第四章基础工程.ppt

1、第四章第四章 基基 础础 工工 程程 基础的分类基础的分类：岩基（岩石等硬性基础）岩基（岩石等硬性基础）软基软基（非岩石软性基础（非岩石软性基础包括包括 土基和砂砾石地基土基和砂砾石地基）基础处理的目的：基础处理的目的：(1)(1)提高基础的承载能力，改善其变形特性；提高基础的承载能力，改善其变形特性；(2)(2)改善基础的剪切特性，防止剪切破坏，减少剪改善基础的剪切特性，防止剪切破坏，减少剪切变形；切变形；(3)(3)改善基础的压缩性能，减少不均匀沉降；改善基础的压缩性能，减少不均匀沉降；(4)(4)减少基础的透水性，降低扬压力和地下水位，减少基础的透水性，降低扬压力和地下水位，提高地基的稳

2、定性；提高地基的稳定性；(5)(5)改善基础的动力特性，防止液化；改善基础的动力特性，防止液化；(6)(6)防止地下洞室围岩坍塌和边坡危岩、陡壁滑落。防止地下洞室围岩坍塌和边坡危岩、陡壁滑落。第一节第一节 基基 础础 开开 挖挖 开挖处理开挖处理：将不合设计要求的覆盖层、风化破碎有：将不合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉。缺陷的岩层挖掉。地基基础的基本要求：地基基础的基本要求：足够的强度，能够承受上部结构传递的应力。足够的强度，能够承受上部结构传递的应力。足够的整体性和均一性，能够防止基础的滑动和足够的整体性和均一性，能够防止基础的滑动和不均匀沉陷。不均匀沉陷。足够的抗渗性，足够的抗

3、渗性，以防以防严重的渗漏和渗透破坏。严重的渗漏和渗透破坏。足够的耐久性，以防在地下水长期作用下发生侵足够的耐久性，以防在地下水长期作用下发生侵蚀破坏。蚀破坏。第二节第二节 岩岩 基基 灌灌 浆浆 岩基灌浆是提高基岩强度，加强基岩整岩基灌浆是提高基岩强度，加强基岩整体性和抗渗性的有效措施。体性和抗渗性的有效措施。岩基灌浆是将某种具有流动性和胶凝性岩基灌浆是将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入岩层的孔隙中，经过硬化胶结以浆设备压入岩层的孔隙中，经过硬化胶结以后，形成结石，以达到改善基岩物理力学性后，形成结石，以达到改善基岩物

4、理力学性能的目的。能的目的。岩基灌浆的分类岩基灌浆的分类灌注材料灌注材料:水泥灌浆、水泥粘土灌浆、化学灌浆水泥灌浆、水泥粘土灌浆、化学灌浆 灌浆灌浆目的目的目的是加强坝体混凝土和地基之间的结合能力，目的是加强坝体混凝土和地基之间的结合能力，提高坝体的抗滑稳定性，同时也能增进地基的提高坝体的抗滑稳定性，同时也能增进地基的固结强度和防渗性能。固结强度和防渗性能。目的是改善基岩的力学性能，提高地基的整体目的是改善基岩的力学性能，提高地基的整体性、均匀性和承载能力。性、均匀性和承载能力。目的是防止基岩深层裂隙产生的渗漏，用高压目的是防止基岩深层裂隙产生的渗漏，用高压把浆液灌注到基岩深处的裂隙中，这些浆

5、液在把浆液灌注到基岩深处的裂隙中，这些浆液在岩石深处连成一体，形成一道完整的挡水帷幕岩石深处连成一体，形成一道完整的挡水帷幕固结固结灌浆灌浆帷幕帷幕灌浆灌浆接触接触灌浆灌浆1钻孔钻孔 钻孔的质量要求：确保孔深、孔向、孔位符合钻孔的质量要求：确保孔深、孔向、孔位符合设计要求，力求孔径上下均一，孔壁平顺，钻进过设计要求，力求孔径上下均一，孔壁平顺，钻进过程中产生的岩粉细屑较少。程中产生的岩粉细屑较少。孔径均一，孔壁平顺，则灌浆栓塞能够卡紧卡孔径均一，孔壁平顺，则灌浆栓塞能够卡紧卡牢，灌浆时不致产生返浆。牢，灌浆时不致产生返浆。钻孔方向和深度是保证帷幕灌浆质量的关键。钻孔方向和深度是保证帷幕灌浆质量

6、的关键。灌浆施工顺序灌浆施工顺序灌灌浆浆钻钻孔孔钻孔钻孔冲洗冲洗压水压水实验实验质量质量检查检查孔深控制：根据钻杆钻进的长度孔深控制：根据钻杆钻进的长度孔斜控制孔斜控制：根据钻孔深度来确定：根据钻孔深度来确定 如果钻孔方向偏斜，如果钻孔方向偏斜，钻孔深度达不到要求，则钻孔深度达不到要求，则通过各钻孔所灌注的浆液，通过各钻孔所灌注的浆液，不能联成一体，将形成漏不能联成一体，将形成漏水通路，见图水通路，见图:孔顶灌浆范围孔顶灌浆范围(b)(b)剖面图剖面图(a)(a)平面图平面图孔底灌浆范围孔底灌浆范围帷幕轴线帷幕轴线漏水通道漏水通道钻孔钻孔深度深度(m)(m)2030405060允许偏差允许偏差

