基础工程-地基处理

基础工程--地基处理第一页，共63页。第一节概述

地基处理groundtreatment是为提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。当天然地基不能满足上部结构对地基承载力和变形的要求，而采用桩基础等深基础方案在技术或经济上不合理时，一般需要进行地基处理，形成人工地基，以保证建筑物的安全与正常使用。一、地基处理目的 提高地基承载力、稳定性、降低压缩性、减小渗透性、全部或部分消除黄土的湿陷性、砂土的液化等。第二页，共63页。第一节概述二、地基处理的对象

地基处理的对象是：软弱地基和特殊土地基。

1、软弱地基 软弱地基是持力层主要由软弱土组成的地基。软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散的粉细砂与粉土。 ⑴淤泥和淤泥质土：wL

w

，1.0<e1.7称淤泥质土；1.7e称淤泥。天然含水量高，呈流塑状态；孔隙比大，压缩性高；强度低；透水性极差，固结历时长；结构性强；流变性显著。 ⑵冲填土：孔隙比大、含水量高、强度低、压缩性高、欠固结。成份以粉土、粉细砂为主的冲填土易液化。第三页，共63页。第一节概述 ⑶杂填土的特性：杂填土成份复杂，结构松散，分布无规律，极不均匀。三、地基处理方法分类 地基处理方法分类有多种。按处理深度可分为浅层处理和深层处理；按地基处理的原理可分为换填法、挤密振实法、碾压夯实法、预压法、胶结加固法等五类。 ⑴换填法：砂垫层、碎石垫层、灰土垫层和素土垫层。 ⑵挤密振实法：挤密桩法、振冲法。 ⑶碾压夯实法：机械碾压、振动压实、重锤夯实和强夯 ⑷预压法：堆载预压法和真空预压法。 ⑸胶结加固法：硅化法、碱液法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法等。第四页，共63页。第一节概述四、地基处理方案的选择

1、准备工作 ①搜集详细的岩土工程勘测资料、上部结构及地基基础设计资料等； ②根据工程要求和采用天然地基存在的主要问题，确定地基处理的目的、处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标等； ③结合工程情况，调查当地地基处理经验和施工条件； ④调查邻近建筑、地下工程和有关管线等情况； ⑤了解建筑场地的环境情况。第五页，共63页。第一节概述 2、方案选择 ①提出几种可供考虑的处理方案。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、土层条件、地下水特征、环境情况及对邻近建筑的影响等因素进行综合分析，初步提出几种处理方案，包括选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方案； ②方案比较，选择最佳处理方案。对初选的各方案，从加固原理、适用范围、预期处理效果、材料来源与消耗、施工机械、施工技术与进度要求和施工对环境的影响，进行全面的技术、经济分析和比较，从中选择一个最佳的地基处理方案。第六页，共63页。第一节概述

③现场试验，修改调整。对已选定的地基处理方法，按建筑物地基基础设计等级和场地复杂程度，选择代表性场地进行现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以确定施工艺和施工参数，检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时，应查明原因，修改设计参数或调整地基处理方法。五、施工中注意事项

地基处理工程与其他建筑工程不同，一方面，大部分地基处理方法的加固效果并不是施工结束后就能全部发挥，需要在施工完成后经过一段时间才能逐步体现出来；另一方面，每一项地基处理都有它的特殊性，如土的性质不同，处理目的不同等。而且地基处理大都是隐蔽工程，很难直接检验其加固效果。这些就要求在地基处理施工过程中和施工完成后注意下述几点。

第七页，共63页。第一节概述 ⑴技术交底 在地基处理施工过程中，只让现场人员了解如何施工是不够的，还必须使他们了解所采用的地基处理的原理、技术标准和质量要求，所进行的施工是否合乎工程上的要求。 ⑵做好监测工作 在地基处理施工过程中和施工完成后需要做好监测工作，以保证施工的正常进行；通过观测收集数据，为下一阶段的工作提供可靠依据。

