疏浚工程课件

第三章地基处理工程施工

建筑物的稳定很大程度上依赖于建筑物的基础与地基，花费在处理地基与基础上的工程费用往往占总费用的1／3。水运工程建筑物的地基一般包括砂卵（砾）石、砂土地基、土基等。3.1岩石地基问题及处理方法一、岩石风化彻底清除风化岩，直到新鲜岩层为止。二、断层和裂隙裂隙－－－由于地质构造运动造成。断层和裂隙破环了岩石地基的整体性，形成岩石地基的破碎带，不仅降低强度，而且可能形成地基的一个滑裂面，影响建筑物的稳定性。第三章地基处理工程施工建筑物的稳定很大程度上依1第三章地基处理工程施工1.补强－－－灌浆

原理：用压力将化学浆液（主要是水泥浆）通过钻入岩石断层或裂隙的灌浆管压入岩层缝隙中，以填充或渗透的方式，排除缝隙中的水分和空气，并占据期空间，破坏的岩石固化为一体，从而提高了岩石的强度、稳定性和抗渗性。作业流程：钻孔→冲洗→压水试验→灌浆→回填封孔第三章地基处理工程施工1.补强－－－灌浆2第三章地基处理工程施工第三章地基处理工程施工3第三章地基处理工程施工2.堵塞泉眼I位于建筑物底部泉眼处挖坑→铺沙石滤层→预埋灌浆管和排水管→抽水→浇混凝土→灌浆II位于其他部位在泉眼上抛一层粗砂→一层小石子第三章地基处理工程施工2.堵塞泉眼4第三章地基处理工程施工3.2砂软（砾）石及砂土地基问题和处理方法特点：地基整体性差、渗透性大。1固结与防渗处理方法：固结灌浆为防止渗漏，常设置粘土或混凝土防渗墙、帷幕灌浆第三章地基处理工程施工3.2砂软（砾）石及砂土地基问题和处理5第三章地基处理工程施工3.2砂软（砾）石及砂土地基问题和处理方法2防止流砂－－－打钢板桩、降低地下水位。第三章地基处理工程施工3.2砂软（砾）石及砂土地基问题和处理6第三章地基处理工程施工3.3软土地基问题及处理方法

软基—含水量大于液限、孔隙比大于1。0的粘性土以及标准贯入度击数小于4的砂性土地基。

港口工程中的软基问题：地基强度低、承载力低、建筑物下沉量大，使建筑物极易失稳。软基加固技术：挤密砂桩、深层搅拌、强夯、袋装砂井、塑料板排水预压、爆破挤淤等方法第三章地基处理工程施工3.3软土地基问题及处理方法7第三章地基处理工程施工一、在建筑物结构方面采取的措施1.采用轻质材料以减轻作用在建筑物上的外力建筑物墙后、上部或间作物本身采用煤渣、聚苯乙烯泡沫塑料等轻质材料。2.采用轻型结构以减少建筑的自重及对地基的压力

