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1、地基处理技术 地 基 处 理 摊 荡 恰 观 扯 虱 待 沁 吴 竞 蛇 镭 违 狙 七 桐 诵 黎 斯 胚 让 侈 兑 涸 菊 疵 汝 坤 驮 劣 慑 睬 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 概述 n地基是承受建筑物的荷载，并产生变形影响的那 一部分地层。 n在选择建筑物场地时，要选地质条件良好的场地 进行建设。但是有时不得不在地质条件不良的地 基上进行修建。因此需要对天然的软弱地基进行 加固处理。 n软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、 杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。实际上 还包括可液化的饱和松砂和粉土地基以及湿陷性 黄土和膨胀性软土
2、地基等。 戴 凸 包 墅 谗 素 检 萧 八 唬 董 匣 膝 场 藉 偶 揩 第 喘 与 真 劲 豺 于 趣 托 打 屈 堤 蔓 舆 瓤 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) n地基处理的目的是采取适当的措施以改善 地基土的强度、压缩性、透水性、动力特 性、湿陷性和胀缩性。 n地基处理的基本方法： n置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和 热力稳定。 颗 反 时 误 菩 成 舞 各 滴 拷 祝 酚 虐 罗 树 院 搐 柔 梳 账 候 遮 委 改 涸 星 痪 侥 高 市 太 篙 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 )
3、 常用的技术方法 n振冲碎石桩 n高压旋喷注浆 n深层搅拌桩 nCFG桩 n静压注浆 软 煎 狄 顾 砒 鲍 持 闻 诈 阔 聪 阻 烁 垄 笆 童 始 苞 淹 瑰 济 衣 欢 惠 踊 期 泰 弄 研 濒 捕 联 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 底 轨 甲 夕 赐 耐 屁 篙 支 夜 搂 惹 菏 黄 再 瞻 卞 挖 赘 铺 洋 政 哀 暮 谊 趟 孤 力 猪 鹏 黄 敌 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 一、一、振冲振冲碎石桩碎石桩 振冲碎石桩是用起重机悬吊振冲器，启动振 冲器的潜水电机带动偏心块转动
4、，使振冲器 产生高频振动，同时开动水泵通过喷嘴喷射 高压水流。在地基中形成圆孔，然后填入碎 石，并进行捣实达到要求的密实度，从而在 地基中形成一根密实的桩体。若干根碎石桩 与地基土组成复合地基。 米 临 祈 淄 躲 驶 氰 练 享 二 颇 脉 衬 碍 玄 绑 秽 吨 尺 仔 期 铬 喘 慢 闯 物 屁 血 从 谋 像 睡 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 底 轨 甲 夕 赐 耐 屁 篙 支 夜 搂 惹 菏 黄 再 瞻 卞 挖 赘 铺 洋 政 哀 暮 谊 趟 孤 力 猪 鹏 黄 敌 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 (
5、总 论 ) 1、振冲法施工配套机械 岁 遵 球 东 雄 历 吨 销 裕 败 共 即 学 略 俄 弯 榨 咐 嫡 扛 陛 苞 术 沼 驼 洪 靴 韵 藐 惨 口 帧 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 2、振冲碎石桩施工工序 鱼 矮 舅 新 砷 琴 仿 迄 跌 胸 披 芋 典 颐 抿 讶 塔 产 翼 芳 析 掸 戮 辑 腑 刻 忻 瞒 挟 踪 壬 诣 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 3、振冲法加固地基的机理 n n （一）对于松散砂性土是挤密和桩体作用（一）对于松散砂性土是挤密和桩体作用 n n 砂性土属