⑶处理效果检验 处理工作结束后，应尽量采用可能的手段来检测处理的效果，特别是新的处理方法和工艺。第八页，共63页。第一节概述

此外，重要工程的地基处理，或开发、引用新的地基处理方法，或者在进行地基处理方法的比较时，在施工以前最好进行现场试验，以检验地基处理方案的可靠性，获得设计计算的参数值和施工的控制指标，以及施工经验。必要时也可以在现场试验中来比较各种方法的优缺点，为合理确定地基处理方法提供依据。第九页，共63页。第二节换填法

换填法cushion：就是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，如砂土、碎石、石渣、素土、煤灰、矿渣、二灰(石灰、粉煤灰)以及其他性能稳定的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法。一、换填法的作用和适用范围

1、换填垫层的作用：①提高地基承载力，②减小地基压缩性，③加速饱和软粘土的排水固结，④防止地基土冻胀，⑤减轻膨胀土的胀缩影响，⑥防止黄土地基的湿陷，⑦消除地基液化现象。

2、换土垫层法的适用范围：换填垫层法适用于各类浅层软弱地基及不均匀地基的处理。第十页，共63页。第二节换填法二、换填垫层的设计

垫层设计的主要内容是确定垫层的厚度、宽度和承载力、垫层材料选择和地基变形计算。

矩形基础：条形基础：1、垫层的厚度垫层厚度z应根据需置换软弱土层的深度或下卧层的承载能力确定，并满足下式要求：第十一页，共63页。第二节换填法

垫层的压力扩散角，宜通过试验确定，当无试验资料时，可根据换填材料和z/b查表确定。 垫层太薄，作用不明显；过厚，不经济。垫层的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m，一般在1~2m左右。

2、垫层的宽度 ①垫层的底面宽度 垫层的底面宽度应满足基础底面应力扩散的要求外，及垫层侧面土的强度条件，防止垫层向两侧挤出。 ②垫层的顶面宽度 垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上，按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。第十二页，共63页。第二节换填法 3、垫层材料选择 换填材料应选择强度高，性能稳定，水稳性好的材料。选择换填材料时，还应考虑就地取材，充分利用工业废料，以达到经济的目的。可选用的材料有： ①砂石。宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗中砂或石屑，砂石应级配良好，不得含有草根、垃圾等有机杂物，对具有排水要求的砂垫层宜控制含泥量不大于3%。当使用粉细砂或石粉时，应掺人不少于总重30％的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm。 ②粉质粘土。土料中有机质含量不得超过5％，亦不得含有冻土或膨胀土。当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。用于湿陷性黄土或膨胀土地基的粉质粘土垫层，土料中不得夹有砖、瓦和石块。第十三页，共63页。第二节换填法 ③灰土。体积配合比宜为2：8或3：7。土料宜用粉质粘土，不宜使用块状粘土和砂质粉土，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒不得大于15mm。石灰宜用新鲜的消石灰，其颗粒不得大于5mm。 ④粉煤灰。可采用湿排灰和调湿灰。粉煤灰应符合有关放射性安全标准的要求。 ⑤矿渣。垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，如分级矿渣，混合矿渣及原状矿渣。选用矿渣的松散重度不小于11kN/m3，有机质及含泥总量不超过5%。作为建筑物垫层的矿渣应符合对放射性安全标准的要求。易受酸、碱影响的基础或地下管网不得采用矿渣垫层。第十四页，共63页。第二节换填法 ⑥土工合成材料。所用土工合成材料的品种与性能及填料的土类应根据工程特性和地基土条件，按照现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》GB50290的要求，通过设计并进行现场试验后确定。作为加筋的土工合成材料应采用抗拉强度较高、伸长率不大于4％~5％、耐久性好、抗腐蚀的土工格栅、土工格室、土工垫等土工合成材料；

