几种常用地基处理.ppt

几种常用地基处理方法概述,1、换填法 2、水泥土搅拌桩法 3、CFG桩,下一页,封底,目录,结束,上一页,主要内容纲要,一、地基处理的目的和意义二、地基处理的分类及主要特点-重点介绍适合本地区场地的常用地基处理类型及特点三、地基处理方法的选取和步骤四、适合本地区场地的常用地基处理方法概述 1、换填法 2、水泥土搅拌桩法 3、CFG桩五、适合本地区场地的特殊地基处理概述-湿陷性黄土地基处理方法和使用注意事项,下一页,封底,目录,结束,上一页,第一讲：地基处理的目的和意义,地基处理就是按照上部结构对地基的要求，对地基进行必要的加固或改良，提高地基土地的承载力，保证地基稳定，减少房屋的沉降或不均匀沉降，消失陷性黄土的失陷性，提高抗液化能力等，常用的人工地基处理方法有换土垫层法，重锤表层夯实，强夯法，振冲法，注浆法，深层搅拌，化学加固等方法。地基处理的对象是软地基和不良地基。地基处理的目的是：提高地基的强度以保证地基的稳定性；降低地基的压缩性，减少地基的沉降和不均匀沉降；加强地基固结过程，提早完成沉降；防止地震时液化和震陷等。需要处理的地基大多为软弱土和不良土；如软粘土、杂填土、湿陷性黄土等。近年来，随着建设事业的快速发展，新建工程越来越多地遇到不良地基。而上部结构荷载日益增大，变形要求更严，相应地对地基要求也越高，因此地基处理的要求也就越来越迫切和广泛。建筑物和构筑物的地基问题可包括：（1）强度及稳定性问题；（2）压缩及不均匀沉降问题；（3）渗漏、潜蚀及管涌；（4）动荷作用下的土体液化等四个方面。当建筑物和构筑物的天然地基存在上述四类问题之一或其中的几个时，则必须对地基进行人工处理，以保证建筑物的安全与正常使用。,几个术语解释：,稳定问题是指在建筑物或构筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基土体能否保持稳定。地基稳定问题有时也称为地基承载力问题，但两者并不完全相同。地基承载力概念在建筑领域用得较多，有时也根据变形控制。若地基稳定性不能满足要求，地基在建筑物或构筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下将会发生局部或整体剪切破坏，将影响建筑物或构筑物的安全与正常使用，严重的可能引起建筑物或构筑物的破坏，甚至倒塌。地基的稳定性，或地基承载力大小，主要与地基土体的抗剪强度有关，也与基础形式、大小和埋深等影响因素有关。,变形问题是指在建筑物或构筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基土体产生的变形（包括沉降，或水平位移，或不均匀沉降）是否超过相应的允许值。若地基变形超过允许值，将会影响建筑物或构筑物的安全和正常使用，严重的可能引起建筑物或构筑物的破坏，甚至倒塌。地基变形主要与荷载大小和地基土体的变形特征有关，也与基础形式、基础尺寸大小等影响因数有关。,渗透问题主要分为两类：一类是蓄水构筑物地基渗流量是否超过其允许值；二类是地基中水力比降是否超过其允许值。地基中水力比降超过其允许值时，地基土会因潜蚀和管涌产生稳定性破坏，进而导致建筑物或构筑物破坏。地基渗透问题主要与地基中水力比降大小和土体的渗透性高低有关。,在土木工程建设领域中，与上部结构相比较，地基领域中不确定的因数很多、问题很复杂、难度也比较大。地基问题处理不好，后果通常是非常严重的。据调查统计，在世界各国发生的土木工程建设中的工程事故，源自地基问题的工程事故占多数。因此，处理好地基问题，不仅关系所建工程是否安全可靠，而且关系所建工程投资大小。处理好地基问题具有较好的社会和经济效益。,第二讲：地基处理方法的分类及主要特点,地基处理方法分类的原则比较多。事实上，根据同一原则进行分类，不同的专家也有不同的方法。不少地基处理方法具有多种效用，例如土桩和灰土桩既有挤密作用又有置换作用。另外，还有一些地基处理方法的加固机理及计算方法目前还不十分明确，尚需进一步探讨。而且地基处理方法也在不断发展，功能不断扩大，也使地基处理方法分类变得更加困难。下面根据地基处理的加固机理，将地基处理方法分为六类；并作一介绍：,第一类：置换法,第二类：深层密实法,第三类：排水固结法,第四类：加筋法,第五类：热学法,第六类：振密、挤密法,第三讲：地基处理方法的选取和步骤,3.1根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑物影响等因素，初步选定几种可供考虑的地基处理方法。3.2对初步选定的各种地基处理方法，分别从加固原理、适用范围、预期效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比选择最佳的地基处理方法，必要时可选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方法。