地基处理技术生学习讲义

建筑地基处理技术规范第四章地基处理（3）

2013年2月重要性1、由于高层建筑的大量兴建，荷载加大，原来不需处理的地基，现在需要处理，其次，城区的扩大，原来的鱼塘、农田，地基处理应用的越来越多，越来越广泛.如北京，燕郊…..2、注册岩土工程师考试:执业资格考试勘察、浅基础、深基础、地基处理、抗震、特种岩土、岸坡、工程经济共10个方面。3、一些新技术,其作用机理和计算方法并不完善,有待进一步深入研究,如CFG桩的沉降计算,CFG桩复合地基的承载力，碎石桩与CFG桩复合以后的计算，长短桩复合地基…4、绝大多数同学在大学阶段没有学习过这门课程课程：注册土木工程师专业考试课程

第一章岩土工程勘察

第二章岩土工程设计基本原则

第三章浅基础

第四章深基础

第五章地基处理

第六章土工结构与边坡防护

第七章基坑工程与地下工程

第八章特殊条件下的岩土工程

第九章地震工程

第十章岩土工程检测与监测

几个例子75米跨度*300米

迁安—煤棚1、2、

焦作—轮胎车间3、

河南漯河—高层住宅(30层)4、

曹妃甸–首钢新址5、岩石

贵州–钢厂70米6、通州文化中心7、青岛雨润项目8、结构抗浮主要参考书1、建筑地基处理理技术规范JGJ79-20022、阎明礼地地基处理技技术环境科科学出版社19963、阎明礼等CFG桩复合地基技术术及工程实践水利水电电出版社20014、曾国熙等地地基处处理手册建建工出版社5、于海峰等注注册岩土工工程师模拟考试试题集吉林大学出版社社授课形式8次课，32课时，2学分，主要内容容：1、换填法2、堆载预压法3、复合地基法4、CFG桩法5、散体桩法6、水泥土桩法7、其他学习方式：1、课堂讲授2、自学3、现场参观考核方式：1、写小论文，做做ppt，讲2、做一个设计0绪论一、地基处理(groundtreatment)为提高地基承载载力,改善其变形性质质或渗透性质而而采取的人工处处理地基的方法法.二、地基处理的的目的改善土的工程性性质，达到满足足建筑物对地基基承载力和变形的要要求目的。即处处理后达到：1、p≤f2、s≤[s]三、地基处理的的原则1、安全适用，技技术先进，经济济合理，确保质质量，保护环环境2、因地制宜，就就地取材，保护护环境，节约资资源地基处理设计程程序地区性经验施工方案四、地基处理的的主要方法1、换填法2、密实法：排水密实法：真真空预压法、砂砂井法堆载密实法：堆堆载预压法桩体挤密法：夯夯扩桩、柱锤夯夯扩桩、复合载载体桩3、动力固结法：：首钢新址河北北唐山曹妃店，，几十平方公里的面积全部部强夯一遍4、复合地基法：：碎石桩、灰土土桩、水泥土桩桩、渣土桩、CFG桩…..5、加筋法6、化学加固法7、污染土的治理理五、地基处理技技术的发展每2年开一次全国性性地基处理学术术会议，出版论文集，有专门门的《地基处理》杂志。06年第9届太原（（太原理工大学学）08年第10届南京京（东南大学））10年第11届海南南（海南大学学）12年第12届中国土木工程学学会土力学与岩土工工程学会地基处理学术术委员会岩土工程近10年发展成熟的技技术统计1、灌注桩后压浆浆技术2、长螺旋水下压压灌混凝土（后后插笼）成桩技技术3、CFG桩技术4、夯实水泥土桩桩技术5、真空预压法加加固软基技术6、强夯置换技术术7、爆破挤淤法技技术（待续）六、其他基础知知识1、荷载取值：标标准组合（地基基承载力）、、基本组合（基基础构件）、准永久组合（地地基变形）2、承载力：地基基承载力特征值值、深宽修正后后的地基承载力力特征值(深度修正系数为为1，宽度修正系数数为0)基底压力计算、、承载力计算3、变形沉降量沉降差倾斜局部倾斜标准组合准永久组合基本组合1、换土垫层法（（cushion）砂垫层±0.001.0z-1.001.5Fk1、换土垫层法（（cushion）BZ挖去地表浅层软软弱土层或不均均匀土层，回填填坚硬、较粗粒粒径的材料，并并夯压密实，形形成垫层的地基基处理方法。适用条件:(1)浅层处理(2)局部处理(3)处理深度3米以内作用:(1)置换后承载力提提高(2)扩散作用(3)减小变形(4)当垫层的k较大时,加速下卧软弱土土的排水固结根据应力变形规规律:(1)1b内的变形占总沉沉降的50%以上;(2)1b处的应力衰减50%以上;处理的重点是1b内的软弱土.一、材料与作用材料：中砂、粗砂砂、砾石、碎石、、卵石、矿渣、灰灰土、素土，以中砂、粗砂应用最广。作用：提高承载力力，减小对下卧层层的附加压力，排排水加速固结，减减小沉降，防止冻冻胀适用性：适用于浅浅层软弱地基和不不均匀地基二、设计—宽度、厚度1、由垫层材料确定定f(规范)2、假定厚度（一般般不大于3米）3、确定底宽4、验算下卧层的承承载力满足下式要求：（处理后的地基，，进行承载力的深深、宽修正时，宽宽度修正系数取取0，深度修正系数取取1）Z不宜小于0.5米，也不宜大于3米B≥b+2Ztanθ扩散角θ0.25>=0.5砂、碎石、矿渣粉质粘土、粉煤灰灰灰土20236302828z/b换填材料注：1、当z/b<0.25时，除灰土仍取θ=28外，其余均取θ=02、当z/b=0.25—0.50时，内插垫层的承载力