6、压实系数 压实系数是土的控制干密度与最大干密度的比值：c：压实系数，可根据施工方法、换填材料类别和设计要求，查表确定。dmax：土的最大干密度，由击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取2.0~2.2t/m3。式中：第十五页，共63页。第二节换填法三、垫层的施工要点 ⑴施工机械选择：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、振动碾或羊足碾，中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯。砂石等宜用振动碾。粉煤灰宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯。矿渣宜采用平板振动器或平碾，也可采用振动碾。 ⑵保持坑底土的原状结构：基坑开挖时留约200mm厚的土层暂不挖去。在碎石或卵石垫层铺设前，宜先设置150~300mm厚的砂垫层或铺一层土工织物。 ⑶排水降水：除采用水撼法施工砂垫层外，不得在浸水条件下施工。第十六页，共63页。第二节换填法 ⑷施工参数确定：垫层分层铺填厚度、每层压实遍数等施工参数应根据垫层材料、施工机械设备及设计要求等通过现场试验确定，以求获得最佳夯压效果。为保证分层压实质量，应控制机械碾压速度。 ⑸施工含水量：粉质粘土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量Wopt±2％的范围内。粉煤灰垫层的施工含水量宜控制在Wopt±4％的范围内。对于砂石料则可根据施工方法不同按经验控制适宜的施工含水量，当用插入式振动器时宜为饱和。对于碎石及卵石应充分浇水湿透后夯压。第十七页，共63页。第二节换填法

⑹施工搭接：当垫层底面不在同一标高上时，基底面应挖成阶梯或斜坡，并按先深后浅的顺序进行施工，搭接处应夯压密实。粉质粘土及灰土垫层分段施工时，不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝。上下两层的缝距不得小于500mm。 ⑺垫层竣工验收合格后，应及时进行基础施工与基坑回填。四、质量检验

质量检验是保证垫层质量的重要措施和调整施工参数的依据，在施工过程中应特别重视并做好记录。 ⑴检验方法：环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探、重型动力触探或标准贯入试验检验；

第十八页，共63页。第二节换填法 ⑵检验数量：垫层的施工质量检验必须分层进行，采用环刀法检验垫层的施工质量时，取样点应位于每层厚度的2/3深度处。检验数量应根据土质条件、工程规模和检验方法确定，对大基坑每50~100m2不应少于1个检验点；对基槽每10~20m不应少于1个点；每个独立柱基不应少于1个点。采用贯人仪或动力触探检验垫层的施工质量时，每分层检验点的间距应小于4m。 竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时，每个单体工程不宜少于3点；对于大型工程则应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数。第十九页，共63页。第三节预压法

预压法preloading是对地基进行堆载或真空预压，使地基土固结的地基处理方法。 预压法包括堆载预压法和真空预压法。堆载预压法是在地基上堆加大于或等于建筑物荷重的压力，使地基固结的地基处理方法。真空预压法是通过对覆盖于竖井地基表面的不透气薄膜下抽真空，而使地基固结的地基处理方法。 预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。 为了加速饱和软粘土的固结，缩短加固时间，常在地基中设置竖向排水体如普通砂井、袋装砂井、塑料排水带等，在地面设置水平排水体如砂垫层。竖向排水体和水平排水体构成预压法的排水系统。第二十页，共63页。第三节预压法一、预压法加固机理

依据饱和软土的固结理论，在建筑物建造前，给建筑场地施加与建筑物荷重相当的压力进行预压，使土层固结压密，以提高地基强度、承载力和稳定性，减小压缩性，然后卸除荷载再建造建筑物。二、预压法设计

以堆载预压法为例介绍预压法设计内容：

⑴资料收集；

⑵确定预压处理范围；

⑶确定预压荷载大小、分级、加载速率和预压时间；

⑷排水井设计；

⑸计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形。第二十一页，共63页。第三节预压法 1、资料收集 通过勘察查明土层在水平和竖直方向的分布、层理变化，查明透水层的位置、地下水类型及水源补给情况等。 通过土工试验确定土层的先期固结压力、压缩曲线、渗透系数、固结系数、三轴试验抗剪强度指标以及原位十字板抗剪强度等。 对重要工程，应在现场选择试验区进行预压试验，在预压过程中应进行地基竖向变形、侧向位移、孔隙水压力、地下水位等项目的监测并进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。根据预压试验获得的监测资料确定加载速率等施工控制指标、推算土的固结系数、固结度及最终竖向变形等，分析地基处理效果，对原设计进行修正，指导全场的设计与施工。地基经过预压所达到的固结度和所完成的变形量要满足设计要求。第二十二页，共63页。第三节预压法 2、预压范围：堆载的顶面范围应不小于建筑物基础底面积，并应适当扩大，以保证预压加固效果。

