使喷流射程内土体破坏，同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面以一定速度徐提升，使水泥浆与土体充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成具有一定强度(0.5～8.0 MPa)的固结体，从而使地基得到加固。
  • 喷射流形式
    • 高压喷射注浆法所形成的固结体的形状与喷射流移动方向有关。分为旋转喷射、定向喷射、摆动喷射三种注浆形式
  • 工艺类型
    • 单管法、二重管法、三重管法、多重管法
  • 适用范围
    • 高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基；当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或含有过多有机质时，以及对地下水流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其适用性。高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固，深基坑侧壁挡土或挡水、基坑底部加固、防止管涌与隆起、坝堤加固与防水帷幕等工程。
  • 机具设备
    • 由高压发生装置、注浆钻机、特种钻杆和高压管路等部分组成
  • 施工工艺
    • 工艺参数
      • 与固结体大小的形成有直接关系
    • 工艺流程
      • 钻机就位，钻孔、开始喷射、边旋喷边提升、旋喷结束成桩
    • 施工要点
      • 旋喷机机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°
• 水泥土搅拌法
  • 概述
    • 利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，固化剂和软土之间会产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性水稳定性和一定强度的地基，与天然地基形成复合地基，从而提高地基承载力，增大变形模量
    • 分类
      • 水泥浆搅拌法（湿法）和粉体喷射搅拌法（干法）两种
  • 水泥土搅拌机械
    • 水泥土搅拌设备包括深层搅拌机及配套机械
      • 深层搅拌机有中心管喷浆方式和叶片喷浆方式
      • 叶片喷浆方式的深层搅拌机使水泥浆从叶片上若干个小孔喷出，与土体混合较均匀。
    • 水泥搅拌法以水泥为固化剂
  • 施工工艺流程图
  • 施工要点
    • 施工前应按设计要求通过工艺性成桩试验，确定搅拌桩配比、灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数。宜用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4～0.6 MPa，并应使搅拌提升速度与输浆速度协调。