材料

承载力（kPa）卵石、碎石200-300砂夹石200-250土夹石150-200中砂、粗纱、砾砂、圆砾、角砾150-200粉质粘土130-180石屑120-150灰土200-250粉煤灰120-150矿渣200-300三、变形验算1、s=s1+s2s1—垫层本身压缩量s2—下卧层的压缩量2、在垫层满足设计计厚度、宽度、压压实质量要求时，，可不计s1对变形要求严或垫垫层厚度大时，应应计入s13、当垫层顶面超出出原地面标高或垫垫层材料重度大于于天然土层重度时时，应考虑其附加的荷载对对沉降的影响。4、对垫层下存在软弱弱下卧层的建筑，，应考虑邻近基础础对软弱下卧层顶顶面应力叠加的影响。。四、施工材料选择：通常以级配良好、、质地坚硬的中砂砂、粗砂和砾砂为为好，含泥量不大大于3%施工：分层夯实、、分层碾压，要求求控制压实系数或夯填度打夯机蛙式打夯机蛙式打夯机压实机五、检测1、压实质量检查压实系数，或其他他间接的方法，如如标贯，静力触探探、轻型贯入试验等2、承载力：现现场静载荷试试验例题：2堆载预压法一、原理与适用条条件堆载预压法是利用用地基排水固结的的特性，通过施加加预压荷载，并增增设各种排水条件件（砂井和排水垫垫层等排水体），，以加速饱和软黏黏土排水固结的发发展，提高承载力力、减小变形的一一种地基处理方法法。原理：如下图所示示e固结压力pτfp能否取得良好的预预压效果取决于：：1、预压荷载的大小小2、排水边界条件3、预压荷载的作用用时间控制地基强度与地地基承载力的增长长速率始终大于施施工荷载的增长速率率,以满足地基强度和和稳定的要求.如一个地方原本只只可筑4、5米高坝的地基，采采用在2年的时间内分级加加荷的方式，最终终修到了17.5米高的坝。要做到：1、足够的预压荷载载（堆载预压、自自重预压、真空预预压、降水预压）2、提供好的排水条条件，减小渗径（（固结所需时间与与渗径的平方成正比））在地基中设置各种种类型的排水体，，如竖向排水砂井井、袋装砂井、塑塑料排水带，水平平向排水垫层等。。H=20M达固结度80%所需要的时间为:9年H=10M达固结度80%所需要的时间为:2.25年H=4M达固结度80%所需要的时间为:0.36年H适用土质:淤泥、淤泥质土及及其他饱和软黏土土。泥炭土和透水性很很小的流塑状态的的饱和超软弱土，，应慎用。因其在在很小何在下即产产生较大的蠕变（（次固结），而砂砂井排水固结仅对对主固结有效．二、砂井固结理论论梅花形布井：de=1.05L正方形布井：de=1.13L砂井固结理论的发发展：早在30年代，Rendulic(1935),Carrilo(1942),Barron(1940,1942)等人就开始对这个个问题进行研究。。1948年，Barron提出了等应变和自自由应变两种极端端情况下，不考虑虑井阻和涂抹作用用的理想井和等应变条件件下，考虑井阻和和涂抹作用的非理理想井的固固结理论，成为经经典的砂井固结理理论。由横截面积相等的的条件得出：吉国洋（Yoshikumi,1974）和Hansbo于1981年又提出了考虑井井阻和涂抹作用的的新的非理想井固固结理论谢康和（1987）在总结前人研究究成果的基础上指指出：1、巴龙的非理想井井固结理论、吉国国洋的精确解，与与工程实际相比偏偏于保守；2、Hansbo的是近似解，吉国国洋的精确解不便便于应用于是又提出了新的的非理想井固结理理论下面简述之p0rzkhkvkskwHrersrw基本假定：1、等应变条件成立立2、径向流和竖向流流分开单独考虑，，考虑竖向流时按按太沙基一维固结结理论求解，考虑虑径向流时，令kv=0.然后按Carrlio定理进行偶合。3、除k外，井料和涂抹区区内的性质均和天天然地基相同。4、荷载一次骤然施施加5、井内的孔压沿径径向的变化很小，，这种变化不予考考虑。