《人工地基处理》PPT课件.ppt

,人工地基处理施工,组长：邢炜浩组员：刘勇飞 杨詹 陈航 杨占山 张明亮,人工地基处理,特殊土地基类型认知（1）湿陷性黄土地基（2）膨胀土地基（3）红黏土地基（4）冻土地基,软土地基处理（1）换土垫层法（2）排水固结法（3）复合地基（4）加固地基的其他方法,特殊土地基类型认知,定义：特殊土是指具有某些特殊成分、结构及工程地质性质的土的总称。类型：由于成土环境的不同，会造成具有不同特性的土，常见的特殊土种类有：黄土、红粘土、膨胀土、软土、盐渍土、冻土和填土等。,（1）湿陷性黄土地基,定义：黄土是一种在第四纪形成的黄色或黄褐色的特殊的土状堆积物。在一定压力作用下受水浸湿，土的结构迅速破坏，并发生显著地附加下沉，其强度也迅速下降的黄土称为湿陷性黄土。而在受水浸湿后，土的结构不破坏，并无显著附加下沉的黄土称为非湿陷性黄土。湿陷性黄土地的分布：甘肃、陕西、山西大部分地区，以及河南、河北、山东、宁夏、辽宁、新疆等部分地区。,湿陷性黄土地基湿陷等级判断,湿陷性黄土地基的处理,常用处理湿陷性黄土地基的方法灰土或素土垫层重锤夯实石灰土桩或素土桩挤密预浸水处理,（2）膨胀土地基,成因：一般指黏粒成分主要由强亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成，具有吸水膨胀和失水收缩，胀缩能显著的黏性土。分布:在广西、云南、贵州、湖北、河北、河南、四川、安徽、山东、陕西、江苏和广东等地均有不同范围的分布。,膨胀土的工程特性及对工程的危害,膨胀土的工程特性胀缩性崩解性多裂隙性超固结性风化特性强度衰减性2.膨胀土对工程的危害对建筑物影响对道路交通工程影响对边坡稳定的影响,（3）红黏土地基,形成：红黏土是指出露于地表的碳酸盐类岩石，在亚热带高温潮湿气候条件下，经红土化作用形成的高塑性黏土。它常覆盖于基岩上，一般成褐红色、棕红色或黄褐色。分布：以云南、贵州和广西等省最为典型，广东、海南、四川、湖北、湖南、安徽等地也有分布。,（4）冻土,定义：温度为0或负温，含有冰且与土粒呈胶结状态的土。分类：季节性冻土和多年冻土分布：华北、东北、西北是季节性冻土层（冻结厚度在0.5m以上）分布的主要地区;多年冻土主要分布在黑龙江的大小兴安岭一带，内蒙古纬度较高地区，青藏高原部分地区与甘南、新疆的高山区，其厚度从不足一米到几十米不等。,防冻土措施,防胀冻措施基础四周换土改善基础侧表面平滑度选用抗冻胀性基础多年冻土地基设计原则保持冻土原则容许融化原则防融沉措施换填基地土选择适宜的施工季节选择好基础形式注意隔热措施,软土地基处理,换填垫层法适用于：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等地基土的浅层处理。换填的材料：主要有砂、碎石、高炉干渣和粉煤灰等，应具有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等良好的工程特性。分类:砂砾垫层、碎石垫层、灰土垫层、素土垫层和矿渣垫层等。换土垫层的作用：提高地基承载力；减少沉降量；加速软弱土层的排水固结。,（1）换土垫层法,复合地基,符合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。,加固地基的其他方法,强夯法指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。,强夯1称动力固结法,利用起吊设备,将1025吨的重锤提升至1025米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法；并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明：在100200吨米夯实能量下，一般可获得36米的有效夯实深度。这是在重锤夯实法基础上发展起来的，而其加固机理又与它不一样，这是一种地基处理的新方法。,强夯施工可按下列步骤进行：1 清理并平整施工场地；2 标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；3 起重机就位，夯锤置于夯点位置；4 测量夯前锤顶高程；5 将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；6 重复步骤5，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；7 换夯点，重复步骤3至6，完成第一遍全部夯点的夯击；8 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；9 在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。适用范围：强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。,搅拌桩法,水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。,水泥搅拌桩施工工艺流程 1、施工准备 1.1搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。1.2水泥搅拌桩应采用合格等级强度普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前，承包人应将水泥的样品送中心试验室或监理工程师指定的试验室检验。1.3水泥搅拌桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。监理工程师每天收集电脑记录一次。1.4水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能，所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。