建筑工程地基处理施工工艺

1、建筑工程地基处理施工工艺1特点1.1 固化的桩与原地基土构成复合地基，改善了地基的承载力和变形模量。1.2 能自立支护挡土，不需要支撑和拉锚，可采用块式、连续墙式、空腹格栅墙 式、桩式等可施工成任意形状、任意截面、任意深度的结构形式。1.3 桩体连接成壁后有隔水帷幕作用。墙壁不会渗漏水，一般基坑不需要采取降 水措施。1.4 施工中无振动、无噪音、无污染，对周围地基土无扰动、无挤压，只要设计 构造合理，坑外地基侧向变形和沉降较小，而且坑外地下水位保持原标高，因此对周 围建筑物和地下管道影响小。1.5 施工机具简单，操作方便，造价低，为文明施工创造了较好条件。尤其在施 工场地较小的地方，采用更为合

2、理。2适用范围1.1 软土地基加固1.2 任意平面形状，7坑开挖深度 7m以内的侧向挡土支护结构，而且对临近建 筑物等有良好的保护作用。1.3 隔水、防流砂的帷幕工程。3工艺原理利用深层搅拌机械，用水泥作为固化剂与地基土进行原位的强制粉碎拌和，待固化后形成不同形状的桩，墙体或块体等，用于深坑开挖侧向挡土防水支护结构和地基 承重桩。其计算理论按重力坝式刚性挡土墙计算，同时按刚性挡土墙计算方法验算变 形。4施工工艺施工现场应进行平整、碾压或夯实，以保证桩机定位移动，钻孔垂直。4. 1深层搅拌机就位5. 2搅拌下沉：启动电动机，根据土质情况按计算速率，放松卷扬机使搅拌头自 上而下切土拌和下沉，直到设

3、计要求深度。6. 3注浆搅拌提升：开动灰浆泵待纯水泥浆到达搅拌头后， 按计算要求的速度提 开搅拌头，边注浆、边搅拌、边提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，直至提升到桩 顶设计标高后再关闭灰浆泵。7. 4重复搅拌下沉：再次将搅拌机边搅拌边下沉至设计标高。4. 5重复提升（不注浆）：边搅拌边提升至自然地面，关闭搅拌机即完成1根桩的成桩。4. 6连接封顶：如作挡土支护结构，须在桩顶处用钢筋连成整体，形成较好的联 合体。5施工要点5. 1开机前必须探明和清除一切地下障碍物， 须回填土的部位，必须分皮回填夯 实，以确保桩的质量。5. 2桩机行驶路轨和轨枕不得下沉，桩机垂直偏差不大于1%。5. 3水泥宜采用

4、425”普通硅酸盐水泥，水泥掺入比宜选用 8%16%范围，水 灰比一般选用0.450.5,根据不同地质情况和工期要求可掺加不同类型外加剂。5. 4必须严格控制注浆量和提升速度，防止出现夹心层或断浆情况。5. 5搅拌头两次提升速度均应控制在 2.53min/mi注浆泵出口压力应控制在0.4 0.6Mpa。5. 6桩与桩须搭接的工程应注意下列事项。5 . 6. 1桩与桩搭接时间不应大于24h。5 . 6. 2如超过24h,应在第二根桩施工时增加注浆量，可增加 20%,同时减慢 提升速度。5 . 6. 3如相隔时间太长，第二根桩无法搭接，应在设计认可下采取局部补桩或 注浆措施。5 . 7侧向支护工程

5、应注意下列事项：5 . 7. 1成桩4h内必须完成桩顶插锚固筋等工作。5 . 7. 2搅拌桩完工后，应及时按图制作路面，路面钢筋与桩的锚固筋须连成一 体。5 . 7. 3路面钢筋混凝土强度未达到设计要求不得开挖基坑土方。5 .8桩机预搅下沉应根据原土情况，保证充分破碎原状土的结构，使之利于同水 泥浆均匀拌和。5 . 9采用标准水箱，严格控制水灰比，水泥浆搅拌时间不少于 23min,滤浆后 倒入集料池中，随后不断的搅拌，防止水泥离析，压浆应连续进行，不可中断。5 .10每个台班必须做7. 07 X 7 . 07 X 7 . 07cm试块一组（三块）采用标差， 28天后测定无侧抗压强度，应达到设计

6、标号。5 . 11工地质量员应填写每根成桩记录，记好施工日记，各种原材料必须有质保 单方可使用。6 质量标准除了参照国家有关标准外，还应着重注意以下几点：6 .1成桩垂直度偏差不超过恍，桩位布置偏差不得大于 50mm6 . 2搅拌桩桩体应搅拌均匀，表面要密实、平整。6 .3桩顶标高和桩深应满足设计要求。6 .4水泥浆灌入量无异常过少现象。7主要机械设备SJB型深层搅拌机（双搅拌头）主要技术性能见表 1'- "SJB30型SJB40型电机功率（kw）2X302X40额定扭矩（N mm2X64002X8500搅拌头直径（mrm700700加固深度（项10 1215 18外形尺寸（