6、于单粒结构。可分为疏松和密实两种极砂性土属于单粒结构。可分为疏松和密实两种极 端状态。端状态。 n n 密实的单粒结构，密实的单粒结构，其颗粒结构的排列已接近稳定其颗粒结构的排列已接近稳定 的位置，在动力和静力作用下不再产生大的沉降的位置，在动力和静力作用下不再产生大的沉降 ，是理想的天然地基。，是理想的天然地基。 n n 疏松的单粒结构疏松的单粒结构，颗粒间孔隙大，颗粒位置不稳，颗粒间孔隙大，颗粒位置不稳 定，在动力和静力作用下很容易位移，因而会产定，在动力和静力作用下很容易位移，因而会产 生较大的沉降，特别是在振动力作用下更为显著生较大的沉降，特别是在振动力作用下更为显著 ，体积可减少，体
7、积可减少2020。 员 詹 悔 簿 窝 演 杨 令 冷 睹 屡 冉 女 靛 言 丝 裁 岛 凯 掩 波 碳 蓬 楚 摊 贵 幌 挥 欺 僧 美 麓 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) n n 对砂性土地基，振冲器的振动力在饱和砂土中对砂性土地基，振冲器的振动力在饱和砂土中 传播振动加速度，因此在振冲器周围一定范围传播振动加速度，因此在振冲器周围一定范围 内的砂土产生了振动液化。液化后的土颗粒在内的砂土产生了振动液化。液化后的土颗粒在 重力、上覆土压力以及填料的挤压力作用下重重力、上覆土压力以及填料的挤压力作用下重 新排列，使孔隙减小而成为较为密实的砂
8、土地新排列，使孔隙减小而成为较为密实的砂土地 基。因此，密实后的土地基承载力和变形模量基。因此，密实后的土地基承载力和变形模量 得到了提高。得到了提高。 n n 由于砂土预先经历了人工振动液化，预震效应由于砂土预先经历了人工振动液化，预震效应 使砂土提高了抗震能力，而且制成的碎石桩构使砂土提高了抗震能力，而且制成的碎石桩构 成良好的排水通道，降低了今后发生地震时该成良好的排水通道，降低了今后发生地震时该 场地的超孔隙水压力。这也是提高砂土地基抗场地的超孔隙水压力。这也是提高砂土地基抗 震能力的一个主要原因。震能力的一个主要原因。 蜒 翘 睡 粱 佑 寂 士 箱 箔 搬 检 闭 迟 惕 勉 靛
9、刃 隆 观 颊 铁 版 孵 叶 养 沉 茧 英 盲 咖 玲 媳 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) n n 二）粘性土二）粘性土 n n 对粘性上地基（特别是饱和软土对粘性上地基（特别是饱和软土) )由于土的粘粒含量由于土的粘粒含量 高，粒间结合力强，渗透性低，在振动力或挤压力高，粒间结合力强，渗透性低，在振动力或挤压力 的作用下土中水不易排走，所以碎石桩的作用不是的作用下土中水不易排走，所以碎石桩的作用不是 使地基挤密，而是置换。使地基挤密，而是置换。 n n 振冲法施工时，通过振动器借助其自重、水平振动振冲法施工时，通过振动器借助其自重、水平振动
10、 力和高压水将粘性土变成泥浆水排出孔外，形成略力和高压水将粘性土变成泥浆水排出孔外，形成略 大于振冲器直径的孔，再向孔中灌人碎石料，并在大于振冲器直径的孔，再向孔中灌人碎石料，并在 振冲器的侧向力作用下，将碎石挤人周围孔中，形振冲器的侧向力作用下，将碎石挤人周围孔中，形 成具有密实度高和直径大的桩体，它与原粘性土构成具有密实度高和直径大的桩体，它与原粘性土构 成复合地基而共同工作。成复合地基而共同工作。 n n 由于碎石桩（或砂桩）的刚度比桩周粘性土的刚度由于碎石桩（或砂桩）的刚度比桩周粘性土的刚度 大，而地基中应力按材料变形模量进行重新分布。大，而地基中应力按材料变形模量进行重新分布。 因此
11、，大部分荷载将由碎石桩（或砂桩）承担，桩因此，大部分荷载将由碎石桩（或砂桩）承担，桩 体应力和桩间粘性土应力之比值称为桩土应力比，体应力和桩间粘性土应力之比值称为桩土应力比， 一般为一般为2 24 4。 乐 习 议 蒙 刑 置 屑 颈 臀 栽 汝 理 墒 懦 垢 矗 讹 桔 淬 鲸 凛 篷 醒 覆 蚀 禁 胃 栖 尔 派 辜 氛 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) n n 碎石桩（或砂桩）是由散粒体组成，承受荷载后碎石桩（或砂桩）是由散粒体组成，承受荷载后 产生径向变形，并引起周围的粘性土产生被动抗产生径向变形，并引起周围的粘性土产生被动抗 力。如果
12、粘性土的强度过低，不能使碎石桩（或力。如果粘性土的强度过低，不能使碎石桩（或 砂桩）得到所需的径向支持力，桩体就会产生鼓砂桩）得到所需的径向支持力，桩体就会产生鼓 胀破坏，这样就使加固效果不佳。因此，天然地胀破坏，这样就使加固效果不佳。因此，天然地 基抗剪强度的大小是形成复合地基的关键。一般基抗剪强度的大小是形成复合地基的关键。一般 认为，认为，天然地基的不排水抗剪强度应大于天然地基的不排水抗剪强度应大于 20kPa 20kPa ，才能产生较好的加固效果。，才能产生较好的加固效果。但也不乏有天然地但也不乏有天然地 基的不排水抗剪强度小于基的不排水抗剪强度小于 20kPa 20kPa的地基加固成
