jgj79(2012)新规范讲座ppt2

第三部分 复 合 地 基一、复合地基的概念二、复合地基的承载力三、复合地基的变形四、多桩形复合地基,一、复 合 地 基的概念定义：部分土体被增强或置换，形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基,一般规定7.1.1 复合地基设计前，应在有代表性的场地上进行现场试验或试验性施工，以确定设计参数和处理效果。7.1.2 对散体材料复合地基增强体应进行密实度检验；对有粘结强度复合地基增强体应进行强度及桩身完整性检验。7.1.3 复合地基承载力的验收检验应采用复合地基静载荷试验，对有粘结强度的复合地基增强体尚应进行单桩静载荷试验。7.1.4 复合地基增强体单桩的桩位施工偏差，对条形基础的边桩沿轴线方向不得大于1/4 的桩径，沿垂直轴线方向不得大于1/6 桩径；其它情况桩位的施工偏差不得大于0.4 倍桩径；桩身的垂直度偏差不得大于1%。,复 合 地 基承载力计算,7.1.5 复合地基初步设计时可按下式估算承载力： 1 对散体材料增强体复合地基 （7.1.5-1） 式中 fspk复合地基承载力特征值（kPa）； fsk 处理后桩间土承载力特征值(kPa)，可按地区经验确定；无试验资料时，除灵敏度较高的土外，可取天然地基承载力特征值； 桩间土承载力提高系数，应按静载荷试验确定； n复合地基桩土应力比，在无实测资料时， 可取 1.52.5，原土强度低取大值，原土 强度高取小值； m 复合地基置换率， ；d为桩身平均直径（m）, de为一根桩分担的处理 地基面积的等效圆直径（m）；,等边三角形布桩 正方形布桩 矩形布桩 s 、s1 、s2 分别为桩间距、纵向桩间距和横向桩 间距。,2 对有粘结强度增强体复合地基 (7.1.5-2) 式中: fspk复合地基承载力特征值(kPa)； 单桩承载力发挥系数，按当地经验取值； m 面积置换率； Ra单桩承载力特征值(kN)； AP桩的截面积(m2 )； 桩间土承载力发挥系数，按当地经验取值,3 增强体单桩竖向承载力特征值可按下式估算： （7.1.5-3）u p桩的周长(m)；q si 桩周第i 层土的侧阻力特征值(kPa)，可按地区经验确定；l pi桩长范围内第i 层土的厚度(m)；p 桩端端阻力发挥系数，应按地区经验确定；qp 桩端端阻力特征值(kPa)，可按地区经验确定；对于水泥搅拌桩、旋喷桩应取未经修正的桩端地基土承载力特征值。,复合地基承载力的计算表达式对不同的增强体和地基土情况，对散体材料桩复合地基计算时桩土应力比n 应按试验取值或按地区经验取值。对有粘结强度增强体复合地基，本次修订根据试验结果增加了增强体单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数，其基本依据是，在复合地基静载荷试验中取s/b 或s/d等于0.01 确定复合地基承载力时，地基土和单桩承载力发挥系数的试验结果。一般情况下，复合地基设计有褥垫层时，地基土承载力的发挥是比较充分的。,对刚度较大的增强体，在复合地基静载荷试验取s/b 或s/d 等于0.01 确定复合地基承载力以及增强体单桩静载荷试验确定单桩承载力特征值的情况下，增强体单桩承载力发挥系数为0.70.9，而地基土承载力发挥系数为1.01.1。首先，复合地基承载力设计中增强体单桩承载力发挥和桩间土承载力发挥与桩、土相对刚度有关，相同褥垫层厚度的变形条件下，相对刚度差值越大，刚度大的增强体在加荷初始发挥较小，后期发挥较大；其次，当提供的单桩承载力和天然地基承载力存在较大的富余值，增强体单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数均可达到1.0，复合地基承载力载荷试验检验结果也能满足设计要求。同时复合地基承载力载荷试验是短期荷载作用，应考虑长期荷载作用的影响。总之复合地基设计要根据工程的具体情况，采用相对安全的设计。初步设计时，增强体单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数的取值范围在0.81.0 之间，增强体单桩承载力发挥系数取高值时桩间土承载力发挥系数应取低值，反之，增强体单桩承载力发挥系数取低值时桩间土承载力发挥系数应取高值。所以，没有充分的地区经验时应通过试验确定设计参数。桩端端阻力发挥系数与增强体的荷载传递性质、增强体长度以及桩土相对刚度密切相关。桩长过长影响桩端承载力发挥时应取较低值；水泥土搅拌桩其荷载传递受搅拌土的性质影响应取0.40.6；其它情况可取1.0。,7.1.6 有粘结强度复合地基增强体桩身强度应满足式(7.1.6-1)的要求。