基坑地基加固处理技术

1、基坑验槽 及地基加固处理 1 基坑验槽基坑验槽 2 地基加固处地基加固处理理 1 基坑验槽基坑验槽 当基坑（槽）挖至设计标高后，应组织勘察、设计、监勘察、设计、监 理、施工方理、施工方和业主代表业主代表共同检查坑底土层是否与勘察、设计资料 相符，是否存在填井、填塘、暗沟、墓穴填井、填塘、暗沟、墓穴等不良情况，这称为 验槽验槽。 验槽验槽的方法以观察观察为主，辅以夯、拍夯、拍或轻便勘探轻便勘探。 第4讲 基坑验槽及地基加固处理 基坑验槽 基坑 验槽 共共4141页页 第第1 1页页 1.1 观察验槽观察验槽 观察验槽的内容包括： 检查基坑( (槽) )的位置、断面尺位置、断面尺 寸、标高寸、标高

2、和边坡边坡等是否符合设计要求。 检查槽底是否已挖至老土层(地基 持力层)上，是否继续下挖或进行处理。 对整个槽底土进行全面观察：土 的颜色是否均匀一致；土的坚硬程度是否 均匀一致，有无局部过软或过硬；土的含 水量情况，有无过干过湿；在槽底行走或 夯拍，有无振颤现象或空穴声音等。 挖掘探查 拉线检查 共共4141页页 第第2 2页页 1 基坑验槽 夯、拍验槽是用木夯、蛙式打夯机木夯、蛙式打夯机或其他施工工具对干 燥的基坑进行夯、拍（对潮湿和软土地基不宜夯、拍，以免破对潮湿和软土地基不宜夯、拍，以免破 坏基底土层坏基底土层），从夯、拍声音判断土中是否存在土洞土洞或墓穴墓穴。 对可疑迹象，应用轻便勘

3、探仪进一步调查。 1.2 夯、拍验槽夯、拍验槽 观察验槽应重点注意柱基、 墙角、承重墙下受力较大的部位。 仔细观察基底土的结构、孔隙、 湿度、含有物等，并与设计勘察 资料相比较，确定是否已挖到设 计的土层。对于可疑之处应局部 下挖检查。 共共4141页页 第第3 3页页 1 基坑验槽 1.3 轻便勘探轻便勘探验槽验槽 轻便勘探验槽是用钎探、轻便动力触探、手摇小螺纹钻、钎探、轻便动力触探、手摇小螺纹钻、 洛阳铲洛阳铲等对地基主要受力层范围主要受力层范围的土层进行勘探，或对上述观察、 夯或拍发现的异常情况进行探查探查。 基坑底层基土质量钎探检查 共共4141页页 第第4 4页页 1 基坑验槽 轻、

4、重型 动力触探仪 动力、静力触探 一体履带车系统 地基钎探施工现场 地基钎探施工现场 共共4141页页 第第5 5页页 1.3 轻便勘探验槽 2 地基加固处理地基加固处理 当工程结构的荷载较大，地基土质又较软弱当工程结构的荷载较大，地基土质又较软弱( (强度不足强度不足或或压压 缩性大缩性大) )，不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法，不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法， 改善地基性质，改善地基性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和和基础基础 埋置深度埋置深度。 第4讲 基坑验槽及地基加固处理 2.1 地基加固的原理 共共4141页页

5、 第第6 6页页 2.1 地基加固的原理 “将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”， 即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这一 加固原理出发 。 共共4141页页 第第7 7页页 2.1.1 地基加固原理 地基碾压加固 提高软弱地基的强度、保证地基的稳定性；降低软弱 地基的压缩性、减少基础的沉降；防止地震时地基土的振 动液化；消除特殊土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。 2.1.2 地基处理的目的 坚实稳定的建筑地基 在可靠地基上建造的基础 共共4141页页 第第8 8页页 2.1 地基加固的原理 软弱地基包括：软弱地基包括：淤淤 泥、淤泥质土、冲填土、杂填土泥、淤泥质土、冲填土