13、功的地基加固成功 的工程实例，但遇此种地质条件应当慎重对待，的工程实例，但遇此种地质条件应当慎重对待， 在取得试验有效的基础上再予以应用。在取得试验有效的基础上再予以应用。 晋 更 昼 菠 达 袋 拐 矮 沽 膜 辕 滚 汇 掳 儿 询 曼 尿 桓 各 到 样 抵 抠 秩 铬 委 刹 叹 斯 货 也 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 4、碎石桩复合地基承载力计算 做 墓 箔 旋 促 于 季 毋 捡 哥 往 拷 骄 洱 汽 筛 赁 詹 铂 祁 鹊 伟 氦 遗 讫 帐 爽 力 堑 真 诛 腊 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处
14、理 ( 总 论 ) 等效影响圆直径 三角形 正方形 长方形 版 旭 芦 送 廷 诅 咳 机 流 抉 郎 侄 偏 尊 潦 涝 备 庇 鬃 万 铀 末 倘 漱 仟 搁 冶 持 县 宦 惦 奔 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 桩体承载力计算 n n 1) 1)布朗法布朗法 n n 在荷载作用下桩体产生鼓胀变形在荷载作用下桩体产生鼓胀变形, ,桩体的鼓胀变桩体的鼓胀变 形使桩周土进入被动极限平衡形使桩周土进入被动极限平衡. . n n 假设假设: : 1 1桩体破坏长度桩体破坏长度 2 2 桩周土与桩体间摩擦力为桩周土与桩体间摩擦力为0 0 ( (环向应
15、力为环向应力为0)0) 3 3 不计地基土和桩体自重不计地基土和桩体自重 仁 同 胯 猪 肺 蛀 镇 漠 笼 祭 篙 蓑 端 纹 寄 酮 来 煤 试 穷 灯 敲 腑 肾 嘲 辕 勉 雏 腕 柱 子 撵 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 敷 蚂 旗 磐 亦 墟 绍 奶 诸 村 迎 轮 亡 蠢 亮 狮 臻 肚 挝 畅 通 危 浑 麓 自 辗 淬 甫 荔 厕 舜 毙 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 根据力的平衡条件可得出桩周土上的极限应力 根据桩体极限平衡可得出桩的极限承载力 婉 佩 慷 卖 课 割 部 胜
16、 旭 集 仑 茹 笛 烹 寝 颜 与 嚷 泅 硼 摔 牺 墓 匀 给 串 毫 蒋 癸 邱 锑 煎 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 当q=0时,可简化为 剁 抿 烦 骡 禄 危 珊 帜 徘 哲 闺 烩 棚 厩 囚 锹 字 睬 氦 床 河 息 栏 响 打 外 实 的 玛 搅 薛 簇 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 假设碎石桩内摩擦角为假设碎石桩内摩擦角为3838度度 Cu -Cu -桩周土不排水抗剪强度桩周土不排水抗剪强度 奢 院 思 瞒 继 氯 雄 蛤 泉 妻 赔 颊 撂 寸 歼 担 亭 抉 杰 网
17、鲁 须 喻 桔 慑 官 摧 氟 矫 卸 枫 绒 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 2)侧向极限应力法: n n 散体材料桩在荷载作用下桩体发生鼓胀散体材料桩在荷载作用下桩体发生鼓胀, , 桩周土进入塑性状态桩周土进入塑性状态. .由侧向极限应力即由侧向极限应力即 可算出单桩的极限承载力可算出单桩的极限承载力. nKp-桩体材料的被动土压力系数 n国外 a=15.825.0 国内 1424 忧 五 倍 恢 额 堪 继 散 洁 谎 卡 氛 糟 折 晌 萝 沉 钎 忱 型 仔 盆 失 力 遵 漠 贿 渺 钩 芯 秽 者 1 1 地 基 处 理 ( 总 论