当复合地基承载力进行基础埋深的深度修正时，增强体桩身强度应满足式(7.1.6-2)的要求: (7.1.6-1) (7.1.6-2) 式中： fcu 桩体试块（边长150mm 立方体）标准养护28d 的立方体抗压强度平均值（kPa），对水泥土搅拌桩应满足7.3.3 条的规定；m基础底面以上土的加权平均重度（kN/m3），地下水位以下取浮重度；d 基础埋置深度（m）；fspa 深度修正后的复合地基承载力特征值（kPa）。,7.2 振冲碎石桩和沉管砂石桩复合地基,复合地基的承载力初步设计可按（7.1.5-1）式估算，处理后桩间土承载力特征值，对于松散的砂土、粉土可取原天然地基承载力特征值的（1.21.5）倍；复合地基桩土应力比n，宜采用实测值确定，如无实测资料时，对于黏性土可取2.04.0，对于砂土、粉土可取1.53.0；（增）,7.3.3 水泥土搅拌桩复合地基的设计应符合下列规定：1 搅拌桩的长度，应根据上部结构对地基承载力和变形的要求确定，并应穿透软弱土层到达地基承载力相对较高的土层；当设置的搅拌桩同时为提高地基抗滑稳定性时，其桩长应超过危险滑弧以下不少于2.0m；干法的加固深度不宜大于15m，湿法加固深度不宜超过20m；2 复合地基的承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基静载荷试验确定。初步设计时可按本规范公式(7.1.5-2)估算，处理后桩间土承载力特征值fsk (kPa)，可取天然地基承载力特征值；桩间土承载力发挥系数，对淤泥，淤泥质土、流塑状软土等处理土层，可取0.10.4，对其它土层可取0.40.8；单桩承载力发挥系数 可取1.0；,7.3 水泥土搅拌桩复合地基,3 单桩承载力特征值，应通过现场静载荷试验确定。初步设计时可按式(7.1.5-3)估算，桩端端阻力发挥系数可取0.40.6；桩端端阻力特征值，可取桩端土未修正的地基承载力特征值，并应满足式(7.3.3-1)的要求，应使由桩身材料强度确定的单桩承载力不小于由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。 (7.3.3-1)式中：fcu与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土，边长为70.7mm 的立方体试块在标准养护条件下90d 龄期的立方体抗压强度平均值(kPa)；桩身强度折减系数，干法可取0.200.30；湿法可取0.250.33。,7.4 旋喷桩复合地基,7.4.3 旋喷桩复合地基承载力特征值和单桩竖向承载力特征值应通过现场静载荷试验确定。初步设计时，可按本规范公式（7.1.5-2）(7.1.5-3）估算，其桩身材料强度尚应满足式（7.1.6-1）（7.1.6-2）要求。,原规范：,7.5 灰土挤密桩和土挤密桩复合地基,7.9 复合地基承载力特征值，应按本规范第7.1.5 条确定。初步设计时，可按本规范式(7.1.5-1)进行估算。桩土应力比应按试验或地区经验确定。灰土挤密桩复合地基承载力特征值，不宜大于处理前天然地基承载力特征值的2.0 倍，且不宜大于250 kPa；对土挤密桩复合地基承载力特征值，不宜大于处理前天然地基承载力特征值的1.4 倍，且不宜大于180 kPa；,原规范“灰土挤密桩和土挤密桩复合地基承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基载荷试验确定。初步设计当无试验资料时，可按当地经验确定，但对灰土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的2.0 倍，并不宜大于250kPa； 对土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的1.4 倍，并不宜大于180kPa。”,7.6 夯实水泥土桩复合地基,复合地基承载力特征值，应按本规范7.1.5 条规定确定。初步设计时也可按公式(7.1.5-2)进行估算；桩间土承载力发挥系数 可取0.91.0；单桩承载力发挥系数 可取1.0；,原规范中取0.91.0,7.7 水泥粉煤灰碎石桩复合地基,复合地基承载力特征值，应按本规范7.1.5 条规定确定。初步设计时，可按式（7.1.5-2）估算，其中单桩承载力发挥系数 和桩间土承载力发挥系数 应按地区经验取值，无经验时 可取0.80.9； 可取0.91.0；按（7.1.5-3）式估算单桩承载力时，桩端端阻力发挥系数 可取1.0；桩身强度应满足本规范第7.1.6 条的规定；,原规范中桩间土承载力折减系数无经验时取0.750.95.,7.8 柱锤冲扩桩复合地基,7.8.1 柱锤冲扩桩复合地基适用于处理地下水位以上的杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基，对地下水位以下饱和松软土层，应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过10m。原规范中地基处理深度不宜超过6m，复合地基承载力特征值不宜超过160kPa。