3.3对已选的地基处理方法，必须根据建筑物安全等级和场地复杂程度，在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时，应找出原因并采取改进措施和修改设计。3.4经地基处理后的地基承载力设计值应按地基承载力标准值乘以综合修正系统确定。地基处理技术人员应掌握所承担的地基处理目的，加固原理，技术要求和质量标准等。施工中应有专人负责控制和监测，并做好施工记录，在出现异常情况时，必须及时同有关部门妥善解决。,第四讲：适合本地区场地的常用地基处理方法概述,第一节：换填法换填法又称换土法。所谓换土法是指将基础范围内的软土清除，用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。在施工中，一般采用的是开挖换填三七灰土或级配碎石或砂砾,即在一定范围内,把影响地基稳定性的杂填土等软土用挖掘机挖除,用三七灰土或级配碎石或砂砾进行换置,开挖换填深度在2m以内,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实系数或杭填度的方法施工。从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。在换填过程中，对于换填的三七灰土或级配碎石或砂砾中粘土的有机含量、碎石的粒径、含量和级配也应充分考虑，最好做试验检测，避免无法压实而引起沉降。原理及适用范围换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。,换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。按换填材料的不同，将垫层分为砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。垫层的作用 1、提高地基承载力，大家知道，浅基础的地基承载力与基础下土层的抗剪强度有关。如果以抗剪强度较高的砂或其它填筑材料代替较软弱的土，可提高地基的承载力，避免地基破坏。2、减少沉降量，一般地基浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的。以条形基础为例，在相当于基础宽度的深度范围内的沉降量约占总沉降量的50左右。加以密实砂或其它填筑材料代替上部软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。由于砂垫层或其它垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧层土上的压力减小，这样也会相应减小下卧层土的沉降量。3、加速软弱土层的排水固结，建筑物的不透水基础直接与软弱土层相接触时，在荷载的作用下，软弱土地基中的水被迫绕基础两侧排出，因而使基底下的软弱土不易固结，形成较大的孔隙水压力，还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险。砂垫层和砂石垫层等垫层材料透水性大，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度，避免地基土塑性破坏。4、消除湿陷性黄土的湿陷作用，采用素土、2：8灰土或3：7灰土垫层处理湿陷性黄土，可用于消除13m厚黄土层的湿陷性。,土的压实作用土的压实：是指土体在压实能量作用下，土颗粒克服粒间阻力，产生位移，使土中孔隙减小，密度增加。土的压实性：是指土在压实能量作用下能被压密的特性。影响土压实性的因素很多，主要有含水量、击实功及土的级配等。、土的压实与含水量的关系 在低含水量时，水被土颗粒吸附在土粒表面，土颗粒因无毛细管作用而互相联结很弱，土粒在受到夯击等冲击作用下容易分散而难于获得较高的密实度。在高含水量时，土中多余的水分在夯击时很难快速排出而在土孔隙中形成水团，削弱了土颗粒间的联结，使土粒润滑而变得易于移动，夯击或碾压时容易出现类似弹性变形的“橡皮土”现象（软弹现象），失去夯击效果。将同一种土，配制成若干份不同含水量的试样，用同样的压实能量分别对每一份试样进行击实后，测定各试样击实后的含水量 和干密度，从而绘制含水量与干密度关系曲线，称为压实曲线。最优含水量：将这种在一定夯击能量下填土最易压实并获得最大密实度的含水量称作土的最优含水量，用wop表示。,击实功 击实功是用击数来反应的，如用同一种土料，在同一含水量下分别用不同击数进行击实试验，就能得到一组随击数不同的含水量与干密度关系曲线。对于同一种土，最优含水量和最大干密度随压实功能而变化；击实功能愈大，得到的最优含水量愈小，相应的最大干密度愈高。但干密度增大不与击实功增大成正比，故企图单存的用增大击实功以提高干密度是不经济的。