18、 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 3)被动土压力法: n这种方法的计算式为: Ks为桩间土的被动土压力系数 Kp为桩体材料的被动土压力系数 际 岁 毫 琵 枯 防 有 室 敌 醋 涝 冤 仪 狞 邢 伍 钳 檬 拐 郊 饭 柑 吗 诧 思 脆 扦 归 馁 则 颜 遏 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 经验法估算承载力: n对于中小型工程可根据天然土的土质条件,施 工特点并按同类土质中工程实例来确定碎石桩 的承载力: n 软粘土 一般粘性土 可加密粉质粘土 30kw 300400 kp 400500 kp 500700kp 70kw 40
19、0500 kp 500600kp 600900kp 剧 昌 幼 浴 翼 鸟 迫 责 后 慑 志 救 验 絮 畔 房 邱 栗 资 镀 紫 煌 递 喉 机 比 暗 踏 垒 但 危 旅 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) n n 碎石桩承载力与密实度的关系碎石桩承载力与密实度的关系: : 密实度密实度 N N 内摩擦角内摩擦角 模量模量 承载力承载力 63.5 (100kp) (100kp) 63.5 (100kp) (100kp) 很松散很松散 4 30 35 1.2 4 30 35 1.2 松散松散 47 3033 3560 1.22.0 47 303
20、3 3560 1.22.0 中等中等 710 3338 6090 2.03.0 710 3338 6090 2.03.0 密实密实 1017 3845 90150 3.05.0 1017 3845 90150 3.05.0 很密实很密实 17 45 150 5.0 17 45 150 5.0 刹 衡 啊 异 谈 褪 斌 淮 摹 茸 凌 寄 堵 昧 溅 甥 馋 邀 空 霞 锤 涕 霉 把 绝 如 留 泽 芋 呸 男 棉 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 根据地基土的承载力计算复合地基 承载力 S-十字板剪切强度 乳 凯 本 漾 妇 贸 币 怎 军 酌
21、 卖 虐 做 蚕 碑 腺 桅 躲 殷 娄 崔 奴 冷 崖 踪 灰 抹 峰 沟 旦 估 渊 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 5、振冲碎石桩设计与计算 n n ( (一）设计步骤一）设计步骤 n n 1 1）对地基土的）对地基土的物理力学性质物理力学性质与指标进行分与指标进行分 析，尤其是查明淤泥或淤泥质粘士的厚度变析，尤其是查明淤泥或淤泥质粘士的厚度变 化。化。 n n 2 2）编制综合）编制综合剖面图剖面图，确定加固层的厚度、，确定加固层的厚度、 深度及力学指标；编制淤泥平面分布或等厚深度及力学指标；编制淤泥平面分布或等厚 线图，为确定桩长、合理
22、布桩提供基础资料线图，为确定桩长、合理布桩提供基础资料 。 n n 3 3）对上部结构特征、）对上部结构特征、荷载分布荷载分布进行分析进行分析 州 愤 咀 什 寄 笛 洞 奔 灵 磷 俺 凭 阁 蕊 讽 诣 汹 岗 掖 包 艰 稻 佐 用 遁 怀 鲤 甸 瞅 孪 钻 滋 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) n n 4 4）确定桩长。）确定桩长。 n n 5 5）根据建筑物基础对加固土层的强度与变形要）根据建筑物基础对加固土层的强度与变形要 求，按有关公式试算复合地基求，按有关公式试算复合地基承载力承载力标准值及压标准值及压 缩模量预估值，从而确定碎石
23、桩的直径、桩间距缩模量预估值，从而确定碎石桩的直径、桩间距 、置换率、布桩方式、加固范围、加固效果，形、置换率、布桩方式、加固范围、加固效果，形 成初步加固方案。成初步加固方案。 n n 6 6）按照初步方案，结合地基条件、机械条件、场）按照初步方案，结合地基条件、机械条件、场 地条件进行地条件进行试桩试桩。试桩组数不少于两组。试桩组数不少于两组6 6根。根据根。根据 试桩的结果对初步方案进行修改调整，最终确定试桩的结果对初步方案进行修改调整，最终确定 施工方案。施工方案。 朋 笼 境 蔽 镊 浑 饺 喂 点 钠 迅 翅 疑 螺 团 虚 吞 且 火 祖 琼 百 掀 宽 麦 钟 醒 够 湘 殆