3、预压荷载

⑴堆载材料一般用素土、砂石等散粒材料，油罐地基通常将油罐充水进行预压，堤坝以自重分级加载预压。

⑵堆载大小：通常可与建筑物的基底压力大小相同；对沉降有严格限制的地基，应采用超载预压法处理，超载值应根据预压时间内要求消除的变形量通过计算确定。

⑶加载速率：加载速率应与地基土的强度增长相适应。在预压荷载下，若天然地基的强度满足稳定性要求，可一次性加载，否则应分级加载。加载速率应根据地基稳定计算确定，亦可根据预压试验确定，并通过现场变形观测调整与控制。第二十三页，共63页。第三节预压法 3、排水竖井设计 ①确定是否设置排水竖井：排水竖井分普通砂井、袋装砂井和塑料排水带。当软土层厚度不大，如<5m，或软土层含多层砂夹层，且固结速率能满足工期要求时，可不设置排水竖井。对深厚软粘土地基，应设置塑料排水带或砂井等排水竖井。 ②排水竖井直径：普通砂井直径可取300~500mm，袋装砂井直径可取70~120mm。塑料排水带的当量换算直径可按下式计算：式中：

dw：塑料排水带当量换算直径，mm；

b、：塑料排水带宽度和厚度，mm；第二十四页，共63页。第三节预压法

③竖井间距：排水竖井的间距可根据地基土的固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定。设计时，竖井的间距可按井径比n选用，塑料排水带或袋装砂井可取n=15~22，普通砂井取n=6~8。 ④平面布置：排水竖井的平面布置可采用等边三角形或正方形排列。竖井的有效排水直径de与间距s的关系为： 等边三角形排列：de=1.05

s

正方形排列：de=1.13s⑤竖井深度：排水竖井的深度应根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定。对以地基抗滑稳定性控制的工程，竖井深度至少应超过最危险滑动面2.0m；对以变形控制的建筑，竖井深度应根据预压时间内需完成的变形量确定且宜穿透受压土层。第二十五页，共63页。第三节预压法

⑥砂井材料：砂井的砂料应选用中粗砂，其粘粒含量不应大于3%。

4、水平排水体 预压法处理地基必须在地表铺设与排水井相连的水平排水体—砂垫层，厚度不应小于500mm，砂料宜用中粗砂，粘粒含量不宜大于3%，干密度应大于1.5g/cm3，渗透系数宜大于110-2cm/s。三、预压法施工

堆载预压法施工中应注意以下几个方面： ①砂井的灌砂量 砂井的灌砂量应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算，其实际灌砂量不得小于计算值的95%。灌入砂袋中的砂宜用干砂，并应灌制密实。 ②塑料排水带的搭接 塑料排水带需接长时，应采用滤膜内芯带平搭接的连接方法，搭接长度不宜小于200mm。第二十六页，共63页。第三节预压法 ③施工套管 袋装砂井施工所用套管内径宜略大于砂井直径；塑料排水带施工所用套管应保证插入地基中的带子平直、不扭曲，以保证排水效果。 ④施工监测 对堆载预压工程，在加载过程中应进行竖向变形、边桩水平位移及孔隙水压力等项目的监测，且根据监测资料控制加载速率。对竖井地基，最大竖向变形量每天不应超过15mm，对天然地基，最大竖向变形量每天不应超过l0mm；边桩水平位移每天不应超过5mm，并且应根据上述观察资料综合分析、判断地基的稳定性。第二十七页，共63页。第三节预压法四、质量检验