7、主机）（mrm950X482X1617950X482X1737还有起重机1台，柱塞式灰浆泵1台，灰浆搅拌机2台，冷却水泵1台1特点轻型井点能有效地降低地下水位，在基坑施工中能稳定边坡和克服基坑流砂，创造良好施工条件，既安全又方便。轻型井点布置灵活，使用方便，施工速度快，降水 效率较高，即使个别井管损坏也不会影响整个系统，能适应施工条件变化的工程。轻 型井点设备可反复使用，施工费用小，经济效果好，在地下建筑工程中得到广泛应用。2适用范围由于轻型井点的抽水机组置于地面， 真空在地面产生，所以其降水深度要受到真 空吸程的限制。一级轻型井点降水井管埋设深度一般为 6m左右。轻型井点适用的土 层范围为粉

8、砂砂质粉土、粘质粉上。在渗透系数为 0.12m/d的土层中降水效果较 好。3工艺原理轻型井点降水就是在位于地下水位以下的基坑开挖前，于基坑四周的土层中成孔埋入带有过滤器的井点支管，并在支管四周填砂，然后通过水平集水总管，将所有井 点支管和置于地面的抽水机组连通。这样，地下水就被抽水机组吸至地面而排除。4工艺流程5施工要求5. l井点布置要求5. 1. 1轻型井点设计计算可根据建筑施工手册上册中的公式。5. 1. 2降水水力坡度：双排井点内侧按1: 1O;单排井点两侧按1: 4取值。5. 1. 3井点间距可取1. 22m。常用间距1. 6m。5. 1. 4单井涌水量上海地区可按每天 0. 50.

9、 7m3取值。5. 1. 5双排井点的宽度宜在30m左右，当井点系统宽度大于 50m时，基坑中 间加临时井点。5. 1. 6在降水深度4倍的范围内受降水影响较大，如需控制地面沉降量，应采 取回灌等措施。而在降水深度 10倍以外的范围，受降水影响不大，故一般可不采取 防护措施。5. 1. 7对有板桩护坡的基坑，井点一般宜设在板桩外侧（井点距板桩宜11.5m）,如因场地条件或要减少降水对周围环境的影响，亦可将井点放在板桩内侧， 但要采取相应措施使降水正常进行。5. 2对施工场地做好三通一平工作，场地不平整度应小于20cm。5. 3井点设备进场应先通水通电。5. 4开挖排泥沟应有坡度和集水坑，并要清

10、除杂物。5. 5冲孔应顺排泥沟坡度方向进行，并要防止碎石等杂物滚入孔内和不得让泥浆 倒灌。5. 6井管放入井孔后不得上下抽动，井孔淤塞时严禁将井管插入土中。5. 7应将井孔内泥浆稀释并放入1/3黄砂后再放井管，接着灌砂。黄砂规格为 粗中砂。5. 8井孔用粘性土封口应略高于地面。5. 9开机抽水时应将冲孔沟掩埋，并应高于地面。5. 10对邻近建筑、管道，有变形控制时，应设降水水位观测孔。5. 11下井点管前，应对过滤器的滤网进行检查，不得有破损。5. 12基坑四周在井点总管的外侧应有挡水堤或排（截）水明沟。6质量标准6.1井管埋设时，黄砂应灌至地面下lin左右。每孔黄砂的灌填量应不小于计算 值

11、95 %。6. 2填砂时井管口有泥浆水冒出。6. 3合格井管应达90%以上。6. 4井点抽水后地下水位应逐渐下降，一级井点粉砂砂质粉土35d,粘质粉土57d,达到基坑底标高以下的降水深度。7. 5井点真空度应比计算降深所需真空度高 0. 01MPa。漏气造成真空度的损失 应小于 0.003MPa0.003Mpa。7机具设备8. 1机组类型及配管数见表。机组名称配总管长度（m）配支管数（根）干式真空泵机组80 10060 1001水喷射机组30 5025 40隔膜泵机组40 6030 507. 2井管规格总管：公称口径：70100mm；支管：公称口径：3240mm；过滤器长度：8001000mm

12、;7. 3冲孔工具：采用压力射水冲管或简易钻孔机。要求成孔直径不小于250mm,如水压小于0.5MPa时应配空压机排泥，空压机供气量为 6m3/mm以上。8施工安全8. 1冲孔前对地下障碍物应予以排除， 并做好书面确认工作。对作业区高空要避 让的架空管线等落实好有效的防护或监护措施。8. 2冲孔时周围人员应退至吊车回转范围以外的安全区域，以防泥块等物坠落伤人。8. 3吊井管的滑轮应安装牢固，绳索应经常检查，井管应绑扎牢靠以防坠落伤人。8. 4冲孔时沟槽上要铺设跳板让施工人员站立和行走，以防人员跌入沟内。9劳动组织9. 1机组安装一般配4人，2人排泵和接总管，2人接支管。也可配2人先排泵、接总管