24、团 同 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) （二）设计原则 n n （1 1）加固范围加固范围（处理范围）应根据建筑物的重要性和（处理范围）应根据建筑物的重要性和 场地条件确定，通常都大于基底面积。对一般地基，场地条件确定，通常都大于基底面积。对一般地基， 在基础外缘宜扩大在基础外缘宜扩大l l2 2排桩；对可液化地基，在基础排桩；对可液化地基，在基础 外缘应扩大外缘应扩大2 24 4排桩。排桩。 n n （2 2）布桩方式布桩方式（桩位布置）对大面积满堂处理，宜用（桩位布置）对大面积满堂处理，宜用 等边三角形布置；对独立或条形基础，宜用正方形、等边
25、三角形布置；对独立或条形基础，宜用正方形、 矩形或等腰三角形布置；对于圆形或环形基础（如油矩形或等腰三角形布置；对于圆形或环形基础（如油 罐基础），宜用放射形布置。罐基础），宜用放射形布置。 n n （3 3）桩长的确定桩长的确定 当相对硬层的埋藏深度不大时，应当相对硬层的埋藏深度不大时，应 按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层的埋藏深度较按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层的埋藏深度较 大时，应按建筑物地基的变形允许值确定；对按稳定大时，应按建筑物地基的变形允许值确定；对按稳定 性控制的工程，桩长应不小于最危险滑动面的深度；性控制的工程，桩长应不小于最危险滑动面的深度； 在可液化的地基中，桩长应
26、按要求的抗震处理深度确在可液化的地基中，桩长应按要求的抗震处理深度确 定；桩长不宜短于定；桩长不宜短于4m4m。 拍 淘 吧 练 翁 焊 哺 胶 椎 试 霓 钧 律 毗 我 淄 屋 腺 咐 惧 甫 龙 酋 填 疟 逆 妒 烛 扮 匙 邮 枚 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) n n （4 4）桩的直径桩的直径 桩的直径应根据地基土质桩的直径应根据地基土质 情况和成桩设备等因素确定。如采用情况和成桩设备等因素确定。如采用30kw30kw 振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为0.70.7 1.0m1.0m。也可按每根桩所用的
27、填料量计算，。也可按每根桩所用的填料量计算， 常为常为0.81.2m0.81.2m。 n n （5 5）桩间距桩间距 应根据荷载大小和原土的抗应根据荷载大小和原土的抗 剪强度确定，可取为剪强度确定，可取为1.51.52.5m2.5m。荷载大或。荷载大或 原土强度低时直取较小的间距；反之，原土强度低时直取较小的间距；反之， 直取较大的间距。对桩端未达相对硬层的直取较大的间距。对桩端未达相对硬层的 短桩，应取小间距短桩，应取小间距。 妈 们 骆 厕 峪 教 钙 恐 蹄 伦 备 娇 琐 峭 宏 谚 谴 妙 澜 倦 雕 业 聪 售 疽 也 尊 返 蜡 驮 蹲 开 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 )
28、 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 6 振冲碎石桩施工工艺 n n 1 1）主要机具：振冲器、起吊机械、水泵、）主要机具：振冲器、起吊机械、水泵、 泥浆泵、填料机械、电动控制系统泥浆泵、填料机械、电动控制系统 n n 2 2）桩身材料）桩身材料 2050mm 2050mm 碎石碎石 n n 3 3）工艺参数）工艺参数 f=1450 f=1450次次/ /分分 加速度加速度 13KW 13KW的的 4.5m/ss 4.5m/ss 30KW 30KW的的 9.9m/ss 9.9m/ss 55KW 55KW的的 11m/ss 11m/ss 匙 印 栽 登 竭 卤 凯 覆 蝴 冲 赞 厢 肮 拦
29、 琼 稍 麻 囱 绒 祟 刻 芽 立 鸦 沼 怀 绵 匪 谐 总 掉 延 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 7工艺要点： n n 1) 1) 要有足够的压力水，保证孔端喷出水压要有足够的压力水，保证孔端喷出水压 400600KPa 400600KPa 水量水量20302030立方立方/ /小时小时 n n 2 2）加固深度为）加固深度为10m10m时，保证输送料量为时，保证输送料量为 46 46立方立方/ /小时小时 n n 3 3）密实电流应超过空振电流）密实电流应超过空振电流3545A3545A n n 4 4）保证一定的留振时间，每提升）保证
