桥涵基础工程施工学习教案.pptx

《桥涵基础工程施工学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥涵基础工程施工学习教案.pptx（53页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1桥涵桥涵(qiohn)基础工程施工基础工程施工第一页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合地基复合地基复合地基复合地基(dj)(dj)处理处理处理处理一、一、一、一、挤密法与振冲法挤密法与振冲法挤密法与振冲法挤密法与振冲法 （一）（一）（一）（一）挤密法挤密法挤密法挤密法 挤密法又称为挤密法又称为挤密法又称为挤密法又称为(chn(chn wi)wi)挤密桩法，是指在软弱土层中以挤密桩法，是指在软弱土层中以挤密桩法，是指在软弱土层中以挤密桩法，是指在软弱土层中以沉管、冲击的方式成孔，将土侧向挤密，然后向孔中填入碎石、砂、沉管、冲击的方式成孔，将土侧向挤密，然后向孔中填入碎石、砂、沉管

2、、冲击的方式成孔，将土侧向挤密，然后向孔中填入碎石、砂、沉管、冲击的方式成孔，将土侧向挤密，然后向孔中填入碎石、砂、灰土、石灰或炉渣等填料，再加以振实成桩并且进一步挤密桩间土灰土、石灰或炉渣等填料，再加以振实成桩并且进一步挤密桩间土灰土、石灰或炉渣等填料，再加以振实成桩并且进一步挤密桩间土灰土、石灰或炉渣等填料，再加以振实成桩并且进一步挤密桩间土的方法。挤密法施工形成的桩称为的方法。挤密法施工形成的桩称为的方法。挤密法施工形成的桩称为的方法。挤密法施工形成的桩称为(chn(chn wi)wi)挤密桩。挤密桩按其挤密桩。挤密桩按其挤密桩。挤密桩按其挤密桩。挤密桩按其填入材料不同分别称为填入材料不

3、同分别称为填入材料不同分别称为填入材料不同分别称为(chn(chn wi)wi)挤密砂桩、挤密土桩和挤密灰土挤密砂桩、挤密土桩和挤密灰土挤密砂桩、挤密土桩和挤密灰土挤密砂桩、挤密土桩和挤密灰土桩等。桩等。桩等。桩等。第1页/共53页第二页，共53页。单元单元单元单元(dnyun)(dnyun)二二二二 复合地基处理复合地基处理复合地基处理复合地基处理 1.1.1.1.挤密法的加固挤密法的加固挤密法的加固挤密法的加固(ji)(ji)(ji)(ji)机理与适用范围机理与适用范围机理与适用范围机理与适用范围 挤密法加固挤密法加固挤密法加固挤密法加固(ji)(ji)(ji)(ji)机理是：一方面成孔施

4、工过程中挤密桩间土，机理是：一方面成孔施工过程中挤密桩间土，机理是：一方面成孔施工过程中挤密桩间土，机理是：一方面成孔施工过程中挤密桩间土，土的密实度增加，另一方面桩体与桩间土形成复合地基，地基强度提土的密实度增加，另一方面桩体与桩间土形成复合地基，地基强度提土的密实度增加，另一方面桩体与桩间土形成复合地基，地基强度提土的密实度增加，另一方面桩体与桩间土形成复合地基，地基强度提高。高。高。高。对于砂土地基，当采用振动法下沉桩管和一次拔管成桩时，由于桩对于砂土地基，当采用振动法下沉桩管和一次拔管成桩时，由于桩对于砂土地基，当采用振动法下沉桩管和一次拔管成桩时，由于桩对于砂土地基，当采用振动法下沉

5、桩管和一次拔管成桩时，由于桩管下沉对周围砂土产生很大的横向挤压力，桩管将地基中同体积的砂管下沉对周围砂土产生很大的横向挤压力，桩管将地基中同体积的砂管下沉对周围砂土产生很大的横向挤压力，桩管将地基中同体积的砂管下沉对周围砂土产生很大的横向挤压力，桩管将地基中同体积的砂挤向周围的砂层，使其孔隙比减小，密度增大，这就是挤密作用。有挤向周围的砂层，使其孔隙比减小，密度增大，这就是挤密作用。有挤向周围的砂层，使其孔隙比减小，密度增大，这就是挤密作用。有挤向周围的砂层，使其孔隙比减小，密度增大，这就是挤密作用。有效挤密范围可达效挤密范围可达效挤密范围可达效挤密范围可达34343434倍桩直径；当采用振动

6、法下沉桩管和逐步拔出桩管倍桩直径；当采用振动法下沉桩管和逐步拔出桩管倍桩直径；当采用振动法下沉桩管和逐步拔出桩管倍桩直径；当采用振动法下沉桩管和逐步拔出桩管成桩时，下沉桩管时对周围砂层产生挤密作用，拔起桩管时对周围砂成桩时，下沉桩管时对周围砂层产生挤密作用，拔起桩管时对周围砂成桩时，下沉桩管时对周围砂层产生挤密作用，拔起桩管时对周围砂成桩时，下沉桩管时对周围砂层产生挤密作用，拔起桩管时对周围砂层产生振密作用，有效振密范围可达层产生振密作用，有效振密范围可达层产生振密作用，有效振密范围可达层产生振密作用，有效振密范围可达6 6 6 6倍桩直径左右。倍桩直径左右。倍桩直径左右。倍桩直径左右。第2页