7、(m)(m)0.250.500.801.151.50孔深与允许偏距的关系孔深与允许偏距的关系图图4-14-1 孔向孔径不合孔向孔径不合要求时所形成的帷幕要求时所形成的帷幕2钻孔冲洗钻孔冲洗 冲洗分类：冲洗分类：钻孔冲洗钻孔冲洗 岩层裂隙冲洗岩层裂隙冲洗 钻孔冲洗：在钻孔结束以后，将钻杆下到孔底，钻孔冲洗：在钻孔结束以后，将钻杆下到孔底，从钻杆通入压力水进行冲洗。从钻杆通入压力水进行冲洗。岩层裂隙冲洗：将裂隙中松软、风化的充填物岩层裂隙冲洗：将裂隙中松软、风化的充填物洗出孔外或推移到灌浆区范围之外，以便浆液进入洗出孔外或推移到灌浆区范围之外，以便浆液进入到腾出的空间，使浆液结石与基岩胶结成整体。

8、到腾出的空间，使浆液结石与基岩胶结成整体。3压水试验压水试验 目的：目的：确定地层的渗透特性，为岩基处理的设计和确定地层的渗透特性，为岩基处理的设计和施工提供基本技术资料。施工提供基本技术资料。压水试验是在一定的压力之下，通过钻孔将水压入压水试验是在一定的压力之下，通过钻孔将水压入到孔壁四周的缝隙中，根据压入的水量和压水的时间，到孔壁四周的缝隙中，根据压入的水量和压水的时间，计算出代表岩层渗透特性的技术参数。计算出代表岩层渗透特性的技术参数。单位吸水量单位吸水量：在单位时间内，通过单位长度试验在单位时间内，通过单位长度试验孔段，在单位水头压力作用下所压入的水量。孔段，在单位水头压力作用下所压入

9、的水量。式中式中 Q单位时间内试验孔段的注水总量，单位时间内试验孔段的注水总量，Lmin H压水试验的计算水头，压水试验的计算水头，m；L压水试验试验孔段的长度，压水试验试验孔段的长度，m；单位吸水量，单位吸水量，L(minmm)。4灌浆灌浆 (1)(1)钻孔灌浆的次序钻孔灌浆的次序 地基灌浆一般按照先固结、后帷幕的顺序。地基灌浆一般按照先固结、后帷幕的顺序。原因：深层帷幕的灌浆压力远高于浅层固结灌浆的压力，原因：深层帷幕的灌浆压力远高于浅层固结灌浆的压力，按照上述顺序，可以保证在浅层地基已经得到加固的情况下，按照上述顺序，可以保证在浅层地基已经得到加固的情况下，进行深层高压灌浆，防止发生地表

10、抬动。进行深层高压灌浆，防止发生地表抬动。固结灌浆宜在混凝土覆盖的情况下进行，这样，可以抑固结灌浆宜在混凝土覆盖的情况下进行，这样，可以抑制地表抬动和地面冒浆。覆盖的混凝土一般应达到制地表抬动和地面冒浆。覆盖的混凝土一般应达到50%设计设计强度后，才能进行施灌。强度后，才能进行施灌。帷幕灌浆应分序逐渐加密，这样，一方面可以提高浆液帷幕灌浆应分序逐渐加密，这样，一方面可以提高浆液结石的密实性，另一方面，通过后灌序孔单位吸水量和单位结石的密实性，另一方面，通过后灌序孔单位吸水量和单位吸浆量的分析，可以推断先灌序孔的灌浆效果。吸浆量的分析，可以推断先灌序孔的灌浆效果。单排帷幕孔的钻灌次序是先钻灌第单

11、排帷幕孔的钻灌次序是先钻灌第序孔，然后依序孔，然后依次钻灌第次钻灌第、第、第序孔，如有必要再钻灌第序孔，如有必要再钻灌第序孔。序孔。双排和多排帷幕孔，在同一排内或排与排之间均应双排和多排帷幕孔，在同一排内或排与排之间均应按逐渐加密的次序进行钻灌作业。按逐渐加密的次序进行钻灌作业。双排孔帷幕通常是先灌下游排，后灌上游排；多排双排孔帷幕通常是先灌下游排，后灌上游排；多排孔帷幕是先灌下游排，再灌上游排厂，最后灌中间排。孔帷幕是先灌下游排，再灌上游排厂，最后灌中间排。图图4-34-3 固结灌浆孔的布孔方式和钻灌次序固结灌浆孔的布孔方式和钻灌次序(a)(d)(e)(a)(d)(e)梅花型布孔梅花型布孔