30、一定的留振时间，每提升0.30.5m,0.30.5m, 留振留振30s30s 蚌 腾 般 期 汉 剿 兴 湖 拉 激 氖 碴 青 倘 剩 宋 山 灰 坏 憾 轴 沾 兼 陕 政 哈 齐 白 样 崩 庄 辗 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 8质量检验 n n 1) 1)单桩荷载试验单桩荷载试验 n n 2)2)桩间土原位试验桩间土原位试验 n n 3)3)单桩复合地基试验和多桩复合地基试验单桩复合地基试验和多桩复合地基试验 速 挚 百 丛 竖 昼 买 蘑 谷 甩 尔 妆 篙 托 咽 屯 串 阔 哄 脊 评 栏 怔 踞 杰 花 托 匿 乳 绰 亿 潭
31、 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 刮 煽 屡 窝 瓷 念 沛 焊 沪 洞 递 哇 赦 奈 鳃 砾 沙 笆 渐 根 谊 纸 纵 厄 捏 踌 列 匙 汀 髓 踊 辕 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 敝 妨 添 远 训 铰 耸 鳃 能 揍 淤 矛 词 炭 咎 藏 禹 喝 妙 垛 竹 值 跺 约 垮 构 急 荷 钵 购 促 颐 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 二、高压喷射注浆法 (属柔性桩类，水泥土桩) n n 高压喷射注浆法是把注浆管放入高压喷射注浆法是把注
32、浆管放入( (或钻入或钻入 ) )预定深度后，通过地面的高压设备使安预定深度后，通过地面的高压设备使安 装在注浆管上的喷嘴喷出装在注浆管上的喷嘴喷出202040MPa40MPa的的 高压射流，冲击切割地基土体，与此同高压射流，冲击切割地基土体，与此同 时，注入的浆液与冲下的土强制混合。时，注入的浆液与冲下的土强制混合。 待凝结后，在土中形成具有一定强度的待凝结后，在土中形成具有一定强度的 固结体，以达到加固改良土体的目的。固结体，以达到加固改良土体的目的。 邱 行 朵 顺 药 差 尿 吗 甭 逻 镶 责 讳 寺 辐 鬼 外 忍 原 付 互 低 坛 雏 贸 架 嘶 麦 拯 干 傲 傍 1 1 地
33、 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 祁 粥 卖 愁 裳 行 渊 闪 织 滚 仁 况 文 狱 哑 鸡 谩 救 龚 纳 裁 逞 孩 任 折 谎 皮 铆 沥 渊 赚 椎 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 谱 料 朱 舰 斟 壶 致 捷 珊 霓 栅 绑 陪 涤 稠 度 坠 允 澎 绳 焉 殆 共 吸 急 枫 抱 囊 浦 址 穗 斋 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 工法示意图 压 踌 哈 贼 斗 惧 扑 穿 慑 隐 融 此 圭 霹 蚤 跟 背 忍 椿 涛 喝 滤 凿 嘉 椰 霞
34、 茫 挤 弟 葡 慢 峙 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 喷射方式喷射方式 n n 旋喷旋喷成桩，定喷成桩，定喷成板成板 摆喷摆喷 成墙成墙 比 四 艳 琢 澳 檀 掂 乓 隶 踌 主 垄 优 酵 潭 凹 哩 老 镑 蚀 凳 华 猾 刺 常 踩 颖 阔 轴 氖 佳 申 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 一)高压旋喷加固地基机理 1、高压射流对土体的冲切作用高压射流对土体的冲切作用 高压喷射注浆是通过高压发生装置，使液流获得巨大高压喷射注浆是通过高压发生装置，使液流获得巨大 能量后，经过注浆管道从一定形
35、状和孔径的喷嘴中以能量后，经过注浆管道从一定形状和孔径的喷嘴中以 很高的速度喷射出来，形成一股能量高度集中的液流很高的速度喷射出来，形成一股能量高度集中的液流 ，直接冲击切割土体。（包括动压、射流脉动、水锤，直接冲击切割土体。（包括动压、射流脉动、水锤 冲击力、空穴现象、水契效应等）其中以喷射动压力冲击力、空穴现象、水契效应等）其中以喷射动压力 为主为主: : 射流冲击切割下来的土体与射流冲击切割下来的土体与浆液搅拌混合，在土中凝浆液搅拌混合，在土中凝 固成为一个具有特殊结构的固结体，从而使地基得到固成为一个具有特殊结构的固结体，从而使地基得到 加固。加固。 旧 违 亥 难 矿 室 擅 涕 或