7、/共53页第三页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理 振密作用比挤密作用更显著。对于软弱黏性土地基，由于振密作用比挤密作用更显著。对于软弱黏性土地基，由于桩体本身具有桩体本身具有(jyu)(jyu)较大的强度和变形模量，桩的断面也较大，较大的强度和变形模量，桩的断面也较大，桩体置换同体积的软弱黏性土，与土组成复合地基，共同承担桩体置换同体积的软弱黏性土，与土组成复合地基，共同承担上部荷载。上部荷载。挤密砂桩常用来加固松砂易液化的地基以及结构疏松的杂挤密砂桩常用来加固松砂易液化的地基以及结构疏松的杂填土地基。挤密土桩及灰土桩常用来

8、加固湿陷性黄土地基，处填土地基。挤密土桩及灰土桩常用来加固湿陷性黄土地基，处理深度一般为理深度一般为515 m515 m，是我国黄土地区地基处理的主要方法之，是我国黄土地区地基处理的主要方法之一。一。2.2.挤密桩的构造与布置挤密桩的构造与布置 桩孔直径一般为桩孔直径一般为3080 cm3080 cm，桩孔宜按梅花形布置，必要时，桩孔宜按梅花形布置，必要时也可按正方形布置，桩间距一般为也可按正方形布置，桩间距一般为3535倍桩径。如软弱土层不很倍桩径。如软弱土层不很厚，挤密桩一般穿透软土层；如软弱土层很厚，挤密桩长度可厚，挤密桩一般穿透软土层；如软弱土层很厚，挤密桩长度可按桩底承载力和沉降量的

9、要求，根据地基的稳定性和变形验算按桩底承载力和沉降量的要求，根据地基的稳定性和变形验算确定。确定。第3页/共53页第四页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理 3.3.3.3.挤密法施工要点挤密法施工要点挤密法施工要点挤密法施工要点 挤密法施工包括成孔挤密和桩孔回填夯实两个步骤。挤密法施工包括成孔挤密和桩孔回填夯实两个步骤。挤密法施工包括成孔挤密和桩孔回填夯实两个步骤。挤密法施工包括成孔挤密和桩孔回填夯实两个步骤。（1 1 1 1）成孔挤密成孔挤密成孔挤密成孔挤密 常用成孔方法有沉管法成孔、冲击常用成孔方法有沉管法成孔、冲击常用成

10、孔方法有沉管法成孔、冲击常用成孔方法有沉管法成孔、冲击(chngj)(chngj)(chngj)(chngj)法成孔。法成孔。法成孔。法成孔。沉管法成孔是指使用振动机或锤击打桩机，将带有特制桩靴的沉管法成孔是指使用振动机或锤击打桩机，将带有特制桩靴的沉管法成孔是指使用振动机或锤击打桩机，将带有特制桩靴的沉管法成孔是指使用振动机或锤击打桩机，将带有特制桩靴的钢制桩管（图所示）打入土层中设计深度形成桩孔，成孔深度一般钢制桩管（图所示）打入土层中设计深度形成桩孔，成孔深度一般钢制桩管（图所示）打入土层中设计深度形成桩孔，成孔深度一般钢制桩管（图所示）打入土层中设计深度形成桩孔，成孔深度一般为为为为7

11、8 m78 m78 m78 m。冲击冲击冲击冲击(chngj)(chngj)(chngj)(chngj)法成孔是指使用冲击法成孔是指使用冲击法成孔是指使用冲击法成孔是指使用冲击(chngj)(chngj)(chngj)(chngj)机，将锤头提升机，将锤头提升机，将锤头提升机，将锤头提升到一定高度后自由落下，反复冲击到一定高度后自由落下，反复冲击到一定高度后自由落下，反复冲击到一定高度后自由落下，反复冲击(chngj)(chngj)(chngj)(chngj)使土层冲孔，成孔深使土层冲孔，成孔深使土层冲孔，成孔深使土层冲孔，成孔深度可达度可达度可达度可达20 m20 m20 m20 m以上。以

12、上。以上。以上。第4页/共53页第五页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合地基复合地基复合地基复合地基(dj)(dj)处理处理处理处理 （2 2 2 2）桩孔回填夯实（或振实）桩孔回填夯实（或振实）桩孔回填夯实（或振实）桩孔回填夯实（或振实）采用沉管法成孔时，桩管沉入设计采用沉管法成孔时，桩管沉入设计采用沉管法成孔时，桩管沉入设计采用沉管法成孔时，桩管沉入设计(shj)(shj)(shj)(shj)深度后，往桩管中灌深度后，往桩管中灌深度后，往桩管中灌深度后，往桩管中灌入填料（砂、碎石或土），边分层灌入填料夯实（或振实），边将入填料（砂、碎石或土），边分层灌入填料夯实（或振实），边将入填