6、从四周流入砂井井的水量等于砂井井向上流出的水量量最后解得：涂抹因子，其中S涂抹比：与井径比n有关的函数,井阻因子上式:1、令G=0，J=0(S=1)既转化为理想井；；2、G=0，转化为无井阻情情况；3、J=0(S=1)既转化为不考虑涂涂抹作用；4、令βz=0,为不考虑竖向排水水情况；5、令βr=0,为无砂井的一维固固结情况；三、一级或多级等等速加荷情况下平平均固结度的计算算·Time(d)Load(kPa)Ti-1TiTntTn-1IfTi-1<t<TithenTi=t四、砂井未贯穿软软土层情况的固结结度H1H2规范与例题3复合地基法一、定义通过在地基中设置置竖向增强体（桩），使使桩和桩间土共同承担上部结构构荷载，这样的地基处理理方法，统称为复合地基法。（compositesubgrade/compositefoundation）褥垫层复合地基桩基础形成复合地基的必必要条件：中等粘结强度、高高粘结强度桩要有有褥垫层；散体材料桩因为本本身的压缩变形大大，也可不要垫层二、几个重要的参参数1、（面积）置换率率mm=Ap/Am与桩径、桩距有关关，也与布桩方式式有关。2、桩土应力比nn=σp/σsn与桩-土相对刚度、褥垫垫层厚度、荷荷载水平等等有关σpσs3、荷载分担比δp=Pp/PδS=PS/Pδp+δS=1相互关系：δp=mn/[1+m(n-1)]δs=(1-m)/[1+m(n-1)]n=(1-m)δp/(δsm)与置换率、桩土应应力比有关，也与与桩长有关m=0.05,n=40时，δp=67.8%4、复合地基的承载载力Afspk=Apfpk+(A-Ap)βαfskfspk=mfpk+(1-m)αβfskApA力的平衡fspk=mRk/Ap+(1-m)αβfsk5、复合地基的变形形S=S1+S2ZnEsξEs三、分类1、按强度高粘结强度桩---CFG桩、素砼桩中等粘结强度桩---各类水泥土桩、灰灰土桩无粘结强度桩---砂桩、碎石桩、渣渣土桩2、按刚度刚性桩---CFG桩、素砼桩半刚性桩---各类水泥土桩、灰灰土桩柔性桩---砂桩、碎石桩、渣土桩3、按材料+工艺分1、碎石桩振冲碎石桩、干振振碎石桩、振动沉沉管碎石桩、强夯夯置换碎石桩2、水泥土桩深层搅拌水泥土桩桩（干、湿）、旋旋喷水泥土桩、夯夯实水泥土桩3、水泥粉煤灰碎石石桩（CFG）(素混凝土桩)4、渣土桩5、灰土桩………..多种桩型的组合（多元复合地基））1、置换作用（桩体体效应）—强度高、刚度大的的桩越明显2、挤密、振密效应应3、排水作用4、减载作用-----桩体采用比重较小小的材料时5、桩对土的约束作作用四、复合地基效应应、4、CFG桩法一、概述水泥（Cement）、粉煤灰(Fly-ash)、碎石(Gravel)桩，是以碎石为骨料，，以粉煤灰和水泥泥为粘结剂，形成成的一种高粘结强度桩桩，简称CFG桩。二、材料及基本性性状1、材料碎石---粗骨料，3-5cm，是骨干材料石屑---细骨料，2-5mm，使混合料级配良良好，增加桩体强强度粉煤灰---细骨料+低标号水泥的作用用，可使桩具有明明显的后期强度水泥---胶结料2、配比—振动沉管法石屑率λ=G1/（G2+G1）G1—单方混合料石屑用用量，kgG2—单方混合料碎石用用量，kgλ取0.25-0.33为合理用量桩体强度R28=0.366Rc(C/W-0.071)Rc-水泥标号（MPa）C-单方混合料水泥用用量，kgW-单方混合料用水量量，kgbb碎石+石屑+粉煤灰+水泥塌落度3—4cm3、配比—长螺旋成孔压灌砼砼工艺卵石（或碎石））+砂+III级或III级以上粉煤灰+水泥必要时加泵送剂塌落度18—22cm要考虑可泵性4、养护条件：试验验证明，CFG桩体处在地下湿度度的环境，后期强强度增长较大，可可用做安全储备。。