13、，然 后再接支管。9. 2冲孔吊车司机1人，吊车指挥兼扶冲孔枪1人，开水泵、钻孔机及空压机1人，搬运 支管及接头2人，井点机操工1人，灌黄砂4人，排泥1人，共计11人。9. 3开机抽水每台机组每班1人。多台机组最大距离在 50m之内者可由1人兼管。10台以上 机组的大型工程，每班增设1名修理工。10效益分析10. 1轻型井点降水后土层固结，基底稳定，提高了土的承载力，便于用大型机 械进行土方施工，提高工效，缩短工期。同时又减少建筑物建成后的长期沉降量，有 较好的社会经济效益。10. 2轻型井点降水后进行土方开挖的基坑，边坡稳定，消除流砂，增大基坑挖 土安全度，又可减少放坡比，一般可减少边坡放坡

14、土方量的1/31/2以上。例如上海地区的常见土质轻型井点降水后放坡可为 1: 0.75。10. 3在某些需用钢板桩支护的基坑，当改用轻型井点降水后，虽增加一些放坡 上方量，但取消了板桩，其总费用还是节约的，加快了工期，又有较好的社会经济效 益。10. 4轻型井点降水设备简单，施工方便，易于为一般施工单位所采用。且设备 可重复使用，维修简便，使用寿命长，有较好的技术经济效益。工程施工场地狭小。3个基坑的面积分别为 8500m2、1450m2、4500m2,基坑埋 深分别为-9.25m、-11.85m和-9.1 -8.4m。1工程地质条件该3个工程施工场地属长江冲积地貌，地下水位埋深较浅。除表层为

15、杂填土外， 主要是粉质粘土、粉土、且呈很湿状态，部分土层且夹有淤泥质粉质粘土，含水量为 30.4%33.2%,液性指数为11.8,呈流塑状态。在营业楼和谈判楼的土层中还夹有 粉砂层，含水量较大，钻进中常见涌水现象，对土层锚杆施工非常不利。2支护设计结合当地条件，采用钢筋混凝土灌注桩加土层锚杆作基坑支护。商贸中心营业楼 采用600mm压力注浆灌注桩作支护，桩间距 900mm,桩顶帽梁面标高-3.45m,桩底 标高-16.75，在-5.5m标高设锚杆1道，夹角为15°、30°间隔设置、间距900mm。谈 判楼支护桩顶帽梁面标高-3.55mm,桩底标高-20m,分别在-5.75m

16、和-9.75m处各设1 道锚杆，其余均同营业楼。采用 600mm钢筋混凝土灌注桩，间距 800mm,在-4.75m 标高处设锚杆1道，夹角15° ,间距1600mm,即相隔两根支护桩设1根锚杆。根据基坑深度及地下水位不同，在谈判楼和商厦扩建工程的支护桩外侧桩间设 500mm旋喷桩作止水，施工时在坑内设降水井降水。锚杆设计的简况如表1所示。表1锚杆设计一览锚杆设计谈判楼营业楼商厦扩建锚杆长度（m）L=18.5 20L=1820L=19.5锚杆倾角（° ）a=3015a =3015a =15锚杆直径2 322 321 32锚杆孔径（mm）130130130锚头腰梁2 x 20a

17、工字钢2 X 20a工字钢2 x 20a槽钢锚杆允许抗拔力（kN）300300200锚杆张拉锁定值（kN）210210140锚杆根数（根）3063431173 土层锚杆施工3.1 锚杆成孔根据不同土质条件，采用了不同的成孔工艺。商贸中心营业楼和谈判楼在试锚过 程中，钻进到粉土夹粉砂层时，原土造浆钻进时塌孔现象较严重，后采用了膨润土循 环泥浆护壁工艺和原土造浆护壁工艺相结合成孔方法获得成功。为了防止膨润土泥浆产生泥皮而影响钻杆抗拔力，施工时采取了以下措施：在钻孔时检查泥浆携带的钻法判断钻进的土层性质。 在不同土层中采用不同比重的泥浆 护壁。当钻进到粉土夹粉砂层时，采用比重为 1.2左右的泥浆护壁

18、。其它土层采用原 土造浆护壁钻进，比重为1.05左右，并控制泥浆的粘度为1622s之间，含砂率 5%。 在不同土层中采用不同的进尺速度，对于粉土夹粉砂层等易塌孔土层采用慢进尺、高 钻速；对于粉质粘土层则采用快进尺。商厦扩建工程基坑锚杆成孔中因无粉砂层，采用原土泥浆循环护壁，部分孔壁收缩塌陷时，采用浓泥浆、轻压、慢转、 2次扫孔，确保成孔质量。孔口设置护正架， 以防锚孔下垂。以上3个工程的锚杆成孔，采用MGJ 30型钻机施工a =15°的锚孔，采用XY 1型钻机施工a =30°的锚孔。3.2 锚杆灌浆采用二次压力注浆工艺灌浆。第 1次压浆兼作换浆洗孔双重作用。成孔后插入 19