13、料（砂、碎石或土），边分层灌入填料夯实（或振实），边将入填料（砂、碎石或土），边分层灌入填料夯实（或振实），边将桩管向上拔起（桩靴留在孔底），直至桩孔灌满填料。桩管向上拔起（桩靴留在孔底），直至桩孔灌满填料。桩管向上拔起（桩靴留在孔底），直至桩孔灌满填料。桩管向上拔起（桩靴留在孔底），直至桩孔灌满填料。采用冲击法成孔后，往孔中分层灌入填料，分层夯实，直至桩采用冲击法成孔后，往孔中分层灌入填料，分层夯实，直至桩采用冲击法成孔后，往孔中分层灌入填料，分层夯实，直至桩采用冲击法成孔后，往孔中分层灌入填料，分层夯实，直至桩孔灌满填料。孔灌满填料。孔灌满填料。孔灌满填料。第5页/共53页第六页，共53页

14、。图钢制桩管构造图钢制桩管构造(guzo)示意图示意图图振冲器构造图振冲器构造(guzo)示意图示意图第6页/共53页第七页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理（二）（二）（二）（二）振冲法振冲法振冲法振冲法 振冲法是利用一个振冲器（图所示），借助于高压水流振冲法是利用一个振冲器（图所示），借助于高压水流振冲法是利用一个振冲器（图所示），借助于高压水流振冲法是利用一个振冲器（图所示），借助于高压水流边振边冲，使地基变密；或在黏性土地基中成孔，在孔中填入边振边冲，使地基变密；或在黏性土地基中成孔，在孔中填入边振边冲，使地基变密；或

15、在黏性土地基中成孔，在孔中填入边振边冲，使地基变密；或在黏性土地基中成孔，在孔中填入碎石制成一根根的桩体，桩体和原来的土构成比原来抗剪强度碎石制成一根根的桩体，桩体和原来的土构成比原来抗剪强度碎石制成一根根的桩体，桩体和原来的土构成比原来抗剪强度碎石制成一根根的桩体，桩体和原来的土构成比原来抗剪强度高和压缩性小的复合地基。高和压缩性小的复合地基。高和压缩性小的复合地基。高和压缩性小的复合地基。1.1.1.1.振冲法的加固机理振冲法的加固机理振冲法的加固机理振冲法的加固机理(j l)(j l)(j l)(j l)与适用范围与适用范围与适用范围与适用范围 振冲法按加固机理振冲法按加固机理振冲法按加

16、固机理振冲法按加固机理(j l)(j l)(j l)(j l)和效果的不同，分为振冲置和效果的不同，分为振冲置和效果的不同，分为振冲置和效果的不同，分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲置换法是在地基土中借振冲器成换法和振冲密实法两类。振冲置换法是在地基土中借振冲器成换法和振冲密实法两类。振冲置换法是在地基土中借振冲器成换法和振冲密实法两类。振冲置换法是在地基土中借振冲器成孔，往桩孔中填入碎石（或砂砾）并振密，制成一根根以碎石、孔，往桩孔中填入碎石（或砂砾）并振密，制成一根根以碎石、孔，往桩孔中填入碎石（或砂砾）并振密，制成一根根以碎石、孔，往桩孔中填入碎石（或砂砾）并振密，制成一根根以碎石、砂

17、砾等散粒材料组成的桩体，桩体与原地基土一起构成复合地砂砾等散粒材料组成的桩体，桩体与原地基土一起构成复合地砂砾等散粒材料组成的桩体，桩体与原地基土一起构成复合地砂砾等散粒材料组成的桩体，桩体与原地基土一起构成复合地基，基，基，基，第7页/共53页第八页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理 使其排水性能得到很大改善，有利加速土层固结，使承载力提高，沉降量使其排水性能得到很大改善，有利加速土层固结，使承载力提高，沉降量减小，故又称振冲碎石桩法。振冲密实法主要是利用振动和压力水使砂减小，故又称振冲碎石桩法。振冲密实法主要是利用振动和压

18、力水使砂层液化，砂颗粒相互挤密，重新排列，孔隙减少，从而提高砂层的承载层液化，砂颗粒相互挤密，重新排列，孔隙减少，从而提高砂层的承载力和抗液化能力，故又称振冲挤密砂桩法，这种桩根据力和抗液化能力，故又称振冲挤密砂桩法，这种桩根据(gnj)(gnj)砂土的砂土的不同，又有加填料和不加填料两种。不同，又有加填料和不加填料两种。振冲置换法适用于：处理不排水且抗剪强度不小于振冲置换法适用于：处理不排水且抗剪强度不小于20 kPa20 kPa的黏性土、的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基，如果桩周围土的强度过低，则难以粉土、饱和黄土和人工填土等地基，如果桩周围土的强度过低，则难以形成桩体。形成桩体。