5、桩体应力应变特特征：应力-应变关系受围压影影响甚小，是一种高强度度高刚度的材料εaσ1-σ3σ1-σ3εaCFG土样三、CFG桩的工作性状1、桩土荷载分担比比荷载小时，δs>δp；随荷载增大，δs减小，δp增大；δp与置换率、桩土应应力比有关；δs=δp=0.5时的荷载记为Pk，Pk随桩长的加大而降降低。2、褥垫层的作用1、保证桩土共同分分担荷载2、调整桩土荷载分分担比3、减小基础底面的的应力集中4、调整桩土水平荷荷载的分担比褥垫厚度可以调整整桩土荷载分担比比结论：荷载一定时时，褥垫厚度越厚厚，土承担的荷载载越多。荷载水平平越高，桩承担的的荷载占总荷载越越大。3、复合地基变形S=S1+S2+S3S1—刺入变形（向上刺刺入变形+向下刺入变形）S2—下卧层的压缩变形形S3—垫层的压缩变形，，一般忽略4、CFG桩复合地基的特点点1）、承载力提高幅幅度大，可调性强强；2）、适应范围广（（非软弱土）；3）、刚性桩的性状状明显；4）、桩体的排水作作用；5）、变形小华亭嘉园35层由200提高到550实测s=3-4cm望京高校住宅楼1-4#25F/2B由200提高到400实测s=3-4cm世纪风景G118F/3B由280提高到600计算s=36mm四、CFG桩的设计设计要求:承载力满足要求,即fspk≥[f]变形满足要求,s≤[s]1、承载力fspk=mRk/Ap+αβ(1-m)fsk2、沉降s=s1+s2=∑p0(ziαi-zi-1αi-1)/Espi+∑p0(ziαi-zi-1αi-1)/Esi1mm+1n设计参数：桩径：d桩距：Sa(3d－5d)桩长：L置换率：m复合地基承载载力fspk桩体强度设计计：R28验算变形：S<[s]一般步骤1、选定桩径、、桩长2、确定单桩承承载力设计值值Rk=[u∑qsikLi+qpAp]/23、确定置换率率m=fspk-αβfskRkApαβfsk4、确定桩距，，布桩5、桩体强度设设计R28≥3RkAp6、配比设计7、沉降验算ESP=ESξ,其中ξ=fspk/fsk8、褥垫层设计计：150—300mm厚，桩径大或或桩距大时取取高值。宜采用中砂、、粗砂、级配配砂石、碎石石；粒径宜为为8-20mm。最大粒径不不宜大于30mm。不宜用卵石（（因其咬合力力差，垫层厚厚度不易保证证均匀）五、CFG桩的施工一、成孔1、振动沉管2、长螺旋干成成孔（水上））3、长螺旋成孔孔压灌混凝土土（水上、水水下）二、工序1、振动沉管：：就位-沉管-边投料、边振振动提管（控控制提管速度度）-成桩2、长螺旋干成成孔（水上））：就位-钻孔-下导管-浇注混合料-成桩3、长螺旋成孔孔压灌混凝土土（水上、水水下）：就位-钻孔-钻杆内压灌混混合料、提钻钻-成桩三、质量保证证措施1、控制拔管速速度或控制提提钻速度2、合理布桩：：桩距（3-5）d3、打桩顺序（（有挤土效应应的沉管工艺艺时）：连续打1234567…………….跳打1234567…………….4、合理控制塌塌落度压压灌时18-22cm5、设置保护桩桩长50cm以上6、褥垫层铺设设15—30cm四、试验及验验收1、28天后进行单桩桩或多桩复合合地基静载荷荷试验（0.5-1%,且每个单体建建筑不少于3个）；2、抽取一定比比例（10%）进行桩身完完整性检测（（小应变）。。试验要点：1、承压板面积积必须与单桩桩或实际桩数数所承担的处处理面积相等等.2、最大加载压压力不小于设设计承载力的的2倍，分8-10级施加.3、试验终止条条件：4、承载力的确确定：1、沉降急剧增增大，土被挤挤出或承压板板周围出现明明显的隆起；；2、累计沉降>0.06B3、最大压力已已大于设计要要求压力值的的2倍。1、突变型：若若Pu≥2Pcr,取Pcr；若Pu<2Pcr,取0.5Pu。