如箱式结构。3.采用镇压层，以提高建筑物的稳定性在建筑物两侧设置镇压层作为压载，减少作用与地基上的压力差。4.采用深基础结构以避开软土层第三章地基处理工程施工一、在建筑物结构方面采取的措施8第三章地基处理工程施工二、在地基方面采取的措施1.铺垫法原理：在软基表面铺设垫层，使上部荷载均匀地传到地基上，起到压力扩散作用。采用材料：砂、碎石、灰土、三合土、有防、无纺土工织物。第三章地基处理工程施工二、在地基方面采取的措施9第三章地基处理工程施工第三章地基处理工程施工10第三章地基处理工程施工二、在地基方面采取的措施2.排土置换法I重力挤淤置换对于厚度小于4米的淤泥质土层，在施工不便时，直接在淤泥面上抛填重物，利用重力将淤泥排开，以代替挖除法。II爆破挤淤置换适用于软土层较厚情况下。工程实例：连云港海堤工程：排淤置换厚度达12米。第三章地基处理工程施工二、在地基方面采取的措施11第三章地基处理工程施工a)堆石及布设药包b)形成爆炸断面第三章地基处理工程施工a)堆石及布设药包12第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法I原理：针对含水量大、强度低、受荷变形大的软土地基，在地基表面铺一层排水层，上面加载，在附加压载作用下，使地基中的孔隙水压力升高，土中水顺着孔隙经排水层排走，在附加作用力下土颗粒挤密，孔隙减小，实现软土地基的固结。II优点：不需要将软土置换，工程的挖填方量少，投资节省。第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法13第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法III提高效果的措施：对于土层比较厚或埋藏较深的软土地基，单纯表面加荷，固结时间长而且随深度的增加固化效果而急剧减小。工程上采用的方法→设置竖向排水通道。竖向排水通道类型有：砂井、袋装砂井、塑料排水板珠海机场砂井软基处理第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法珠海机场砂井软基处理14第三章地基处理工程施工打桩砂井第三章地基处理工程施工打桩砂井15第三章地基处理工程施工梯形槽断面△槽断面第三章地基处理工程施工梯形槽断面△槽断面16第三章地基处理工程施工塑料排水板最早的排水固结法是砂井排水，但此法存在的问题是地基变形后，容易产生断颈和颈缩。塑料排水板法弥补了砂井的不足，使施工工艺大大简化，工效成倍增长，具有以下显著特点:(1)塑料排水板是由厂家批量生产的，质量均匀且易控制，具有良好的透水和排水性能;(2)塑料排水板材料具有一定的强度及延伸率，适应地基变形的能力强;(3)重量轻(约15N/m)，搬运方便，施工质量易控制和检查;(4)塑料排水板的断面尺寸小，插入时对地基土扰动小，连续性好;(5)施工机械简单，施工速度快，劳动强度小，施工场地整洁。第三章地基处理工程施工塑料排水板17塑料排水板塑料排水板法是排水固结法的一种形式。利用建（构）筑物本身重量分级逐渐加载；或是在建（构）筑物建造以前，在场地先行加载预压（或者真空预压），使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度提高的方法。该方法是处理软土地基的有效方法之一，它可以解决以下两个问题：

(1)沉降问题，使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使构筑物在使用期间不致产生不利的沉降或沉降差。(2)稳定问题，加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。塑料排水板塑料排水板法是排水固结法的一种形式。利用建（构）筑18塑料排水板塑料排水板法的加固原理是：

利用插板机械在含水量大、孔隙比大、压缩性高、深厚的软土地基中插设具有良好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道，在其上铺设砂垫层而形成水平排水通道增加了土层的排水通道。在上部辅加荷载（如预压堆载、砂垫层，或者真空预压等）的作用下，在软土地基中产生附加应力。软土地基中的孔隙水应力和附加应力引起的超孔隙水应力随着孔隙水通过塑料排水板和砂垫层排出而降低，地基的孔隙水含水量也随之降低，从而增加了土体密实度。塑料排水板塑料排水板法的加固原理是：19第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法IV施工过程：铺排水砂垫层→竖向排水通道施工→加载预压→卸载第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法20第三章地基处理工程施工4.密实法

原理：是利用外加的能量将砂碎石矿渣等骨料贯入软土地基，以改变其整体密实度，提高地基的承载力和抗剪强度，或形成一个个密实的桩柱，与桩柱间土组成复合地基共同承担上部荷载，达到提高地基强度和承载力的目的。港口及围海工程中常用的方法有震冲碎石桩和强夯法。第三章地基处理工程施工4.密实法21第三章地基处理工程施工4.1震冲碎石桩原理：

振冲碎石桩是一种经济有效的地基土体加固措施。它以潜水电机带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时通过振冲器尖端喷嘴喷射出高压水流，在边振边冲的联合作用下，将振冲器沉到土中的设计深度。经清孔后，从地面向孔中分段填入适量碎石，每段填料均在振动作用下被振挤密实，达到设计所要求的密实度后提升振冲器，如此重复填料和振密，在土体中由下而上制作成一根大直径密实的碎石桩体，加固后的碎石桩与土体共同作用，从而达到加固土体的目的。目前振冲碎石桩在用于砂土、粉土、杂填土以及淤泥质软土等土体的加固处理中均取得了良好的效果。第三章地基处理工程施工4.1震冲碎石桩22第三章地基处理工程施工锦州污水处理厂振冲挤密碎石桩加固地基第三章地基处理工程施工锦州污水处理厂振冲挤密碎石桩加固地基23第三章地基处理工程施工4.1震冲碎石桩施工参数：桩孔布置、加固范围、桩距、加固深度、震冲器出水口水压和水量、灌砂量、密实电流等。注意问题：防止塌孔、保证填料数量和密实度、顶部松散桩体的处理。第三章地基处理工程施工4.1震冲碎石桩24第三章地基处理工程施工4.2强夯法