19、第8页/共53页第九页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理 振冲密实法适用于：处理松散砂土和粉土等地基，不加填振冲密实法适用于：处理松散砂土和粉土等地基，不加填料的振冲密实法仅适用于处理黏粒含量小于料的振冲密实法仅适用于处理黏粒含量小于1010的粗砂、中砂的粗砂、中砂地基。振冲法不适用于在地下水位较高、土质松散易塌方地基。振冲法不适用于在地下水位较高、土质松散易塌方(t(t fng)fng)和含有大块石头等障碍物的土层中使用。和含有大块石头等障碍物的土层中使用。国内应用振冲法加固地基的深度一般为国内应用振冲法加固地基的深度一般为

20、14 m14 m，最大达，最大达18 m18 m，置换率一般在，置换率一般在10103030，每米桩的填料量为，每米桩的填料量为0.30.7 m30.30.7 m3，直，直径为径为0.71.2 m0.71.2 m。第9页/共53页第十页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合地基复合地基复合地基复合地基(dj)(dj)处理处理处理处理 2.2.2.2.振冲法的设计要求振冲法的设计要求振冲法的设计要求振冲法的设计要求 （1 1 1 1）桩位布置桩位布置桩位布置桩位布置 对大面积处理，宜采用对大面积处理，宜采用对大面积处理，宜采用对大面积处理，宜采用(ciyng)(ciyng)(ciyng)(c

21、iyng)梅花形布置；对独立或条形基础，宜采梅花形布置；对独立或条形基础，宜采梅花形布置；对独立或条形基础，宜采梅花形布置；对独立或条形基础，宜采用用用用(ciyng)(ciyng)(ciyng)(ciyng)正方形、矩形或等腰三角形布置。正方形、矩形或等腰三角形布置。正方形、矩形或等腰三角形布置。正方形、矩形或等腰三角形布置。（2 2 2 2）桩的间距桩的间距桩的间距桩的间距 振冲置换法桩距可用振冲置换法桩距可用振冲置换法桩距可用振冲置换法桩距可用1.52.5 m1.52.5 m1.52.5 m1.52.5 m，荷载大或原土强度低时，宜取较小的间，荷载大或原土强度低时，宜取较小的间，荷载大或

22、原土强度低时，宜取较小的间，荷载大或原土强度低时，宜取较小的间距；反之，宜取较振冲置换法大的间距。对桩端未达相对硬层的短桩，宜取距；反之，宜取较振冲置换法大的间距。对桩端未达相对硬层的短桩，宜取距；反之，宜取较振冲置换法大的间距。对桩端未达相对硬层的短桩，宜取距；反之，宜取较振冲置换法大的间距。对桩端未达相对硬层的短桩，宜取小间距。振冲密实法振冲点间距与土的颗粒组成、要求达到的密实程度、地小间距。振冲密实法振冲点间距与土的颗粒组成、要求达到的密实程度、地小间距。振冲密实法振冲点间距与土的颗粒组成、要求达到的密实程度、地小间距。振冲密实法振冲点间距与土的颗粒组成、要求达到的密实程度、地下水位、振

23、冲器功率、水量等有关，应通过现场试验确定，可取下水位、振冲器功率、水量等有关，应通过现场试验确定，可取下水位、振冲器功率、水量等有关，应通过现场试验确定，可取下水位、振冲器功率、水量等有关，应通过现场试验确定，可取1.82.5 m1.82.5 m1.82.5 m1.82.5 m。第10页/共53页第十一页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理 （3 3 3 3）桩长、桩径确定桩长、桩径确定桩长、桩径确定桩长、桩径确定 振冲置换法桩长：当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相振冲置换法桩长：当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相振冲置换法桩长

24、：当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相振冲置换法桩长：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；否则，应按建筑物地基的变形允许值确对硬层埋藏深度确定；否则，应按建筑物地基的变形允许值确对硬层埋藏深度确定；否则，应按建筑物地基的变形允许值确对硬层埋藏深度确定；否则，应按建筑物地基的变形允许值确定，但桩长不宜小于定，但桩长不宜小于定，但桩长不宜小于定，但桩长不宜小于4 m4 m4 m4 m。在可液化的地基中，桩长应按要求的。在可液化的地基中，桩长应按要求的。在可液化的地基中，桩长应按要求的。在可液化的地基中，桩长应按要求的抗震处理抗震处理抗震处理抗震处理(chl)(chl)(chl)(c

25、hl)深度确定。桩径常为深度确定。桩径常为深度确定。桩径常为深度确定。桩径常为0.81.2 m0.81.2 m0.81.2 m0.81.2 m。振冲密实法。振冲密实法。振冲密实法。振冲密实法的振冲深度：当可液化土层不厚时，应穿过可液化土层；否则，的振冲深度：当可液化土层不厚时，应穿过可液化土层；否则，的振冲深度：当可液化土层不厚时，应穿过可液化土层；否则，的振冲深度：当可液化土层不厚时，应穿过可液化土层；否则，按要求的抗震处理按要求的抗震处理按要求的抗震处理按要求的抗震处理(chl)(chl)(chl)(chl)深度确定。深度确定。深度确定。深度确定。（4 4 4 4）填料填料填料填料 振冲置