2、缓变型：以卵石、圆砾砾、密实中粗粗砂为主的地地基，取s=0.008B对应的压力；；以粘性土、粉粉土为主的地地基，取s=0.01B对应的压力；；工程实例极差:320-250=70均值:(320+250+250)=273.370<0.3*273.3=82fspk=273.3多元复合地基基通过改变褥垫垫层的厚度调调整桩的作作用的发挥例题基础底面35米*30米，p=515kPa，d=7米，dw=2.6米，fcu=25MPa,桩径400mm,桩长11米，褥垫层200mm01018251r=18.9,fak=1402r=19,fak=1703r=20.6,fak=240qs=48,qp=640qs=65,qp=900qs=70,qp=1200确定：1单桩承载力2复合地基承载载力3置换率4桩数5、散体材料桩桩复合地基5.1、概述一、散体材料料桩的定义由碎石、砂、渣渣土等散体材料构构成的桩。进进一步可分为为碎石桩、砂砂桩、渣土桩桩。优点：1、可就地取材材甚至可消纳纳工业和生活活垃圾2、不用三材，，造价低。二、分类----根据材料和工艺细分1、碎石桩（1）振冲碎石桩桩（2）干振碎石桩桩（3）沉管碎石桩桩（4）强夯置换碎碎石桩（5）射水成孔袋袋装碎石桩2、砂桩桩（1）振动成桩（2）冲击成桩3、渣土桩（1）钻孔夯实法法（2）振动沉管法法（3）长锤夯击法法5.2散体材料桩的的加固机理一、振冲碎石石桩的加固机机理振动水冲法（（vibro-flotation,简称振冲法））是由德国于30年代提出的方方法，起初用用于处理松散散砂土地基，，50年代末、60年代初开始用用于加固粘土土和粉质粘土土。我国始于1977年。1、对砂土的加加固机理（（1）增加密实度度（2）提供排水通通道（3）预振效应2、对粘土的加加固机理（（1）置换作用（2）排水固结作作用通道二、干振碎石石桩的加固机机理用于处理地下下水位以上的的松散粘性土土、杂填土及及湿陷性黄土土。加固机理理与前者有同同、有异。（1）挤密和振密密作用（2）置换作用（3）垫层作用三、渣土桩的的加固机理1、多采用垂垂直振动法或或垂直夯击法法成桩，故桩桩体密实，承承载力高，挤挤密效果显著著，复合地基基承载力提高高幅度大；2、用钻孔夯实实法时，夯锤锤重达几吨，，单位面积的的能量超过强强夯，且分段段填料，在深深层夯击，桩桩体强度高，，单桩承载力力标准值可达达300-400kN,复合地基承载载力可达300kPa以上。四、强夯置换换加固机理形成直径大于于夯锤直径的的碎石桩柱。。5.3散体材料桩的的工作特性1、桩土应力比比：通常在在2-6之间2、荷载传递：：（1）桩顶应力最最大，1d内衰减迅速，4d以下应力很小；；（2）复合地基应力力衰减与荷载水水平和基础尺寸寸有关，荷载水水平越高、b越大，衰减越慢慢；3、单桩的承载力力与桩受到的侧侧面约束密切相相关，侧向约束束越强，桩的承承载力越大。4、护桩的作用：：基础底面以外外布置护桩，可可提高对桩的约约束，提高承载载力，减小变形形。5、因主要靠挤密密振密作用，在在m一定时，小桩径径，密桩距有利利5.4设计计算一、振冲碎石桩桩的设计计算1、间距：根据荷荷载大小、土层层条件和振冲器器功率确定30kw1.3～2.0m55kw1.4～2.5m75kw1.5～3.0m荷载大或对粘性性土取小值，荷荷载小或对砂土土取大值2、桩体材料：含含泥量不大于5%的碎石、卵石、、矿渣或其他性性能稳定的硬质质材料。30kw20～80mm55kw30～100mm75kw40～150mm3、直径：按每根根桩的用料量计计算平均直径。。4、复合地基承载载力：根据复合合地基荷载试验验确定，或fspk=mfpk+(1-m)fskfspk=[1+m(n-1)]fsk=ξfskn---2~4原土强度高取大大值，反之取小小值5、复合地基变形形Esp=[1+m(n-1)]Esn---粘性土2～4；砂土、粉土1.5～36、褥垫层：顶部部设置300～500mm厚的碎石垫层。。2340.150.200.25mξn1.151.201.251.301.401.501.451.601.75指用振动沉管、、锤击沉管、冲冲击成孔等挤土土工艺造孔，内内填碎石、砂或砂石石料所成的桩，，因此有碎石桩桩、砂桩或砂石石桩，主要靠挤密和和振密起作用。。