19、mm注浆管至距孔底不大于30cm处，待孔内泥浆全部置换，孔口流出纯水泥浆为 止，压力一般达0.30.5MPa,压4量0.5m3左右，然后拔出注浆管，用清水清洗。 在完成上述工序后即可插入锚筋。在插入锚筋前，将自由段表面涂抹一层油脂，再用 聚脂薄膜缠扎好或用软质塑胶管封套，使自由段与灌浆液相脱离开。第1次水泥浆初凝时即采用特制封堵器封堵孔口，进行第 2次压力注浆（掺早强 剂），压力控制在11.5MPa为宜，压浆量为0.6m3,但以压力控制为主。水灰比0 0.5。 3.3预应力张拉第2次注浆7d后，水泥浆强度达到设计要求，使用穿心式千斤顶采用“跳两拉 一”法进行锚杆张拉。张拉值分别为 300kN（

20、谈判楼、营业楼）和200kN（商厦），预应 力张拉锁定值为设计拉力的70%,分别为210kN（谈判楼、营业楼）和140kN（商厦）。 张拉程序如下：初应力为设计承拉力的 20%,通过初应力张拉使锚杆拉直，各部位紧 贴。正式张拉采用分级加载，每级加载为 50kN,加载后恒载5min,直加载到设计要 求。当锚杆预应力没有明显衰减时，可锁住锚筋，锁定应力为设计的70%。若有应力损失，应补张拉至设计值。4锚杆极限抗拔力试验为了确定所采用的锚杆是否安全可靠，验证设计是否准确，施工工艺是否合理， 并求得实际承载力的安全系数。在正式施工前，对工程进行了极限抗拔力试验，其中 营业楼做了 6根极限抗拔力试验。通

21、过锚杆抗拔试验时取得的（P-S）曲线，在土层锚杆 正式施工时，作为测定每个锚杆张拉时应力-应变值的对照，按其符合程度确定土层锚杆是否符合要求以及作为验收的依据。在营业楼6根锚杆试验中，有1根（MI24）锚杆极限抗拔力达到310kN（为设计拉应 力的1.03倍），另5根均超过450kN,为设计拉应力的1.5倍。经分析，这根（MI24）锚 杆位置正处古河道，由于土质条件差，使锚杆抗拔力减少。经设计、监理单位研究， 认为抗拔力试验合格，可以进行施工。施工阶段限制了该地段的地面堆载，未发生异 常。谈判楼作了 2根抗拔试验，抗拔力达390kN,为设计值的1.3倍，商厦扩建工程地质条件与商贸相似，且设计拉

22、力比商贸要小，故未作抗拔试验。主要通过每根锚杆张拉时，控制其变形值是否在规范要求范围。商厦的锚杆位移变形值为1015mm,商贸位移变形值为1825mm。5 支护桩位移和监测营业楼基坑面积大，土方采用分层、分段、 分片开挖，使土方卸载能量缓慢释放，每层开挖厚度4m,每层土方开挖后，及时对桩顶进行观测。营业楼施工期桩顶位移 值为：西侧15mm,南侧9mm,东侧58mm。商厦支护桩顶位移值分别为：东侧24mm, 南侧6mm,西侧5mm,北侧18mm。6 施工体会(1)在土质允许条件下，采用土层锚杆与支护桩共同工作，与内支撑方案相比要经济，而且便于土方机械开挖，方便施工。(2)在软土中应用锚杆，要准确

23、掌握锚杆所处位置的地质条件，对土体的成孔要采取相应的施工措施，并经抗拔试验合格方可采用。在粉砂土层中成孔，采用膨润土泥浆护壁与套管护壁成孔相比，可以加快成孔速度。(3)在工程施工中，锚杆灌浆量超过计算值。经分析主要是因为粉土夹粉砂层内土体呈流塑状，且渗透系数较大(1.71X10-32.94X 10-4cm/s),当进行压力注浆时，水泥浆沿孔隙向土体其它方向渗透。从营业楼基坑开挖后所裸露的支护桩间土体明显可见水泥浆沿土的孔隙渗透呈树根状。因支护桩也是采用压力注浆成桩，浆量的注入也比计算值大。江边原厂区为稻田，地势低洼。场地自然标高在2.900 m， 设计地面标高为4.500m,在清除耕土后，全场

24、需填高2 m左右。厂区内各层土的物理力学性能指标如表1所示。表1夯前物理力学性能指标土 层 名 称层底 标图 (m)层底 埋深 (m)天然 含水 率(天然状 态重度 丫(kN/m)孔隙比e压缩 系数a/1-2(MPa)压缩Es1-2 (MPa)周结快剪标准 贯入 N63.5 击数 (击)静力触探 比贯入阻 力Ps(MPa)地基 承载 力(kPa)内摩 擦角6(,内聚 力 c(kPa)耕 土灰 色 粘 质 粉 土 0.5002.036.718.50.9890.238.3924.611.70.6580灰 色 砂 质 粉 土1-0.5003.032.818.90.8970.1512.7110.898