12、(b)(c)(b)(c)棋盘形布孔棋盘形布孔 -第第序孔序孔 -第第序孔序孔 -第第序孔序孔(2)(2)灌浆方法：纯压式和循环式灌浆方法：纯压式和循环式 纯压式纯压式图图4-4 4-4 纯压式灌浆纯压式灌浆 施工工艺：一次把浆液压施工工艺：一次把浆液压入钻孔中，扩散到岩层缝隙里。入钻孔中，扩散到岩层缝隙里。浆液单向流动。浆液单向流动。特点：设备简单，操作方特点：设备简单，操作方便便,但浆液流速较慢但浆液流速较慢,容易沉淀容易沉淀,堵塞岩层缝隙和管路。堵塞岩层缝隙和管路。多用于吸浆量大，有大裂多用于吸浆量大，有大裂隙存在，孔深不超过隙存在，孔深不超过121215m15m的情况。的情况。1-1-水

13、水 2-2-拌浆筒拌浆筒 3-3-灌浆泵灌浆泵 4-4-压力表压力表 5-5-灌浆管灌浆管 6-6-灌浆塞灌浆塞 7-7-回浆管回浆管循环式循环式图图4-5 4-5 循环式灌浆循环式灌浆 1-1-水水 2-2-拌浆筒拌浆筒 3-3-灌浆泵灌浆泵 4-4-压力表压力表 5-5-灌浆管灌浆管 6-6-灌浆塞灌浆塞 7-7-回浆管回浆管 施工工艺：浆液进入施工工艺：浆液进入钻孔，部分被压入岩层缝钻孔，部分被压入岩层缝隙中，剩余沿回浆管路返隙中，剩余沿回浆管路返回拌浆筒中。回拌浆筒中。特点：浆液保持流动特点：浆液保持流动状态，防止水泥沉淀；可状态，防止水泥沉淀；可判断岩层吸收水泥的情况。判断岩层吸收水

14、泥的情况。由于循环式灌浆对灌由于循环式灌浆对灌浆质量较有保证，目前工浆质量较有保证，目前工程中都采用此方法。程中都采用此方法。按照钻孔灌浆的顺序按照钻孔灌浆的顺序:将将灌灌浆浆孔孔一一次次钻钻到到全全深深，沿沿全全部部孔孔深深进进行行灌灌浆浆。这这种种方方法法施施工工简简便便，用用于于孔孔深深不不超超过过8m，地地质质条条件比较良好，基岩比较完整的情况。件比较良好，基岩比较完整的情况。全孔一次灌浆全孔一次灌浆:分分 段段 灌灌 浆浆全孔一次灌浆全孔一次灌浆分段灌浆分段灌浆:自上而下自上而下自下而上自下而上混混 合合 法法自上而下分段灌浆自上而下分段灌浆 施工顺序：钻一段，灌一施工顺序：钻一段，

15、灌一段，待凝后再钻灌下一段，钻段，待凝后再钻灌下一段，钻孔和灌浆交替进行。孔和灌浆交替进行。优点优点:灌浆质量高；不易灌浆质量高；不易产生岩层抬动和地面冒浆等现产生岩层抬动和地面冒浆等现象；压水试验的成果较准确。象；压水试验的成果较准确。缺点：钻灌一段后，要待缺点：钻灌一段后，要待凝一定时间，才能钻灌下一段，凝一定时间，才能钻灌下一段，钻孔与灌浆交替进行，设备搬钻孔与灌浆交替进行，设备搬移频繁，影响施工进度。移频繁，影响施工进度。能保证灌浆质量，大都采能保证灌浆质量，大都采用此方法。用此方法。第第一一段段钻钻孔孔第第一一段段灌灌浆浆第第二二段段钻钻孔孔第第二二段段灌灌浆浆第第三三段段钻钻孔孔第

16、第三三段段灌灌浆浆图图4-6 4-6 自上而下分段灌浆自上而下分段灌浆自下而上分段灌浆自下而上分段灌浆钻钻孔孔第第三三段段灌灌浆浆第第二二段段灌灌浆浆第第一一段段灌灌浆浆 施工工艺：一次将施工工艺：一次将孔钻到全深，然后自下孔钻到全深，然后自下而上逐段灌浆。而上逐段灌浆。优缺点和自上而下优缺点和自上而下分段灌浆刚好相反。分段灌浆刚好相反。一般多用在岩层比一般多用在岩层比较完整或基岩上部已有较完整或基岩上部已有足够压重不致引起地面足够压重不致引起地面抬动的情况。抬动的情况。图图4-7 4-7 自下而上分段灌浆自下而上分段灌浆 混合法混合法 在实际工程中，通常是接近地表的岩层比较在实际工程中，通常

17、是接近地表的岩层比较破碎，愈往下岩层愈完整。破碎，愈往下岩层愈完整。因此，在进行深孔灌浆时，可以兼取以上两因此，在进行深孔灌浆时，可以兼取以上两法的优点，上部孔段采用自上而下法先灌，下部法的优点，上部孔段采用自上而下法先灌，下部孔段则用自下而上法钻灌，这就是所谓混合法。孔段则用自下而上法钻灌，这就是所谓混合法。灌浆孔段的划分灌浆孔段的划分 灌浆孔段的长度应该根据岩层裂隙分布的情灌浆孔段的长度应该根据岩层裂隙分布的情况来确定，使每一孔段的裂隙分布大体比较均匀；况来确定，使每一孔段的裂隙分布大体比较均匀；有利于施工操作和提高灌浆质量。有利于施工操作和提高灌浆质量。5化学灌浆化学灌浆 化学灌浆是将有

