软土地基处理常用施工方法.pdf

软土地基处理 常用施工方法一、主要内容 1、软土地基的危害和后果 2、软土地基介绍 3、地基处理的解决问题 4、地基处理目的 5、地基处理原理和分类表层处理法置换法排水固结法灌入固化物 加筋法冷、热处理法托换法 纠偏法 6、我国地基处理技术现状7、软土路基的施工要求8、软土路基的几个概念区分9、生物处理的简介/软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性 大。在设计、施工过程中，稍有疏忽就会出现质量事故,对路基产生极大的危害，造成代价极大的后果：勘察设计不详细或不准确，导致对应该作软基处理 的地段未作处理设计，此类工例不少。本身就是软基地 段，施工平台没有处理，勘察机械就进不去，造成地质 资料不详细或频率不足，造成软基地质触探不明。粗）已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤 失稳或危及线外建筑物。譬如：汕头磊口大桥引道，由于 高填土引起线外土地隆起，民房受损，路基难以稳定，只 好增加桥梁长度，建成后一段时间，仍然出现锥坡不均匀 下沉，又做了处理，现已改建新桥。中山县附近的狮窖口 桥，原设计是拱式桥跨，台背填土较高。由于高填土的推 力作用和地基严重下沉，使桥台被推坏，拱体损伤，新路 旁的老公路被挤移，将一条近10m宽的水沟填塞，路外厂房 和民房受损，迫不得已改变桥型（原拱桥拆掉重建梁桥），增大桥长，降低路堤。福建省沈海高速公路福州连接线段 每年由于沉降要处理，现在打桩基，估计也是在增加桥梁。（3）虽然作了软土地基处理，但是措施不力，施工不 当造成路堤失稳。珠海南屏桥引道，虽然软土采用砂井 结合分级加裁预压处理，路堤填土高度7m,南岸砂井施 工完成后，仅填土到2.5m高（第一级加载）时就发生破坏,北岸在第三级填土完成时发生破坏。填土完成也发生破 坏。经开挖分析，原因是地质资料不准确，填土速度过 快，后加的反压护道又阻塞了砂垫层的排水通道。最后 采取了挖深边沟排水（挖边沟时，原路堤底有大量的水 流出），用袋装砂井（原先的砂并是无袋砂井）和铺土工 布进行修复。(4)堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压 不当，造成路堤失稳。新会虎坑大洞桥的引道，原设计 对软基都作了袋装砂井结合砂垫层加固处理，由于投资 限制，大部分路段的处理被取消。在施工过程中，有几 处路堤发生滑塌现象，通车后整个路段不均匀沉降明显。主要原因是堆料不当，未按规定分层填筑，也未作施工 观测，填土过快，碾压不当。其填料采用开山石渣土，其中含有大块石，运料没有做到均匀卸土，合理分层，而是堆成厚层用强振碾压，使强度很低、灵敏度很高的 软土地基受到破坏。但未按规定作加固处理施工的路段,虽然后来沉降较大，但没有发生破坏。(5)扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破 坏，导致路堤失稳。软土地基上往往有一层强度比软土 高的土层，被称为“硬壳层”。“硬壳层”可以起到承 重和扩散应力作用，利用好“硬壳层”对于减少工程投 资是有意义的。有的地区甚至认为，有“硬壳层”存在 的软土地基，宁可不作软土地基特殊处理，充分利用“硬壳层”的扩散应力作用，采取预压措施，以保持填 筑路堤的稳定。但若对“硬壳层”的勘察、利用工作做 得不好，则达不到预想的效果。(6)由于台背填土使地基对结构物产生负摩阻力和纵 向推挤作用，引起桥台发生变位以至损坏。在软土地基 上的桥台，基础不论是用支承桩或是摩擦桩，由于台背 填土引起软土层发生较大的沉降，对桥台及桩基础产生 纵向推挤向河中方向和负摩擦力作用，轻则使桥台发生 位移或下沉，重则损坏桥台危及桥墩，这种现象尤以轻 型桥台为甚。此类现象出现不少给工程的进展和完工后 的使用带来不利影响。主要问题是：台背填土引起桥台 向桥跨方向发生水平变位；先做桥台，后做锥坡及台背 填土；锥坡没有按设计图纸做足，台背填土时把轻型桥 台推坏；由于负摩擦力作用，引起桥台下沉。1、软土地基定义由软弱土层构成的地基就是软土地基。软弱土：（1）从性质上理解：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗 剪强度低的细粒土。（2）从具体土层上理解：由淤泥、淤泥质土、松软冲填土与杂填土，或其他高压缩性软 弱土层。1、软土地基定义我国公路行业规范是指强度低,压缩量较高的 软弱土层，多数含有一定的有机物质。