1、直径：300～500，主要取决于成成孔设备。2、间距：应通过过现场试验确定定对砂土、粉土不不宜大大于4.5d对粘性土不不宜大于于3.0d初步设计时可按按以下公式：(1)砂土、粉土等边三角形布桩桩正方形布桩二、砂石桩的设设计计算其中:(2)粘性土等边三角形布桩桩正方形布桩5、材料：碎石、卵石、砾砾石、砾砂、粗粗砂、中砂或石石屑，含泥量不不大于5%，Dmax不大于50mm6、褥垫层：顶部部设置300～500mm厚的碎石垫层。。3、桩长4、承载力三、其他适用范围适用范围桩型振冲碎石桩干振碎石桩渣土桩砂土、粉土、粉质黏土、杂填填土、素填土非饱和的黏土、、粉质黏土、粉粉土，非饱和的的杂填土，II级以上的湿陷性性黄土强夯置换碎石桩桩淤泥、淤泥质土土，高饱和度的的粉土和粘性土土加固范围砂石桩大于基底范围：：基础外缘扩大1～3排，对可液化地地基基础外缘扩扩大宽度不小于于可液化土层厚厚度的1/2，且不小于5米振冲法大于基底范围：：多层和高层：基基础外缘扩大1～2排对可液化地基基基础外缘扩大宽宽度不小于可液液化土层厚度的的1/2加固范围围桩长：能到达硬层的尽尽量到达硬层；；满足变形控制要要求；液化土满足液化化处理要求；桩长不小于4米。例题1某粘性土地基用用振冲碎石桩法法处理，d=0.8m,正方形满堂布桩桩，fsk=120,Es=5MPa,n=4,fspk=220,求：m,s,Esp.(0.278,1.34m,9.17)例题2某砂土地基采用用振冲桩处理，，正方形布桩，，d=0.6,s=1.8,不考虑成桩时的的振动下沉密实实作用，fsk=120,e=0.85,emax=0.89,emin=0.63,求：1、天然状态下的的Dr2、处理后的Dr3、若处理后的fsk=180，fpk=350,问fspk=?4、要使处理后的的Dr=0.9，问s=?一、概述6、灰土挤密桩法法和土挤密桩法法1、适用于处理地地下水位以上的的湿陷性黄土、、素填土和杂填填土等地基。处处理深度5~15米。处理湿陷性为主主要目的时，宜宜选用土挤密桩桩法以提高承载力或或增强其水稳定定性为主要目的的时，宜选用灰灰土挤密桩法当土的含含水量大大于24%，或饱和和度大于于65%时，不宜宜用此类类方法，，因此时时挤密效效果差。。2、施工沉管（锤锤击、振振动）成成孔H=0.5-0.7米冲击成孔孔H=1.2-1.5米设计桩顶顶以上预预留覆盖盖土层厚厚度H应满足成孔时，，地基土土宜接近近最优含含水量（（wp），当土土的含水水量低于于12%时，宜对对拟处理理范围内内的土层层进行增增湿，加加水量按按下式估估算：K为损耗系系数,取1.05~1.10应于处理理前4~5天,将需要增增湿的水水通过一一定数量量和一定定深度的的渗水孔孔,均匀的浸浸入拟处处理范围围内的土土层中。。二、设计计1、成孔直直径：d=300-450mm2、桩距：：S=（2~2.5）d，或按下下式估算算：桩间土的的平均挤挤密系数数：对重要工工程，不不宜小于于0.93对一般工工程，不不应小于于0.903、桩顶标标高以上上设置300~500mm的2：8灰土垫层层，压实实系数不不小于0.954、承载力力由试验验确定对灰土挤挤密桩复复合地基基，不宜宜大于处处理前的的2倍，并不不宜大于于250kPa;对土挤密密桩复合合地基，，不宜大大于处理理前的1.4倍，并不不宜大于于180kPa;5、处理面面积大于于基底面面积：满堂布桩桩时，≥处理土土层厚度度的1/2，且≥2米对于局部部处理时时：非自重湿湿陷性黄黄土、素素填土、、杂填土土：≥≥0.25b,且≥0.5米自重湿陷陷性黄土土≥≥0.75b,且≥1米6、桩体的的夯实质质量宜用用平均压压实系数数控制。。