25、0灰 色 粘 质 粉 土2-5.5008.038.118.21.0570.316.6425.711.90.6180灰 色 砂 质 粉 土一a-7.500>15.030.818.90.8700.1612.1425.518.81.3285灰37.018.11.0520.356.0924.012.10.7780色 粘 质 粉 土-2注：灰色砂质粉土-1及灰色砂质粉土-a严重液化。厂区内需建多栋多层框架厂房，其中阳离子蓝车间为 6层框架，总高31 m,活载 6 kN/m2,单项设备最重为45 kN,柱下最大轴向力为4 500 kN。根据地质报告，现 有地基承载力不能满足上部结构需要，须进行地基加

26、固。1强夯设计由于厂区地质条件不能满足工程要求，大面积填土产生地基变形，且地表下3m左右有一层严重液化土层。上海地基基础设计规范(DBJ 0811 89)要求：丙类建筑需全部消除液化或部分消除地基液化沉降，并对基础结构和上部结构采取构造措 施。根据需建厂房的要求，对地基处理提出以下要求。(1) 地基处理后，在加固的有效深度内地基容许承载力从原 80 kPa提高到 220 kPa以上。(2) 地基有效加固深度超过8 m。(3) 建筑物施工前地基要有较大的预压密沉降。(4) 消除地基上的液化层，以满足 7度抗震设防要求。经多次讨论，决定采用强夯处理。由于场地地层多为粉性土，且夹有粉砂层，易 排水。

27、采用该法施工进度快，成本低，可预压密沉降，但在原土上强夯要全部满足设 计提出的四项要求，还须采取各种措施。上海地基基础规范要求：原土强夯适用于砂土，含水率低于25%的回填土，对塑 性指数小于等于17或粒径小于0.005 mm占30%以下的表层或浅层粘性土也可采用， 上述以外的土及淤泥质粘土应通过试验确定。本场地土含水率均高达30%以上，但在地表下15 m以内均为粘质粉土或砂质粉 土，且局部夹有薄层粉砂，这对孔隙水压力消散很有利。根据颗粒报告分析，粒径小 于0.005 mmS勺只占8%,但采用置换强夯对上述规范指标要求应该有所不同，若再采取有利的排水措施，则更有可能达到设计要求。根据地质报告，地

28、基土容许承载力为 80 kPa,当基底面处白附加压力为220 kPa 时(基底以上2 m厚的填土作为附加压力考虑)，基底以下8 m处土的附加压力为52 kPa,基底下8 m处土的自重压力为68 kPa(均取水下浮重计算)，二者之和为120 kPa。 经计算，8 m深处的容许承载力为139.5 kPa。以此确定，若强夯有效厚度为 8 m,夯 后土的容许承载力能达到220 kPa时(这时条基宽度按2 m考虑)能满足工程设计的要选择夯能时除考虑地基强度要求外， 加固有效深度也起着决定作用。 夯能小则有 效加固深度浅，根据法国人梅纳提供的经验公式，有效加固深度：h - a HQ式中h 有效加固深度，选

29、定为10 m,实际要求为8 m；Q锤重，选用16 t ;H有效落距，选用15 m；a修正系数，可取0.160.22（根据经验，粉质粘土、砂质粘土可取 0.19, 设排水通道时可适当提高，取 0.20）。夯能 E=HQ=15 160=2 400 （kN.m）夯击范围，可按公式计算确定：4 s （fl十9人）（心+ V%）式中 A夯击范围（m2）;B、L分别为加固区的宽度与长度（m）;h有效加固深度。考虑到下卧层软土的承载力问题，按地基压力扩散角22考虑，应在长宽方向每 边各加htg 8=0.404h,如h为10 m,即每边各加4.04 m。考虑条形基础宽度等因素 后，以建筑物轴线向外各加7.00

30、 m。2强夯施工要求及措施强夯采用截头圆锥体钢制夯锤，锤底直径 2.2 m,底部设3个排气孔，锤重16 t< 强夯时，第一次先夯出一个11.5倍锤径的夯坑，填满炉渣停歇后，再进行第二次强夯，直至最后贯入度小于 10 cm为止。利用夯能将炉渣强行挤入土中，在连 续夯击过程中，地表炉渣不断自动落入坑底，逐渐形成与土混合的渣土混合状柱体的 复合地基，其效果与一股原状土上强夯的效果不同，与其他复合地基的成因及效果也不一样。它是通过强夯工艺将柱状体与强夯效应一次完成，既有强夯特点，又具有其 他置换型复合地基的特点。为与纯强夯区别，可称为动力置换强夯。根据上海地基基础设计规范要求，夯击遍数用前后两击

31、沉降差0 510 cm控制。 实际施工时，采用最后一击沉降量小于 10 cm控制，每坑累计夯击为16击，分两次 进行，每次8击。夯点间距为3 m采用跳点夯，夯点布置见图1。实际每次夯距为6 m,这样布置 有利于孔隙水压力消散，孔隙水可从孔隙压力大的地方向孔隙压力小的地方排出。卜力 4 if。a 幕水担声eg s 修款煞然2整督黑然黑好”烈烈杷* -a4 aM- a0 工 2。第一遇夯点 笫二遗旁点图1夯点布置图在外压力作用下，土的压缩主要是土中孔隙体积的减小，土颗粒相应发生移动、 挤拢。对饱和土而言，压缩主要是孔隙水被挤出。由于孔隙水的排出，土颗粒移动、 靠拢都要经过一定时间。只有当超孔隙压力