有时还会引起填土面出现所谓“光面”。土的级配 级配良好的土易于压实，压实性较好，这是因为不均匀土内较粗土粒形成的孔隙有足够的细土粒去充填，因而能获得较高的干密度。均匀级配的土压实性较差，因为均匀土内较粗的土粒形成的孔隙很少有细土粒去充填。施工现场所能达到的干密度一般都低于击实试验所获得的最大干密度。因此，对现场土的压实，应以压实系数 与施工含水量 来进行控制 垫层施工方法 目前国内常用的垫层施工方法，主要有机械碾压法、重锤夯实法和振动压实法。机械碾压法是采用各种压实机械，如压路机、羊足碾、振动碾等来压实地基土的一种压实方法。这种方法常用于大面积填土的压实、杂填土地基处理、道路工程基坑面积较大的换土垫层的分层压实。施工时，先按设计挖掉要处理的软弱土层，把基础底部土碾压密实后，再分层填土，逐层压密填土。,重锤夯实法是利用起重设备将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层土层，重复夯打，使浅部地基土或分层填土夯实。主要设备为起重机、夯锤、钢丝绳和吊钩等。重锤夯实法般适用地下水位距地表0.8m以上非饱和的粘性土、砂土、杂填土和分层填土，用以提高其强度，减少其压缩性和不均匀性，也可用于消除或减少湿陷性黄土的表层湿陷性，但在有效夯实深度内存在软弱土时，或当夯击振动对邻近建筑物或设备有影响时，不得采用。因为饱和土在瞬间冲击力作用下水不易排出，很难夯实。振动压实法是利用振动压实机将松散土振动密实。地基土的颗粒受振动而发生相对运动，移动至稳固位置，减小土的孔隙而压实。此法适用于处理无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土以及矿渣、碎石、砾砂、砾石、砂砾石等地基。总的来说，垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械。粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾和羊足碾，中小型工程也可采用蛙式打夯机、柴油夯；砂石等宜采用振动碾；粉煤灰宜用平碾、振动碾、平板式振动器、蛙式夯；矿渣宜采用平碾、振动碾、平板式振动器。材料要求 在垫层的施工中，填料质量的好坏、是直接影响垫层施工质量的关键因素。对于砂、石料和矿渣等垫层主要检验其粒径级配以及含泥量，对于土、石灰填料主要检查其含水量是否接近最优含水量，石灰的质量等级以及活性CaO十MgO的含量、存放时间等。,施工参数、机具及方法选择砂石垫层选用的砂石料或三七灰土应进行室内击实试验，根据 曲线确定最大干密度 和最优含水量，然后根据设计要求的压实系数 确定设计要求的，以此作为检验砂石垫层质量控制的技术指标。在无击实试验数据时，砂石垫层的中密状态可作为设计要求的干密度：中砂1.6，粗砂1.7，碎石、卵石2.02.1 即可。砂和砂石垫层或三七灰土垫层采用的施工机具和方法对垫层的施工质量至关重要。下卧层是高灵敏度的软土时，在铺设第一层时要注意不能采用振动能量大的机具扰动下卧层，除此之外，一般情况下，砂及砂石垫层首先用振动法。因为，振动法更能有效地使砂和砂石密实。我国目前常采用的方法有振动压实法(包括平振和插振)、夯实法、碾压法等。常采用的机具有：振捣器、振动压实机、平板振动器、蛙式打夯机、压路机等。施工要点 砂垫层或三七灰土垫层施工中的关键是将砂加密到设计要求的密实度。加密的方法常用的有振动法(包括平振、插振、夯实)、碾压法等。这些方法要求在基坑内分层铺砂，然后逐层振密或压实，分层的厚度视振动力的大小而定，般为1520cm。施工时，应将下层的密实度经检验合格后，方可进行上层施工。砂及砂石料或三七灰土可根据施工方法的不同控制最优含水量。最优含水量由工地试验确定。铺筑前，应先行验槽。浮土应清除，边坡必须稳定，防止塌土。基坑(槽)两侧附近如有低于地基的孔洞、沟、井和墓穴等，应在未做垫层前加以填实。,开挖基坑铺设砂垫层时，必须避免扰动软弱土层的表面，否则坑底土的结构在施工时遭到破坏后，其强度就会显著降低，以致在建筑物荷重的作用下，将产生很大的附加沉降。因此，基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久或浸水，并防止践踏坑底。砂、砂石垫层或三七灰土垫层底面应铺设在同一标高上，如深度不同时，基坑地基土面应挖成踏步（阶梯）或斜坡搭接，搭接处应注意捣实，施工应按先深后浅的顺序进行。人工级配的砂石垫层或三七灰土垫层，应将砂石或三七灰土拌和均匀后，再行铺填捣实。采用细砂作为垫层的填料时，应注意地下水的影响，且不宜使用平振法、插振法。地下水位高出基础底面时，应采用排水降水措施，这时要注意边坡的稳定，以防止塌土混入砂石垫层中影响垫层的质量。,质量检验 垫层质量检验包括：分层施工质量检查和工程质量验收。