1、学习情境二：地基处理,灰土地基工程施工,知识导入 项目一：单一地基处理 项目二：复合地基处理,教学目标: 掌握软弱土的种类和性质。 熟悉常见地基处理方法的基本原理和适用范围。 掌握各种方法的施工要点；能依据地基条件、地基处理方法的适用范围，合理选择地基处理方法。,术语：,地基：基础以下承受建筑物荷载的这部分土体；天然地基：基础直接建造在未经加固的天然土层上，这种地基为天然地基。地基处理：若天然地基不能满足地基强度和变形的要求，则必须事先要经过人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理。 地基加固处理的原理：将土质由松变实，将水的含水量由高变低，达到地基加固的目的。 地基加固处理的原则：使建
2、筑物各部位沉降趋于一致，减小地基不均匀沉降。 常用的人工地基处理方法有换填法、重锤夯实法、机械碾压法、挤密桩法、深层搅拌法、化学加固法等,（一）软弱土：是指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。 由软弱土组成的地基称为软弱土地基。,（二）软弱土地基工程特性：,1.含水量高，孔隙比较大。（改善其强度与变形特性，首先应考虑降低软土的含水量。）,2.抗剪强度很低。（加速软土层的固结速率是改善软土强度特性的一项有效途径。）,3.压缩性较高。,4.渗透性很小。（各项异性，水平向大）,5.具有明显的结构性、流变形。,一、 概述,软弱土地基处理方法,软弱土地基处理方法,软弱土地基处理方法,软弱
3、土地基处理方法,二、常见地基加固处理的方法,1、适用范围 2、施工准备（技术准备、材料准备、机具准备、作业条件） 3、工艺流程 4、质量标准 5、成品保护 6、应注意的质量问题 7、环境、职业健康安全管理措施,项目一：单一地基,概念：将基础下一定范围内承载力低的软土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土等，并分层夯至密实。 按回填的材料分为：灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、预压地基、注浆地基等。 适用范围：基坑、基槽,子项一：灰土地基工程施工,一、适用范围：处理透水性强的软弱粘性土地基； 不适用：湿陷性黄土地基和不透水的粘性土地基。 优点:施工工艺简单、工期短、造价低。 1.构造要
4、求 厚度：0.5m3m 宽度：沿基础两边各放出200mm300mm 二、施工准备 1.技术准备 （1）收集地质及水文资料，编制施工方案。 （2）试验确定：含水量控制范围、铺土厚度、夯压遍数 （3）技术交底：测量控制点复核 2.材料准备： （1）土 ：粘土、粉质粘土需过筛 （2）石灰：用三级以上新鲜块灰，用前1-2天消解并过筛。 3.机具准备： 夯具、靠尺、水准仪、锹等,4、作业条件,（1）铺灰之前一定要先验槽（土质、地下水、尺寸、均匀状况、地下物钎探）办理隐检手续 （2）基础外：检查基础保护层、地下室防水层检查地基梁及基础混凝土的强度。 （3）地下水降至-500mm，夯实3天不得受水泡（4）房
5、心地下工程安装完成。 （5）抄平线标志做好：木桩标志,三、施工工艺,1、工艺流程检查灰土质量 灰土拌合、槽底清理及验收 分层铺灰土 夯压密实 抄平验收,表2-1 灰土最大虚铺厚度,2.操作要点,（1）灰土质量要求 （2）灰土拌合：配合比3：7拌合均匀 含水量20%、 （3）验槽与隐检 （4）分层铺灰土 （5）夯实人工：后夯压前夯平夯，夯夯相连 机械：压半轮再人工补充。（6）分段施工，接缝错开大于500mm接缝不能设在转交窗等处。 （7）检查：夯压遍数、检查d及压实系数c 、压夯搭接要求抄平验收：标高、平整度,四. 质量要求见验收规范,砂石垫层承载力检测,五、成品保护,（1）定位桩、测量控制点、
