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(共17张PPT)
地基处理与加固
项目二
教学目标
1. 能看懂地基处理方案。
2. 能说出地基处理的施工质量验收标准。
任务引导
某场地地质勘察资料如下：0～2 m为腐殖质土、填土、耕植土；2～6 m为粉质黏土；6～20 m为淤泥、淤泥质土等地基承载力特征值不大于150 kPa的土层。此场地基础施工前需要先进行地基处理，采用什么方案既安全又经济呢？
任务分析
建筑物事故的发生，不少与地基问题有关。地基的过量变形或不均匀沉降，使上部结构出现裂缝、倾斜，削弱和破坏了结构的整体性，并影响到建筑物的正常使用，严重者地基失稳导致建筑物倒塌。所以，对某些地基的处理与加固就成为基础施工中的一项重要内容。

知识链接

任何建筑物都必须有可靠的地基与基础。基础通常是指埋藏在地面以下建筑物的下部结构，按其埋置深度及施工方法将基础分为浅基础和深基础，而地基是指承受由基础传来荷载的地层（土层或岩层）。
地基的主要作用是承托建筑物的基础，地基虽不是建筑物本身的一部分，但与建筑物的关系非常密切。建筑物的地基问题主要包括强度与稳定性问题、压缩与不均匀沉降问题、地下水流失与潜蚀和管涌问题以及动力荷载作用下的液化、失稳和震陷问题等。地基问题处理恰当与否，不仅影响建筑物的造价，而且直接影响建筑物的安危。
基础直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称为天然地基。若天然地基不能满足地基强度和变形的要求，则必须事先经过人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理。常采用的人工地基处理方法有换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。这里主要介绍几种常见的地基处理方法。
2.1 换填垫层法
当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基强度和变形的要求时，常采用换填法进行地基处理。一般情况下是先将基础下一定范围内承载力低的软弱土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。主要有以下几种处理方法：
（1）挖：就是挖去表面的软土层，将基础埋置在承载力较大的基岩或坚硬的土层上。此种方法主要用于软土层不厚，上部结构的荷载不大的情况。
（2）填：当软土层很厚，而又需要大面积进行加固处理，则可在原有的软土层上直接回填一定厚度的好土或砂石、矿石等。
（3）换：就是将挖与填相结合，即换土垫层法。施工时先将基础下一定范围内的软土挖去，而用人工填筑的垫层作为持力层，按其回填的材料不同可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。
换填法适用于淤泥、淤泥质土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等的地基处理。
换土垫层的处理深度应根据建筑物的要求，由基坑开挖的可能性等因素综合决定，一般多用于上部荷载不大，基础埋深较浅的多层民用建筑的地基处理工程中，开挖深度不超过3 m。
2.2 强夯施工
强夯法具有施工速度快、造价低、设备简单，能处理的土壤类别多等特点，是我国目前最为常用和最经济的深层地基处理方法之一。
施工时用起重机将很重的锤（一般为8～40 t）起吊至高处（一般为6～30 m），使其自由落下，产生的巨大冲击能量和振动能量给地基以冲击和振动，从而在一定的范围内提高地基土的强度，降低其压缩性，达到地基受力性能改善的目的。强夯法适用于碎石土、砂性土、黏性土、湿陷性黄土和回填土。
2.3 施工水泥粉煤灰碎石桩
施工水泥粉煤灰碎石桩（CFG）是由水泥、煤粉灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏结强度桩，由桩、桩间土和褥垫层一起构成的复合地基。水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩的基础上发展起来的，这种桩是一种低强度混凝土桩，由它组成的复合地基能够较大幅度提高承载力。
水泥粉煤灰碎石桩适用于多层和高层建筑，处理黏性土、粉土、砂土、松散填土等地基的施工。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。
2.4 高压旋喷地基施工
1. 加固地基原理
高压喷射注浆法就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入（或置入）至土层预定的深度，以20～40 MPa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层及预定形状的空间。当能量大、速度快和脉动状的喷射流的动压力大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细粒
土随浆液或水冒出地面，其余土颗粒在射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样注入的浆液将冲下的部分土混合凝结成加固体，从而达到加固土体的目的。它具有增大地基强度、提高地基承载力、止水防渗、减少支挡结构物的土压力、防止砂土液化和降低土的含水量等多种功能。其施工顺序如图2.1所示。
2.5 深层搅拌地基施工
深层搅拌法（也称湿法）是水泥土搅拌法的一种，水泥土搅拌法还包括粉体喷搅法（简称干法）。深层搅拌法是使用水泥浆作为固化剂的水泥土搅拌法，而粉体喷搅法是以干水泥粉或石灰粉作为固化剂的水泥土搅拌法。
水泥土搅拌法是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械边钻边往软土中喷射浆液或雾状粉体，在地基深处将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使喷入软土中的固化剂与软土充分拌和在一起，利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应，形成抗压强度比天然土强度高得多，并具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土桩柱体，由若干根这类加固土桩柱体和桩间土构成复合地基，从而达到提高地基的承载力和增大变形模量的目的。
深层搅拌法是用于加固饱和黏性土地基的一种新技术。

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