26、换法可用含泥量不大的碎石、卵石、角砾、圆砾等振冲置换法可用含泥量不大的碎石、卵石、角砾、圆砾等振冲置换法可用含泥量不大的碎石、卵石、角砾、圆砾等振冲置换法可用含泥量不大的碎石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料。常用碎石的粒径为硬质材料。常用碎石的粒径为硬质材料。常用碎石的粒径为硬质材料。常用碎石的粒径为2050 mm2050 mm2050 mm2050 mm，材料的最大粒径不宜，材料的最大粒径不宜，材料的最大粒径不宜，材料的最大粒径不宜大于大于大于大于80 mm80 mm80 mm80 mm。第11页/共53页第十二页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合地基复合地基复合地基复合地基(dj)(d

27、j)处理处理处理处理 振冲密实法宜用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、振冲密实法宜用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂等硬质材料。中砂等硬质材料。3.3.振冲法的施工机械与施工步骤振冲法的施工机械与施工步骤 振冲法主要的施工机具是振冲器、吊机和水泵。振冲器是振冲法主要的施工机具是振冲器、吊机和水泵。振冲器是一个类似插入式混凝土振捣器的机具，其外壳直径为一个类似插入式混凝土振捣器的机具，其外壳直径为0.20.45 0.20.45 m m，长，长25 m25 m，重约，重约2050 kN2050 kN，筒内主要由一组偏心块、潜水电，筒内主要由一组偏心块、潜水电机和水管三部分组成，如图所示。

28、振冲器有两个功能，一是产机和水管三部分组成，如图所示。振冲器有两个功能，一是产生水平向振动力生水平向振动力(40(4090 kN)90 kN)作用于周围作用于周围(zhuwi)(zhuwi)土体；二是土体；二是从端部和侧部进行射水和补给水。振动力是加固地基的主要因从端部和侧部进行射水和补给水。振动力是加固地基的主要因素，射水起协助振动力在土中使振冲器钻进成孔，并在成孔后素，射水起协助振动力在土中使振冲器钻进成孔，并在成孔后清孔及实现护壁作用。清孔及实现护壁作用。第12页/共53页第十三页，共53页。振冲法的施工示意图如图所示，振冲法具体振冲法的施工示意图如图所示，振冲法具体(jt)(jt)施工

29、步骤如下：施工步骤如下：图振冲施工过程图振冲施工过程(a)定位、启动；定位、启动；(b)成孔、清孔；成孔、清孔；(c)开始开始(kish)填料、振冲；填料、振冲；(d)成桩成桩第13页/共53页第十四页，共53页。单元单元单元单元(dnyun)(dnyun)二二二二 复合地基处理复合地基处理复合地基处理复合地基处理（1 1）振冲器由吊车或卷扬机就位，打开下喷水口，启动振冲器；振冲器由吊车或卷扬机就位，打开下喷水口，启动振冲器；（2 2）在振动在振动(zhndng)(zhndng)力和水冲作用下，在土层中形成孔洞；力和水冲作用下，在土层中形成孔洞；（3 3）到达设计标高后清孔（用循环水带出孔中稠

30、泥浆），向桩孔到达设计标高后清孔（用循环水带出孔中稠泥浆），向桩孔逐段添加填料逐段添加填料(粗砂、砾砂、碎石、卵石等粗砂、砾砂、碎石、卵石等)，填料粒径不宜大，填料粒径不宜大于于80 mm80 mm，碎石粒径常用，碎石粒径常用2050 mm2050 mm，每段填料均在振冲器振动，每段填料均在振冲器振动(zhndng)(zhndng)作用下振挤密实，达到要求密实度后就可以上提，作用下振挤密实，达到要求密实度后就可以上提，重复上述操作直至地面，从而在地基中形成一根具有相当直径重复上述操作直至地面，从而在地基中形成一根具有相当直径的密实桩体，同时孔周围一定范围的土也被挤密。的密实桩体，同时孔周围一定

31、范围的土也被挤密。第14页/共53页第十五页，共53页。单元单元单元单元(dnyun)(dnyun)二二二二 复合地基处理复合地基处理复合地基处理复合地基处理 孔内填料的密实度可以从振动所耗的电量来反映，通过观孔内填料的密实度可以从振动所耗的电量来反映，通过观察电流变化来控制。察电流变化来控制。振冲法的显著优点是用一个较轻便的机具，将强大的水平振冲法的显著优点是用一个较轻便的机具，将强大的水平向振动向振动(有的振冲器也附有垂直向的振动有的振冲器也附有垂直向的振动)直接递送到深度直接递送到深度(shnd)(shnd)达达20 m20 m左右的软弱地基内，施工设备较简单，操作方左右的软弱地基内，施