强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法。

原理：它通过一般10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动

应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。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。

第三章地基处理工程施工4.2强夯法25第三章地基处理工程施工强夯法施工可按下列步骤进行:

1)清理并平整施工场地；

2)标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；

3)起重机就位，使夯锤对准夯点位置；

4)测量夯前锤顶高程；

5)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；

6)按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；

重复步骤3)至6)，完成第一遍全部夯点的夯击；

7)用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；

8)在规定的时间间隔后，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。

第三章地基处理工程施工强夯法施工可按下列步骤进行:

26第三章地基处理工程施工5.固化法原理：在软土中加入适量的固化剂，用机械使之在原位搅拌混合，形成密实坚固的固化体，从而提高地基的承载力和强度，减少地基的沉降量。方法：MDM法（水下水泥深层搅拌法）、旋喷法和粉喷法等。处理后地基土形式：块体式、壁状、柱状。第三章地基处理工程施工5.固化法27第三章地基处理工程施工5.1水泥水下深层搅拌法SJ系列深层搅拌机是软土地深层搅拌加固法专用桩工机械，采用水泥和软土层等作为固化剂，在地层深处将软粘土固化剂强制拌和，使软粘土硬结成一系列水泥、土桩或地下连续墙这种加固体与天然地基形成复合地基，共同承担建筑物的荷载。

第三章地基处理工程施工5.1水泥水下深层搅拌法28第二章疏浚工程课件29第二章疏浚工程课件30（1）定位下沉→（2）沉达底部→（3）喷浆搅拌上升→（4）重复搅拌下沉→（5）重复搅拌上升→（6）施工完毕（1）定位下沉→（2）沉达底部→（3）喷浆搅拌上升→（431第三章地基处理工程施工5.2旋喷法20世纪60年代末，日本NIT公司((NakanishiInstitute

TechnologyCo。，LTD)在承建日本大阪地下铁道的开挖工程中，先用冻结法因冻冰融化而改静压注浆法，由于浆液多从土层交界而溢走，仍不能达到地基加固和止水目的，中西涉先生成功地将水力采煤技术原理应用到静压注烁中，以高压水泥浆喷射冲击土体把土打碎，浆液与土粒自行拌和，在土层中形成一圆柱状固结体，当联成群体后地基便具有了良好的回固和截水效果。高压旋喷桩在第29届奥运会青岛帆船中心陆域工程Ⅱ标段止水帷幕和基坑支护设计及施工中的应用第三章地基处理工程施工5.2旋喷法32第三章地基处理工程施工5.2旋喷法

原理：用高压脉冲泵使水泥浆通过特殊的喷嘴高速喷出，强制使土和水泥浆混合，喷嘴边旋转边提升，在地基中形成一根圆柱体，直径一般为0.5m，极限抗压强度可达到0.5MPa～8MPa。第三章地基处理工程施工5.2旋喷法33第三章地基处理工程施工第三章地基处理工程施工34第三章地基处理工程施工5.3粉喷法

原理：水泥粉喷法是利用喷粉桩机，将水泥干粉喷入软弱基土中，并在原位进行强制搅拌，通过水泥和土的一系列复杂的物理化学作用形成水泥土桩体，与基土共同作用形成复合地基，达到提高承载力和减少沉降的目的。第三章地基处理工程施工5.3粉喷法35第三章地基处理工程施工第三章地基处理工程施工36第三章地基处理工程施工

建筑物的稳定很大程度上依赖于建筑物的基础与地基，花费在处理地基与基础上的工程费用往往占总费用的1／3。水运工程建筑物的地基一般包括砂卵（砾）石、砂土地基、土基等。3.1岩石地基问题及处理方法一、岩石风化彻底清除风化岩，直到新鲜岩层为止。二、断层和裂隙裂隙－－－由于地质构造运动造成。断层和裂隙破环了岩石地基的整体性，形成岩石地基的破碎带，不仅降低强度，而且可能形成地基的一个滑裂面，影响建筑物的稳定性。第三章地基处理工程施工建筑物的稳定很大程度上依37第三章地基处理工程施工1.补强－－－灌浆