,7.8 柱锤冲扩桩复合地基,承载力特征值应通过现场复合地基静载荷试验确定。初步设计时，对散体材料桩可按公式（7.1.5-1）估算，置换率m 宜取0.20.5；桩土应力比n 应通过试验确定或按地区经验确定；无经验值时，可取24。,7.9 多桩型复合地基,7.9.1 多桩型复合地基是指由两种及两种以上不同材料增强体 或由同一材料增强体而桩长不同时形成的复合地基，适用 于处理存在浅层欠固结土、湿陷性土、液化土等特殊土， 或场地土层具有不同深度持力层以及存在软弱下卧层，地 基承载力和变形要求较高时的地基处理。,7.9.6 多桩型复合地基承载力特征值，应采用多桩复合地基静载荷试验确定，初步设计时，可采用下式估算：1 对具有黏结强度的两种桩（增强体可为同一种材料，也可为不同材料）组合形成的多桩型复合地基（含长、短桩复合地基，等长桩复合地基）承载力特征值： (7.9.6-1) 式中， ml、m2 分别为1桩、2桩的面积置换率； l、2 分别为1桩、2桩单桩承载力发挥度；应 由单桩复合地基试验按等变形准则或多桩 复合地基载荷试验确定，有地区经验时也 可按地区经验确定。 Ra1、 Ra2分别为1桩、2桩单桩承载力特征值； Ap1、 Ap2 分别为1桩、2桩的横截面面积； 桩间土承载力发挥系数； fsk1桩、2桩处理后复合地基桩间土承载力特征值.,2 由具有粘结强度的A桩与散体材料B桩组合形成的复合地基 承载力特征值采用下式： (7.9.6-2) 式中， 仅由散体材料桩加固处理形成的复合地基承载力发挥系数；n仅由散体材料桩加固处理形成复合地基的桩土应力比；f sk仅由散体材料桩加固处理后桩间土承载力特征值(kPa)。条文说明：多桩型复合地基承载力特征值应采用多桩复合地基承载力静载荷试验确定，初步设计时的设计参数应根据地区经验取用，否则应通过试验确定。,7.9.7 多桩型复合地基面积置换率，应根据基础面积与该面积范围内实际的布桩数量进行计算，当基础面积较大或条形基础较长时，可用单元面积置换率替代。当按图7.9.7（a）布桩时，当按图7.9.7（b）布桩，且S1=S2时，,面积置换率的计算，当基础面积较大时，实际的布置桩距对理论计算采用的置换率的影响很小，因此当基础面积较大或条形基础较长时，可以单元面积置换率替代。,7.9.8 多桩型复合地基变形计算可按本规范第7.1.8条规定确定，复合土层的压缩模量可按下式计算：1 有黏结强度增强体的长短桩复合加固区、短桩桩端至长桩桩端加固区土层压缩模量提高系数分别按下式计算： (7.9.8-1) (7.9.8-2) 式中： f spk1 、 f spk分别为仅由长桩处理形成复合地基承载力特征值和长短桩复合地基承载力特征值(kPa)；1 、 2 分别为长短桩复合地基加固土层压缩模量提高系数和仅由长桩处理形成复合地基加固土层压缩模量提高系数；,复 合 地 基变形计算,7.1.7 复合地基变形计算，应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007 的有关规定，地基变形计算深度应大于复合土层的深度。当复合土层的分层与天然地基相同时，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的 倍， 值可按下式确定： 式中 fak基础底面下天然地基承载力特征值（kPa） 复合地基沉降计算目前仍以经验方法为主。本次修订综合各种复合地基的工程经验，提出以分层总和法为基础的计算方法。,7.1.8 复合地基的变形计算经验系数s 可根据地区沉降观测资料统计值确定，无经验取值时，可采用表7.1.8 的数值。,式中：Ai加固土层第i 层土附加应力系数沿土层厚度的积分值；Aj加固土层下第j 层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。,7.9.8 多桩型复合地基变形计算可按本规范第7.1.8条规定确定，复合土层的压缩模量可按下式计算：1 有黏结强度增强体的长短桩复合加固区、短桩桩端至长桩桩端加固区土层压缩模量提高系数分别按下式计算： (7.9.8-1) (7.9.8-2) 式中： f spk1 、 f spk分别为仅由长桩处理形成复合地基承载力特征值和长短桩复合地基承载力特征值(kPa)；1 、 2 分别为长短桩复合地基加固土层压缩模量提高系数和仅由长桩处理形成复合地基加固土层压缩模量提高系数；,2 对由有黏结强度的桩与散体材料桩组合形成的复合地基加固区土层压缩模量提高系数可按下式计算： (7.9.8-3) (7.9.8-4) 式中： f spk2仅由散体材料桩加固处理后复合地基承载力特征值(kPa)；k 处理后桩间土地基承载力的调整系数， k = f sk / f ak ；m2散体材料桩的面积置换率。