施工过程的质量检验主要有以下内容：⑴塑料排水带必须在现场随机抽样送实验室进行性能指标的测试，其性能指标包括纵向通水量、抗拉强度、滤膜渗透系数和等效孔径等。塑料排水带的性能指标必须符合设计要求，破损或污染的塑料排水带不得在工程中使用。⑵对不同来源的砂井和砂垫层砂料，必须取样进行颗粒分析和渗透性试验。⑶对于以抗滑稳定控制的重要工程，应在预压区内选择代表性地点预留孔位，在加载不同阶段进行原位十字板剪切试验和取土进行室内土工试验。第二十八页，共63页。第三节预压法 ⑷塑料排水带和袋装砂井施工时，平面井距偏差不应大于井径，垂直度偏差不应大于1.5%，深度不得小于设计要求。塑料排水带和袋装砂井砂袋埋入砂垫层中的长度不应小于500mm。 ⑸对预压处理后的地基土应进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。必要时，尚应进行现场载荷试验，试验数量不应少于3点。对以变形控制为主的建筑，排水竖井处理深度范围内和竖井底面以下受压土层，经预压所完成的竖向变形和平均固结度应满足设计要求。对以地基承载力或抗滑稳定性为主控制的建筑，地基土经预压而增长的强度应满足建筑物地基承载力或稳定性要求。第二十九页，共63页。第四节强夯法

强夯法dynamiccompaction是反复将质量为10~40t的夯锤提到10~40m的高处使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，从而使地基密实，承载力提高、压缩性降低和性能改善的地基处理方法。 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。一、强夯加固机理与效果

1、强夯加固机理：强夯加固机理有动力密实、动力固结和动力置换3种。

2、强夯加固效果 强夯加固效果与要处理的地基土质和强夯夯击能量有关，除提高地基承载力、减少基础沉降量外，还可以获得如下加固效果：①消除液化，②消除黄土的湿陷性，③深层加固，有效加固深度一般为5~10m，高者可达10m以上。第三十页，共63页。第四节强夯法二、强夯设计

1、强夯法设计参数 ①有效加固深度 首先根据建筑类型、荷载大小和地基土的性质确定地基所需加固深度。根据预估的有效加固深度，确定单击夯击能，按下式初步选择锤重w与落距h。式中，为修正系数，一般取0.5；

工程实践表明在单击夯击能相同的情况下，增加落距比增加锤重更有效。根据初选的锤重与落距进行现场试夯。锤重、落距和有效加固深度以现场试夯确定的为准。第三十一页，共63页。第四节强夯法 ②夯击点位置与布置 夯击点位置可根据基底平面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。夯点间距一般按地基土的性质和要求的加固深度确定。设计时，第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5~3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。 ③强夯处理范围 强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。第三十二页，共63页。第四节强夯法 ④夯点的夯击次数 夯点的夯击次数与地基土的性质和单击夯击能有关，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并以夯坑的压缩量最大、夯坑周围地面隆起量最小为原则，且应同时满足下列条件：

1)最后两击的平均夯沉量 单击夯击能小于4000kNm时，不大于50mm； 单击夯击能为4000~6000kNm时，不大于100mm； 单击夯击能大于6000kNm时，不大于200mm。

2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起。因隆起量太大，说明夯击效率降低，则夯击次数应减少。

3)不因夯坑过深而发生提锤困难。第三十三页，共63页。第四节强夯法 ⑤夯击遍数 夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯2~3遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击。 ⑥两遍夯击之间的时间间隔 间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。对于渗透性较差的粘性土地基，间隔时间不应少于3~4周；对于渗透性好的地基可连续夯击。

2、强夯参数现场试夯调整 根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。根据不同土质条件待试夯结束一至数周后，进行夯后测试，并与夯前测试数据对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。第三十四页，共63页。第四节强夯法三、强夯施工

1、强夯施工设备 ①夯锤 夯锤宜采用圆形或多边形底面，质量可取10~40t，锤底面积宜按土的性质确定，锤底静接地压力值可取25~40kPa，对于细颗粒土锤底静接地压力宜取较小值。锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250~300mm。强夯置换锤底静接地压力值可取100~200kPa。 ②起重机 起重机宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。第三十五页，共63页。第四节强夯法