日本高等级公路设计规范将其定义为：主要由 粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大 的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下 水位高，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降 的地基。L软土地基定义有的还提出了类型概略判断标准。软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处 理。2、软土地基的基本特点(1)、高压缩性：软土由于孔隙比大于1,含水量 大，容重较小，且土中含大量微生物、腐植质和可燃气 体，故压缩性高，且长期不易达到固结稳定。(2)、抗剪强度低：一般由淤泥、泥炭、有机质组 成，因此，抗剪强度低。所以软土的抗剪强度最好在现 场作原位试验。(3)、透水性小：软土的透水性能很低，垂直层面 几乎是不透水的，对排水固结不利，反映在建筑物沉降 延续时间长。同时，在加荷初期，常出现较高的孔隙水 压力，影响地基的强度。2、软土地基的基本特点(4)、触变性：软土是絮凝状的结构性沉积物，当 原状土未受破坏时常具一定的结构强度，但一经扰动，结构破坏，强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的 这一性质称触变性。所以软土地基受振动荷载后,易产 生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。(5)、流变性：是指在一定的荷载持续作用下，土 的变形随时间而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时 强度。这对边坡、堤岸、码头等稳定性很不利。因此，用一般剪切试验求得抗剪强度值)应加适当的安全系数。(6)、不均匀性：软土层中因夹粉细砂透镜体，在 平面及垂直方向上呈明显差异性，易产生建筑物地基的 不均匀沉降。辨尸软土地基能引起的不良的后果，但我们需要解决 的主要有三方面问题：(1)强度和稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以承 受路堤及路面外荷载时，地基可能会产生局部或整体 剪切破坏，造成路堤塌方、失稳，桥台破坏。(2)沉降变形问题。当地基产生过大的沉降变形，特 别是不均匀变形时，路面会开裂、引起桥头跳车，引 起涵洞漏水，路面积水等。(3)在外来(地震、车辆振动)动力荷载作用下，可 引起地基土特别是饱和无粘性土的液化、失稳及震陷。软土地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排 水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，改良 地基土的工程特性。(1)、提高地基的抗剪强度(2)、降低地基的压缩性(3)、改善地基的透水特性(4)、改善特殊土的不良地质特性最终目的：提高地基的稳定性和承载能力。1、地基处理分类针对软土地基的特点进行相应的处理：浅层承载力 不足，可进行置换法处理；针对软土透水性差，采用增 加排水途径、缩短排水距离等方法处理，增加承载力；通过加入其他物质，改善土质性能，提高承载力等等。根据不同的原理，地基处理的方法可大致分为：表 层处理法、开挖置换法、排水固结法、灌入固化物、加筋法、冷热处理法、托换法、纠偏（倾）法。鞭髀 1、地基处理分类歹1.1按加固原理分为以下几种类型：(1)表层处理法在原软土层顶面通过铺筑一层能改善剪切特性、压缩特性 或透水特性的其他材料或土工材料，来提高地基承载力或稳定 性的处理方法。主要有砂垫层法、反压护道法、土工合成材料法。1、地基处理分类（2）开挖置换法利用物理力学性质较好的岩土材料，置换天然地基 中部分（或全部）软弱土或不良土，形成双层地基或改 良地基，以达到提高地基承载力、减小沉降的目的。置换法包括：换土垫层法、抛石挤淤强夯置换法、振冲置换法（振冲碎石桩法）、沉管碎石桩法、砂桩法、石灰桩法以及超轻质料填土法（轻质混凝土）等。1、地基处理分类（3）排水固结法对天然地基或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑 料排水板）等竖向排水体，然后利用路基本身重量分级 逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的空隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同 时强度逐步提高的方法。排水固结法包括：加载预压法、超载预压法、砂井 法（普通砂井、袋装砂井和塑料排水带法）、真空预压 与堆载预压联合作用降低地下水位法。