18、机高分子材料配制成的浆液灌化学灌浆是将有机高分子材料配制成的浆液灌入地基或建筑物的裂缝中，经胶凝固化以后，达到入地基或建筑物的裂缝中，经胶凝固化以后，达到防渗、堵漏、补强、加固的目的。防渗、堵漏、补强、加固的目的。1)1)化学浆液可以灌入水泥浆液灌不进去的细微裂隙中。化学浆液可以灌入水泥浆液灌不进去的细微裂隙中。2)2)化学浆液的聚合时间可较准确地控制。化学浆液的聚合时间可较准确地控制。3)3)化学浆液的聚合体，渗透系数小，防渗效果较好。化学浆液的聚合体，渗透系数小，防渗效果较好。4)4)化学浆液聚合体强度和粘结强度一般都比较高。化学浆液聚合体强度和粘结强度一般都比较高。5)5)化灌材料聚合体

19、的稳定性和耐久性较好。化灌材料聚合体的稳定性和耐久性较好。6)6)化灌材料有毒性，在配制施工过程中要十分注意。化灌材料有毒性，在配制施工过程中要十分注意。化学灌浆的特点：化学灌浆的特点：图图4-9 4-9 丙烯酸盐类化灌浆液丙烯酸盐类化灌浆液第三节第三节 岩岩 基基 锚锚 固固 岩基锚固是用预应力锚束对基岩施加主动预压岩基锚固是用预应力锚束对基岩施加主动预压应力的一种锚固技术，常和建筑物的加固结合起来，应力的一种锚固技术，常和建筑物的加固结合起来，以期加固或改善其受力条件。以期加固或改善其受力条件。1)1)高边坡开挖时锚固边坡。高边坡开挖时锚固边坡。2)2)坝基、岸坡抗滑稳定加固。坝基、岸坡抗

20、滑稳定加固。3)3)大型洞室支护加固。大型洞室支护加固。4)4)大坝加高加固。大坝加高加固。5)5)锚固建筑物，改善受力条件，提高抗震性能。锚固建筑物，改善受力条件，提高抗震性能。6)6)混凝土建筑物的裂缝或缺陷修补锚固等。混凝土建筑物的裂缝或缺陷修补锚固等。主要应用：主要应用：1 1预锚孔，预锚孔，130mm130mm，3m3m，f f5 5以下以下15m15m图图4-10 4-10 湖南省双牌溢流坝基础预锚加固（高程：湖南省双牌溢流坝基础预锚加固（高程：m m）2)2)坝基、岸坡抗滑稳定加固坝基、岸坡抗滑稳定加固(图图4-14)4-14)3)3)大型洞室支护加固大型洞室支护加固(图图4-1

21、5)4-15)1 1施工洞；施工洞；2 2地下厂房；地下厂房；3 3高边墙锚固支护高边墙锚固支护图图4-11 4-11 印度奇布罗水电站地下厂房高边墙锚固支护印度奇布罗水电站地下厂房高边墙锚固支护4)4)大坝加高加固大坝加高加固(图图4-16)4-16)1 1加高部位；加高部位；2 2锚固后推力线；锚固后推力线；3 3锚固前推力线；锚固前推力线；4 4锚束；锚束；5 5石灰砂岩；石灰砂岩；6 6石灰岩；石灰岩；7 7黄砂岩；黄砂岩；8 8锚固段锚固段图图4-12 4-12 阿尔加利亚奇尔法坝加高锚固阿尔加利亚奇尔法坝加高锚固锚固的结构：由锚孔、锚束组成。锚固的结构：由锚孔、锚束组成。锚束又由锚

22、头、锚束自由段和锚固段构成。锚束又由锚头、锚束自由段和锚固段构成。图图4-13 4-13 锚固结构简图锚固结构简图锚头锚头自由段自由段锚固段锚固段砂浆砂浆锚杆或锚索锚杆或锚索套管套管支架支架台座台座图图4-14 4-14 锚固工程的施工工艺锚固工程的施工工艺第四节第四节 砂砾地基灌浆砂砾地基灌浆 1.砂砾石地基的可灌性砂砾石地基的可灌性 砂砾石地基的砂砾石地基的可灌性是指砂砾石地层能否接受可灌性是指砂砾石地层能否接受灌浆材料灌入的一种特性。灌浆材料灌入的一种特性。可灌比可灌比M：M=D15/d85式中：式中：D15砂砂砾砾石石地地层层颗颗粒粒级级配配曲曲线线上上含含量量为为15%的的粒粒径；径