32、消散之后，才能继续加压，否则对土体固 结有害无益。当孔隙压力消散达95%或稳定后，才能继续下一轮的强夯。本地区一般 经4 d即可满足要求。选用宝钢高炉干渣为强夯填料，其密度小，性能稳定。原状干渣颗粒一般为015 mm符合设计要求的原状级配要求，能吸水并有一定的活性，夯成后能结成有一 定刚性的板块。塑料排水板能增加土中孔隙水垂直通道，强夯后土中孔隙水压力增加时，孔隙水可通过排水板排出。地表下15 m 以内土层夹有薄砂层，15 m 以下还有一层粉砂层，是孔隙水横向排水的通道。塑料排水板的设置又沟通了横向排水通道，这样更有利于孔隙水的排放。由于要求加固深度为 8 m,所以选用10.5 m长的排水板，

33、打入土中 10 m, 土外留0.5 m,沿夯坑一周布置。排水板打入土中后，即有水从孔中冒出流向 集水沟，由于排水板设置密度高，渗出水量很大。第一遍夯击过程中，从渣内排至沟内的水较多，潜水泵20 min 左右就要抽一次，排水效果明显。第二遍夯击时，因受地面隆起及区内成坑的影响，排水沟出水量很小，甚至无水。但暴露一夜后，大多数坑内水位与原地坪持平。经夯坑内抽干填炉渣后，再夯时仍有溅水飞石现象。打过排水板的地基土在强夯时，水的排放效果较好。强夯施工顺序如下：施工准备-清理耕土-埋设测量仪器-布设排水板点-填炉 渣至标高-第一次布夯坑点-一遍一次强夯-第一次夯坑填料推平-停歇-第二次 布夯坑点-一遍二

34、次强夯-第二遍夯坑填料推平-停歇-第三次布夯坑点-二遍一 次强夯-第三次夯坑填料推平-停歇-第四次布夯坑点-二遍二次强夯-第四次夯 坑填料推平-停歇-普夯-测试。3 强夯效果与结论强夯的效果须经测试检验。夯前在场地上布置取土孔、标准贯入孔和静力触探孔，以取得天然地基的物理力学指标。夯中测试强夯过程中的主要技术参数，主要测试每击下沉量、夯击次数、孔隙水压力和挤压应力的变化。用以指导和控制施工进度，修改施工工艺。施工场地布设了下列测试仪器。(1) 孔隙水压力计：测验超孔隙水压力增加、消散过程，研究强夯的影响深度，强夯时动力固结过程，决定二次夯击的间隔时间。(2) 压力盒：检测地基土挤压应力( 总应

35、力 ) 增长过程，与超孔隙水压力测试结果做比较，研究强夯的影响深度及夯击数的关系。(3) 测斜管：测量地基水平位移。(4) 分层沉降标：测量不同深度土体压缩变形。(5) 表面沉降板：测定沉降板以下土体变形。(6) 水位测试管：测定夯击过程中水位变化规律。(7) 现场振动测试：测定强夯振动影响范围。夯后 45 d 取土，检验强夯加固的效果。检测项目有：取土孔、标准贯入孔、静力触探孔和载荷板试验。强夯后物理力学性能指标如表2 所示。静力触探成果对比见图2。表 2 夯后物理力学性能指标土层 名称层底标高（m）层底埋深（m）天然 含水 率（%天然状 态重度 ）丫（kN/m）孔隙 比e压缩系 数 av1

36、-2 (MPa)压缩模 量 Es1-2 (MPa)周结快剪内摩擦 角内聚力c（kPa）灰色粘质 粉土0.5002.6026.719.40.7670.1512.4031.21灰色砂质粉土1-0.5003.6027.119.40.7740.1412.6231.91灰色粘质粉土2-0.9005.0030.219.00.8550.1710.3827.81-5.5008.6032.218.70.9160.248.5227.11灰色砂质粉土一 a-7.50010.6028.219.00.8150.1314.0530.71灰色粘质粉土一2>15.0036.718.11.0460.326.3425.81

37、层号土层名称深度仇）夯前有后帖就粒土2003.37(33-1eff粉土4.0064超21桔质6.0005.83曲1L01 ±33.06粘应 粉土15而0.731.16图2夯前夯后静力触探结果对比对比表1与表2可看出，地层15 m范围内各项指标强夯后都有所改善。 在56 m 范围内，土体由夯前的软塑流塑状态变为硬塑状态，含水率减少8.47%27.2%。随着深度增加，含水量逐渐变小，压缩模量提高15.7 %47.8 %,并随着深度增加而 减小。10 m以下各项指标有改善，但变化较小。根据上海市地基基础设计规范 DBJ 08 -11-89规定：当上覆非液化土层厚度不少于 6 m。寸砂质粉土