多桩型复合地基变形计算在理论上可将复合地基的变形分为复合土层变形与下卧土层变形，分别计算后相加得到，其中复合土层的变形计算采用的方法有假想实体法、桩身压缩法、应力扩散法、有限元法等，下卧土层的变形计算一般采用分层总和法。理论研究与实测表明，大多数复合地基的变形计算的精度取决于下卧土层的变形计算精度，在沉降计算经验系数确定后，复合土层底部作用在天然地基顶面附加应力的计算取值是关键。该附加应力随上述复合地基沉降计算的方法不同而存在较大的差异，即使采用应力扩散一种方法，也因应力扩散角的取值不同计算结果不同。对多桩型复合地基，复合土层变形及下卧土层顶面附加应力的计算将更加复杂。,7.9.9 复合地基变形计算深度应大于复合地基土层的厚度，且应满足现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007的有关规定。,第四部分 注浆加固,一、基本概念1.注浆加固： 通过液压、气压或电化学原理把能固化的浆液注入岩土介质或物体的裂隙或孔隙中，以改善注浆对象的物理力学性质。2.注浆目的： 加固：提高岩土的力学强度和变形模量 纠偏：使已发生不均匀沉降的建筑物恢复原位或减少其偏斜度。 堵漏：封填孔洞，堵截流水。 防渗：降低渗透性，减少渗流量，提高抗渗能力，降低孔隙压力。3.对象： 注浆加固适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。砂砾石、湿陷性黄土、空洞（采空区、岩溶） 4.要求： 在地基处理中，注浆加固宜与其他地基处理方法联合使用，当采用单一注浆加固方法处理地基时要充分论证其可靠性。,二、注浆材料 主剂、溶剂、外加剂1.粒状浆材（1）不稳定：水泥砂浆、水泥粉煤灰浆、水泥浆；（2）稳定：水泥粘土浆、泥浆。2.化学浆材（1）无机：硅酸盐类（水玻璃）、烧碱；（2）有机：树脂类、聚氨酯类。3.注浆加固设计前应进行室内浆液配比试验和现场注浆试验，确定设计参数，检验施工方法和设备。有地区经验时可参考类似工程经验确定设计参数。,注浆材料类型与特性,注浆材料,（一）、水泥浆材,关键指标：水灰比，一般取0.62,水灰比水的重量/水泥的重量,过低：水含量小，流动性差,过高：水含量大，结石时间长，强度差,加入减水剂,注浆泵,水泥砂浆 ：在较大孔隙和裂隙中注浆,砂浆泵,挤压泵,（二）、粉煤灰水泥浆材,在普通水泥中掺入粉煤灰，规范15%20%，实际最大可掺入300,但是结石强度将降低！,粉煤灰对抗压强度及渗透性的影响,（三）、粘土水泥浆材,强度低，主要用于防渗堵漏。,水泥和粘土细粒部分含量,（四）、化学浆材,1.硅酸盐浆材（水玻璃）：加入胶凝剂（氯化钙、碳酸氢钠等）形成凝胶。,2.碱液：单液（NaOH）、双液（NaOH和CaCl2）：产生胶态Ca（OH）2，裹覆于土颗粒表面上，起胶结土颗粒的作用。,三、注浆机理及应用,（一）、渗入性注浆渗入性注浆是指在注浆压力作用下，浆液在不扰动和破坏地层结构的条件下渗入岩土缝隙的注浆，压力越大吸浆量及浆液扩散距离越大。,不扰动和破坏地层结构的条件下的粒状材料的可灌性,群粒堵塞效应,底端球形扩散,柱形扩散,（二）、劈裂注浆,劈裂注浆是利用水力劈裂原理，用较大的注浆压力，使浆液克服地层初始应力和抗拉强度，使其沿小主应力作用的平面上发生劈裂，人为制造或扩大岩土裂隙，以提高低透水性地基的可灌性和注浆量，从而获得满意的注浆效果。,（三）、压密注浆,压密注浆是通过钻孔向土层中压入浓浆，随着土体的压密和浆液挤入，将在压浆点周围形成灯泡空间，并因浆液的挤压作用而产生辐射状上抬力，从而引起地层局部隆起。,压密注浆原理示意图,（四）、电动化学注浆,当在粘性土中插入电极并通以直流电后，就在土中引起电渗、电泳和离子交换作用，促使在通电区域中的含水量显著降低，从而在土中形成渗浆“通道”。若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液，就能在“通道”上形成硅胶，并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体。,四、注浆设计,（一）设计程序及设计内容,1.地质调查；地基工程特性和水文地质条件,3.设计和计算,注浆标准：注浆后要达到的效果和质量,施工范围：注浆深度和注浆区的长度和宽度,注浆材料：材料种类和配方,浆液影响半径：在设计压力下有效扩散距离,钻孔布置：孔距、排距、孔数和排数,注浆压力：允许最大注浆压力,注浆效果评估：用各种方法和手段检测注浆效果,浆材和配方的设计原则,可灌性：主要针对渗入性注浆,流动性及其维持能力：保证较好的扩散距离析水性：注浆过程和注浆后不发生沉淀和分离抗渗性：防渗堵漏注浆力学强度：地基加固注浆低毒及低污染性：避免环境污染凝结时间：满足工程要求特殊工程性质：微膨胀、高抗冻等,水泥为主剂的浆液注浆加固：,1 对软弱土处理，可选用以水泥为主剂的浆液，也可选用水泥和水玻璃的双液型混合浆液，在有地下水流动的情况下，不应采用单液水泥浆液。 