分层施工的质量和质量标准应使垫层达到设计要求的密实度。检验方法主要有：环刀法和贯入法(可用钢叉或钢筋贯入代替)两种。环刀法：用容积不小于200 的环刀压入垫层中的每层23的深度处取样，测定其干密度，干密度应不小于该砂石料在中密状态的干密度值。贯入测定法：先将砂垫层表面3cm左右厚的砂刮去，然后用贯入仪、钢钗或钢筋以贯入度的大小来定性地检验砂垫层质量，以不大于通过相关试验所确定的贯入度为合格。钢筋贯入法所用的钢筋为20mm，长1.25m的平头钢筋，垂直举离砂垫层表面70cm时自由下落，测其贯入深度。钢叉贯入法所用的钢叉如图（有四齿，齿的间距、长，木柄长，重40N），它于50cm高处自由落下，测其贯入深度。工程竣工质量验收的检测、试验方法有：静载荷试验 根据垫层静载荷实测资料，确定垫层的承载力和变形模量。标准贯入试验 由标准贯入试验的贯入锤击数，换算出垫层的承载力及其密实状态。其检验数量每单位工程不应少于3点；1000 以上工程，每100 至少应有1点；3000 以上的工程，每300 至少应有1点。每一独立基础下至少应有1点，基槽每1020m应有1点。,施工中常见的质量问题及预防处理措施 机械开挖基坑时，出现超挖现象，使垫层的下卧土层发生扰动，降低了基底软土的强度。预防的办法是：机械开挖基坑时，预留3050cm的土层由人工清理。处理的办法是：如实际中出现了超挖的现象或基坑底的土受到扰动，如标高允许的话，适当调整垫层的标高，由人工清理掉基坑底的扰动软土，再进行垫层施工。进厂材料不符合质量要求。,第二节：水泥土搅拌桩法水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。适用范围及试桩深层搅拌水泥桩适用于处理正常固结淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，必须通过现场试验确定其适用性。冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。4.2.1.2深层搅拌桩施工是搅拌头将水泥浆和软土强制拌和，搅拌次数越多，拌和越均匀，水泥土的强度也越高。但是搅拌次数越多，施工时间也越长，工效也低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。水泥土搅拌桩施工前根据设计进行工艺性试桩，数量不少于2根，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。施工准备深层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。,水泥搅拌桩应采用合格的32.5级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。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。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。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。,设计参数及要求水泥掺入比：12%20%。水泥浆水灰比：0.450.55。施工控制项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，确保人员到位，责任到人。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。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。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。为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到要求，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。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10分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。,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。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。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。