6、、杂填土 或其它高压缩性土层构成的地基。或其它高压缩性土层构成的地基。 2.1 地基加固的原理 2.1.3 地基处理的对象 特殊土地基包括：软土、 湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻 土等地基。 共共4141页页 第第9 9页页 吹填土的施工现场 淤泥质土 湿陷性黄土 膨胀土 2.1.4 地基加固处理的综合措施地基加固处理的综合措施 拟定地基加固处理方案时，应考虑地基与上部结构共同工地基与上部结构共同工 作作的原则，从地基处理、建筑和结构设计、施工方案方面均采 取相应措施，绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有： 改变建筑体形建筑体形，简化建筑平面建筑平面； 调整荷载差异荷载差异； 合理设置沉降缝

7、沉降缝； 采用轻型结构、柔性结构轻型结构、柔性结构； 加强房屋的整体刚度整体刚度； 偏心荷载较大时，对基础进行移轴处理基础进行移轴处理； 施工中正确安排施工顺序施工顺序和施工进度施工进度。 共共4141页页 第第1010页页 2.1 地基加固的原理 地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是： “挖挖”、“填填”、“换换”、“夯夯”、“压压”、“挤挤”、 “拌拌”七个字。 2 2 地基加固处理地基加固处理 2.2 地基加固的方法 当软弱土地基的承载力或 变形满足不了建筑地基的要求， 而软弱土层的厚度不大时，挖 去软土层将基础置于承载力大 的基岩或坚硬的土层中，最为 经济。 共共4141页页 第第1

8、111页页 挖去厚度不大的软土层 当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的 差距不大时，可在软土层上直接回填一定厚度的好土， 以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。 在软土层上回填好土 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第1212页页 软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖 去，代之以去，代之以人工填筑的垫层作持力层人工填筑的垫层作持力层。采用砂石、三合。采用砂石、三合 土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基砂石地基、 三合土地基三合土地基、粉煤灰地基粉煤灰地

9、基。 2.2.1 换填法 砂石地基施工 砂石垫层剖面图 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第1313页页 利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水 分，加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。分，加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。 2.2.2 夯实法 平板振动夯进行地基夯实 冲击夯进行软土压实施工 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第1414页页 是一种较常采用的地基处理方法, 它是用起重机械将大吨位夯锤(一般 不小于8t)起吊到高处(一般不小于6m) 后，自由落下，对土体进行

10、强力夯实。 强夯施工中 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 强夯适用于粘性土、湿陷性黄土 及人工填土地基的加固。但强夯产生 的振动对已建成或在建的建筑物有影 响时，不得采用。 共共4141页页 第第1515页页 强夯法施工 强夯可提高地基土的强度，降低 土的压缩性，改善土的抗液化条件。 吊起夯锤 自动脱钩装置 起重机配三角架起吊 夯锤下落瞬间起重机配龙门架 起吊 夯坑 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第1616页页 夯锤一般重1025t，大吨位锤通常采用 钢板外壳内灌砼，也可用局部钢板浇筑砼组合 锤。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力 值可取254

11、0KPa。夯锤中宜设置若干上下贯 通的气孔，可减小夯锤起吊时的吸力（夯锤吸 力可达3倍锤重）。 夯锤上气孔 长园柱夯锤 短园柱夯锤 园锥形夯 锤 园柱形夯锤高宽 比过大，容易偏 锤，要慎用 园锥形夯锤底 面积小，会形 成很深的夯坑 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第1717页页 在夯坑内回填块、碎石，强行 夯入并排开软土，形成砂石桩与软 土的复合地基，称之为强夯置换 （或动力置换、强夯挤淤）。 强夯置换 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 强夯置换施工 碎石被夯入深坑中 起出并清理夯锤 共共4141页页 第第1818页页 利用压实机械碾压地基土壤，使

12、地基压实排水固结。也 可采用预压固结法预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一 段时间，使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。 2.2.3 预压法排水固结法 排水固结法 水平排水体 竖向排水体 塑料排水带排水系统 加压系统 降低地下水法 真空法 堆载法 砂垫层 袋装砂井 普通砂井 电渗法 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第1919页页 堆载预压法 在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积 随之减少，地基发生固结变形，土体的密实度和强度提高。 加载预压 堆载预压法包括加压系统加压系统和排水系统排水系统。 按堆载材料分为自重预压、加载预压和