2 注浆孔间距按试验结果确定，一般可取1.02.0m。 3 浆液的初凝时间应根据地基土质条件和注浆目的确定。在砂土地基中，浆液的初凝时间宜为520min；在粘土地基中，宜为12h。 4 注浆量和注浆有效范围应通过现场注浆试验确定，在粘性土地基中，浆液注入率宜为15%20%；注浆点上的覆盖土厚度应大于2m。 5 对劈裂注浆的注浆压力，在砂土中，宜选用0.20.5MPa；在粘性土中，宜选用0.20.3MPa。对压密注浆，当采用水泥砂浆浆液时，塌落度宜为2575mm，注浆压力为17 MPa。当塌落度较小时，注浆压力可取上限值。当采用水泥水玻璃双液快凝浆液时，注浆压力应小于1 MPa。 6 对人工填土，应采用多次注浆，间隔时间按浆液的初凝时间根据试验结果确定，一般不应大于4h。,（二）规范具体要求,硅化浆液注浆加固：,1 渗透系数k =0.180m/d的砂土和粘性土宜采用压力双液硅化注浆；渗透系数k =0.12m/d的地下水位以上的湿陷性黄土可采用无压或压力单液硅化注浆；自重湿陷性黄土宜采用无压单液硅化注浆。 2 防渗注浆加固用的水玻璃模数不宜小于2.2。用于地基加固的水玻璃模数宜为2.53.3;不溶于水的杂质含量不应超过2%。 3 双液硅化注浆用的氧化钙溶液中的杂质不得超过0.06%，悬浮颗粒不得超过1%，溶液的PH值不得小于5.5。 4 硅化注浆加固的加固半径应根据孔隙比、浆液粘度、凝固时间、注浆速度、注浆压力、注浆量等通过实验确定。无试验资料时可按土的渗透系数参数表8.2.2确定。,5 注浆管的各排间距可取加固半径的1.5 倍；注浆管的间距可取加固半径的1.51.7 倍；注浆孔超出基础底面宽度不得少于0.5m；分层注浆时，加固层的厚度可按注浆管带孔部分的长度上下各0.25 倍加固半径计算。 6 单液硅化法应由浓度为10%15%的硅酸钠(Na20nSiO2)溶液，掺入2.5%氯化钠组成。 加固湿陷性黄土的溶液用量，可按下式估算：,Q硅酸钠溶液的用量（m3）； V拟加固湿陷性黄土的体积（m3）； 地基加固前，土的平均孔隙率； dN1灌注时，硅酸钠溶液的相对密度； 溶液填充孔隙的系数，可取0.600.80。,7 当硅酸钠溶液的浓度大于加固湿陷性黄土所要求的浓度时，应将其加水稀释，加水量可按下式估算：,Q稀释硅酸钠溶液的加水量（t）； dN稀释前，硅酸钠溶液的相对密度； q 拟稀释硅酸钠溶液的质量（t）。,8 采用单液硅化法加固湿陷性黄土地基，灌注孔的布置应符合下列要求： 1）灌注孔的间距：压力灌注宜为0.801.20m；溶液自渗宜为0.400.60m； 2）加固拟建的设备基础和建(构)筑物的地基，应在基础底面下按等边三角形满堂布置，超出基础底面外缘的宽度，每边不得小于1m； 3）加固既有建(构)筑物和设备基础的地基，应沿基础侧向布置，每侧不宜少于2 排。当基础底面宽度大于3m 时，除应在基础每侧布置2 排灌注孔外，必要时，可在基础两侧布置斜向基础底面中心以下的灌注孔或在其台阶上布置穿透基础的灌注孔，以加固基础底面下的土层。,8.2.3 碱液注浆加固适用于处理地下水位以上渗透系数为0.102.0m/d 的湿陷性黄土地基 ； 在自重湿陷性黄土场地采用时应通过试验确定其适应性。 8.2.4 碱液注浆加固设计应符合下列规定： 1 当100 g 干土中可溶性和交换性钙镁离子含量大于10mgeq 时，可采用单液法， 即只灌注氢氧化钠一种溶液加固；否则，应采用双液法，即需采用氢氧化钠溶液与氯化钙溶液轮番灌注加固。 2 碱液加固地基的深度应根据场地的湿陷类型、地基湿陷等级和湿陷性黄土层厚度， 并结合建筑物类别与湿陷事故的严重程度等综合因素确定。加固深度宜为25m。 对非自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的1.52.0 倍。 对级自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的2.03.0 倍。,3 碱液加固土层的厚度h，可按下式估算：h=l+r式中 l灌注孔长度，从注液管底部到灌注孔底部的距离（m）； r有效加固半径（m）。 4 碱液加固地基的半径r，宜通过现场试验确定。当碱液浓度和温度符合本规范第8.3.3 条规定时，有效加固半径与碱液灌注量之间，可按下式估算： 式中 V每孔碱液灌注量（L），试验前可根据加固要求达到的有效加固半径按式（8.2.4-3）进行估算； n拟加固土的天然孔隙率。 当无试验条件或工程量较小时，可取0.400.50m。 5 当采用碱液加固既有建(构)筑物的地基时，灌注孔的平面布置，可沿条形基础两侧或单独基础周边各布置一排。当地基湿陷较严重时，孔距可取0.70.9m，当地基湿陷较轻时，孔距可适当加大至1.22.5m。 6 每孔碱液灌注量可按下式估算： 式中 碱液充填系数，可取0.60.8； 工作条件系数，考虑碱液流失影响，可取1.1。