1、地基处理分类(3)排水固结法竖向排水体厂(垂直排水体)排水系统 I 水平排水体-排水固结法 堆载法真空法I加压系统 降低地卜水位法法排水系统：主要在于改变地基原有 电渗法_的排水边界条件，增加孔隙水排出I联合法的途径，缩短排水距离。-普通砂井袋装砂井 塑料排水带-砂垫层加压系统：通过 对地基施加预压荷 载，使地基土的固 结压力增加而产生 固结。1、地基处理分类(4)灌入固化物向土体中灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆 材(水玻璃+氯化钙浆液、纸浆液如重辂酸盐类)，在 地基中形成增强体，以达到地基处理的目的。灌入固化物法包括：深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、电动化学注浆法。“1、地基处理分类(5)加筋法在地基土中设置强度高、模量大的筋材(钢筋混凝 土、土工格栅、土工织物等)，以达到提高地基承载力,减少工后沉降的目的。本法包括：加筋土法、土钉墙法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩复合地基法、钢筋 混凝土桩复合地基法等。(6)冷、热处理法冷热处理是指通过冻结土体，或焙烧、加热地基土 以改变土体物理力学性质以达到地基处理的目的。它主要包括冻结法和烧结法两种。1、地基处理分类(7)托换托换是指对原有建筑物地基和基础所进行的处理和 加固。它主要包括：基础加宽法、墩式托换法、桩式托换 法、地基加固法、综合加固法。(8)纠偏(倾)法纠偏是指对由于沉降不均匀造成倾斜的建筑物进行 矫正的手段。主要包括：加载纠偏法、掏土纠偏法、顶 升纠偏法和综合纠偏法等。1、地基处理分类1.2按化学作用可分为以下三种：(1)物理处理(2)化学处理(3)生物处理1.3按处理位置可分为以下三种类型:(1)浅层处理(2)深层处理(3)斜坡面土层处理1.4按有效期可分为以下二种类型：(1)临时性处理(冻结法)(2)永久性处理i、强夯法产强夯发是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基 加固方法。它一般通过8t30t的重锤（最重可200t）和8m20m 的落距（最高可达40m），对地基土施加很大的冲击能，一般 能量为5008000KNm。利用地基图土中出现的冲击波和动应力，提高地基土的强度、降低土的压缩性、提高土层的均匀程度，减少可能出现的差异沉降。（1）强夯法施工范围当前，应用强夯法处理的工程范围极为广泛，有工业与 民用建筑、仓库、油罐、储仓、公路和铁路路基、飞机场跑道 及码头等。根据工程经验，对于含水量大于60%、空隙比大于 1.5、粒径大于0.005mm的粘粒占30%以上的饱和软粘土不宜采 用强夯法。工程实践表明，强夯法具有施工简单、加固效果好、使 用经济等优点，因而被世界各国工程界所重视。对各类土强夯 处理都取得了十分良好的技术经济效果。但对饱和软土的加固 效果，必须给予排水的出路。为此，强夯法加袋装砂井（或塑 料排水带）是一个在软粘土地基上进行综合处理的加固途径。强夯法（3）强夯法加固机理强夯加固地基有三种不同的加固机理：动力密实、动力 固结和动力置换。采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土石基于动力密实 的机理，即用冲击型动荷载，使土体中的空隙减小，土体变得 密实，从而提高地基土强度。用强夯法处理细颗粒饱和土时，借助于动力固结的理论，即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，使土体产生许多 裂隙）增加排水通道）使空隙水顺利逸出）土体固结。动力置换分为整式置换和桩式置换，整式置换是采用强夯 将碎石整体挤入淤泥中，作用机理类似换土垫层，桩式置换是 通过强夯将碎石填筑于土体中，部分碎石桩间隔地夯入软土中，形成桩式的碎石墩,作用机理类似于振冲法形成的碎石桩。在软土层顶面铺砂垫层，主要起浅层水平排水作用。适用条件：用于路堤高度小于2倍极限高度（在天然软土 地基上，基底不作特殊加固处理而用快速施工方法修筑路堤的 填筑最大高度）软土层及其硬壳较薄，或软土表面渗透性低的 硬壳等情况。亦可用于软土层稍厚但具有双面排水条件的地基。有排水砂垫层、换土砂垫层、砂垫层和土工布混合使用等形 式。r 2、表层处理法(2)反压护道作用机理：在道路主路堤两侧，填筑一定宽度和高度的护 道，以期达到路堤稳定的一种方法，它主要是起抗滑的平衡作 用，使得抗滑力矩能克服滑动力矩。图路堤下极限平衡区耕作区和取土不太困难的地区。特点：不需特殊的机具设备和材料，施工简易方便，但占 地多，土用量大，后期沉降大，以后的养护工作量也大。