2、一般要求 ①施工前应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成损坏。 ②当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有害的影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振或防振措施。 ③当夯坑底有积水影响施工时，应采用降水排水措施，使地下水位低于坑底面以下2m。

3、强夯法施工工艺 强夯法施工可按下列步骤进行： ①清理并平整场地。 ②标出第一遍夯点位置。

③起重机就位，夯锤置于夯点位置。第三十六页，共63页。第四节强夯法④测量夯前锤顶高程。⑤将夯锤起吊到预定高度，脱钩，待夯锤自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而使夯锤歪斜时，应及时整平坑底。 ⑥按设计规定的夯击次数及控制标准，重复步骤5，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。第三十七页，共63页。第四节强夯法

4、施工监测 施工过程中应有专人负责下列监测工作：①开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；②在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正；③按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。四、质量检验

强夯地基的质量检验，包括施工过程中的质量检测及夯后地基的质量检验。施工过程中应重视质量检测并有专人负责。若发现施工过程中的测试数据不符合设计要求时，应及时采取补夯或其他有效措施。第三十八页，共63页。第四节强夯法 1、检验内容 检验内容包括施工过程中的各项测试数据和施工记录，地基承载力、压缩性。

2、检验时间 间隔时间根据土的性质而定。对于碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7~14d；粉土和粘性土地基可取14~28d。

3、检验方法 强夯地基的质量检验方法，应采用原位测试和室内土工试验。原位测试包括载荷试验、动力触探、十字板剪切试验和波速测试等，室内试验包括天然含水量、密度、固结试验和抗剪试验等。一般应采用两种或两种以上的方法进行检验。第三十九页，共63页。第四节强夯法 4、检验数量 强夯地基载荷试验检验点数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于3点；对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。强夯置换地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的1%，且不应少于3点。第四十页，共63页。第五节振冲法

振冲法vibroflotation是在振冲器水平振动和高压水的共同作用下，使松砂土层振密，或在软弱土层中成孔，然后回填碎石等粗粒料形成桩柱，并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。振冲法有振冲置换法和振冲密实法两种。

振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。若处理不排水抗剪强度不小于20kPa的饱和粘性土，应在施工前通过现场试验确定其适用性。

一、振冲法加固机理

在砂土中主要是振动挤密和振动液化作用。 在粘性土中主要是振冲置换作用，置换的桩体与土组成复合地基。透水性好的桩体也具有一定的排水作用，能加速软粘土的固结。第四十一页，共63页。第五节振冲法二、振冲置换法设计

设计内容主要包括：确定处理范围，桩的布置、间距、长度和材料，地基承载力和变形计算等。

1、处理范围 根据建筑物的重要性和场地条件确定，当用于多层建筑和高层建筑时，宜在基础外缘扩大1~2排桩。当要求消除地基液化时，在基础外缘扩大宽度不应小于基底下可液化土层厚度的1/2。

2、桩的布置和间距 桩位布置，对大面积满堂处理，宜用等边三角形布置；对独立基础或条形基础，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。 桩的间距应根据上部结构荷载大小和场地土质情况，并结合所采用的振冲器功率大小综合考虑。30kW振冲器，采用1.3~2.0m；55kW振冲器，采用1.4~2.5m；75kW振冲器，采用1.5~3.0m。荷载大或土质差、透水性小，宜采用较小值，反之宜采用较大值。第四十二页，共63页。第五节振冲法 3、桩长 桩长应根据软土层厚度和要求的处理深度确定。当相对硬土层埋深不大时，应按相对硬土层埋深确定；当相对硬层埋深较大时，按建筑物地基变形允许值确定；在可液化地基中，桩长应按要求的抗震处理深度确定。桩长不宜小于4m。

4、桩体材料 桩体材料应用含泥量不大于5%的碎石、卵石、矿渣或其他性能稳定的硬质材料，不宜使用风化易碎的石料。填料粒径可根据振冲器功率大小选用。30kW振冲器20~80mm；55kW振冲器30~100mm；75kW振冲器40~150mm。第四十三页，共63页。第五节振冲法