,浆液扩散半径的确定,采用注浆试验确定,钻孔压水试验，求出注浆体的渗透性,钻孔取样，检查孔隙充浆情况,用大口径钻井或人工开挖竖井，肉眼检查地层充浆情况,扩散半径并非最远距离，而是指能符合设计要求，在多数条件下可达到的值,不能达到怎么办？,提高注浆压力,缩小孔距,注浆孔的布置,若l值接近零，b值仍小于T时，应采用多排注浆孔。,若单排孔满足设计要求，但孔距太小，可采用两排孔。,若l值较大而设计T值较小时，减小孔距有利但造成浆液浪费较大，因无效注浆面积较大。,无效注浆面积,注浆孔距,允许注浆压力设计,以不使地层结构破坏或仅发生局部的少量的破坏，作为确定地基允许注浆压力的基本原则。,宜采用注浆试验确定,五、注浆施工,（一）、注浆工艺,1. 钻孔注浆方法,花管注浆法,套管护壁法,打管困难,边钻边灌法或先钻后灌,山东政法干部管理学院挡土墙地基注浆加固,工艺示意图,袖阀管法,2. 注浆次序,水泥为主剂：17 注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，并宜采用先外围后内部的注浆施工方法。当地下水流速较大时，应从水头高的一端开始注浆。 18 对渗透系数相同的土层，首先应注浆封顶，然后由下向上进行注浆，防止浆液上冒。如土层的渗透系数随深度而增大，则应自下向上注浆。对互层地层，首先应对渗透性或孔隙率大的地层进行注浆。 19 当既有建筑地基进行注浆加固时，应对既有建筑及其邻近建筑、地下管线和地面的沉降、倾斜、位移、和裂缝进行监测。并应采用多孔间隔注浆和缩短浆液凝固时间等措施，减少既有建筑基础因注浆而产生的附加沉降。,8.3.2 硅化浆液注浆施工应符合下列规定： 1 压力灌浆溶液的施工步骤应符合下列规定： 1） 向土中打入灌注管和灌注溶液，应自基础底面标高起向下分层进行，达到设计深度后，将管拔出，清洗干净可继续使用；2） 加固既有建筑物地基时，在基础侧向应先施工外排，后施工内排。 3） 灌注溶液的压力值由小逐渐增大，但最大压力不宜超过200kPa。 2 溶液自渗的施工步骤，应符合下列要求： 1) 在基础侧向，将设计布置的灌注孔分批或全部打(或钻)至设计深度； 2) 将配好的硅酸钠溶液注满各灌注孔，溶液面宜高出基础底面标高0.50m，使溶液自行渗入土中； 3) 在溶液自渗过程中，每隔23h，向孔内添加一次溶液，防止孔内溶液渗干。 3 计算溶液量全部注入土中后，所有注浆孔宜用2：8 灰土分层回填夯实。,8.3.3 碱液注浆施工应符合下列规定： 1 灌注孔可用洛阳铲、螺旋钻成孔或用带有尖端的钢管打入土中成孔，孔径为60 100mm，孔中填入粒径为2040mm 的石子，直到注液管下端标高处，再将内径20mm 的注液管插入孔中，管底以上300mm 高度内填入粒径为25mm 的小石子，其上用2:8 灰土填入并夯实。 6 碱液加固施工，应合理安排灌注顺序和控制灌注速率。宜间隔12 孔灌注，并分段施工，相邻两孔灌注的间隔时间不宜少于3d。同时灌注的两孔间距不应小于3m。 7 当采用双液加固时，应先灌注氢氧化钠溶液，间隔812h后，再灌注氯化钙溶液，后者用量为前者的1/21/4。,3.注浆设备系统,单泵注浆双泵注浆交替注浆双管同时注浆,4.注浆质量检验,8.4.1 水泥为主剂的注浆加固质量检验应符合下列规定： 1 注浆检验时间应在注浆结束28d后进行。可选用标准贯入、轻型动力触探或 静力触探对加固地层均匀性进行检测。 2 应在加固土的全部深度范围内每隔1m取样进行室内试验，测定其压缩性、强度或渗透性。 3 注浆检验点可为注浆孔数的2%5%。当检验点合格率小于或等于80%，或虽大于80%但检验点的平均值达不到强度或防渗的设计要求时，应对不合格的注浆区实施重复注浆。,8.4.2 硅化注浆加固质量检验应符合下列规定： 1 硅酸钠溶液灌注完毕，应在710d后，对加固的地基土进行检验。 2 必要时，尚应在加固土的全部深度内，每隔1m取土样进行室内试验，测定其 压缩性和湿陷性。,“承载力及其均匀性应采用动力触探或其他原位测试检验”的规定。,8.4.3 碱液加固质量检验应复合下列规定： 1 碱液加固施工应作好施工记录，检查碱液浓度及每孔注入量是否符合设计要求。 2 可通过开挖或钻孔取样，对加固土体进行无侧限抗压强度试验和水稳性试验。取样部位应在加固土体中部，试块数不少于3个，28d龄期的无侧限抗压强度平均值不得低于设计值的90%。将试块浸泡在自来水中，无崩解。当需要查明加固土体的外形和整体性时，可对有代表性加固土体进行开挖，量测其有效加固半径和加固深度。,1. “施工中每间隔13d，应对既有建筑物的附加沉降进行观测” 。 2.“地基经碱液加固后应继续进行沉降观测，观测时间不得少于半年，按加固前后沉降观测结果或用触探法检测加固前后土中阻力的变化，确定加固质量。”,工程实例一：济钢铁路加固,济钢2004年钢铁产量达到638万吨，为完成2005年钢产量突破1000万吨的目标，需用鱼雷重型机车（657吨）代替原有轻型机车（130吨） 。