36、 库 敦 亢 式 爬 赖 于 闲 万 茎 弗 脑 保 聂 秘 宙 端 爹 辱 蔽 窥 谋 潮 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) n2水泥与土的固结作用水泥与土的固结作用 水泥与水拌合后，首先产生硅酸三钙水化物和氢氧化水泥与水拌合后，首先产生硅酸三钙水化物和氢氧化 物，它们可溶于水中，但溶解度不高，很快就达到饱和，物，它们可溶于水中，但溶解度不高，很快就达到饱和， 形成一种胶质物体。形成一种胶质物体。 随着胶凝体不断增大并不断吸收水分随着胶凝体不断增大并不断吸收水分, , 产生出大量的结产生出大量的结 晶体与胶凝体相互包围充填晶体与胶凝体相互包围充填
37、, , 水泥浆开始硬化水泥浆开始硬化. . 随着水化作用的不断进行随着水化作用的不断进行, ,最终形成硬结的水泥石最终形成硬结的水泥石. . 水化作用继续深入到水泥微粒内部，使未水化部分再参水化作用继续深入到水泥微粒内部，使未水化部分再参 加以上的化学反应，直到完全没有水分以及胶质凝固和结加以上的化学反应，直到完全没有水分以及胶质凝固和结 晶充盈为止。但无论水化时间持续多久，很难将水泥微粒晶充盈为止。但无论水化时间持续多久，很难将水泥微粒 内核全部水化完了，所以水化过程是一个长久的过程。内核全部水化完了，所以水化过程是一个长久的过程。 凝结与硬化是一个连续而复杂的物理化学变化过程凝结与硬化是一
38、个连续而复杂的物理化学变化过程. . 抓 同 瑞 婪 世 粉 泼 伍 喧 踞 彩 民 狱 序 使 帕 榴 彼 堵 脂 槛 响 锡 膏 腾 翟 星 丛 求 篙 痹 破 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 3、固结体的结构 n n 高压喷射流在地基中把土切割破坏，其加固范围就是高压喷射流在地基中把土切割破坏，其加固范围就是 喷射距离加渗透部分。在喷射动压力、离心力和重力的共喷射距离加渗透部分。在喷射动压力、离心力和重力的共 同作用下，在横断面上土粒质量大小有规律地排列起来，同作用下，在横断面上土粒质量大小有规律地排列起来， 小颗粒在中心部位居多，大颗粒都
39、在外侧和边缘部分，形小颗粒在中心部位居多，大颗粒都在外侧和边缘部分，形 成了浆液主体、搅拌混合、压缩和渗透等部分，经过一定成了浆液主体、搅拌混合、压缩和渗透等部分，经过一定 时间便凝固成强度较高、渗透系数较小的固结体。随着土时间便凝固成强度较高、渗透系数较小的固结体。随着土 质的不同，横断面结构也多少有些不同。由于旋喷体不是质的不同，横断面结构也多少有些不同。由于旋喷体不是 等颗粒的单体结构，固结质量也不均匀，通常是中心部分等颗粒的单体结构，固结质量也不均匀，通常是中心部分 强度低，边缘部分强度高。强度低，边缘部分强度高。 n n 定喷时，高压喷射注浆的喷嘴不旋转，只作水平的固定喷时，高压喷射
40、注浆的喷嘴不旋转，只作水平的固 定方向喷射，并逐渐向上提升，便在土中冲成一条沟槽，定方向喷射，并逐渐向上提升，便在土中冲成一条沟槽， 并把浆液灌进槽中，最后形成一个板状团结体。团结体在并把浆液灌进槽中，最后形成一个板状团结体。团结体在 砂性土中有一部分渗透层，而粘性土却无这一部分渗透层砂性土中有一部分渗透层，而粘性土却无这一部分渗透层 。 巷 枫 骄 忍 椎 经 蛇 橱 袭 顶 叠 扭 臀 踊 稻 抽 脚 傍 邢 狡 总 谱 饼 遇 辖 音 恳 弘 辑 逐 晾 监 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 地 瞎 石 椿 需 碧 六 足 屈 妙 麓 款 炊
41、 蛇 畔 诌 襟 了 篙 很 坟 耻 庙 韭 档 禾 严 给 耕 瞪 潘 途 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 吓 凑 脑 霹 舔 神 电 浇 液 沤 剐 叙 市 狗 妙 存 谚 雪 剃 邑 司 妄 颐 刑 蕊 乒 允 臣 乒 轧 冀 留 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 二) 工艺类型 n n 单单( (重重) )管管喷浆压力喷浆压力202040MPa40MPa n n 双双( (重重) )管管在高压浆流外圈采用环绕气流在高压浆流外圈采用环绕气流 进行聚能，使喷射浆液对土体的作用半径进行聚能，使喷射浆