32、工设备较简单，操作方便，施工速度快，造价较低。缺点是加固地基时要排出大量的便，施工速度快，造价较低。缺点是加固地基时要排出大量的泥浆，环境污染比较严重。泥浆，环境污染比较严重。第15页/共53页第十六页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理二、二、二、二、化学加固法化学加固法化学加固法化学加固法 化学加固法是指在软土地基中掺入水泥、石灰等，通过搅拌、化学加固法是指在软土地基中掺入水泥、石灰等，通过搅拌、化学加固法是指在软土地基中掺入水泥、石灰等，通过搅拌、化学加固法是指在软土地基中掺入水泥、石灰等，通过搅拌、喷射方式使其与土颗粒混

33、合固化，或把一些能固化的化学浆液喷射方式使其与土颗粒混合固化，或把一些能固化的化学浆液喷射方式使其与土颗粒混合固化，或把一些能固化的化学浆液喷射方式使其与土颗粒混合固化，或把一些能固化的化学浆液(水泥浆、水泥浆、水泥浆、水泥浆、水玻璃、氯化钙溶液等水玻璃、氯化钙溶液等水玻璃、氯化钙溶液等水玻璃、氯化钙溶液等)注入地基土孔隙，以改善土的物理力学注入地基土孔隙，以改善土的物理力学注入地基土孔隙，以改善土的物理力学注入地基土孔隙，以改善土的物理力学(l(l(l(l xu)xu)xu)xu)性质的地基加固方法。性质的地基加固方法。性质的地基加固方法。性质的地基加固方法。按加固材料的状态分为粉体类按加固

34、材料的状态分为粉体类按加固材料的状态分为粉体类按加固材料的状态分为粉体类(水泥、石灰粉末水泥、石灰粉末水泥、石灰粉末水泥、石灰粉末)和浆液类和浆液类和浆液类和浆液类(水水水水泥浆及其他化学浆液泥浆及其他化学浆液泥浆及其他化学浆液泥浆及其他化学浆液)。按施工工艺分为深层搅拌法。按施工工艺分为深层搅拌法。按施工工艺分为深层搅拌法。按施工工艺分为深层搅拌法(低压搅拌法低压搅拌法低压搅拌法低压搅拌法)、高、高、高、高压喷射注浆法和灌浆法三类，下面分别予以介绍。压喷射注浆法和灌浆法三类，下面分别予以介绍。压喷射注浆法和灌浆法三类，下面分别予以介绍。压喷射注浆法和灌浆法三类，下面分别予以介绍。第16页/共

35、53页第十七页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合地基复合地基复合地基复合地基(dj)(dj)处理处理处理处理 （一）（一）（一）（一）深层搅拌法深层搅拌法深层搅拌法深层搅拌法 深层搅拌法是利用水泥、石灰（浆液或粉体）等材料作固深层搅拌法是利用水泥、石灰（浆液或粉体）等材料作固深层搅拌法是利用水泥、石灰（浆液或粉体）等材料作固深层搅拌法是利用水泥、石灰（浆液或粉体）等材料作固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软

36、土和固化剂强制拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和土和固化剂强制拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和土和固化剂强制拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和土和固化剂强制拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和较高强度的水泥或石灰加固体，与天然地基形成复合地基。较高强度的水泥或石灰加固体，与天然地基形成复合地基。较高强度的水泥或石灰加固体，与天然地基形成复合地基。较高强度的水泥或石灰加固体，与天然地基形成复合地基。深层搅拌法又可分为深层搅拌法又可分为深层搅拌法又可分为深层搅拌法又可分为(fn wi)(fn wi)水泥浆搅拌法和粉体喷射搅水泥浆搅拌法和粉体喷射搅水泥浆搅拌法和粉体喷射搅水泥

37、浆搅拌法和粉体喷射搅拌法，所形成的桩称为水泥搅拌桩和粉喷桩。拌法，所形成的桩称为水泥搅拌桩和粉喷桩。拌法，所形成的桩称为水泥搅拌桩和粉喷桩。拌法，所形成的桩称为水泥搅拌桩和粉喷桩。深层搅拌法采用水泥或石灰作为固化剂时，各自的加固原深层搅拌法采用水泥或石灰作为固化剂时，各自的加固原深层搅拌法采用水泥或石灰作为固化剂时，各自的加固原深层搅拌法采用水泥或石灰作为固化剂时，各自的加固原理、设计方法、施工技术均不相同。下面以水泥深层搅拌法为理、设计方法、施工技术均不相同。下面以水泥深层搅拌法为理、设计方法、施工技术均不相同。下面以水泥深层搅拌法为理、设计方法、施工技术均不相同。下面以水泥深层搅拌法为例介