38、）时可不考虑液化影响。 本场区在夯后地表下10 m范围内已形成了非液化硬壳层土，满足该规范要求。另外， 在15 m以上，夯前液化层砂质粉土（a）经强夯后，根据标准贯入度数值，按上述 规范公式判别，在设计烈度为 7度时，其液化也已属消除。该工程8个主车间将原预制混凝土长桩、独立承台基础改为强夯后，共节约工程费400万元，经多年使用，效果良好。设计坝高20 m,两侧坝坡度均为1 ： 2.5,坝基宽约120 m,库内存放电厂灰渣， 库容量约35万m3。坝基处有3.05.9 m厚的饱和粉细砂层，在灰渣水的长期渗透作 用下易发生潜蚀和管涌，对坝体产生渗透破坏，使坝体失稳。为此采取水泥旋喷桩技术措施对坝基

39、进行截渗抗滑加固处理，取得较好效果。1坝基地质性能评价坝基处第一层主要为耕植土层和新回填土，强度低，性能差，不经处理无法作为 天然地基；设计要求清除；第二层结构松散，强度较低，渗透系数为k=5.5X103cm/s, 属强透水层，在库内变水头压力作用下，将产生渗透破坏，使坝体失稳，且分布面广， 土层较厚，须进行加固；第三层为粉土层，属中等压缩性，渗透系数k=2.5X10 6cm/s, 属弱透水层，粘聚力c=31.0 kPa,内摩擦角小=30.3° ,承载能力250 kPa,工程性 能较好，可作为坝基。2坝基处理措施经分析，坝基处理的地层为第二层，即只有解决坝基渗流，防止产生流砂和管涌

40、破坏，才能保证坝基的稳定。为此，决定采用垂直防渗的方法，即用有一定交圈厚度 的水泥旋喷桩形成连续的水泥土截渗墙，并在坝的下游堆石排水棱体下做2排旋喷桩， 起抗滑稳定作用。2.1 旋喷截渗墙参数的确定根据工程经验及有关资料确定桩径上800 mm,桩距根据经验公式，L=0.866D=0.866 X 800=692(mm)取L=500 mm交圈厚度e如图1所示，按下式计算。32，审-(L/2F=2 /4001- ttOtVIP = «24（ mm）取e=620 mm 成墙平均厚 700 mm图1桩距及交圈厚度的确定根据前述地质条件，桩底坐落于第三层粉土层上，并进入粉土层0.5 m,桩的平均

41、长度为6.17 m。2.2 抗滑桩参数的确定根据工程经验及有关资料，桩径 D=800 mm由于该桩主要作用是抗滑，提高坝基 承载力，不需交圈，故取桩距 L=800 mm排距按经验公式计算，取 0.75 D=600 mm 桩底同样坐落于第三层粉土层上，且进入粉土层 1 m深，平均桩长4.2 m。截渗墙及 抗滑桩的平面布置及剖面如图2、3所示。图2旋喷桩平面示意图3旋喷截渗墙断面3试桩根据设计要求，取？轴的16号桩和？轴的10号桩进行试桩。试桩送浆压力为 23 MPa提升速度为200220 mm/min回转速度为1923 r/min ;水泥浆配合比(重量 比)为水：425号水泥：三乙醇胺二1 ：

42、1 ： 0.0005;水泥浆用量不少于 0.2 m3/m。试桩后经开挖检查，®轴试桩桩径为630840 mm轴为600720 mm施工中选用A线桩试验所得工艺参数，桩径及桩体强度均达到设计要求。 4 施工工艺旋喷桩按桩位轴线 A B C顺序进行，放线根据桩位坐标用经纬仪测放，钢尺量 距定点，桩位偏差考虑在5mm内，各桩点均用木桩做标志并编号。成孔机安装要求 平稳，钻杆主轴与地面垂直度偏差控制在 1.5 %之内，成孔采用清水冲洗岩粉，喷头 下装圆锥合金钻头钻进。(1)成桩顺序为水泥浆的配制送浆旋喷成桩。(2)水泥浆的配制：在钻进成孔前5 min搅拌水泥浆，施工中每罐水泥浆加水400 k

43、g,普通硅酸盐水泥400 kg,并加入0.2 kg三乙醇胺，促使水泥在水下速凝。(3)送浆：配制好的水泥浆液经两次过滤后压入储备罐， 高压泵从储备罐中取浆。 高压泵送浆压力稳定在23 MPa若施工发现送浆不正常，应立即停机排除故障。(4)旋喷成桩：钻机钻至预定深度以后，投球送浆，随即旋转，提升速度220mm/min加卸钻杆时，接头处复喷150200 mm以防断桩。喷至桩顶标高时就地送 浆，回转510转后结束。工程结束后，经现场开挖截渗墙两处实测桩体交接连续，桩体完整密实。堆场使 用过程中，坝基未发生渗透、失稳等破坏。总建筑面积约9 000 m2。综合楼为9层，总高为40 m主体采用框架剪力墙结