23、；d85 灌浆材料颗粒级配曲线上含量为灌浆材料颗粒级配曲线上含量为85%的粒径。的粒径。可灌比愈大，接受颗粒浆材的可灌性愈好。可灌比愈大，接受颗粒浆材的可灌性愈好。2.灌浆材料灌浆材料 岩基灌浆多用水泥浆，而砂砾石地基灌浆，以岩基灌浆多用水泥浆，而砂砾石地基灌浆，以采用水泥粘土浆为好。采用水泥粘土浆为好。配制水泥粘土浆所使用的粘土，要求遇水以后，配制水泥粘土浆所使用的粘土，要求遇水以后，能迅速崩解分散，吸水膨胀，具有一定的稳定性和能迅速崩解分散，吸水膨胀，具有一定的稳定性和粘结力。粘结力。3.钻灌方法钻灌方法 砂砾石地层的钻孔灌浆方法有：砂砾石地层的钻孔灌浆方法有：打管灌浆；打管灌浆；套管灌浆

24、；套管灌浆；循环钻灌；循环钻灌；预埋花管灌浆预埋花管灌浆 1)1)打管灌浆打管灌浆:将带有灌浆花管的厚壁无缝钢管将带有灌浆花管的厚壁无缝钢管,直直接打入受灌地层中，并利用它进行灌浆。接打入受灌地层中，并利用它进行灌浆。该方法设备简单，该方法设备简单，操作方便，适用于砂操作方便，适用于砂砾石层较浅、结构松砾石层较浅、结构松散、颗粒不大、容易散、颗粒不大、容易打管和起拔的场合。打管和起拔的场合。所灌成的帷幕，防渗所灌成的帷幕，防渗性能较差，多用于临性能较差，多用于临时性工程时性工程(如围堰如围堰)。图图4-15 4-15 打管灌浆打管灌浆施工程序施工程序打打管管冲冲洗洗自流自流灌浆灌浆压力压力灌浆

25、灌浆(2)(2)套管灌浆套管灌浆 该灌浆法由于有该灌浆法由于有套管护壁，不会产生套管护壁，不会产生坍孔埋钻等事故。但坍孔埋钻等事故。但在灌浆过程中，浆液在灌浆过程中，浆液容易沿着套管外壁向容易沿着套管外壁向上流动，甚至产生地上流动，甚至产生地表冒浆。如果灌浆时表冒浆。如果灌浆时间较长，则会胶结套间较长，则会胶结套管，造成起拔困难。管，造成起拔困难。图图4-16 4-16 套管灌浆套管灌浆施工程序施工程序 钻钻孔孔,下下套套管管下下灌灌浆浆管管起拔起拔套管，套管，第一第一段灌段灌浆浆起拔起拔套管，套管，第二第二段灌段灌浆浆起拔起拔套管，套管，第三第三段灌段灌浆浆(3)(3)循环钻灌循环钻灌 1

26、1灌浆管（钻杆）；灌浆管（钻杆）；5 5混凝土封口；混凝土封口；7 7射浆花管；射浆花管；1010回浆管；回浆管；1212进浆管进浆管 循环钻灌是一种自循环钻灌是一种自上而下，钻一段灌一段，上而下，钻一段灌一段，钻孔与灌浆循环进行的钻孔与灌浆循环进行的施工方法。施工方法。图图4-17 4-17 循环钻灌循环钻灌第五节第五节 软基处理软基处理 软基软基：一般认为，含水量大于液限、孔隙比：一般认为，含水量大于液限、孔隙比大于大于1.0的粘性土以及标准贯入击数小于的粘性土以及标准贯入击数小于4的砂性土的砂性土地基统称为软基。地基统称为软基。特点：土颗粒细、渗透性差、压缩性大、强特点：土颗粒细、渗透性

27、差、压缩性大、强度低，物理力学指标往往不能满足建筑物对地基度低，物理力学指标往往不能满足建筑物对地基的要求。的要求。主要问题：地基的强度低，承载力低，引起建主要问题：地基的强度低，承载力低，引起建筑物下陷量大，建筑物极易失稳。筑物下陷量大，建筑物极易失稳。需要解决地基承载力和强度不够的问题，通常需要解决地基承载力和强度不够的问题，通常从建筑物结构及地基两个方面来解决。从建筑物结构及地基两个方面来解决。一、软土地基的工程问题及解决途径一、软土地基的工程问题及解决途径 二二、在建筑物结构方面采取的措施在建筑物结构方面采取的措施 1.采用轻质材料；采用轻质材料；2.采用轻型结构；采用轻型结构；3.采

28、用镇压采用镇压层层(又称反压层又称反压层)；4.采用深基础结构。采用深基础结构。三、在地基方面采取的措施三、在地基方面采取的措施 主要是对软土地基进行加固处理，或是采用对主要是对软土地基进行加固处理，或是采用对地基进行补强的措施。地基进行补强的措施。采用的措施按其作用的原理可分为：采用的措施按其作用的原理可分为：铺垫法、铺垫法、排土置换法、排水预压法、密实法、固化法。排土置换法、排水预压法、密实法、固化法。(一一)铺垫法铺垫法 在在软软基基的的表表面面铺铺设设垫垫层层，使使上上部部荷荷载载均均匀匀的的传传布布到到地地基基上上去去，起起应应力力扩扩散散的的作作用用，有有的的垫垫层层还还起起防防止