38、绍。例介绍。例介绍。例介绍。第17页/共53页第十八页，共53页。单元单元单元单元(dnyun)(dnyun)二二二二 复合地基处理复合地基处理复合地基处理复合地基处理 1.1.1.1.深层搅拌法加固原理及使用范围深层搅拌法加固原理及使用范围深层搅拌法加固原理及使用范围深层搅拌法加固原理及使用范围 水泥深层搅拌法加固的基本原理如下：水泥深层搅拌法加固的基本原理如下：水泥深层搅拌法加固的基本原理如下：水泥深层搅拌法加固的基本原理如下：(1)(1)(1)(1)水泥的水化反应水泥的水化反应水泥的水化反应水泥的水化反应 普通硅酸盐水泥主要由硅酸三钙普通硅酸盐水泥主要由硅酸三钙普通硅酸盐水泥主要由硅酸三

39、钙普通硅酸盐水泥主要由硅酸三钙(3CaOSiO2)(3CaOSiO2)(3CaOSiO2)(3CaOSiO2)、硅酸二钙、硅酸二钙、硅酸二钙、硅酸二钙(2CaOSiO2)(2CaOSiO2)(2CaOSiO2)(2CaOSiO2)、铝酸三钙、铝酸三钙、铝酸三钙、铝酸三钙(3CaOAl2O3)(3CaOAl2O3)(3CaOAl2O3)(3CaOAl2O3)、铁铝酸四钙、铁铝酸四钙、铁铝酸四钙、铁铝酸四钙(4CaOAl2O3Fe2O3)(4CaOAl2O3Fe2O3)(4CaOAl2O3Fe2O3)(4CaOAl2O3Fe2O3)等几种矿物组成，这些矿物与土中水发生等几种矿物组成，这些矿物与土中

40、水发生等几种矿物组成，这些矿物与土中水发生等几种矿物组成，这些矿物与土中水发生水化反应，生成氢氧水化反应，生成氢氧水化反应，生成氢氧水化反应，生成氢氧?疲跜疲跜疲跜疲跜a(OH)2a(OH)2a(OH)2a(OH)2、水化硅酸钙、水化硅酸钙、水化硅酸钙、水化硅酸钙(CaO2SiO23H2O)(CaO2SiO23H2O)(CaO2SiO23H2O)(CaO2SiO23H2O)、水化铝酸钙、水化铝酸钙、水化铝酸钙、水化铝酸钙(CaOAl2O36H2O)(CaOAl2O36H2O)(CaOAl2O36H2O)(CaOAl2O36H2O)、水化铁、水化铁、水化铁、水化铁酸钙酸钙酸钙酸钙(CaOFe2O

41、36H2O)(CaOFe2O36H2O)(CaOFe2O36H2O)(CaOFe2O36H2O)等化合物，从而降低等化合物，从而降低等化合物，从而降低等化合物，从而降低(jingd)(jingd)(jingd)(jingd)土中含水土中含水土中含水土中含水量。这些水化物初始呈液态，随着时间的增长逐渐结硬。量。这些水化物初始呈液态，随着时间的增长逐渐结硬。量。这些水化物初始呈液态，随着时间的增长逐渐结硬。量。这些水化物初始呈液态，随着时间的增长逐渐结硬。第18页/共53页第十九页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理第19页/共53

42、页第二十页，共53页。单元单元单元单元(dnyun)(dnyun)二二二二 复合地基处理复合地基处理复合地基处理复合地基处理 （2 2 2 2）土颗粒与水泥水化物的作用土颗粒与水泥水化物的作用土颗粒与水泥水化物的作用土颗粒与水泥水化物的作用 软土中的矿物质（如软土中的矿物质（如软土中的矿物质（如软土中的矿物质（如SiO2SiO2SiO2SiO2、Al2O3Al2O3Al2O3Al2O3）与水泥水化物中的）与水泥水化物中的）与水泥水化物中的）与水泥水化物中的Ca(OH)2Ca(OH)2Ca(OH)2Ca(OH)2进行化学反应，生成不溶于水的结晶化合物。这些新形进行化学反应，生成不溶于水的结晶化合

43、物。这些新形进行化学反应，生成不溶于水的结晶化合物。这些新形进行化学反应，生成不溶于水的结晶化合物。这些新形成的化合物在水中和空气中逐渐硬化，增大了水泥土的强度。成的化合物在水中和空气中逐渐硬化，增大了水泥土的强度。成的化合物在水中和空气中逐渐硬化，增大了水泥土的强度。成的化合物在水中和空气中逐渐硬化，增大了水泥土的强度。SiO2+Ca(OH)2+nH2OCaOSiO2(n+1)H2OSiO2+Ca(OH)2+nH2OCaOSiO2(n+1)H2OSiO2+Ca(OH)2+nH2OCaOSiO2(n+1)H2OSiO2+Ca(OH)2+nH2OCaOSiO2(n+1)H2O Al2O3+Ca(