,一、工程概况,二、地质情况,碎石垫层：密实，厚度为0.6m。黄土状粉质粘土：土黄色褐黄色，可塑，有小虫孔，具有垂直节理，含铁锰质氧化物，偶见粉土。该层分布比较普遍，厚度变化较小，性质比较均匀，具有I级非自重湿陷性，湿陷多发生在4.00m以浅，地基承载力特征值130kPa。粉质粘土：褐黄色棕褐色，可塑，饱和，有钙质条纹及铁锰氧化物，下部棕红色者含粘粒较高，偶见姜石。该层分布比较普遍，局部缺失，厚度比较均匀。,三、加固要求, 根据岩土工程勘察报告，现有路基持力层第2层黄土状粉质粘土的地基承载力特征值为130kPa。鱼雷重型机车自重为287T，装载物最大重量为370T，外形尺寸（长宽高）25.8m3.8m4.515m，单轴（共16轴）荷载为41T。设计要求地基承载力特征值为230kPa。不满足新型鱼雷重型机车正常安全运行的要求，因此必须对现有铁路路基进行加固处理。 由于现有的生产状况不允许停产，因此所采用的铁路路基加固处理方法的施工不能影响现有铁路的正常运行。 根据预定计划2005年4月新型鱼雷重型机车要在现有铁路线路上投入运行，而2005年1月3月处于济南气温比较低的季节，最低温度达到零下13，因此采用的地基处理方法必须能够冬季施工。,四、加固设计,沿铁路横向布置六排孔，有效孔深为2.0m（自道床底算起），孔径为90110mm，横向间距为700mm，纵向间距为543.5mm。,1.注浆采用双液（烧碱溶液和氯化钙溶液）加固，双液加固用烧碱溶液浓度为100g/L，氯化钙（CaCl2 ）液浓度为60g/L，每立方加固土体所用烧碱为45kg，所用氯化钙（CaCl2 ）为20kg，灌注时烧碱溶液温度为100C2. 注浆施工时，采用间隔式分批沿钢轨两侧注浆，先注入烧碱溶液，注入烧碱溶液完毕后8小时再注入氯化钙溶液。连续注浆孔的间距不得低于2m，相邻注浆孔注浆间隔时间不得低于2天。浆液灌注速度应控制在25L/min，当浆液灌注速度小于1L/min并持续5min以上时，可以停止注浆。停止注浆后，通过注浆养护管对注浆孔进行蒸汽养护，每孔养护时间不少于2小时。注浆完毕后，采用水泥浆封孔，水泥浆水灰比为0.81.0，水泥浆灌注高度至道床碎石层底，封孔完毕后用与原基床碎石同规格的碎石填平孔口。,试验段施工,五、施工工序,人工掏石子：把上部道渣层范围内的石子掏出；,人工初步掏孔,下套管,下套管：避免在道渣层下部成孔时上部石子滑塌，套管为直径150mm、厚3m的钢管；,洛阳铲成孔,下套管后，底部土层采用洛阳铲成孔。,通过注浆管进行蒸汽养护和注浆完毕后注水泥浆封孔。注浆管长度为2.5m，直径为25mm钢管，钢管下端1米每隔250mm用台钻钻直径为6mm的排气孔。,下注浆管,填石子,下注浆管后，立即向孔内填筑直径为0.51.0cm的小石子，填石子时先堵住注浆管管口，然后慢慢向孔内溜放，以免石子在孔内卡住形成空孔段，易使孔壁坍塌造成堵孔事故。,架设注浆管,水汽分离器,蒸气管道由45的钢管组成，两节6m的钢管焊接为12m长的钢管作为一个施工段用钢管，各段之间采用三通连接，并用球阀和短管（丝）（两个短丝、一个球阀）每12m设置一蒸气出口。蒸气加热管和养护管采用32的橡胶高温耐热管（长17m）以增加管道的灵活性，蒸气加热管的一端与1.0m长的25钢管以保证加热水过程中的安全性。,加热浆液用水,首先对利用蒸汽加热配置浆液用水，加热温度到80以，然后加固固体NaOH，利用其溶液时放热使得配置好浆液的温度要达到在100。由于固体CaCl2在溶液中不放热，所以配置CaCl2溶液用水要加热到100。,配制NaOH和CaCl2浆液,按照设计要求配置NaOH和CaCl2浆液，首先根据配置浆液用容器的大小计算出需要的NaOH和CaCl2及水的用量，然后用磅秤秤重NaOH和CaCl2，用量桶或指定容器计算用水量。其中配置NaOH浆液时应先加水，然后把烧碱块慢慢放入水中。经人工搅拌使烧碱完全融解，同时保证配置浆液的均匀。,灌注浆液及蒸汽养护,待浆液加热至沸腾后，立即通过架设好的注浆管道，均匀向注浆孔中注浆，严格控制阀门和注浆管口位置，防止浆液外流。首先灌注浓度为125g/L的氢氧化钠溶液，蒸汽养护2小时，8小时后再灌注浓度为125g/L的氯化钙溶液。,封孔注浆,注浆完毕后，利用1：1水泥浆封孔注浆，封孔完毕后用与原基床碎石同规格的碎石填平孔口，加固完毕后，碎石层的找平工作由建设单位完成。,实施效果,检测方法包括静载试验、标贯试验、取土试验，利用三种方法测试结果表明，加固后的铁路路基地基承载力特征值达到250kPa，满足新型鱼雷重型机车正常行车安全的要求。,工程实例二：圆煤厂基础注浆加固,原始地貌为一山坡，基岩顶面起伏较大，东南高，西北低。 -1杂填土：杂色，成分主要由建筑垃圾、碎石、矿渣及粘性土等组成。该层结构松散，层厚为1.0012.00m。 -2素填土：黄褐、褐黄、棕红等色，成分以第四系粉土、粘性土为主，混少量小碎石、粗砾砂，局部见少量砖屑、煤屑等建筑垃圾。