6、水准点复核 （2）防水 （3）回填时防止损坏其他基础设备,六、应注意的施工问题,1每层均要检查压实变数 2灰土留槎接槎要求 3石灰熟化过筛 4灰土平整 5管道下灰土夯实、防管下沉,七、常见质量缺陷及防控措施,质量缺陷 1基坑基底不符合质量要求 2填料不符质量要求 3分层铺设不均匀 4已完成的垫层遭到破坏,预控措施 1严禁超挖、局部软土处理 2按配合比拌均 3及时质检 4防水,八环境、职业健康安全管理措施,子项二：砂和砂石地基,一、施工准备 1.技术准备 （1）收集地质及水文资料，编制施工方案。 （2）试验确定：含水量控制范围、铺土厚度、夯压遍数 （3）技术交底：测量控制点复核 2.材料准备：
7、砂：使用颗粒级配良好，质地坚硬的中砂或粗砂 3.机具准备：夯具、靠尺、水准仪、锹等,4、作业条件,（1）验槽（土质、地下水、尺寸、均匀状况、地下物钎探）办理隐检手续 （2）标高标志：木桩标志（3）降水排水地下水降至-500mm。,二、施工工艺,1、工艺流程检查石料质量 铺砂石 洒水 夯压密实 找平验收,2.操作要点,（1）检验石料级配、粒径、有机材料小于5% （2）铺砂石，分层厚度不宜大于300mm，在地下水位以下增加50 （3）砂不要赶堆，级配不好，应挖除。 （4）接搭并错开0.5-1.5米。 （5）降水并控制最大含水量。（6）夯实（7）找平（水准仪）,子项三：土工合成材料地基,一、施工准备
8、 1.技术准备 （1）识图了解设计意图 （2）地址状况 （3）把可用土石做实验 （4）编制施工方案 2.材料准备：购土工材料-进场检验外观、见证取样送检、回填土、石料3.机具准备：水准仪、全站仪、运输机、夯机,4、作业条件,（1）土工材料验收合格 （2）土石料验收（3）基底处理符和要求。,二、施工工艺,1、工艺流程基底处理 土工材料铺设 检查 回填土料,2.操作要点,（1）基层处理：基层平整，清除杂物 （2）不能直接铺放土工材料的基层要设砂垫层，厚度大于300mm （3）铺放检查基层，按受力方向从一端铺向另一端。 土工膜的连接搭接法、缝合法、胶结法见笔记。（4）回填,四、成品保护,（1）不穿钉
9、子鞋 （2）刺破修补 （3）保护层 （4）搭接满足尺寸要求（5）一次铺不宜太长。,子项四 排水固结法,（一）加固原理 排水固结法又称预压法，是在建筑物建造之前，先在天然地基中设置砂井等竖向排水体，然后加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度得以逐步提高。,加压系统：堆载预压和真空预压两种。 排水系统：普通砂井、袋装砂井和塑料排水带等。,（二）适用范围 淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土的地基处理。,项目二：复合地基,振冲地基 砂石桩地基 水泥粉煤灰碎石桩地基（CFG)等,子项一 挤密法和振冲法,（一） 挤密法 挤密法 指在软弱土层中以振动或冲击的方式成孔，从侧向将土挤密
10、，再将碎石、砂、灰土、石灰或炉渣等填料充填密实成柔性的桩体，并与原地基形成一种复合型地基，从而改善地基的工程性能。 2.适用范围 挤密桩按其填入材料不同分别称为挤密砂桩、挤密土桩和挤密灰土桩等，挤密砂桩常用来加固松砂易液化的地基以及结构疏松的杂填土地基，挤密土桩及灰土桩常用来加固湿陷性黄土地基。,子项一 挤密法和振冲法,（二） 振冲法 振冲法是利用一个振冲器，借助于高压水流边振边冲，使松砂地基变密；或在粘性土地基中成孔，在孔中填入碎石制成一根根的桩体，这样的桩体和原来的土构成比原来抗剪强度高和压缩性小的复合地基。 2. 适用范围 振冲置换法适用于：处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土、粉