29、止块块石石陷陷入入淤淤泥泥的的隔隔离离作作用用，起起加加筋筋、反反滤滤排排水水和防冲的作用。和防冲的作用。土工织物材料性能应根据要求发挥的作用进行选土工织物材料性能应根据要求发挥的作用进行选择。材料的主要性能包括单位面积重量、单丝形态、择。材料的主要性能包括单位面积重量、单丝形态、经纬丝编织密度、抗拉强度、延伸率、透水性等。经纬丝编织密度、抗拉强度、延伸率、透水性等。图图4-19 4-19 水下铺设土工织物施工示意图水下铺设土工织物施工示意图(二二)排土置换法排土置换法 1 1重力挤淤置换重力挤淤置换(重力排土置换重力排土置换)传传统统上上对对于于厚厚度度较较小小(如如小小于于4m)的的淤淤泥

30、泥质质软软土土层层，通通常常用用挖挖除除法法将将其其搬搬走走换换以以好好土土或或砂砂垫垫层层。如如挖挖除除施施工工不不便便时时，也也可可直直接接在在淤淤泥泥面面层层抛抛堆堆以以土土砂砂、碎碎石石、块块石石之之类类重重物物，利利用用重重物物的的重重力力作作用用将将淤淤泥泥排排开开，由由这这些些重重物物填填补补排排开开淤淤泥泥的的空空间间，形形成成良良好好的的地地基基。如如遇遇淤淤泥泥层层较较厚厚时时，不不适适宜宜用用重重力力排排土土置置换法。换法。2 2爆炸挤淤置换爆炸挤淤置换(爆炸填石排淤置换爆炸填石排淤置换)先先在在软软土土层层面面上上堆堆石石料料，在在堆堆石石前前的的淤淤泥泥中中埋埋设设炸

31、炸药药包包，爆爆炸炸排排淤淤形形成成一一定定的的空空间间，堆堆存存石石料料的的临临时时稳稳定定状状态态被被破破坏坏而而坍坍蹋蹋，填填补补了了淤淤泥泥排排走走的的大大部部分分空空间间，形形成成最最终终的的淤淤泥泥面面下下面面伸伸有有“石石舌舌”的的断断面面形形状状，每每爆爆炸炸一一次次，向向前前推推进进一一个个石石舌舌的的长长度，见图。度，见图。a)a)堆石及布设药包堆石及布设药包b)b)形成爆炸断面形成爆炸断面图图4-20 4-20 爆炸排土置换爆炸排土置换施工过程示意图施工过程示意图(三三)排水预压固结法排水预压固结法 在在地地基基表表面面铺铺一一层层排排水水层层，上上面面加加压压载载，在在

32、附附加加的的压压载载作作用用下下，地地基基土土孔孔隙隙中中的的水水压压力力升升高高，土土中中水水顺顺着着孔孔隙隙经经排排水水层层排排走走，在在附附加加压压力力作作用用下下土土颗颗粒粒挤挤紧密，空隙减小，实现软土地基的固结紧密，空隙减小，实现软土地基的固结。图图4-21 4-21 排水预压固结法原理排水预压固结法原理 1提高排水预压固结法效果的措施提高排水预压固结法效果的措施 打设竖向排水通道，减小排水距离，缩短地基固打设竖向排水通道，减小排水距离，缩短地基固结的时间。结的时间。竖向排水通道的种类有砂井、袋装砂井、塑料排竖向排水通道的种类有砂井、袋装砂井、塑料排水板等。水板等。图图4-22 4-

33、22 塑料排水板示意图塑料排水板示意图图图4-234-232.排水预压法的施工排水预压法的施工 竖竖向向排排水水通通道道施施工工包包括括选选择择排排水水通通道道材材料料和和竖竖向向排排水水通道的打设两项工作。通道的打设两项工作。施工过程施工过程铺排水铺排水砂垫层砂垫层竖向排水竖向排水通道施工通道施工加载加载预压预压卸卸载载(1)(1)选择竖向排水通道材料选择竖向排水通道材料 对排水通道的要求是通水性能好，通水阻力小，土中的对排水通道的要求是通水性能好，通水阻力小，土中的水能很容易的进入通道，也能顺畅地沿通道排出地基表面。水能很容易的进入通道，也能顺畅地沿通道排出地基表面。(2)(2)插设竖向排

34、水通道插设竖向排水通道 对打设机械的要求是重量轻，便于移动，打设时对土壤对打设机械的要求是重量轻，便于移动，打设时对土壤的扰动少。的扰动少。图图4-24 4-24 常用打设机械常用打设机械 打设袋装砂井时，导打设袋装砂井时，导管的断面用圆形，打设塑管的断面用圆形，打设塑料排水板时最好用菱形或料排水板时最好用菱形或用带加劲的矩形，如图：用带加劲的矩形，如图：导管的驱动方式有静导管的驱动方式有静压式、震动式。静压式对压式、震动式。静压式对土壤的扰动小；震动式能土壤的扰动小；震动式能克服较大阻力，穿透较硬克服较大阻力，穿透较硬土层。土层。“回带回带”：在打设塑料排水板上拔导管时，已插到：在打设塑料排