5、垫层 在桩顶和基础之间宜铺设一层300~500mm厚的碎石垫层，以保证桩和桩间土共同工作。五、振冲置换法施工

1、施工准备：施工前应在现场进行试验，以确定水压、振密电流和留振时间等各种施工参数。

2、设备选择：根据设计荷载的大小、原土强度、设计桩长等条件选用不同功率的振冲器。升降振冲器的机械可用起重机、自行井架式施工平车或其他合适的设备。

3、振冲法的施工工艺流程 机具就位，振冲造孔，填料振密制桩，成桩第四十四页，共63页。第五节振冲法 4、施工过程中应注意的方面： ①成孔时水压可用200~600kPa，水量可用200~400L/min，造孔速度宜为0.5~2.0m/min，造孔后边提升振冲器边冲水直至孔口，再放至孔底，如此重复两三次扩大孔径并使孔内泥浆变稀，开始填料制桩。 ②制桩时每次填料厚度不宜大于50cm，当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，方可将振冲器提升30~50cm，制上一段桩。 ③水压、填料量、密实电流值和留振时间是影响振冲施工质量的重要施工参数。因此，在各段深度施工中应认真做好这几个参数的记录和检查，并应符合设计规定。 ④桩体施工完毕后应将顶部预留的松散桩体挖除，如无预留应将松散桩头压实，随后铺设并压实垫层。第四十五页，共63页。第五节振冲法六、质量检验 ①检查振冲置换施工各项施工记录，如有遗漏或不符合规定要求的桩，应补做或采取有效的补救措施。 ②质量检验的时间，应根据地基土的透水性，排水条件和加固深度等因素确定。振冲置换施工结束后，除砂土地基外，应间隔一定时间后方可进行质量检验。粉质粘土地基间隔时间可取21~28d，粉土地基可取14~21d。 ③振冲桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验，检验数量为桩数的0.5%，且不少于3根。对碎石桩体检验可用重型动力触探进行随机检验。对桩间土的检验可在处理深度内用标准贯人、静力触探等进行检验。 ④复合地基载荷试验检验数量不应少于总桩数的0.5%，且每个单体工程不应少于3点。第四十六页，共63页。第六节水泥粉煤灰碎石桩法桩

水泥粉煤灰碎石桩法cement-flyash-gravelpile是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法,简称CFG桩法。

CFG桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。一、设计要点

1、处理范围：CFG桩具有相当的强度和一定的刚度，强度一般在C5~C20之间，其强度和稳定性不依赖于桩周土体的约束，强度破坏曲线具有脆性破坏的特性，属于半刚性桩，能将相当比例的基础荷载传至地层深处。因此，CFG桩可只布置在基础范围内，且应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。第四十七页，共63页。第六节水泥粉煤灰碎石桩法 2、桩径选择：桩径过小，施工质量不易控制；过大，需增大褥垫层厚度，以保证桩土共同承担荷载，桩径宜取350~600mm。

3、桩距：根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定，宜取3~5倍的桩径。桩距首先应满足承载力和变形要求。从施工角度考虑，尽量选择较大的桩距，以免新打桩对已打桩产生不良影响。饱和软粘土地基采用沉管成桩施工时，宜采用较大的桩距。

4、褥垫层：褥垫层厚度宜取150~300mm，当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，不宜采用卵石，最大粒径不宜大于30mm。第四十八页，共63页。第六节水泥粉煤灰碎石桩法二、施工要点

1、施工工艺选择：常用的施工工艺有长螺旋钻孔灌注成桩；长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩和振动沉管灌注成桩三种，应根据现场条件选用。

⑴振动沉管灌注成桩有振密和挤密效应，适用于粉土、粘性土及素填土，尤其以消除夜化为主的地基。但振动沉管灌注成桩工艺难以穿透厚的硬土层，在饱和软粘土中成桩，会造成地面隆起，挤断已打桩；