11、土、饱和黄土和人工填土等地基，如果桩周土的强度过低，则难以形成桩体。 振冲密实法适用于：处理松散砂土和粉土等地基，不加填料的振冲密实法仅适用于处理粘粒含量小于10的粗砂、中砂地基。 振冲法不适用于在地下水位较高、土质松散易塌方和含有大块石等障碍物的土层中使用。,重锤夯实法 适用于：处理距离地下水位0.8m以上稍湿的杂填土、粘性土、湿陷性黄土和分层填土等地基，但在有效夯实深度内存在软粘土层时不宜采用。 强夯法 适用于：碎石土、砂土、建筑垃圾、低饱和度的粉土、粘性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土等地基，也可用于防止粉土及粉砂的液化；对于淤泥与饱和软粘土，如采取一定措施，也可以采用。但强夯不得用于不允
12、许对工程周围建筑物和设备有一定振动影响的地基加固，必需时，应采取防振、隔振措施。,1.机具设备 起重机械：履带式起重机 夯锤：圆形，钢-混凝土 脱钩装置,施工要点 施工前应进行试夯，试夯面积不小于10m10m，确定正式夯击施工时的技术参数。 强夯前应平整场地，做好排水沟，按夯点布置测量放线确定夯位。地下水位高时在地表铺0.52.0m厚的中（粗）砂或砂石地基，其目的是在地表形成硬层，支承起重设备，确保机械设备通行和施工。 每夯击一遍后，测量场地平均下沉量，用土将夯坑填平，进行下一遍夯击。,子项二、 高压喷射注浆法和深层搅拌法,高压喷射注浆法和深层搅拌法均是利用特制的机具向土层中喷射浆液或拌人粉剂
13、，与破坏的土混合或拌和，从而使地基土固化，达到加固的目的。 （一） 高压喷射注浆法 它是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵（工作压力在20MPa以上），将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后形成加固体，从而使地基得到加固。,子项二、 高压喷射注浆法和深层搅拌法,子项二、 高压喷射注浆法和深层搅拌法,高压喷射注浆法的特点： 1.能够比较均匀地加固透水性很小的细粒土，作为复合地基可提高其承载力，降低压缩性。 2.施工设备简单、灵活，能在室内或洞内净高很小的条
14、件下对土层深部进行加固。 3.能控制加固体形状，制成连续墙可防止渗透和流砂。 4.不污染环境，无公害。,子项二、 高压喷射注浆法和深层搅拌法,高压喷射注浆法 适用于：处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、湿陷性黄土、碎石土以及人工填土等地基的加固，但对含有较多大粒块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或含过多有机质的土及地下水流过大、喷射浆液无法在注浆管周围凝聚的情况不宜采用。 可用于既有建筑和新建筑的地基处理、深基坑侧壁挡土或挡水、基坑底部加固防止管涌与隆起、坝的加固与防水帷幕等工程。,子项二、 高压喷射注浆法和深层搅拌法,（二） 深层搅拌法 深层搅拌法 它是利用水泥、石灰等材料作固化剂（浆液或粉
15、体）的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基。,2. 特点 （1）深层搅拌法将固化剂直接与原有土体搅拌混合，没有成孔过程，对孔壁无横向挤压，故对邻近建筑物不产生有害的影响。 （2）经过处理后的土体重度基本不变，不会由于自重应力增加而导致软弱下卧层的附加变形。 （3）与旋喷桩相比，水泥用量大为减少，造价低、工期短。 （4）施工时无振动、无噪声、无污染等。,子项二、 高压喷射注浆法和深层搅拌法,子项二、 高压喷射注浆法和深层搅拌法,3. 适用范围 加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较
16、高、且地基承载力特征值不大于120kPa的粘性土地基。对超软土效果更为显著。 多用于墙下条形基础，大面积堆料厂房基础、深基坑开挖时防止坑壁及边坡塌滑、坑底隆起等以及作地下防渗墙等工程。,（一）、 湿陷性黄土地基 （二）、 膨胀土地基,三、特殊土地基,（一）、 湿陷性黄土地基,湿陷性黄土地基的工程措施 （一）地基处理措施 地基处理的目的在于破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便消除或部分消除黄土地基的湿陷性，从根本上避免或削弱湿陷现象的发生。 常用的地基处理方法：垫层法、重锤夯实法、强夯法、挤密法、预浸水法、化学加固法（单液硅化或碱液加固法）等，也可采用将桩端进入非湿陷性土层的桩基础。,（一）、 湿陷性