反压护道应与路堤本身同时填筑，如分开填筑时，必须在 路堤达到临界高度前筑好。反压护道高度一般为路堤填土高度 的 1/3 1/2。土工布在软土地基加固中的作用包括排水、隔离、应力 分散和加筋补强。土工布连接一般采用搭接法或缝接法。缝接法有一般缝 法、丁缝法和蝶形法。土工布一般分一层或多层铺设。当铺设两层以上时，层 与层之间要夹10-20cm的砂或砂砾垫层，以提高基底透水性。2、表层处理法新*(3)土工聚合物处治厂土工格栅作用机理：格栅表面与土的摩擦作用、格栅孔眼对土的锁 定作用和格栅肋的被动抗阻作用。三种作用均能充分约束土的 颗粒侧向位移，从而大大地增加了土体的自身稳定性，对土的 加固效果，明显高于其他土工织物。茨3、换填垫层处理当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围 内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或 其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的砾料）称为换填或垫层法。换填材料：海砂（河沙）、碎石、石渣（宕石查）、煤灰、矿渣等。（1）适用条件：处理的经济实用高度一般为0.33m,特别对于软基较 浅（12m）的泥沼地特别有效。如果软弱土层厚度过大，则 采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。3、换填垫层处理(2)作用机理提高地基承载力。一般来说地基中的剪切破坏是从 路基底面开始的，并随着应力的增加逐渐向纵深发展。因此，若以强度较大的士代替可能产生剪切破坏的软弱 土，就可避免地基的破坏。减少沉降量。一般情况下，基础下浅层地基的沉降 量在总沉降量中所占比例是比较大的。若以密实的土代 浅层软弱土，那么就可以减少大部分沉降量。加速软弱土层的排水固结。路堤直接与软弱土层接 触时，在荷载作用下软弱土层中的水易侵入路堤因而使 基底下的软弱土不易固结，甚至导致地基土强度降低而 产生破坏。3、换填垫层处理(2)作用机理防止冻胀。因为粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产 生毛细现象,因此可以防止寒冷地区土中水的迁移和积 聚所造成的冻胀。调整不均地基的刚度。(3)开挖方式基底开挖深度在2m以内可用推土机、挖掘机或人工 直接清除至路基范围以外堆放或运至取土坑还填；深度 超过2m时，要由端部向中央分层挖除，并修筑临时运输 便道，由汽车运载出坑。y3、换填垫层处理(4)填筑、压实要求a、在铺筑前，对软基表面进行 修整，或填筑渗水性较好的土，并在砂垫层底面形成2%4%的横 坡。b、捣实砂(石)垫层时，不要 破坏基坑底面和侧面土的强度,对基坑下灵敏度大的地基土，在垫层最下一层宜先铺设一层 1520cni松砂，只用小功率振捣 器振捣。图3-1换填法4、抛石挤淤处理通过向流塑状、高灵敏度的淤泥表面大量集中抛填 石料，依靠填筑体的自重或利用其他外力，如振动、强 夯或卸载等，使淤泥的结构遭到破坏后挤开淤泥，强制 置换饱和软土的地基处理方法。从路基的中部或一角向两侧或淤泥出口抛投合格的 石料，将淤泥挤出路基范围，以提高路基强度，至石料 高出水面后，采用冲击式压路机机械进行冲击夯实。4、抛石挤淤处理填料要求：石料（不局限于石块）强度强度不应小于MU20,石料粒径不小于30cm,且不宜大于80cm,抛石粒径大于50 cm的石料抛于底部。抛石后路基压实度检测采用沉降观测法（检测两次 压实后高程差和标准差）。帆屈小能渐过痍石4、抛石挤淤处理（1）适用条件:常年积水的洼地，排水困难，泥炭呈流动状态，厚度较薄（厚度不超过4.0m）,表层无硬壳，片石能沉达底部的泥沼或厚大,度为34m的软土。但对于低路堤及高等级的公路不宜采用（空隙图2.40抛石挤淤(2)处理机理4、抛石挤淤处理a、提高地基承载力，经强夯密实的填石能够大幅提高地基的承载力。b、减少沉降量。(3)施工顺序抛投石块先从路堤中部开始，中部向前突进后再渐次 向两侧扩展，以使淤泥向两旁挤出。当软土或泥沼底面有 较大的横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，并在 低的一侧多抛填一些。将大粒的石料分层抛掷，当石料露 出水面后，用重型压路机(冲击式压路机)反复碾压，然 后在其上面铺反滤层，再行填土。度5、爆破排淤法将炸药放在软土或泥沼中爆炸，利用爆炸时的张力作 用，把淤泥或泥沼扬弃，然后回填强度较高的渗水性土壤,如砂砾、碎石等。爆破排淤较一般方法换填深度大、工效 较高，软土、泥沼均可采用。