当孔内用用灰土或或素土分分层回填填、分层层夯实时时，平均均压实系系数均不不应小于于0.96消石灰与与土的体体积配合合比，宜宜为2：8或3：7例题某湿陷性性黄土场场地，长长50米，宽30米，湿陷陷性土层层厚度12米，采用用土挤密密桩法处处理，等等边三角角形布桩桩，d=0.4米，要求平均挤挤密系数数不小于于0.93，场地土土天然含含水量10%，最优含水量为为18%，天然重重度为1.63t/m3，最大干干密度1.86t/m3，按规范确确定：1、S2、挤密后后桩间土土的平均均干密度度不宜小小于3、n4、Q一、概述述7、水泥土土桩复合合地基1、定义：：泛指用用机械或或人工将将土与水水泥或水泥系材料混合合所形成成的圆柱柱形水泥泥土柱体体。水泥系材材料：日本：水水泥+火山灰质质材料和和无机化化合物。。我国：水水泥与废废石膏和和活性废废渣按不不同比例例配制的的各种固固化剂水泥土桩桩按施工工方法可可分为：：a、深层搅搅拌水泥泥土桩b、旋喷桩桩c、夯实水水泥土桩桩d、搅喷桩桩2、发展a、深层搅搅拌水泥泥土桩的的发展单轴、双双轴、多多轴，日日本8轴干法、湿湿法应用：竖向承载载—复合地基基的桩止水帷幕幕重力式挡挡土结构构（基坑坑支护））被动区加加固大体积水水泥稳定定土b、旋喷桩桩的发展展旋喷、摆摆喷、定定喷单管、双双重管、、三重管管加固体可可以为：：柱状、壁壁状、格格栅状、、块状单管：高高压水泥泥浆液双管：同同轴喷射射高压水水泥浆液液+空气三管：同同轴喷射射高压水水+空气+水泥浆液液土质粘性土砂土砂砾N0-56-1011-1210.8±0.20.6单三双21.5±0.21.01.51.2±0.20.80-1011-2021-3020-301.41.2±0.21.01.00.8±0.20.62.01.5±0.21.01.2±0.21.0±0.20.6±0.2c、夯实水泥土桩的的发展90年代建研院地基基所开发3、工程应用情况地基加固、基坑工工程（支护、止水水帷幕、被动区加加固、SMW桩等）、水利工程程、既有建筑物的的加固等，十分广广泛。建材地质何世鸣新新技术：长螺旋引引孔搅拌旋喷桩二、水泥土桩的作作用机理对不同的土质有不不同的机理：1、在砂性土中：类类似于水泥砂浆，，此时具有很高的的强度、固化时间间短。2、粘性土：机理复复杂，固化时间长长，过程慢。水泥土的固化机理理：1、水泥的水解和水水化反应2、离子交换团粒化化作用3、凝硬反应三、桩体的物理力力学性质1、桩体材料固化剂---水泥：一般425#普硅，是主固化材材料或水泥系材料：用用于采用水泥固化化效果不好的特殊殊环境，如腐植土土、孔隙水中CaO、OH¯浓度较小的土….土（占水泥土总重的80%以上）：深搅和旋喷：原土土夯实：原土或新土土2、桩体的物理力学学性质主要有：qu、E0、抗剪强度、抗拉拉强度、密度、k（1）、qu取决于以下因素a混合料种类b固化剂掺量c龄期d土的含水量e土的渗透系数f施工工艺（2）桩体的模量（3）抗剪强度（4）抗拉强度（5）密度（6）渗透系数（7）抗冻性（8）应力-应变关系2、水泥土的工程性性质通过搅拌后形成的的水泥土体，其主主要物理力学性质质如下：(1)重度：一般掺入量的水泥泥土其重度比原地地基土增大0.5～3％左右，相差甚小小。(2)含水量：随水泥掺入量增大大含水量降低，约约降低0.5％～7％。水泥土的无侧限抗抗压强度随土样含含水量的降低而增增大，当土的含水水量从157％降低到47％时，无侧限抗压压强度则从260kPa增加到2320kPa。一般土样含水量量每降低10％，则强度可增加加10％～50％。(3)渗透系数：随水泥掺合量的增增大渗透系数一般般降低1个数量级，约为10-7～10－8cm/s。(4)无侧限抗压强度：：它与地基土的性质质、固化剂的种类类及掺入量有关，，一般qu=1000～5000kPa；原地基土强度较较高者可qu＝5000～9000kPa，；有机质含量较较高的土qu＝300～1000kPa。