原理：用压力将化学浆液（主要是水泥浆）通过钻入岩石断层或裂隙的灌浆管压入岩层缝隙中，以填充或渗透的方式，排除缝隙中的水分和空气，并占据期空间，破坏的岩石固化为一体，从而提高了岩石的强度、稳定性和抗渗性。作业流程：钻孔→冲洗→压水试验→灌浆→回填封孔第三章地基处理工程施工1.补强－－－灌浆38第三章地基处理工程施工第三章地基处理工程施工39第三章地基处理工程施工2.堵塞泉眼I位于建筑物底部泉眼处挖坑→铺沙石滤层→预埋灌浆管和排水管→抽水→浇混凝土→灌浆II位于其他部位在泉眼上抛一层粗砂→一层小石子第三章地基处理工程施工2.堵塞泉眼40第三章地基处理工程施工3.2砂软（砾）石及砂土地基问题和处理方法特点：地基整体性差、渗透性大。1固结与防渗处理方法：固结灌浆为防止渗漏，常设置粘土或混凝土防渗墙、帷幕灌浆第三章地基处理工程施工3.2砂软（砾）石及砂土地基问题和处理41第三章地基处理工程施工3.2砂软（砾）石及砂土地基问题和处理方法2防止流砂－－－打钢板桩、降低地下水位。第三章地基处理工程施工3.2砂软（砾）石及砂土地基问题和处理42第三章地基处理工程施工3.3软土地基问题及处理方法

软基—含水量大于液限、孔隙比大于1。0的粘性土以及标准贯入度击数小于4的砂性土地基。

港口工程中的软基问题：地基强度低、承载力低、建筑物下沉量大，使建筑物极易失稳。软基加固技术：挤密砂桩、深层搅拌、强夯、袋装砂井、塑料板排水预压、爆破挤淤等方法第三章地基处理工程施工3.3软土地基问题及处理方法43第三章地基处理工程施工一、在建筑物结构方面采取的措施1.采用轻质材料以减轻作用在建筑物上的外力建筑物墙后、上部或间作物本身采用煤渣、聚苯乙烯泡沫塑料等轻质材料。2.采用轻型结构以减少建筑的自重及对地基的压力

如箱式结构。3.采用镇压层，以提高建筑物的稳定性在建筑物两侧设置镇压层作为压载，减少作用与地基上的压力差。4.采用深基础结构以避开软土层第三章地基处理工程施工一、在建筑物结构方面采取的措施44第三章地基处理工程施工二、在地基方面采取的措施1.铺垫法原理：在软基表面铺设垫层，使上部荷载均匀地传到地基上，起到压力扩散作用。采用材料：砂、碎石、灰土、三合土、有防、无纺土工织物。第三章地基处理工程施工二、在地基方面采取的措施45第三章地基处理工程施工第三章地基处理工程施工46第三章地基处理工程施工二、在地基方面采取的措施2.排土置换法I重力挤淤置换对于厚度小于4米的淤泥质土层，在施工不便时，直接在淤泥面上抛填重物，利用重力将淤泥排开，以代替挖除法。II爆破挤淤置换适用于软土层较厚情况下。工程实例：连云港海堤工程：排淤置换厚度达12米。第三章地基处理工程施工二、在地基方面采取的措施47第三章地基处理工程施工a)堆石及布设药包b)形成爆炸断面第三章地基处理工程施工a)堆石及布设药包48第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法I原理：针对含水量大、强度低、受荷变形大的软土地基，在地基表面铺一层排水层，上面加载，在附加压载作用下，使地基中的孔隙水压力升高，土中水顺着孔隙经排水层排走，在附加作用力下土颗粒挤密，孔隙减小，实现软土地基的固结。II优点：不需要将软土置换，工程的挖填方量少，投资节省。第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法49第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法III提高效果的措施：对于土层比较厚或埋藏较深的软土地基，单纯表面加荷，固结时间长而且随深度的增加固化效果而急剧减小。工程上采用的方法→设置竖向排水通道。竖向排水通道类型有：砂井、袋装砂井、塑料排水板珠海机场砂井软基处理第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法珠海机场砂井软基处理50第三章地基处理工程施工打桩砂井第三章地基处理工程施工打桩砂井51第三章地基处理工程施工梯形槽断面△槽断面第三章地基处理工程施工梯形槽断面△槽断面52第三章地基处理工程施工塑料排水板最早的排水固结法是砂井排水，但此法存在的问题是地基变形后，容易产生断颈和颈缩。塑料排水板法弥补了砂井的不足，使施工工艺大大简化，工效成倍增长，具有以下显著特点:(1)塑料排水板是由厂家批量生产的，质量均匀且易控制，具有良好的透水和排水性能;(2)塑料排水板材料具有一定的强度及延伸率，适应地基变形的能力强;(3)重量轻(约15N/m)，搬运方便，施工质量易控制和检查;(4)塑料排水板的断面尺寸小，插入时对地基土扰动小，连续性好;(5)施工机械简单，施工速度快，劳动强度小，施工场地整洁。第三章地基处理工程施工塑料排水板53塑料排水板塑料排水板法是排水固结法的一种形式。利用建（构）筑物本身重量分级逐渐加载；或是在建（构）筑物建造以前，在场地先行加载预压（或者真空预压），使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度提高的方法。该方法是处理软土地基的有效方法之一，它可以解决以下两个问题：