爆破排淤法用于当淤泥（泥炭）层较厚，稠度大，路 堤较高和施工期紧迫时；路段内没有桥涵等构造物，路基 承载力均衡一致，因整体沉降对道路不会产生破坏，也可 考虑换填。但对桥涵构造物及两侧引道等，应考虑采用其 他方法。旷飞、碎石桩处理外 碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成 孔后，再将碎石挤入土中形成大直径的由碎石所构成的密实 桩体。按其制桩工艺分为振冲（湿法）碎石桩和干法碎石 桩两 大类。采用振动水冲法施工的碎石桩称为振冲碎石桩。采用 各种无水冲工艺（干振、振挤、锤击）施工的碎石桩称为干 法碎石桩。干法碎石桩主要有三类：锤击碎石桩、干振碎石 桩和振挤碎石桩。填料要求：自然级配卵石或级配碎石，含泥量小于10九 粒径 20mm50mm,碎石比卵石好,咬合力大。6、碎石桩处理(1)处理机理一方面依靠振动器的强力振动，使软弱粘土、砂性土颗粒重新排列、振动密实。另一方面依靠振动器的水平振 动力，在加碎石填料的情况下，通过碎石使土层挤压密实。碎石桩与桩间土层形成复合地基，从而提高地基承载力。a、对砂土、粉土和碎石土具有置换和挤密作用；b、对粘性土和填土，以置换作用为主，兼有不同程度的挤密和促进排水固结的作用。6、碎石桩处理(2)振冲碎石桩适用条件：振冲碎石桩适用于处理砂土、粉土、粘性土、填土以 及软土，但对不排水抗剪强度小于20kPa的软土不适用。施工顺序：a、一般采用“先中间后周边”或“一边推向一边”的顺序进行。b、在软粘土地基中，为减少对地基土的扰 动，可采用间隔跳打的方式。c、邻近有建筑物时，要采 取保护措施。6、碎石桩处理施工工艺：清淤、清理场地：平整场地至桩顶设计标高；布置 桩位，根据试桩结果，确定施工技术参数。振动参数：a、振动频率：只有振动器的振动频率接 近土的自振频率时，产生共振现象，使土达到最佳加密效 果；b、振幅：振幅在一定范围内对土体产生挤压，振幅 大时，加固效果相对好；过大过小，贝I不利。加速度:对于振冲挤密，只有振动加速度达到一定值后才有挤密效 果。放线、定位：测量放线后吊车就位，吊起振冲器，使其竖直、悬空，距地面1020cm,并让尖端对准桩位，检查水压、电压和振冲器电流是否正常。罗k6、碎石桩处理施工工艺：造孔：开启高压清水泵，注入高压水，开动振冲器，振冲器在压力冲击作用和振动作用下竖直贯入地层至设计 深度。水压水量的控制：a、水量要充足，但过多会造成塌孔；b、水压：土的强度一般，取小值；土的强度高，取大值；c、成孔时，水量水压尽可能大，但要注意地层土的保护；填 料振密时，水压水量宜取小值。清孔：造孔完毕后，将振冲器全部吊出后再对准孔位,保持坚直状态，贯入孔底，进行一次清孔排浆，记录清孔 过程，并根据实际成孔排浆情况，确定清孔次数。郭6、碎石桩处理施工工艺：填料、振密、制桩：清孔完毕，控制室改用加密 电流，并改变水压，采取连续填料，分段振密的制桩方法。将振冲器提离孔口 1.01.5m,装载机向孔内倒石料，每 次填料数量视土质条件而定，一般每次填料高度为0.5 0.8mo待石料沉入孔底后，再缓慢下沉振冲器，振密孔底 桩体，当振冲器工作电流达到规定的密实电流后，留振 1020s。循环上段工序，进行下一段桩体的压密工作直 至孔口，则完成一根桩的制桩过程。根据现场制桩试验确定；b、粘性土地基中的留振时间为 1020秒。填料量控制：加料宜“少吃多餐”，即要勤加料，每批不宜太多。制桩时孔底部分多填料的原因：开始加 的料一部分被粘在孔壁上；成孔过程中水压水量控制 不当，可能造成超深；孔底有局部软弱土层，造成填 料超常。6、碎石桩处理施工工艺：关机、停水，振冲器移位至下一桩位。清沟排污：打桩过程中，施工现场安排人力清沟，保 证排污网络畅通，避免泥浆漫淌，沉淀后的泥浆采用泥浆 车出运至弃土场排放；做好场地整洁，文明施工。施工自动监控系统记录仪，对每段桩体的成孔电流、密实 电流、填料量及留振时间等进行现场施工过程的实时跟踪 记录，作为设计、监理部门质量签认的主要依据。每桩施 工均填写施工记录表。铺设碎石垫层：振冲碎石桩处理完成后，在桩顶上铺 填30cm厚碎石垫层，全部处理范围均采用20t振动压路机 重叠轮迹碾压至少二遍。第6、碎石桩处理(3)锤击碎石桩适用条件：由于碎石桩加固处理，主要是依靠碎石挤密桩与桩间 黏土形成的复合地基来提高承载力和稳定性，碎石桩的刚 度较周边土大，其应力集中比一般为3-5,碎石桩承受荷 载后，产生径向支持力，就达不到加固的目的，因此，较 适宜处理软黏土地基的不排水强度大于2 OKPa的软基。锤击碎石桩施工工艺有两种：单管法和双管法。6、碎石桩处理(3)锤击碎石桩施工工艺单管法a带有活瓣的桩靴闭合)桩管垂直就位;b将桩管打入土层中直到规定的设计深度;c用料斗向桩管内灌碎石，当灌碎石量较大时，可分两次灌入,第一次灌入2/3,将桩管从土中拨起一半长度 后再灌入剩余的1/3;d按规定的拔出速度，从土层中拔出桩管即可成桩。