44、构； 档案馆为5层砖混结构。工程地质勘察部门对该建筑场地的评价是，场地为软弱场地土，属田类场地土， 地貌位置属山前冲积平原，深度 20 m以上的地基土主要由细颗粒的粉土和粉质粘土 组成，场地工程地质条件为：(1)人工填土层：厚度3.55.7 m,结构松散，土质不 均；(2)粉土层：厚度1.02.0 m ,在场地局部存在，fk=160 kPa； (3)粉质粘土层： 厚度 2.0 4.9 m,可塑状态，Es=5.3 MPafkk=120 kPa； (4)粉土层：厚度 1.7 2.0 m, Es=11.7 MPafk=200 kPa;(5)粉质粘土层：厚度 1.0 2.0 m Es=6.1 MPaf

45、 k=160 kPa;(6) 粉土和粉质粘土互层：未穿透，Es=8.6 MPaf k=180 kPa。由此可见，第一层为人工填 土，结构松散，土质不均，不宜作天然地基；第二层土虽然承载力较高，但仅在场地局部残留，不能作为持力层；第三层土的土质较软，压缩性较高，不能满足高层建筑的基础设计要求；第四层土承载力较高，但如作为持力层，基础埋深太大，因不做地下室，排除了做深基础的可能，故为满足设计要求，只能采用桩基或复合地基。1 地基处理要求该建筑的特点是上部荷载较大，而场地土比较软弱。综合楼部分确定基础形式为筏板基础，要求地基承载力标准值为 200 kPa；档案馆虽然只有5层，但楼面活荷载大、墙体较厚

46、，采用墙下钢筋混凝土条形基础，要求地基承载力标准值为250 kPa，允许沉降量0 200 mm2 处理方案的选择本地区对这类地基常采用预制桩或灌注桩，勘察单位也建议采用灌注桩，但调查研究及方案比较表明，水泥喷粉桩加固处理这种土质是适用的。经过比较，采用搅拌桩比灌注桩更经济，且对周围环境的影响很小。3 喷粉桩复合地基设计设计有效桩长L=5.5 m,桩径0.5 m,加固体室内抗压强度为2 MPa(经室内试验确定水泥掺入比为15 )。由文献1 式 (9.2.2 2)、 (9.2.2 3)算出单桩承载力=140kN;卞g据(9.2.2 1)式可算出：高层部分的置换率 m=0.25,档案个f部分m=0.

47、3,按此 进行桩的布置，布桩采用矩形形式。经计算(高层)桩群体压缩变形1.7 cm,桩端下土的变形6.2 cm,总沉降量7.9 cm=4 施工方法喷粉使用的固化剂为425号普通硅酸盐水泥，采用国产PH5A型喷粉桩机施工。(1) 施工前应整平场地，定出桩位并编号，组装架立喷粉桩机，检查主机及其他各系统工作是否正常。(2) 根据桩位平面布置图，排桩号和施工流水段，移动搅拌主机对准设计桩位。(3)开动搅拌机钻进50 cm后，随钻随喷气，注意防止堵塞喷粉孔，随钻杆钻进，加固土体在原位被搅动切碎，钻至设计深度时停钻。4 4) 钻杆钻到设计深度后反向旋转，启动水泥发送装置，将钻杆边搅拌边提升，提升速度宜小

48、于1 m/min ，强制喷出的粉体与原位土体进行搅拌。待钻头提升到距桩顶约2 m时，宜降低提升速度。提升到超过设计高度3050 cm后，关闭水泥发送装置，钻机原位旋转1 min 后再继续提升到地面。桩体喷粉要求一气呵成，不得中断，喷粉压力控制在0.50.8 N/mm2为提高桩体强度及承载力，避免搅拌不均，再在原桩位全长范围内进行复搅1 次，桩体即告完成。5 成桩质量检验因为工期紧张，龄期达到21 d 后，进行基坑开挖，对10的桩采用应力反射波法进行质量检验，所测桩中的95测试信号正常，有较明显的桩底反射，波速均大于1 200 m/s,表明桩身较为密实均匀，质量良好。随机抽取3根单桩(档案馆工程)和3根单桩复合地基(综合楼工程)进行静载荷试验，试验结果单桩承载力为140 kN， 复合地基承载力为200 kPa。检测结果均满足设计要求；随着龄期增长，地基承载力仍有 一定程度的提高。6 效果评价本工程采用水泥喷粉桩处理软弱地基，地基承载力由120 kPa提高到200250kPa,强度增长1倍左右。这种处理方案较多用于荷载不大的多层民用建筑，同时也 适用于荷载较大的高层建筑(811层)。该建筑于1997年10月主体结构封顶，未发 现地基不均匀沉降和上部结构裂缝，加固效果良好。采用这种方案具有设备简单、施工方便快速、无振动、 无污染等优点，造价低廉，费用比采用灌注桩降低了 40%某综合