35、水板上拔导管时，已插到设计深度塑料排水板常常被带上来。设计深度塑料排水板常常被带上来。图图4-25 4-25 导管断面形式导管断面形式(3)(3)加载预压加载预压 加载预压的过程即地基排水固结的过程，也就加载预压的过程即地基排水固结的过程，也就是地基强度增长的过程。是地基强度增长的过程。预压的方法有堆载预压和抽真空预压二种。预压的方法有堆载预压和抽真空预压二种。堆载预压须根据地基强度的增长分级进行，要堆载预压须根据地基强度的增长分级进行，要控制加载速度。真空预压，不需要分级，可一次加控制加载速度。真空预压，不需要分级，可一次加足预压荷载。足预压荷载。要保证足够的预压时间，以待排水固结地基强要保

36、证足够的预压时间，以待排水固结地基强度的增长符合设计要求，达到预期的效果。度的增长符合设计要求，达到预期的效果。3排水预压法施工中应注意的主要问题排水预压法施工中应注意的主要问题 (1)(1)排水砂垫层应选用含泥量小的中粗砂，垫层的厚度应满排水砂垫层应选用含泥量小的中粗砂，垫层的厚度应满足设计要求，陆上不小于足设计要求，陆上不小于0.5m，水下不小于，水下不小于10m10m。(2)(2)严格控制塑料排水板的质量。严格控制塑料排水板的质量。(3)(3)打设塑料排水板时必须使用套管，套管的驱动方式可以打设塑料排水板时必须使用套管，套管的驱动方式可以用震动也可以用静压，但在边坡上插板时，只能采用静压

37、；用震动也可以用静压，但在边坡上插板时，只能采用静压；插板时要保证平面位置准确、排水通道的插设深度及控制排插板时要保证平面位置准确、排水通道的插设深度及控制排水板的回带量。水板的回带量。(4)(4)当采用堆载预压时要分级加载控制加载速度；当采用真当采用堆载预压时要分级加载控制加载速度；当采用真空预压加载时，保持抽真空设备、管路以及预压区的密封。空预压加载时，保持抽真空设备、管路以及预压区的密封。(5)(5)加强施工监测，对于大中型或地基条件复杂的工程最好加强施工监测，对于大中型或地基条件复杂的工程最好设典型实验区先期施工，为大设典型实验区先期施工，为大面积施工和修改设计提供必要面积施工和修改设

38、计提供必要的参数。的参数。(四四)密实法密实法 原原理理：用用外外加加能能量量将将砂砂碎碎石石等等骨骨料料贯贯入入软软土土地地基基，以以改改变变其其整整体体密密实实度度，提提高高地地基基的的承承载载力力和和抗抗剪剪强强度度，或或形形成成一一个个个个密密实实的的桩桩柱柱，与与桩桩柱柱间间土土组组成成复复合合地地基基共共同同承承担担荷载，达到提高地基强度和承载力的目的。荷载，达到提高地基强度和承载力的目的。密实法加固软基的方法有震冲碎石桩和强夯法。密实法加固软基的方法有震冲碎石桩和强夯法。1震冲碎石桩震冲碎石桩震震冲冲器器就就位位水水冲冲 造造孔孔底底段段填填料料底底段段震震密密上上一一段段填填料

39、料上上一一段段震震密密顶部顶部松散松散桩体桩体的处的处理理施工过程施工过程 适用于加固地基有一适用于加固地基有一定强度的粘性土和砂性土，定强度的粘性土和砂性土，适用于房屋、涵闸之类建适用于房屋、涵闸之类建筑物以及承载力要求较高筑物以及承载力要求较高的堆场或场地。的堆场或场地。震冲碎石桩施工中注震冲碎石桩施工中注意的主要问题是意的主要问题是:防止塌防止塌孔，保证填料数量，保证孔，保证填料数量，保证填料的密实度，顶部松散填料的密实度，顶部松散桩体的处理，注意泥水的桩体的处理，注意泥水的环境处理。环境处理。图图4-264-262.强夯法强夯法 （动力压密法（动力压密法）适于加固砂性土地基，特别适于处

40、理建筑垃圾适于加固砂性土地基，特别适于处理建筑垃圾等杂填土地基。等杂填土地基。强夯法在设计施工时需要确定以下技术参数：强夯法在设计施工时需要确定以下技术参数：式中：式中：a为经验修正系数，由试夯确定。为经验修正系数，由试夯确定。(1)(1)有效加固深度有效加固深度:是反映地基加固处理效果的重是反映地基加固处理效果的重要参数，土质、夯锤重量要参数，土质、夯锤重量Q Q、落锤高度、落锤高度H H有关有关 (2)(2)单位夯击能量：单位面积上所施加的总夯击能，单位夯击能量：单位面积上所施加的总夯击能，其大小与地基土的性质有关，也要通过试夯确定。其大小与地基土的性质有关，也要通过试夯确定。(3)(3)

41、夯点夯点的夯击次数与夯击遍数：与土的性质和锤的性的夯击次数与夯击遍数：与土的性质和锤的性状有关，受夯坑周围土隆起量和夯沉量控制。状有关，受夯坑周围土隆起量和夯沉量控制。(4)(4)二二遍夯击之间的时间间隔：一遍夯击之后，要有一遍夯击之间的时间间隔：一遍夯击之后，要有一定时间任土壤中的超孔隙水压力消散，间隔时间的长短定时间任土壤中的超孔隙水压力消散，间隔时间的长短取决于地基土的渗透性。取决于地基土的渗透性。(5)(5)夯点的布置和间距：根据建筑物类型采用三角形或夯点的布置和间距：根据建筑物类型采用三角形或正方形布置，夯击处理的范围应大于建筑物基础外缘的正方形布置，夯击处理的范围应大于建筑物基础外