该层结构松散，仅局部揭露，揭露层厚2.50m。 卵石：杂色、灰褐色，其主要成分为石灰岩、花岗岩等，次棱角状亚圆形，粒径大小不一，由数厘米十几厘米不等，混粗砂、砾石，粘性土充填，稍密密实。该层场地内普遍分布，揭露层厚为1.3013.60m，层底深度3.0019.70m，相应层底高程204.16224.21m。,拟建工程为圆形煤仓，煤仓西北侧为白杨河河道，且场地填土较厚，为保证煤仓使用期间结构的安全，需对场地进行加固。,设计方案：1.所有注浆孔按设计位置采用冲击成孔，成孔直径为108mm，最外围注浆孔孔距1000mm，内侧注浆孔间距1.5m；注浆孔进入碎石土层不小于500mm，注浆孔长度根据碎石层顶部标高变化情况进行调整。当注浆孔位置与已施工工程桩冲突时，可以对注浆孔位置进行调整。2.注浆孔成孔后放入注浆管，孔口采用1:1水泥砂浆封孔，其中桩基承台范围内的注浆孔封孔长度为2.0m其他部位注浆封孔长度为自整平后的标高（绝对标高220.5m，相对标高-0.5m）至绝对标高218.0m（相对标高-3.0m）；,注浆完成后场地,地基载荷试验,微型桩的发展历史,微型桩在上世纪30年代由意大利首创：“Dr.Fernando Lizzi”the “Father” of Micropiles美国于40年代开始使用微型桩，发展十分迅速。我国于1981年开始研究，1985年第一次使用。国外的微型桩的结构主要为杆体和注浆体组成，杆体一般为劲性材料；注浆共有静力注浆、套管二次压浆（1MPa)、注浆管二次压浆（1MPa，间隔1525分钟)、注浆管二次压浆（间隔几小时）四种方法。我国的微型桩杆体主要有钢筋笼、劲性钢材两种，注浆分为水泥砂浆、水泥浆、石子水泥浆等，也可进行二次压浆。,第五部分 微型桩,一、一般规定,9.1.1 微型桩加固适用于既有建筑地基加固或新建建筑的地基处理。微型桩按桩型、施工工艺，可分为树根桩法、预制桩法、注浆钢管桩法等。9.1.2 微型桩加固后的地基，当桩与承台整体连接时，可按桩基础设计；桩与基础不整体连接时，可按复合地基设计。按桩基设计时，桩顶与基础的连接应符合现行国家行业标准建筑桩基技术规范JGJ94的有关规定；按复合地基设计时，应符合本规范第7章的有关规定，褥垫层厚度宜为100mm150mm。9.1.3 既有建筑地基基础采用微型桩加固补强，应符合国家现行标准既有建筑地基基础加固技术规范JGJ 123 的有关规定。,9.1.5微型桩中钢构件或钢筋的防腐耐久性设计应考虑环境的腐蚀性、微型桩的类型、荷载类型（受拉或受压）、钢材的品种及要求的设计使用年限。防腐层可采用水泥浆、砂浆、混凝土保护层，或增加一定厚度损失的钢材防腐层。9.1.6 水泥浆、砂浆或混凝土与钢构件或钢筋构成的微型桩，保护层最小厚度分别为水泥浆20mm、砂浆35mm、混凝土50mm。,9.1.4 根据环境的腐蚀性、微型桩的类型、荷载类型（受拉或受压）、钢材的品种及设计使用年限，微型桩中钢构件或钢筋的防腐构造应符合耐久性设计的要求。钢构件或钢筋保护层厚度不应小于25mm，砂浆保护层厚度不应小于35mm，混凝土保护层厚度不应小于50mm；条文说明：水泥浆、水泥砂浆、混凝土保护层的厚度的规定，参照了国内外其它技术标准对水下钢材设置保护层的相关规定要求。增加一定腐蚀厚度的做法已成为与设置保护层方法并行选择的方法，可根据设计施工条件、经济性等综合确定。欧洲标准（BS EN14199:2005）对微型桩用型钢（钢管）由于腐蚀造成的损失厚度，见表29。,二、树根桩法,9.2.1 树根桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基处理。,9.2.2 树根桩加固设计应符合下列规定：1 树根桩的直径宜为150mm300mm，桩长不宜超过30m，新建建筑工程桩的布置宜采用直桩型，必要时，可采用斜桩网状布置；2 树根桩的单桩竖向承载力可通过单桩静载荷试验确定。当无试验资料时，可按7.1.5-3式估算。当采用水泥浆二次注浆工艺时，桩侧阻力宜乘1.21.4的系数；3 桩身材料混凝土强度不应小于C25，灌注材料可用水泥浆、水泥砂浆、细石混凝土或其它灌浆料，也可用碎石或细石充填再灌注水泥浆、水泥砂浆；4 树根桩主筋不应少于3 根，钢筋直径不应小于12mm，且宜通长配筋；5 对高渗透性土体或存在地下洞室可能导致的胶凝材料流失，以及施工和使用过程中可能出现桩孔变形与移位，造成微型桩的失稳与扭曲时，应采取土层加固等技术措施。,9.2.3 树根桩施工应符合下列规定：1 桩位平面允许偏差宜为20mm；桩身垂直度偏差不应大于1%；2 土层中采用钻机成孔，可采用天然泥浆护壁，必要时，应加套管；3 树根桩用钢筋笼宜整根吊放。分节吊放时，钢筋搭接焊缝长度双面焊不得小于5 倍钢筋直径；单面焊不得小于10 倍钢筋直径，施工时，应缩短吊放和焊接时间；钢筋笼应采用悬挂或支撑的方法，确保灌