现场施工人员应认真填写施工原始记录，内容应包括：（1）施工桩号、施工日期、天气情况；（2）喷浆深度、停资料标高；（3）灰浆泵压力、管道压力；（4）钻机转速（5）钻进速度、提升速度；（6）浆液流量；（7）每米喷浆量和外掺剂用量；（8）复搅深度。,质量检验成桩后3d内，可用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性。检验数量为施工总桩数的1%，且不少于3根。成桩7d后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆（灰）面下0.5m），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数的5%。竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩28d后进行。检验数量为桩总数的0.5%1%，且每项单体工程不应少于3点。经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时，应在成桩28d后，用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度检验，检验数量为施工总桩数的0.5%，且不少于3根 对相邻桩搭接要求严格的工程，应在成桩15d后，选取数根桩进行开挖，检查搭接情况。基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合设计要求，应采取有效补强措施。,水泥搅拌桩的施工常见问题及处理喷浆阻塞：原因可能是水泥受潮结块或制浆池滤网破损或者是清浆不彻底。处理措施应改善现场水泥存储环境及时清渣并时常检查滤网的破损状况。喷浆不足：原因可能是输浆管弯折、外压、泄漏或输浆管道过长，沿程压力损失大。处理措施应及时检查、维护管道并选择适当的位置开挖制浆池。当场地条件不具备时，可适当调增泵送压力。进尺受阻：原因可能是地下存有尚未清除的孤石、树根或其它。处理措施应停机排除障碍或移位。速度失稳：原因可能是设备自身控制系统问题或机组人员操作不规范、不熟练，处理措施做得不合要求的设备不得进场，制定完善明确的责任制并搞好岗前培训。,第三节：CFG桩法名词解释：CFG分别代表水泥、粉煤灰与碎石；CFG桩是英文Cement Fly-ash Grave的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。CFG桩属高粘结强度桩，与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。CFG桩可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。材料要求 混凝土、混凝土外加剂和掺和料:缓凝剂、粉煤灰，均应符合相应标准要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定.严格按照设计配合比配制混合料。长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为160200mm，振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为3050mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm.,长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.21.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。施工机械选择 桩多用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机。振动沉管机适用于：粉性土、粘性土及素填土地基；螺旋钻机适用于：地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等到密实以上的砂土。而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而定。对大多数存在有硬土层地质条件的地区，单纯使用振动沉管机施工，会造成对已打桩形成较大的振动，从而导致桩体被震裂或震断。对于灵敏度和密实度较高的土，振动会造成土的结构强度破坏，密实度减小，引起承载力下降。故不能简单使用振动沉管机。此时宜采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机制桩。这样的设备组合避免了已打桩被震坏或扰动桩间土导致桩间土的结构破坏而引起复合地基的强度降低。所以，在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械。