42、缘的宽度，夯击点的间距前几遍大一些，后几遍可小一些。宽度，夯击点的间距前几遍大一些，后几遍可小一些。(6)(6)锤重和锤形：由锤底面静压力和土的性质来确定。锤重和锤形：由锤底面静压力和土的性质来确定。(7)(7)起重机及专用设备选择：工程中所需的起重设备、起重机及专用设备选择：工程中所需的起重设备、排水设备及检测仪器和设备等。排水设备及检测仪器和设备等。强夯法施工中应注意的问题强夯法施工中应注意的问题:在开工之前必须进行试夯以取得必要的施工参数在开工之前必须进行试夯以取得必要的施工参数指导施工；指导施工；在施工之时必须加强对施工状况的监测以控制施在施工之时必须加强对施工状况的监测以控制施工进度

43、和保证质量；工进度和保证质量；强夯时震动对周围建筑物的影响不能忽视，必须强夯时震动对周围建筑物的影响不能忽视，必须使强夯区和建筑物的安全距离大于使强夯区和建筑物的安全距离大于 30m30m，必要时设隔，必要时设隔震沟和采用加速排除孔隙水压力的措施。震沟和采用加速排除孔隙水压力的措施。(五五)固化法固化法 原理：往软土中加入适量的固化剂，用机械使原理：往软土中加入适量的固化剂，用机械使之与土在搅拌混合之与土在搅拌混合，形成密实坚固的固化体，从而形成密实坚固的固化体，从而提高地基的承载力和强度，减少地基的沉降量。提高地基的承载力和强度，减少地基的沉降量。1固化法的种类固化法的种类浅层固化处理法浅层

44、固化处理法:加固距地面加固距地面3m5m以内的土层；以内的土层；深层固化处理法深层固化处理法:加固距地面大于加固距地面大于3m5m的土层。的土层。块体状块体状(I)(I)块体状块体状(II)(II)壁状壁状桩柱状桩柱状图图4-274-27MDM水下水泥深层拌和法水下水泥深层拌和法图图4-284-282水泥深层搅拌法水泥深层搅拌法 深层搅拌法施工要求深层搅拌法施工要求保证水泥等固化剂和被处保证水泥等固化剂和被处理土得到均匀的拌和，保理土得到均匀的拌和，保证施工过程中水泥等固化证施工过程中水泥等固化剂掺入比不变，使固化土剂掺入比不变，使固化土的强度达到设计要求，必的强度达到设计要求，必须严格控制拌

45、和机搅拌叶须严格控制拌和机搅拌叶片的提升速库及进行重复片的提升速库及进行重复搅拌。搅拌。施施工工完完毕毕定定位位下下沉沉沉沉达达底底部部喷喷浆浆搅搅拌拌上上升升重重复复搅搅拌拌下下沉沉重重复复搅搅拌拌上上升升 图图4-29 4-29 水泥深层搅拌法水泥深层搅拌法 施工顺序施工顺序图图4-304-30图图4-314-313旋喷法旋喷法 用高压脉冲用高压脉冲泵使水泥浆通过泵使水泥浆通过特殊的喷嘴高速特殊的喷嘴高速喷出，强制使土喷出，强制使土和水泥浆混合，和水泥浆混合，喷嘴边旋转边提喷嘴边旋转边提升，在地基中形升，在地基中形成一根圆柱体。成一根圆柱体。喷射喷射完毕完毕柱体柱体形成形成成成孔孔结结束束

46、低低压压水水流流成成孔孔高高压压旋旋喷喷开开始始边边旋旋喷喷边边提提升升图图4-32 4-32 旋喷法施工顺序旋喷法施工顺序4.粉喷法粉喷法 粉粉喷喷桩桩是是深深层层搅搅拌拌法法的的一一种种，它它是是用用干干的的水水泥泥粉粉作作为为固固化化剂剂，而而不不象象一一般般的的深深层层搅搅拌拌法法用用水水泥泥浆浆液作为固化剂。液作为固化剂。深深层层拌拌和和法法适适用用于于加加固固对对地地基基承承载载力力和和强强度度要要求求较较高高、土土层层较较厚厚的的房房屋屋、桥桥梁梁等等码码头头岸岸壁壁之之类类建建筑物的淤泥、淤泥质土、粉土软土地基。筑物的淤泥、淤泥质土、粉土软土地基。浅浅层层拌拌和和法法适适用用于于软软土土地地基基表表层层的的加加固固作作为为临临时时道道路路，或或者者作作为为软软基基上上路路面面二二灰灰和和三三灰灰垫垫层层的的施施工技术，二灰和三灰垫层往往用石灰作为固化剂。工技术，二灰和三灰垫层往往用石灰作为固化剂。