13、加水预压。 按加压程序可分为单级加荷和多级加荷。 加水预压 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第2020页页 真空预压法是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排 水竖井，再用不透气的封闭膜使之与大气隔绝，薄膜四周埋入土 中，通过埋设的排水竖井，用真空装置进行抽气。抽气使地表砂 垫层及排水竖井内形成负压负压，使土体内部与排水竖井之间形成压压 力差力差。压差作用下土体中的孔隙水不断由排水竖井排出，从而使 土体固结土体固结。 真空预压法 吹填施工 软弱的吹填地基 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第2121页页 真空预压和降水预压是在负

14、超 静水压力下排水固结，又称为负压固负压固 结结。 按照竖向排水体的不同，真空预 压法又可分为普通砂井、袋装砂井和塑 料排水带。 袋装砂井施工 袋装砂井施工机械 袋装砂井埋设完毕 袋装砂井 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第2222页页 袋装砂井埋设完毕 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第2323页页 袋装砂井与排水横管连接 插板机在进行塑料排水带施工 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 塑料排水带埋设完毕 共共4141页页 第第2626页页 真空预压法覆盖封闭膜 真空预压法排气进行时 真空预压法的新发展真空预压法的

15、新发展 低位真空预压法 高真空击密法 覆水真空预压法 覆水真空预压法 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第2929页页 用带桩靴的工具式 桩管打入土中，挤压土壤 形成桩孔，拔出桩管再在 桩孔中灌入砂石或石灰、 素土、灰土等填充料进行 捣实。其原理是挤密土壤、 排水固结，提高地基的承 载力，俗称“挤密桩挤密桩”。 包括碎碎( (砂砂) )石桩、石灰桩、石桩、石灰桩、 灰土桩、灰土桩、CFGCFG桩桩等。 2.2.4 深层挤密法 施工完的灰土桩 灰土桩施工现场 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3030页页 CFG桩桩 CFG桩又称

16、水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩。 由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔， 将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加 水拌和灌注成桩。CFG桩的适用范围 很广,在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、砂土、粉土、粘土、淤泥质土、 杂填土杂填土等地基均有大量成功的实例。 CFG桩破桩头施工现场 CFG桩施工现场 CFG桩和 桩间土通过 褥垫层形成 CFG桩复 合地基 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3131页页 又称振冲碎石桩振冲碎石桩，是用振动或冲 击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管桩管 挤入地层挤入地层，在软弱地基中成孔成孔后，再 将碎石从桩管投料口处投入桩管内， 然后边击实边击实

17、、边上拔桩管边上拔桩管，形成密实 碎石桩，并与桩间土体形成复合地基。 挤密碎石桩挤密碎石桩 碎石桩施工流程图 边击实、边拔管 碎石桩施工全景 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3232页页 干法振冲碎石桩干法振冲碎石桩 - -底部给料 底部给料( (法国公司法国公司) ) 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 振冲碎石桩施工 待验收的 碎石桩 共共4141页页 第第3333页页 2.2.5 化学化学( (注浆注浆) )加固法加固法 是指用旋喷法旋喷法或深层搅拌法深层搅拌法加固地基。原理是利用高高 压射流切削土壤压射流切削土壤，旋喷浆液旋喷浆液( (水泥

18、浆、水玻璃、丙凝等水泥浆、水玻璃、丙凝等) )，搅拌搅拌 浆土浆土，使浆液浆液和土壤混合土壤混合，凝结成坚硬的柱体柱体或土壁土壁。 深层搅拌桩 深层搅拌机定位启动后， 叶片旋转切削土壤，下沉至设计 深度后缓慢提升搅拌机，同时喷 射水泥浆与软粘土强制拌和，待 搅拌机提升到地面时再原位下沉 提升搅拌一次，使浆土均匀混合 形成水泥土桩。深层搅拌桩施工工艺流程图 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3434页页 SMW工法桩工法桩 SMW工法桩是深层搅 拌桩的一项新工艺，以多轴型多轴型 钻掘搅拌机钻掘搅拌机钻掘，在钻头处喷 出水泥系强化剂与地基土反复反复 混合搅拌混合搅