17、黄土地基,（一）、 湿陷性黄土地基,（二）防水措施 它是在建筑物施工和使用期间，防止和减少水浸入地基，从而消除黄土产生湿陷性的外在条件。需综合考虑整个建筑场地以及单体建筑物的排水、防水。防水措施包括： 1.基本防水措施：在建筑物布置、场地排水、地面防水、散水、排水沟、管道敷设、管道材料和接口等方面，采取措施防止雨水或生产、生活用水的渗漏。,2.检漏防水措施：在基本防水措施的基础上，对防护范围内的地下管道，增设检漏管沟和检漏井。 3.严格防水措施：在检漏防水措施的基础上，提高防水地面、排水沟、检漏管沟和检漏井等设施的材料标准，如增设卷材防水层、采用钢筋混凝土排水沟等。 （三）结构措施 目的是为了
18、减小建筑物的不均匀沉降，或使结构适应地基的变形，它是对前两项措施非常必要的补充，如选择适宜的结构体系和基础型式，加强结构的整体性和空间刚度，基础预留适当的沉降净空等。,（一）、 湿陷性黄土地基,（1）膨胀土 一般指土中粘粒成分主要由强亲水性的矿物组成，同时具有吸水膨胀、失水收缩的特性，具有较大反复胀缩变形的高塑性粘土。矿物成分主要是次生粘土矿物蒙脱石和伊利石。我国膨胀土形成的地质年代大多数为第四纪晚更新世（Q3）及其以前，少量为全新世（Q4），颜色呈黄、黄褐、红褐、灰白或花斑等色，结构致密，为坚硬或硬塑状态。,（2）膨胀土地基工程特性,2.遇水膨胀隆起、失水收缩下沉和干裂。,1.一般情况下，强
19、度较高、压缩性低。 （3）膨胀土地基危害,产生建筑物的基础外移，房屋开裂（山墙倒八字形缝，外纵墙下部水平缝、地坪开裂等事故。,（二）、 膨胀土地基,（4）影响膨胀土胀缩变形的主要原因,1.主要内在因素 （1）矿物及化学成分。 （2）粘粒的含量。 （3）土的密度。 （4）含水量。 （5）土的结构。 2.主要外在因素 （1）气候条件。 （2）地形地貌。 （3）周围阔叶树的影响。 （4）日照程度。,（5）膨胀土的判别,我国膨胀土地区建筑技术规范（GBJ112-87）中指出：具有下列工程地质特征的场地，且自由膨胀率大于或等于40%的土，应判定为膨胀土。,（二）、 膨胀土地基,1. 裂隙发育，常见光滑面
20、和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土，在自然条件下呈坚硬或硬塑状态； 2. 多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带，地形平缓，无明显自然陡坎； 3. 常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生崩塌等； 4. 建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。,（6）膨胀土地基处理措施 设计措施 施工措施,（二）、 膨胀土地基,四、地基局部处理及其他加固方法简介,（一）地基局部处理 1.松土坑的处理坑的范围较小：将坑中的软松土、虚土全部挖除，使坑底及四周均见天然土，然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处。 坑的范围较大（超过基槽宽度）： 将该范围内的基槽适当加宽。 坑在槽内所占的范围较大（长度大于5m）：将此部分基础加深，做成12踏步与两端相接 。,2.砖井或土井的处理当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下1m以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理。,