(1)沉降问题，使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使构筑物在使用期间不致产生不利的沉降或沉降差。(2)稳定问题，加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。塑料排水板塑料排水板法是排水固结法的一种形式。利用建（构）筑54塑料排水板塑料排水板法的加固原理是：

利用插板机械在含水量大、孔隙比大、压缩性高、深厚的软土地基中插设具有良好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道，在其上铺设砂垫层而形成水平排水通道增加了土层的排水通道。在上部辅加荷载（如预压堆载、砂垫层，或者真空预压等）的作用下，在软土地基中产生附加应力。软土地基中的孔隙水应力和附加应力引起的超孔隙水应力随着孔隙水通过塑料排水板和砂垫层排出而降低，地基的孔隙水含水量也随之降低，从而增加了土体密实度。塑料排水板塑料排水板法的加固原理是：55第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法IV施工过程：铺排水砂垫层→竖向排水通道施工→加载预压→卸载第三章地基处理工程施工3.排水预压固结法56第三章地基处理工程施工4.密实法

原理：是利用外加的能量将砂碎石矿渣等骨料贯入软土地基，以改变其整体密实度，提高地基的承载力和抗剪强度，或形成一个个密实的桩柱，与桩柱间土组成复合地基共同承担上部荷载，达到提高地基强度和承载力的目的。港口及围海工程中常用的方法有震冲碎石桩和强夯法。第三章地基处理工程施工4.密实法57第三章地基处理工程施工4.1震冲碎石桩原理：

振冲碎石桩是一种经济有效的地基土体加固措施。它以潜水电机带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时通过振冲器尖端喷嘴喷射出高压水流，在边振边冲的联合作用下，将振冲器沉到土中的设计深度。经清孔后，从地面向孔中分段填入适量碎石，每段填料均在振动作用下被振挤密实，达到设计所要求的密实度后提升振冲器，如此重复填料和振密，在土体中由下而上制作成一根大直径密实的碎石桩体，加固后的碎石桩与土体共同作用，从而达到加固土体的目的。目前振冲碎石桩在用于砂土、粉土、杂填土以及淤泥质软土等土体的加固处理中均取得了良好的效果。第三章地基处理工程施工4.1震冲碎石桩58第三章地基处理工程施工锦州污水处理厂振冲挤密碎石桩加固地基第三章地基处理工程施工锦州污水处理厂振冲挤密碎石桩加固地基59第三章地基处理工程施工4.1震冲碎石桩施工参数：桩孔布置、加固范围、桩距、加固深度、震冲器出水口水压和水量、灌砂量、密实电流等。注意问题：防止塌孔、保证填料数量和密实度、顶部松散桩体的处理。第三章地基处理工程施工4.1震冲碎石桩60第三章地基处理工程施工4.2强夯法

强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法。

原理：它通过一般10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动

应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。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。

第三章地基处理工程施工4.2强夯法61第三章地基处理工程施工强夯法施工可按下列步骤进行:

1)清理并平整施工场地；

2)标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；

3)起重机就位，使夯锤对准夯点位置；

4)测量夯前锤顶高程；

5)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；

6)按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；

重复步骤3)至6)，完成第一遍全部夯点的夯击；

7)用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；

8)在规定的时间间隔后，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。

第三章地基处理工程施工强夯法施工可按下列步骤进行:

62第三章地基处理工程施工5.固化法原理：在软土