y6、碎石桩处理(3)锤击碎石桩施工工艺双管法a桩管垂直就位；b起动蒸汽桩锤或柴油桩锤锤击内管和外管，下沉至 规定的设计深度；c提升内管，向外管内灌碎石；d放下内管到外管内的碎石面上，拔起外管到与内管 底齐平；6、碎石桩处理(3)锤击碎石桩施工工艺双管法e锤击内管和外管将碎石压实。桩底第一次投料较少，然后锤击压实，这一阶段叫做“座底”，“座底”可以保 证桩长和桩底的密实度。f拔起内管)向外管内灌碎石。g重复c f的工序,直至桩的内、外管拔出地面而成桩。罗k6、碎石桩处理尸（3）锤击碎石桩注意事项：正式施工前应进行成桩试验，试验桩数一般为7 9 根.以验证试验参数的合理性，当发现不能满足设计要求 时，应及时会同设计单位予以调整桩间距、灌碎石量等，对此，有关设计参数需重新试验或改变设计；正式施工时，要严格按照设计提出的桩长、桩距、桩径、碎石灌入量以及试验确定的桩管打拔速度和高度、挤压次 数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工，以确保挤压均匀和桩身的连续性；产6、碎石桩处理(3)锤击碎石桩注意事项：应保证起重设备平稳，导向架与地面垂直，且垂直偏 差不应大于1.5%,成孔中心与设计桩心偏差不应大于50mm 桩径偏差控制在20mm以内)桩长偏差不大于100mm。灌碎石量不应小于设计值的95%。罗夕7、砂桩处理支 砂桩也称为挤密砂桩或砂桩挤密法。是指用振动或冲击荷 载在软弱地基中成孔后将砂再挤入土中，形成大直径的密实 砂柱体的加固地基的方法。砂桩主要施工方法振动成桩法和锤击成桩法。振动成桩有三种工艺：一次拔管成桩法、逐步拨管成桩法 和重复压管成桩法；锤击成桩有两种工艺：单管法和双管法。(1)砂桩的加固机理a、在松散砂土中的加固机理砂桩加固砂性土地基的目的主要有：提高桩和桩间土的密 实度，从而提高地基的承载力，减小变形、增强抗液化能力。砂桩加固松散地基抗液化和改善地基力学性能的机理主要 有三个方面：挤密作用、排水减压作用、砂土地基预震作用。罗k7、砂桩处理夕（1）砂桩的加固机理b、在软弱粘土中的加固机理砂桩在软弱粘性土地基中，主要通过桩体的置换和排水作 用加速桩间土体的排水固结，并形成复合地基，提高地基的 承载力和稳定性，改善地基土的力学性能。主要有四个方面：置换作用、排水作用、加筋作用、垫层作用。（2）填料要求砂桩宜用级配较好的中粗砂，也可采用砂砾。桩料的含 泥量（0.074mm）不超过5%。主要缺点：砂桩直径一般为70200cm,桩间距为1.0-2.5m,压入砂量0.44m3/m,置换率为10%80%,因此,用砂量大。把带有底盖或排砂活瓣的套管打入规定的设计深度）套管入 土后，挤密了套管周围的土体，然后投入砂子，排砂于土中,振动密实而成为砂桩。振动挤密砂桩的施工顺序如下：a在地面上将套管的位置确定好；b开动振动机,将套管打入土中,如遇到坚硬难打的土层,可辅以喷气或射水助沉；c将套管打入到预定的设计深度，然后由上部料斗投入套管 一定量的砂；孵”7、砂桩处理(3)振动成桩法d将套管拉拔到一定的高度，套管内的砂即被压缩空气(或在自重作用下)排砂于土中；e又将套管打入规定的深度，并加以振动，使排出的砂振 密，于是，砂再一次挤压周围围的土体；f再一次投砂于套管内，将套管拉拔到规定的高度；g将以上工艺重复多次，一直打到地面，即成为砂桩。注意事项同锤击碎石桩。“8、石灰桩处理石灰桩是以生石灰为主要固化剂与粉煤灰或火山灰、炉渣、矿渣、黏性土等搀和料按一定的比例均匀混合后，在桩孔中 经机械或人工分层振压或夯实所形成的密实桩体。石灰桩的 主要作用机理是通过生石灰的吸水膨胀挤密桩周土，继而经 过离子交换和胶凝反应使桩间土强度提高。同时桩身生石灰 与活性掺和料经过水化、胶凝反应，使桩身具有0.31.OMPa 的抗压强度。(1)加固机理石灰桩加固机理有：成孔挤密、吸水作用、膨胀挤密、发 热脱水、离子交换、置换作用、减载作用。,8、石灰桩处理（2）适用范围石灰桩法适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素 填土和杂填土等地。由于生石灰的吸水膨胀作用，特别适用 于新填土和淤泥的加固）生石灰吸水后还可使淤泥产生自重 固结。形成强度后的密集的石灰桩身与经加固的桩间土结合 为一体，使桩间土欠固结状态消失。用于地下水位以上的土 层时，宜增加搀和料的含水量并减少生石灰用量，或采取土 层浸水等措施。材料要求：使用材料为生石灰（颗粒直径不超过30mm要求填充材料要 密实）。”8、石灰桩处理(3)施工工艺整平地面一振冲器就位对中一成孔一空气压缩机注入生石 灰一边振动边拔出套管一振冲器移位一封紧生石灰桩孔。