19、拌，各施工单元之间采 取重叠搭接重叠搭接施工，在水泥土混 合体未结硬前插入H型钢或钢板 作为应力补强材应力补强材，形成一道具 有一定强度和刚度的、连续完 整的、无接缝的地下墙体地下墙体。 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3535页页 清除钻头上的余泥 形成一道地下连续墙 型钢补强材 导沟 三轴型钻掘搅拌机 水泥浆液 钻杆 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3636页页 高压旋喷桩高压旋喷桩 是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度，将水是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度，将水 泥浆液由喷嘴向四周泥浆液由喷嘴向四

20、周高速喷射切削土层高速喷射切削土层，同时将旋转的，同时将旋转的钻杆徐钻杆徐 徐提升徐提升，浆液与土体在高压射流作用下充分，浆液与土体在高压射流作用下充分搅拌混合搅拌混合，形成连，形成连 续搭接的续搭接的水泥加固体水泥加固体。 高压旋喷桩施工 旋喷法施工流程图 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3737页页 单管旋喷的成桩直径较小，为获得大直径截面的桩，可 分别采用二重管旋喷二重管旋喷（二根同心管分别喷水、喷浆二根同心管分别喷水、喷浆），或三重三重 管旋喷管旋喷（三根同心管分别喷水、喷气、喷浆三根同心管分别喷水、喷气、喷浆）。 喷浆方式有旋喷、定喷旋喷、定喷和摆

21、喷摆喷三种，可分别获得柱状、柱状、 壁状壁状和块状加固体块状加固体。 高压旋喷施工示意图 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3838页页 高压旋喷设备及机具高压旋喷设备及机具 滑撬式旋喷钻机 履带式旋喷钻机 高压注浆泵 单重管喷具 双重管喷具 三重管喷具 灰浆搅拌机 泥浆泵 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第3939页页 旋喷法旋喷法可用于处理软弱地可用于处理软弱地 基，也可用于桩、地下连续墙、基，也可用于桩、地下连续墙、 挡土墙、深基坑支护结构的施挡土墙、深基坑支护结构的施 工和防管涌、流砂的技术措施。工和防管涌、流砂的技术

22、措施。 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第4040页页 高压旋喷工程钻机 GZB-40C型 高压注浆泵 柱状旋喷桩 加固地基 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第4141页页 轻、重型 动力触探仪 动力、静力触探 一体履带车系统 地基钎探施工现场 地基钎探施工现场 共共4141页页 第第5 5页页 1.3 轻便勘探验槽 2 地基加固处理地基加固处理 当工程结构的荷载较大，地基土质又较软弱当工程结构的荷载较大，地基土质又较软弱( (强度不足强度不足或或压压 缩性大缩性大) )，不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法，不能作为

23、天然地基时，可采取人工加固处理的方法， 改善地基性质，改善地基性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和和基础基础 埋置深度埋置深度。 第4讲 基坑验槽及地基加固处理 2.1 地基加固的原理 共共4141页页 第第6 6页页 2.1.4 地基加固处理的综合措施地基加固处理的综合措施 拟定地基加固处理方案时，应考虑地基与上部结构共同工地基与上部结构共同工 作作的原则，从地基处理、建筑和结构设计、施工方案方面均采 取相应措施，绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有： 改变建筑体形建筑体形，简化建筑平面建筑平面； 调整荷载差异荷载差异； 合理设置沉降缝沉降缝； 采用轻型结构、柔性结构轻型结构、柔性结构； 加强房屋的整体刚度整体刚度； 偏心荷载较大时，对基础进行移轴处理基础进行移轴处理； 施工中正确安排施工顺序施工顺序和施工进度施工进度。 共共4141页页 第第1010页页 2.1 地基加固的原理 利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水 分，加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。分，加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。 2.2.2 夯实法 平板振动夯进行地基夯实 冲击夯进行软土压实施工 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 共共4141页页 第第1414页页