,2、施工工艺流程 桩位放样钻机就位检验、调整钻机正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面以下0.3m重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至地表成桩结束施工下一根桩。桩位放样：根据桩位设计平面图进行测量放线，定出每一个桩位，误差要求小于钻机定位：依据放样点使钻机定位，钻头正对桩位中心。用经纬仪确定层向轨与搅拌轴垂直，调平底盘，保证桩机主轴倾斜度不大于1%。钻进：启动钻机钻至设计深度，在钻进过程中同时启动喷浆泵，使水泥浆通过喷浆泵喷入被搅动的土中，使水泥和土进行充分拌合。在搅拌过程中，记录人应记读数表变化情况。重复搅拌和提升：采用二喷四搅工艺，待重复搅拌提升到桩体顶部时，关闭喷浆泵，停止搅拌，桩体完成，桩机移至下一桩位重复上述过程细碎机。,3、施工控制 3.1水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。3.2为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。3.3对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。3.4为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。3.5水泥搅拌配合比：水灰比0.450.55、水泥掺量12%、每米掺灰量46.25kg、高效减水剂0.5%。,3.6水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。3.7为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。3.8 在搅拌桩施工过程中采用叶缘喷浆的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。长期使用证明，叶缘喷浆搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。3.9 施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。,3.10施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。3.11 现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：a施工桩号、施工日期、天气情况；b喷浆深度、停浆标高；c灰浆泵压力、管道压力；d钻机转速；f钻进速度、提升速度；g浆液流量；h每米喷浆量和外掺剂用量；i复搅深度。,4 质量检查4.1 轻便触探法成桩7天可采用轻便能探法检验桩体质量。用轻便触探器所带勺钻，在桩体中心钻孔取样，观察颜色是否一致，检查小型土搅拌均匀程度、根据轻便触探击数与水泥土强度的关系，检查桩体强度能否达到设计要求，轻便能探法的深度一般不大于4m。4.2 钻芯取样法水泥生产工艺流程成桩28天后，用钻芯取样的方法检查桩体完整性，搅拌均匀程度，桩体强度、桩体垂直度。钻芯取样频率为1%1.5%。水泥搅拌桩桩径一般为500MM550MM，最大为600MM，固化剂常用等级强度为32.5/42.5。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%12%外，其余宜为12%20%。加固深度：湿法20m，干法15m.,土工合成材料,土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料应用技术规范将土工合成材料分为土工织物、土工膜、土工特种材料和土工复合材料等类型。,土工合成材料的应用十分广泛，主要用于岩土工程、环境土工、水利工程和铁路与公路交通工程等领域。在实际工程应用中，土工合成材料可以起到过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护六大基本功能。在特定情况下或对于特种土工合成材料，还可以发挥保护和减压的作用，如防渗结构层中将土工织物铺设在土工膜上面，阻止填土或其他物体对土工膜的损伤；在软土地基上使用土工泡沫块体修筑路堤，可以在不降低路堤高度的情况下有效降低路堤地对地基的压力。土工合成材料的基本功能分述如下：,过滤：土工合成材料的这种功能与传统的砂滤层类似，允许土体内部的液体通过并派出，同时起到保土作用，阻止上游土壤颗粒的流失。例如，用有纺土工织物阻止土粒迁移渗入排水骨料或排水管，同时保持排水系统正常工作；在海岸或河岸的抛石防护层和其它护岸材料下铺设土工织物以防止土壤被破坏。,排水：土工合成材料在土体内部作为排水体，可使水流沿其内部从低渗透性土体排出。例如，铺设于路堤底部的土工织物可以用来消散孔隙水压力。隔离：这种功能是指土工合成材料能够把两种具有不同粒径分布的涂料隔离开来，以免相互混杂而失去各自的整体性和结构完整性。土工织物和土工膜都可以起到隔离作用。,加筋：土工合成材料置于土体内部作为加筋构件，或土工合成材料与土体结合成一个复合体，加筋复合土体与未加筋土体相比，其强度及变形性能都得到明显的改善。例如，土工织物和土工格栅加筋可提高土体的抗拉强度，从而能够建造垂直或近乎垂直的加筋挡土墙；加筋还能用来在极软地基上建造路堤；加筋后路堤边坡可以比未加筋时更陡。,防渗：一些土工合成材料具有相对低的透水（气）性，可阻止液体或气体流动和扩散，发挥防渗作用或包容作用。例如，土工膜、复合土工膜、都具有很低的渗透性，可作为流体的防渗屏障。,防护：又称水土保持，是指通过设置土工合成材料防护措施，减少由降雨冲击和地表水径流造成的土壤流失。在一些工程应用中，土工织物还能发挥其它方面的作用。例如，土工织物可以用于沥青路面的补强；作为缓冲垫层，以防止下层的石头、施工废弃物或排水集料造成土工膜穿孔。一方面，同一类土工材料在不同的工程中可以发挥不同的作用，另一方面，在某些情况下，一种土工合成材料可以同时发挥双重或多重功能。如铺设在软土地基与路堤之间的土工织物，其主要功能是隔离，但同时可以发挥加筋和排水的作用。,