(4)石灰桩复合地基工作机理石灰桩属于可压缩的柔性桩，试验研究表明，当石灰桩复 合地基荷载达到其承载力特征值时，桩长范围内桩土之间相 对滑移量很小，可以认为桩土之间变形是协调的，因此，桩 土复合土层承载性能接近于人工垫层。工作荷载作用下桩土 应力一般在2.5-5之间。石灰桩复合地基的沉降主要来自桩端以下土层，复合土 层的沉降一般仅为桩长的520.8求 因此，进行石灰桩复合地 基加固软弱土层时，宜将桩端进入压缩性相对较低、承载力 较高的土层中。|产9、排水固结法处理排水固结法主要是增加排水系统和加压系统，通过增加排 水途径,缩短排水距离,加快地基软土的固结。排水系统是一种手段，如没有加压系统，孔隙中的水没有 压力差就不会自然排出，地基也就得不到加固。如果只增加 固结压力，不缩短土层的排水距离，则不能在预压期间尽快 的完成设计要求的沉降量，强度不能及时提高，加载也不能 顺利进行，所以以上两个系统总是联系起来考虑的。地基中设置竖向排水体，常用砂井，它是先在地基中成孔，然后灌砂使之密实而成。袋装砂井是在砂井的基础上发展的 新技术，它与砂井相比具有用砂料省、连续性好、不会因地 基变形而折断、施工简便的优点。塑料排水板（带）可以在 工厂制作，运输方便，在没有砂料的地区尤为合适。了6排水固结法处理产砂井施工砂井施工一般先在地基中成孔，再在孔内灌砂形成砂 井。砂井的灌砂量，应按井孔的体积和砂在中密时的干密度 计算，其实际灌砂量不得小于计算值的95%。砂井成孔施工方法有振动沉管法、射水法、螺旋钻成孔法 和爆破法四种。材料要求：砂（含泥量不大于3%）或砂和角砾混合料（含 泥量不大于5%），振动沉管法：以振动锤为动力,将套管沉到预定深度,灌砂后振动、提管形成砂井。采用该法施工不仅避免了管内 砂随着带上，保证砂井的连续性，同时砂受到振密，砂井质 量较好。9、排水固结法处理(1)砂井施工射水法：是指利用高压水通过射水管形成高速水流的冲 击和环刀的机械切削，使土体破坏，并形成一定直径和深度 的砂井孔，然后灌砂而成砂井。适用于土质较好且均匀的砂 性土。射水成孔工艺，对土质较好且均匀的粘性土地基是较适 用的；但对土质很软的淤泥，因成孔和灌砂过程中容易缩孔，很难保证砂井的直径和连续性；对夹有粉砂灌层的软土地基，若压力控制不严，易在冲水成孔时出现串孔，对地基扰动较 大。射水法成井的设备比较简单，对土的扰动较小，但在泥浆 排放、塌孔、缩颈、串孔、灌砂等方面都还存在一定的问题。提钻后孔内灌砂成形。此法在美国应用较广泛，该工艺所用 设备简单而机动，成孔比较规整，但灌砂质量较难掌握，对 很软弱的地基也不太适用。适用于陆上工程，砂井长度10m以 内，且土质较好，不会出现缩颈、塌孔现象的软弱地基。爆破法:是先用直径73mm的螺纹钻钻成一个砂井所要求 设计深度的孔，在孔中放置由传爆线和炸药组成的条形药包,爆破后将孔扩大，然后往孔内灌砂形成砂井。这种方法施工 简易，不需要复杂的机具，适用于深度为67m的浅砂井。罗k9、排水固结法处理(1)砂井施工施工工艺a整平原地面；b定孔位或桩位：立管、稳尖、戴帽、调好重锤、打管；c灌砂密实：钢管大道设计深度后，立刻上拔0.51.0m,消 除桩底真空吸力,以便活瓣张开,然后提起重锤和桩帽,在 钢管上口搁下漏斗，即可进行灌砂，一般先灌入少许水，然 后砂水交替灌入，使砂饱和密实；d拔管：灌砂完毕开始拔管,拔管速度控制在4 6m/min,同 时用大锤敲打钢管外壳,加速砂子下落；e移架对桩：拔管完毕，将架子移到另一个桩位，重复以上步骤。土，普通砂井容易产生缩颈、断颈或错位现象。普通砂井即 使在施工时能形成完整的砂井，当地面荷载加大时，软土层 会产生侧向变形，可能是砂井错位。袋装砂井是用具有一定伸缩性和抗拉强度很高的聚丙烯 或聚乙烯编织袋装满砂子，它基本上解决了大直径砂井中所 存在的问题，使砂井的设计和施工更加科学化，保证了砂井 的连续性；打设设备实现了轻型化，比较适应在软弱地基上 施工；用砂量大为减少；施工速度加快，工程造价降低，是 一种比较理想的竖向排水体。严6排水固结法处理(2)袋装砂井施工砂袋的直径、长度和间距确定：根据工程对固结时间的要求、工程地质情况等通过固结理 论计算确定。袋装砂井常用的直径为70mm;长度主要取决于 软土层的排水固结效果，而排水固结效果与固结压力的大小 成正比。由于在地基中固结应力随着深度而逐渐减小，所以，袋装砂井有一个最佳有效长度，砂井不一定打穿整个压缩层;固结理论计算表明，缩短间距比增大井径对加速固结更为有 效，即细而密的方案比粗而疏的方案效果好。工程实践证明：袋装砂井的直径为70mm时，井径比为15-25，效果都是比较理想的。9、排水固结法处理(2)袋装砂井施工路堤袋装砂井Xa柒层材料要求：选用聚丙烯或其他适用的编织料制成的袋，采用渗水率较高的中、粗砂装袋。