这是确保CFG桩复合地基质量的有效途径。,桩施工质量控制 施工技术要求:1、根据土质情况，控制制桩距离。在施工过程中，成桩的施工工艺对CFG桩复合地基的质量至关重要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导致质量事故，而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。只有在深入了解地质情况的基础上，才能确定合理的施工工艺，并在施工过程中加强监测，根据具体情况，控制施工工艺，发现特殊情况，做出具体的改变。（1）在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软土的特性，新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重的缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。（2）而在饱和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打桩施工完后，土体密度会有显著增加。而且，打的桩越多，土的密度越大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常容易造成已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不宜采用。（3）当满堂布桩时，不宜从四周转向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。但仅凭打桩顺序的改变并不能完全避免新打桩的振动对已结硬的已打桩产生影响。此时，应采用螺旋钻引孔的方案，避免新打桩的振动造成已打桩的断桩。2、严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在1215米分。,3、控制好混合料的坍落度。大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度一般控制在35厘米，和易性好，当拔管速率为1215米分时，一般桩顶浮浆可控制在10厘米左右，成桩质量容易控制。4、拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，应避免反插。5、设置保护桩长。保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长,结构物基础施工时将其剔除,用于路基时可将保护桩保留；设置保护桩是保证施工质量有效手段，但浪费材料较多。使桩在加料时，比设计桩长多加05米的保护桩，将沉管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振35秒，提高桩顶混合料密实度。上部用土封项，增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高混合料抵抗周围土挤压的能力，避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。施工程序控制 1、桩要进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，进行设备组装；2、桩机就位，保持水平、稳固，调整沉管与地面垂直，确保垂直偏差不大于1%；,3、启动钻机，沉管到预定标高，停机；4、沉管过程中必须作好施工记录。一般激振电流每沉1米记录一次，对土层变化处特别说明；5、按设计配合比配制混合料，投入拌和机加水拌料，加水量 由混合料坍落度控制，一般坍落度为3-5，成桩后桩顶浮浆厚度不超过20。混合料拌和均匀，搅拌时间不得少于1分钟；6、沉管至设计标高时须尽快进行空中投料，直到管内混和料面与钢管料口平齐。若上料不足应在拔管过程中加料至设计标高；7、开动马达，沉管原地留振10秒左右，然后边振边拔管。控制拔管速度。当遇到淤泥或淤泥质土时，拔管速度可适当放慢(一般土层中以米/分,软弱土层中以米/分为宜);8、当拔管至地面时，应确认成桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘土封顶保护；9、移位至下一点施工。10、施工顺序：桩机进场及设备组装桩机就位钻机成孔停机投料启动马达、留振拔管移至下一点。,褥垫层 1、褥垫层使用材料及厚度要求：褥垫层位于桩顶和桩间土的上部，其厚度一般取1030cm为宜。当桩径d、桩间距s过大或建筑物上部结构刚度大且对地基沉降值要求不很严，可适当加大其厚度，这样有利于提高桩土共同工作的效率。