不同养护条件下水水泥土强度土类配比28d空气28d水下90d空气90d水下细砂1:57.27.213.613.6细砂1:75.93.66.64.3粉土1:56.65.07.15.6粉土1:65.85.1粉土1:75.34.26.95.0(5)抗拉强度：当qu＝1000一2000kPa时，其抗拉强度ft＝(0.1～0.2)qu；当qu=(2000～4000)kPa时，ft＝(0.008～0.15)qu。(6)变形模量E50：当垂直应力达到50％无侧限抗压强度度时，水泥土的应应力与应变的比值值。对于淤泥质粘土E50＝(120～150)qu；对于含砂粒土量量在(10～15)％的性土E50＝(400～600)qu。(7)抗剪强度约为：,内摩擦角＝＝200～300。(8)泊松比：根据室内试验结果果，泊松比＝＝0.3～0.45。1、夯实水泥土桩:水位以上,10米以内(洛阳铲6米内)a布桩范围：只在基基底内布b桩径、桩距：300-600，s=（2-4）dc桩长：相对硬层、、沉降两方面d复合地基承载力：：e沉降计算：f褥垫层：100-300mm,Dmax≤20mm四、设计计算2、水泥土搅拌桩：：主要是确定m和La布桩范围：只在基基底内布，独立承承台下≥3根b桩径、桩距：≥500，s=（2-3）dc桩长：相对硬层、、沉降两方面湿法20米内，干法15米内d复合地基承载力：：e沉降计算：f褥垫层：竖向承载载时200-300mm,Dmax≤20mm水泥掺量：1、块状加固7—12%2、其他：12---20%（多用15%），水灰比0.45---0.55单桩容许承载力及式中——单桩容许承载力(kN)；——水泥土90d龄期的抗压强度平平均值(kPa)；——桩的截面积(m2)——桩身强度折减系数数，可取0.3~0.4；——桩的周长(m)；——桩周第i层土的容许摩阻力力。对淤泥可取5~8kPa；对淤泥质土可取8~12kPa；对粘性土可取12~15kPa；——桩周第i层土的厚度(m)；——桩端天然地基土的的承载力(kPa)；——桩端天然地地基土的承承载力折减减系数，可可取0.4~0.6。复合地基承承载力式中——复合地基容容许承载力力(kPa)；——桩间天然地地基土容许许承载力(kPa)；——桩土面积置置换率；——桩间土承载载力折减系系数。当桩桩端为软土土时，可取0.5~1.0；当桩端为为硬土时，，可取0.1~0.4。3、旋喷桩a布桩范围：：只在基底底内布，独独立柱基下下不少于4根b桩径、桩距距：≥500，s=（2-3）dc桩长：相对对硬层、沉沉降两方面面d复合地基承承载力：e沉降计算：：f褥垫层：竖竖向承载时时200-300mm,Dmax≤≤30mmg用于防渗时时，相邻桩桩搭接≥300h水灰比0.8—1.5，常用1.0例题第四章地地基处理4·1地基处理方方法4·2地基处理方方案4·3地基处理设设计4·4防渗处理4·5既有工程地地基处理与与基础托换换技术4·4防渗处理了解地基的防渗渗处理技术术及其工程程应用。4·4防渗处理一、常用的的防渗措施施二、堤坝地地基的防渗渗三、有毒有有害废弃物物防渗四、基坑的的防渗一、常用的的防渗措施施1、帷幕灌浆浆2、地下连续续墙3、截水槽4、板桩5、高压喷射射注浆法6、水泥土搅搅拌法7、土工合成成材料：土土工膜、CGR二、堤坝地地基的防渗渗1、岩基2、砂砾石地地基3、土坝、堤堤防防渗4、闸基防防渗岩石地基基防渗帷幕灌浆浆基垫、齿齿墙破碎带、、断层、、夹层:（挖除、灌灌浆、混混凝土塞塞、连续续墙、铺铺盖、截截水槽））砂砾石地地基防渗渗齿槽、截截水槽（（15米内）混凝土防防渗墙（（地下连连续墙：：80米内）灌浆帷幕幕（可灌灌性）铺盖（水水平：k<100倍）岩石地基基：基垫垫与齿墙墙岩基：混混凝土截截水墙密云水库库混凝土土地下连连续墙（（防渗墙墙）马尼夸克克坝防渗铺盖