44、OH)2+nH2OCaOAl2O3(n+1)H2O Al2O3+Ca(OH)2+nH2OCaOAl2O3(n+1)H2O Al2O3+Ca(OH)2+nH2OCaOAl2O3(n+1)H2O Al2O3+Ca(OH)2+nH2OCaOAl2O3(n+1)H2O 此外，软土中含有游离的钠离子此外，软土中含有游离的钠离子此外，软土中含有游离的钠离子此外，软土中含有游离的钠离子Na+Na+Na+Na+和钾离子和钾离子和钾离子和钾离子K+K+K+K+，它们能和，它们能和，它们能和，它们能和水泥水化生成的钙离子水泥水化生成的钙离子水泥水化生成的钙离子水泥水化生成的钙离子Ca+Ca+Ca+Ca+进行当量吸

45、附交换进行当量吸附交换进行当量吸附交换进行当量吸附交换(jiohun)(jiohun)(jiohun)(jiohun)，并使，并使，并使，并使较小的土颗粒形成较大的粒团，使土体强度提高。较小的土颗粒形成较大的粒团，使土体强度提高。较小的土颗粒形成较大的粒团，使土体强度提高。较小的土颗粒形成较大的粒团，使土体强度提高。第20页/共53页第二十一页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理 （3 3 3 3）碳酸化作用碳酸化作用碳酸化作用碳酸化作用 水泥水化物中的水泥水化物中的水泥水化物中的水泥水化物中的Ca(OH)2Ca(OH)2Ca(

46、OH)2Ca(OH)2与空气中的与空气中的与空气中的与空气中的CO2CO2CO2CO2反应生成不溶于水的碳反应生成不溶于水的碳反应生成不溶于水的碳反应生成不溶于水的碳酸钙酸钙酸钙酸钙CaCO2CaCO2CaCO2CaCO2，也能提高软土的强度，并与周围土体形成复合地基。，也能提高软土的强度，并与周围土体形成复合地基。，也能提高软土的强度，并与周围土体形成复合地基。，也能提高软土的强度，并与周围土体形成复合地基。深层搅拌法适用于：加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和深层搅拌法适用于：加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和深层搅拌法适用于：加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和深层搅拌法适用于：加固较

47、深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高、且地基承载力特征值不大于含水量较高、且地基承载力特征值不大于含水量较高、且地基承载力特征值不大于含水量较高、且地基承载力特征值不大于120 kPa120 kPa120 kPa120 kPa的黏性土地基。的黏性土地基。的黏性土地基。的黏性土地基。对超软土效果对超软土效果对超软土效果对超软土效果(xiogu)(xiogu)(xiogu)(xiogu)更为显著。如图所示为用于软基处理的粉更为显著。如图所示为用于软基处理的粉更为显著。如图所示为用于软基处理的粉更为显著。如图所示为用于软基处理的粉喷桩。喷桩。喷桩。喷桩。第21页/共53页第二十二页，共53页。单

48、元二单元二单元二单元二 复合复合复合复合(fh)(fh)地基处理地基处理地基处理地基处理图粉喷桩图粉喷桩第22页/共53页第二十三页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合地基复合地基复合地基复合地基(dj)(dj)处理处理处理处理 2.2.2.2.深层搅拌桩的设计要点深层搅拌桩的设计要点深层搅拌桩的设计要点深层搅拌桩的设计要点 （1 1 1 1）固化剂和外掺剂固化剂和外掺剂固化剂和外掺剂固化剂和外掺剂 固化剂宜选用强度等级为固化剂宜选用强度等级为固化剂宜选用强度等级为固化剂宜选用强度等级为32.532.532.532.5级以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量一般级以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量一

49、般级以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量一般级以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量一般为为为为12%20%12%20%12%20%12%20%。外掺剂可根据工程需要和土质条件选用早强、缓凝、减水以及。外掺剂可根据工程需要和土质条件选用早强、缓凝、减水以及。外掺剂可根据工程需要和土质条件选用早强、缓凝、减水以及。外掺剂可根据工程需要和土质条件选用早强、缓凝、减水以及节约水泥等作用的材料。节约水泥等作用的材料。节约水泥等作用的材料。节约水泥等作用的材料。（2 2 2 2）桩长和桩径桩长和桩径桩长和桩径桩长和桩径 桩长应通过桩长应通过桩长应通过桩长应通过(tnggu)(tnggu)(tnggu)(tnggu)计

50、算确定，一般水泥搅拌桩桩长可达计算确定，一般水泥搅拌桩桩长可达计算确定，一般水泥搅拌桩桩长可达计算确定，一般水泥搅拌桩桩长可达30 m30 m30 m30 m，桩体直，桩体直，桩体直，桩体直径为径为径为径为6080 cm6080 cm6080 cm6080 cm；粉喷桩桩长可达；粉喷桩桩长可达；粉喷桩桩长可达；粉喷桩桩长可达1030 m1030 m1030 m1030 m，桩体直径为，桩体直径为，桩体直径为，桩体直径为50100 cm50100 cm50100 cm50100 cm。第23页/共53页第二十四页，共53页。单元二单元二单元二单元二 复合地基复合地基复合地基复合地基(dj)(dj