但若褥垫层厚度过大，会导致桩、土应力比等于或接近1，这样设计的复合地基承载力，不会比天然地基有较大的提高，而且建筑物的变形也大，此时实际上复合地基中桩的设置已失去了意义。2、褥垫层使用材料 褥垫层一般使用碎石或石灰土.若采用碎石褥垫层,材料可用粗、中砂、碎石、级配砂石或碎石，最大粒径不宜大于30mm。每层材料均匀摊铺，并采用碾压密实，一般碾压不少于3遍；褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯填度（夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值）不得大于0.9。3、褥垫层的作用（1）桩顶刺入褥垫层，为桩间土承担上部荷载提供条件，较好发挥桩 间土的承载力；（2）依靠褥垫层材料与基础底面的磨擦，使CFG桩复合地基具有一定 的抵抗荷载的能力；（3）褥垫层对地基的不均匀沉降具有一定的补偿作用。,施工注意事项:、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料。、施工桩顶宜高出原地面不少于0.5米,施工时应在清表后先施工灰土垫层和20下路堤填土,然后施工CFG桩,桩顶与下路堤20顶面齐平.、施工过程中，抽样做混合料试块，一般一个台班做一组（3个试块），试块为边长150的立方体，标准养护并测定28d抗压强度。4、冬期施工时混合料入孔温度不得低于5，对桩头和桩间土应采取保温措施。5、施工垂直度偏差不应大于1%；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。,施工质量检测方法及指标（一）施工质量检测项目 1、复合地基静载荷试验 2、单桩竖向抗压静载荷试验 3、轻便触探试验 4、应变桩身完整性检测(二)质量检验要求 1、施工质量检验主要检查施工记录、混合料坍落度、桩数、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。2、水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。3、水泥粉煤灰碎石桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在施工结束28d后进行。试验数量宜为总桩数的0.51.0%,且每个单体工程的试验数量不应少于3点.4、应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变动力试验，检测桩身完整性。,CFG桩桩体质量常见问题 常见缺陷桩头变形桩头一定范围内变形呈扁形、椭圆形或不规则形,如下图所示原因分析：保护桩头留置过短；桩间土强度较低或含水量较高，新打桩混凝土在凝结前受桩机支腿挤压或清土机械碾压等机械挤压所致；剔凿桩头时方法工艺不合理。,防止措施：桩基设计时根据施工季节、桩间土情况留置合理长度的保护桩头，一般不宜小于0.50米。如冬季、雨季或桩顶桩间土较弱时保护桩头宜长些，春、秋或桩间土较强时可适当短些。桩基施工时，合理调整桩机及支腿停放位置或加大支腿底面积，尽量避免对相邻新打桩的影响；在基槽底土含水量高、强度低时，可采取隔打或跳打桩方式。排清运桩间土时宜采用履带式小型挖掘机、严禁采用铲运机，以避免机械碾轧震动的影响。剔凿桩头时可采用切割片环割方式、严禁粗凿滥撬。4.3.7.1.2 桩头空芯主要表现为桩体顶部密实度差，桩体内有集中的空隙原因分析主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。防止措施为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。,4.3.7.1.3缩颈 主要表现为桩体局部桩径小于设计桩径，如下图所示原因分析：在饱和软土中成桩,施工顺序顺序不当，如连续施打时，新打桩对已桩的作用主要表现为挤压,使得已打桩被挤成椭圆形或不规则形,产生严重的缩颈、甚至断桩；提钻速度太快。,防止措施根据土层情况选用适宜的施工工艺和设备；根据不同土质,在施工中选择合适的成桩顺序,在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打；在饱和的松散粉土中施打，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打的方案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施工。施打新桩时与已打桩间隔时间不应小于7天。根据泵送量及地层情况合理控制提钻速度，一般控制在1.2m/min1.5m/min为宜。,4.3.7.1.4扩径 主要表现为桩体局部桩径大于设计桩径，如下图所示原因分析：在饱和的粉土或砂土层中施工时，在剪切作用下，桩周土坍孔形成空洞，由桩体混凝土侧向膨出充填形成桩体扩径；桩周土为软土时受混凝土挤压影响导致扩径。