施工工艺：整平原地面一摊铺下层砂垫层一机具定位一打入套管一沉 入砂袋一拔出套管一机具移位一埋砂袋头一摊铺上层砂垫层。袋装砂井成孔的方法有锤 击打入法、水冲法、静力 压入法、钻孔法和振动贯 入法五种。罗?9、排水固结法处理（3）塑料排水板（带）施工插塑料排水板法是利用设置在地基中的竖向排板和地表 进行加载预压或利用构造物自身重量的共同作用使饱和软土 中的孔隙水逐渐排出地表，土体固结提高密实度和强度，消 除大部分的水后沉降使地表稳定。主要运用于活淤泥、淤泥 质土、冲填土等饱和粘性土及杂填土的软土地基。对沿海地 区的应用非常合适。对于深厚（可处理35nl以上）的软土地基加固，从技术上 和经济上考虑，排水板几乎是唯一经济、有效、可行的方法。期尸9、排水固结法处理（3）塑料排水板（带）施工塑料排水板的优点滤水性好，排水畅通，能确保良好的排水效果。料具有一定的强度和延伸性，适合地基变形能力强，而 不影响排水性能。水带断面尺寸小，插板时对地基扰动小。可在超软弱粘地层（如新吹填土基）之上进行插板施工O施工速度快，工人劳动强度低，是软基加固工程的理想 排水固结材料。罗?9、排水固结法处理(3)塑料排水板(带)施工施工工艺清除垃圾物：人工清除施工区域内的垃圾物，外运至指 定地点。铺下层砂垫层：按照设计砂垫层厚度，填筑砂垫层。放样布桩：塑料排水板采用正方形布置。桩机就位：插板机就位后，检查桩端处夹头，桩尖对准 孔位，然后施震沉管，沉管到设计深度。沉管：沉管过程中注意导管的垂直度，倾斜度不得大于1.5%,导管下沉速度不宜过快，一般控制在每分钟45m,沉 管过程中绝不能上提。享产9、排水固结法处理(3)塑料排水板(带)施工施工工艺拔管：缓慢匀速拔管，以便让软土有一个缩孔的机会，使得排水板不易被钢导管带动。割断排水板：排水板留出孔口长度在保证深入砂垫层不 小于0.3m时割断排水板，施工完成后可将排水板露出端弯折 埋置于砂垫层，整平砂垫层。移机：移机后退打下一根。铺设碎石垫层：处理完成后，铺填30cm厚碎石垫层。罗夕9、排水固结法处理(3)塑料排水板(带)施工关键工序塑料排水板施工前，要对场地进行清理，铺设好砂垫层。为了保持工作面的整洁、根据地形做好排水。放样时要根据设计准确放样，并在每个孔位都作好标记。穿靴：将塑料排水板端部穿过预制靴头固定架，对折带 长约10cm,固定联结，一般预制靴头可采用铁质靴头。插入过程要防止淤泥进入板芯，以免造成堵塞，影响排 水效果。”9、排水固结法处理(3)塑料排水板(带)施工关键工序施工所用套管应保证地基中的塑料排水板不扭曲，排水 板需要接长时，采用滤套内平接的方法，芯板对扣，凹凸对 齐，搭接长度宜大于20cm,滤套包裹，用可靠措施固定。拔管过程中塑料排水板被带上0.5m以上时应补打，若连 续两次带出塑料排水板长度大于0.5m时，应查明原因后再行 施工。压；预压荷载等于道路工程荷载，称为等载预压。a堆载预压法对各类软弱地基均有效;但堆载预压需要一定的时间，适合工期要求不紧的项目。b真空预压法：该法适用于含水量高、孔隙比大、强度低、渗透系数和固结系数均较小的黏土。c真空预压加堆载预压法：是堆载预压和真空预压两种方 法的结合）原理与真空预压相同）但加载更大）预压时间缩 短了一半。町0、灌入固化物处理向土体中灌入或拌入水泥等其他化学固化浆材(水玻璃+氯化钙浆液、纸浆液如重倍酸盐类)，在地基中形成增强体,以达到地基处理的目的。灌入固化物法包括：深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入 性灌浆法、劈裂灌浆法。(1)深层搅拌法适用条件：饱和软黏土、淤泥质亚黏土、新吹填土、沼 泽地带炭土、沉积粉土等土层的构造物基础加固。10、灌入固化物处理(1)深层搅拌法固化原理：利用水泥系作为固化剂通过特殊的深层搅 拌机在地基深处就地将软黏土与水泥浆强制拌和后，首先发 生水泥分解，水化反应生成水化物，然后水化物胶结与颗粒 发生粒子交换，因粒化作用，以及硬凝反应，形成具有一定 强度和稳定性水泥加固土，从而提高地基承载力及改变地基 土物理力学性能，达到加固软土地基效果。深层搅拌两台电动机分别通过减速器，搅拌轴使搅 拌头切削软土，并经中心管向地基土中压入固化剂，强制拌 和成水泥土。摹产10、灌入固化物处理 歹(1)深层搅拌法工艺特点：根据上部结构的要求，可 布置成柱状、壁状和块状三种 加固形式。柱(桩)状加固形 式：每间隔一定的距离打设一 根搅拌桩。壁状加固形式：将 相邻搅拌桩部分重叠搭接而成O 块状加固形式：纵横两个方向 的相邻桩搭接而成。灌入固化物处理了(1)深层搅拌法施工工艺场地清理：施工场地清理整平，测量布置桩点。移机就位：深层搅拌机就位，底座整平，钻头对准桩位。预拌下沉：将