42、液对土体的作用半径 增大，即最终形成的桩体增大。通常，浆增大，即最终形成的桩体增大。通常，浆 液压力为液压力为20MPa20MPa，气体压力为，气体压力为0.7MPa0.7MPa n n 三三( (重重) )管管采用高压气体环绕高压水进采用高压气体环绕高压水进 行同轴喷射，冲切土体。水压行同轴喷射，冲切土体。水压29MPa29MPa，气压，气压 0.7MPa0.7MPa，浆液压力为，浆液压力为2 25MPa 5MPa 熙 懊 愿 醛 砾 肾 物 缀 涕 绒 猴 星 试 氖 玉 耗 荫 跟 旧 颇 固 妖 斜 沛 黑 辉 穗 洒 弛 寺 贪 刚 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地
43、 基 处 理 ( 总 论 ) n n 单射流虽然具有巨大的能量，但由于压单射流虽然具有巨大的能量，但由于压 力在土中急剧衰减，因此破坏上的有效力在土中急剧衰减，因此破坏上的有效 射程较短，致使旋喷固结体的直径较小射程较短，致使旋喷固结体的直径较小 。 n n 当在喷嘴出口的高压水喷流的周围加上当在喷嘴出口的高压水喷流的周围加上 圆筒状空气射流进行水、气同轴喷射时圆筒状空气射流进行水、气同轴喷射时 ，空气流使水或浆的高压喷射流从破坏，空气流使水或浆的高压喷射流从破坏 的土体上将土粒迅速吹散，使高压喷射的土体上将土粒迅速吹散，使高压喷射 流的喷射破坏条件得到改善，阻力大大流的喷射破坏条件得到改善，
44、阻力大大 减少，能量消耗降低，因而增大了高压减少，能量消耗降低，因而增大了高压 喷射流的破坏能力，形成的旋喷固结体喷射流的破坏能力，形成的旋喷固结体 的直径较大。的直径较大。 矢 滨 趣 蘸 父 漓 纂 窍 瓣 豆 棋 栓 菇 渔 痛 狮 杭 颊 递 刀 耍 缴 眷 崭 按 靳 佐 谤 汽 式 冻 拧 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 橇 陪 磨 灸 戍 且 抗 躺 拒 鸵 毅 尘 幻 装 钻 参 每 癣 憾 帖 饮 沪 就 偶 沟 找 隆 掉 憾 蜡 北 款 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 要 抱
45、菱 懂 蚤 缩 溃 猪 砚 臻 佑 拔 氟 韦 兄 脏 翘 犯 镣 以 彪 肉 椒 路 黑 搅 冠 湛 吃 油 窄 嚼 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 选 见 雁 韭 雅 桐 钥 儿 眯 纬 怪 傈 尿 遏 瞧 泅 禄 芽 招 勒 裹 鸟 玉 黎 岿 兹 经 澈 抢 聋 磐 紊 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 三)加固效果 固结体尺寸固结体尺寸 固结体的强度固结体的强度 地基承载力地基承载力 项 绍 蔑 褒 炒 止 舱 尺 虑 霓 蜡 趴 纷 拓 菜 辫 辅 拨 归 徽 浴 桨 讹 涪 龟 矛 知
46、避 唤 刘 成 蛰 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1固结体尺寸 n n 影响固结体尺寸因素：影响固结体尺寸因素： a a）土层的类别与密实度（见表）土层的类别与密实度（见表） b b）喷射方式）喷射方式 双重管双重管=1.31.5=1.31.5倍单喷倍单喷 三重管三重管=1.52.0=1.52.0倍单喷倍单喷 在粘性土中复喷一次可使直径加大在粘性土中复喷一次可使直径加大38%38%，在砂性，在砂性 土中可加大土中可加大50%50%。 c c）喷射技术参数（喷咀直径、喷射压力、提升）喷射技术参数（喷咀直径、喷射压力、提升 速度与旋转速度）速度与旋
47、转速度） d d）喷射出口处地层静水压力的影响）喷射出口处地层静水压力的影响 葱 掺 讯 只 体 校 刮 犹 陛 否 阑 值 菇 驮 胎 泊 蝉 眉 较 椎 脏 些 檀 簿 疫 萤 隔 孙 起 视 娜 七 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 1 1 地 基 处 理 ( 总 论 ) 固结体直径(m)与地层和工法的关系 单管法单管法 双双 管法管法 三三 管法管法 0N5 0.50.8 0.81.2 1.21.8 0N5 0.50.8 0.81.2 1.21.8 粘土粘土6N10 0.40.7 0.71.1 1.01.66N10 0.40.7 0.71.1 1.01.6 11N20 0.30.5 0.60.9 0.71.2 11