⑵长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土； ⑶长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，穿透力强，低噪音，无泥浆污染，适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。第四十九页，共63页。第六节水泥粉煤灰碎石桩法 2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工和振动沉管灌注成桩施工时应符合下列一些要求：①坍落度：长螺旋泵压成桩坍落度宜为160~200mm，坍落度太大，混合料易产生泌水离析现象，影响桩体强度；坍落度过小，混合料流动性小，易造成堵管。振动沉管灌注成桩坍落度宜为30~50mm，坍落度太大，易浮浆，使桩体强度降低，为保证桩体强度成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm。②拔管时间和速度：长螺旋泵压成桩在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，严禁在送料前拔管，以免造成桩端虚土，降低桩端阻力，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。沉管灌注成桩拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.2~1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢，以免出现缩径断桩现象。第五十页，共63页。第六节水泥粉煤灰碎石桩法

③施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。 ④成桩过程中，每台机械一天应抽样做一组边长为150mm的混合料立方体试块，标准养护，测定其立方体抗压强度。 ⑶褥垫层铺设宜采用静力压实法，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。三、质量检验

施工质量检验主要检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。CFG桩复合地基载荷试验应在桩身强度满足设计要求时，宜在施工结束28d后进行，试验数量宜为总桩数的0.5~1.0%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。并应抽取不少于总桩数10%的桩进行低应变动力试验，检测桩身完整性。

第五十一页，共63页。第七节水泥土搅拌法

水泥土搅拌法cementdeepmixing是以水泥作为主要固化剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂和地基土强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。有湿法和干法两种。 水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。第五十二页，共63页。第七节水泥土搅拌法一、加固原理

1、胶结效应 ①填充胶凝效应。 ②离子交换和团粒化效应：水泥水化生成的凝胶粒子的比表面大，具有强烈的吸附活性，使较小的土颗粒形成较大的土团粒，形成水泥土的团粒结构，土的颗粒牢固连接，强度提高。 ③骨料反应：粘土中的部分活性二氧化硅及三氧化二铝与钙离子发生水化反应。 ④碳化作用。

2、桩的布置效应 水泥土桩的布置形式有柱状、壁状、格栅状、块状以及长短桩相结合等型式。壁状尤其是格栅状布置形式对其间土的侧向变形约束效应显著。第五十三页，共63页。第七节水泥土搅拌法二、设计要点

1、固化剂 固化剂宜选用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量块状加固时可用被加固湿土质量的7~12%，其余宜为12~20%。湿法的水泥浆水灰比可选用0.45~0.55。外掺剂可根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料，但应避免污染环境。

2、桩的布置形式 可根据工程地质特点和上部结构要求采用柱状、壁状、格栅状、块状以及长短桩相结合等不同加固型式。第五十四页，共63页。第七节水泥土搅拌法 ①柱状：每隔一定距离打设一根水泥土桩，形成柱状加固型式，常采用正方形、等边三角形等布桩形式，适用于单层工业厂房独立柱基础和多层房屋条形基础下的地基加固，它可充分发挥桩身强度与桩周侧阻力。柱状加固水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm，独立基础下的桩数不宜少于3根。②壁状：将相邻桩体部分重叠搭接成为壁状加固型式，适用于深基坑开挖时的边坡加固以及建筑物长高比大、刚度小、对不均匀沉降比较敏感的多层房屋条形基础下的地基加固。③格栅状：它是纵横两个方向的相邻桩体搭接而形成的加固型式。适用于对上部结构单位面积荷载大和对不均匀沉降要求控制严格的建筑物的地基加固。第五十五页，共63页。第七节水泥土搅拌法 ④长短桩相结合：当地质条件复杂，同一建筑物坐落在两类不同性质的地基上时，可用3m左右的短桩将相邻长桩连成壁状或格栅状，藉以调整和减小不均匀沉降。

3、处理范围 水泥土桩为半刚性桩，可只在基础平面范围内布置。

4、桩长 竖向承载搅拌桩的长度是影响地基承载力和变形的重要因素，应