,防止措施施工前充分了解场地地层情况，桩身深度范围内有饱和粉土、砂土或软土时应尽可能降低、减少振动；采用小叶片螺旋钻杆成孔，快速钻进，减少剪切能积累并对桩间土具有一定的挤密作用；合理控制混凝土压灌压力，使扩径的部位混凝土密实形成有益扩径。4.3.7.1.5离析 离析是指粗集料下沉、砂浆上浮,以致造成混凝土出现蜂窝、麻面、薄弱夹层等质量不均匀缺陷的现象。主要为桩体混凝土局部酥松、砂浆少、石子多，石子之间形成蜂窝状孔洞、空隙，从而使桩体强度降低。离析的原因：混凝土搅拌不均匀或搅拌（运输）时间过长；导管漏水；混凝土配制不合理，如骨料级配不当、水灰比过大、使用水泥品种不当或失效。防止措施严格选取混凝土原材料，严禁使用不合格的原材料，必要时进行洗料，严禁浇注同一棵桩时使用不同牌号、不同批次的水泥等原材料；严格控制混凝土的配合比、坍落度。,在浇筑至灌注桩2/3桩长后，应适当调整配合比，比如水灰比不宜过大，原来有使用缓凝减水剂的最好停用或减量，目的是增加混凝土的粘稠度，避免混凝土拌合物过稀造成的离析；合理的混凝土浇筑速度，特别是接近桩头，往往施工人员思想放松，拖拖拉拉，容易造成混凝土离析；合理的导管埋置深度，使导管内保持一定的混凝土液面高度，保持混凝土的均匀性及流动性。4.3.7.1.6断桩 桩体断裂一般有以下三种形式：,原因分析1.6.2.1 野蛮挖土，挖掘机械不当，基桩受扰动碰撞，在剪力作用下断裂；提钻过高造成断桩，泵送混凝土料与提钻速度匹配不合理造成断桩；成品保护不力、冬季冻涨；1.6.2.4 截断桩头施工方法不合理。防止措施要严格按不同土层进行配料，搅拌时间要充分，每盘至少3min。控制拔管速度，一般1.215m/min。混合料的供应有两种方法。一是现场搅拌，一是商品混凝土。但都应注意做好季节施工。雨期防雨，冬期保温，都要苫盖，并保证灌人温度5以上(冬期按规范)。冬期施工，在冻层与非冻层结合部(超过结合部搭接10m为好)，要进行局部复打或局部翻插，克服缩颈或断桩。桩体施工完毕待桩达到一定强度(一般7d左右)，方可进行开槽。开槽要合理选择施工方案及施工机械。截桩头时可采用大锤击打对称钢钎的方法或切割片环切工艺。,CFG桩桩基缺陷的常用处理方法接桩法当成桩后桩顶标高不足或缺陷深度不大时，常采用接桩法处理，方法有以下两种：开挖接桩采用锹或小型人工洛阳铲开挖桩周土至正常桩径截面以下不小于200mm，将异常桩头凿除，桩顶水平、凿毛并清理干净，桩壁清理干净，采用高一标号混凝土补加至桩顶设计标高，补加部分桩直径宜大于原桩直径200mm。具体见附图：,嵌入式接桩当基桩缺陷较小，清除已浇混凝土有困难时，可采用此法。开挖缺陷桩桩周土，范围不少于桩周以外100mm，深度不小于缺陷部位以下200mm，桩体表面清理干净，采用高一标号混凝土混凝土补加至桩顶设计标高。具体见附图,钻孔补强法 此法适应条件是桩身混凝土严重蜂窝，离析，松散，强度不够及校长不足，桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法来处理，但此法一般不宜采用。桩身混凝土局部有离析，蜂窝时，可用钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处，进行清洗后高压注浆。桩长不足时，采用钻机钻至设计持力层标高；对桩长不足部分注浆加固。补桩法桩基承台(梁)施工前补桩，如钻孔桩距过大，不能承受上部荷载时，可在桩与桩之间补桩。总之，在工程实践中，难免会遇上这样或那样的问题。我们一定要根据现场桩基施工情况，结合基础形式及上部结构综合考虑，尤其当缺陷桩数量多，且分布较集中时一定要慎重处理，以保证工程安全和建筑物的正常使用。,第五讲：湿陷性黄土地基处理方法和使用注意事项,5.1名词解释：湿陷性黄土：在一定压力下，受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土。非湿陷性黄土：在一定压力下，受水浸湿，无显著附加下沉的黄土。自重湿陷性黄土：在上覆土的自重压力下受水浸湿，发生显著附加下沉的湿陷性黄土。非自重湿陷性黄土：在上覆土的自重压力下受水浸湿，不发生显著附加下沉的湿陷性黄土。5.2湿陷性黄土地基处理的特点：湿陷性黄土地基处理主要取决于湿陷性黄土的特殊性质，湿陷性黄土地基的变形包括压缩和湿陷性两种，当基底压力不超过地基土的容许承载力时，地基的压缩变形很小，大都在其上部结构的容许变形值范围以内，不会影响建筑物的安全和正常使用。湿陷变形是由于地基被水浸湿引起的一种附加变形，往往是局部和突然发生，且不均匀，对建筑物破坏性大，危害严重，因此对湿陷性黄土地区的建筑物不论地基承载力是否达到容许承载力，都应对地基进行处理，前者以消除湿陷为目的，后者以提高承载力为主，同时应