建筑施工技术基础教案3-地基处理与加固

第三章地基处理与加固第一节概述一、地基处理的目的和意义1、地基是指位于建筑物基础之下，受建筑物荷载影响的哪一部分地层。2、天然地基——未经加固的地基；如果不能满足建筑物对对地基的强度和变形要求时，就要对地基进行人工加固，这种方法称为地基处理。3、处理对象是软弱土层。软弱土层是指淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土、或者是其他高压缩性土层构成的地基。软弱土地基的特征二、地基处理方法分类地基处理的基本方法，无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法，这些方法是千百年以前以至迄今仍然是有效的方法。值得注意的是，很多地基处理的方法具有多种处理的效果。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩又挤密又吸水，吸水后又进一步挤密等，因而一种处理方法可能具有多种处理效果。所以同一种方法可以归入不同的类别中。详见书中表3-1所示。碾压夯实换土垫层排水固结化学加固土工合成材加固挤密振密三、地基处理方法的选择应综合考虑各方面因素的影响，通过几个方案的比较，选择一种技术先进、经济合理、施工可行的方案。具体步骤：⑴搜集详细的工程地质、水文地质、及地基基础设计资料。⑵根椐工程设计要求和采用天然地基存在的问题，确定地基处理的目的、处理范围和处理后要达到的各项技术经济指标。⑶根椐上部结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、周围环境情况和对邻近建筑的影响等因素，初选几种可供考虑的地基处理方案。⑷对初选的几个方案，分别从适用范围、处理效果、材料来源、和消耗、机具条件、施工进度和对环境的影响等方面进行技术经济分折对比、选择最好的地基处理方法，必要时也可采用综合处方法。⑸对已选定的地基处理方法，在现场选取有代表性的地点进行相应的现场试验或试验施工，并进行测试，以捡验设计参数和处理效果。青岛港8号码头强夯挤淤工程北海堤爆破挤淤(1)表层压实法(2)重捶夯实法(3)强夯法(4)振冲挤密法1振冲挤密法2(1)堆载预压法(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等)(3)真空预压法强夯是法国于1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般8~40t的重锤(最重可达200t)和8~20m的落距(最高可达40m)，对地基土施加很大的冲击能，一般能量为500~8000kN.m。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。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相(空气)被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。2动力固结根据强夯法的实践，对传统的固结理论提出了不同看法，认为饱和土是可压缩的新机理由于土体产生裂隙或趋于液化，引起渗透性增大青岛港8号码头强夯工程青岛港8号码头强夯工程夯坑水下地基加固桩式置换动力置换(Railwaytrack,Malaysia)桩式置换动力置换的应用范围二、强夯法施工参数的确定1、有效加固深度H——有效加固深度(m)M——夯锤重(t)h——落距(m)——系数，对软土可取0.5,对黄土可取0.34~0.5；有效加固深度是指经强夯后，强度和变形等指标均能满足设计要求的土层范围。锤击能量越大，有效加固深度愈深，还与地基土的性质、土层厚度及地下水深度有关。《规范》规定：强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定，在缺少试验资料时也可按表预估。见表3－2所示。强夯法的有效加固深度单击夯击碎石土、砂粉土、黏性土、单击夯击碎石土、粉土、黏性能/kn.m土湿陷性黄土能/kn.m砂土土、湿陷性黄土1000200030005.0～6.06.0～7.07.0～8.04.0～5.05.0～6.06.0～7.04000500060008.0～9.09.0～9.59.5～10.07.0～8.08.0～8.58.5～9.02、夯锤和落距单击夯击能为夯锤重M与落距h的乘积，单击能量大，加固效果就越好。整个加固场地的总夯击能量(即锤重×落距×总夯击数)除以加固面积称为单位夯击能。单位击夯能应根椐地基土类别、上部结构类型、荷载大小和要求处理的深度等因素综合考虑，并通现场试验确定。对于粗粒土可取1000～3000(kN.m)/m2；细粒土可取1500～4000(kN.m)/m2。由此就可根椐起重设备的条件选择好施工用的锤重和落距。3、夯击点布置及间距夯击点布置：等边三角形、等腰三角形或正方形布置；对基底面积较大的建筑物或构筑物，或按三角形或正方形布置。对于住宅和办公楼的独立基础或条形基础可根据基础形状与宽度相应布置，一般可采用等腰三角形布点；工业厂房可根据柱网来布置夯击点，还要考虑起重机械行走路线。夯点间距可取５～９m。夯击点间距：第一遍夯击点的间距可取夯锤直径的2.5～3.5倍，第2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。对于加固深度较大或单击夯击能较大的工程，第1遍夯击点的间距宜适当增大。总之，夯击点间距的确定宜根据地基土的性质和处理深度确定，以保证夯击能量传递到深处，且不会使临近夯击点的孔隙水压产生叠加，且保护临近夯坑周围产生的辐射状裂隙为原则。布置范围：强夯和强夯置换法处理范围应大于建筑物基础的范围：具体的放大范围应根据建筑物的类型和重要性考虑决定；一般情况建筑物，每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的½～2/3;并不小于３m。某仓库夯击点布置（三角形）美国加州某工程夯点布置（正方形）4、夯击击数与遍数夯点单遍夯击击数，应按现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线确定，应同时满足下列条件：1)、最后两击的平均夯沉量不大干下列数值：单击夯击能小于4000KN∙m时为50mm，当单击夯击能量为4000～6000KN∙m时为100mm，当单击夯击能大于6000KN∙m时为200mm；2）、夯坑周围地面不应发生过大的隆起；3)、不因夯坑太深而发生起锤困难，一般为4～10击。对于强夯置换法，最后两击的平均夯降量应满足强夯法的规定值并且要满足下列条件：（1）墩底应穿过软弱土层，且应达到设计墩长（2）累计夯沉量应为设计墩长的1.5～2.0倍；目前国内确定夯击击数的方法有所不同：有的以孔隙水压力达到液化压力为准；有的以最后一击的夯沉量达到某一数值为准；有的以最后两击产生的沉降差小于某一数值为准。总之，各夯击点的夯击击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则。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粒土，其夯击遍数可适当增加；最后应以的能量满夯2遍，满夯还可采用顷锤或低落距锤多次夯击，要求锤印搭接。5、间隔时间间隔时间是指需要分两遍或多遍夯击的工程，每两遍夯击之间的时间间隔大小，取决于加固土层中孔隙水压力的消散时间，就是说夯击后孔隙水压力消散后才能进行新的夯击作业。对于无黏性土（沙性土），孔隙水压力消散只需3～4min，所以可以连续夯击。对于黏性土地基，因透水性差，孔隙水压消散慢，间隔时间应不3～4周。三、强夯法施工（1）机具设备强夯施工的机具设备主要有起重设备、夯锤、脱钩装置等。起重设备多采用自行式、全回转履带式起重机，起重能力多为10～40t，由于起重能力较小，一般采用滑轮组和脱钩装置来起落夯锤。近年来普遍采用在起重机臂杆端部设置辅助门架的措施，这样既可以防止落锤时机架倾斜，又能提高起重能力。夯锤的质量应根据加固土层的厚度、土质条件及落距等因素确定。夯锤的材料可用铸钢（铁）或在钢板壳内填筑混凝土。夯锤形状有圆形（锥底圆柱形、平底圆柱形、球底圆台形等）和方形（平底方形），方锤落地时，方位改变与夯坑形状不一致有关，将会影响夯击效果；圆形不易旋转，定位方便，稳定性和重合性较好，应用广泛。锤形选择一般根据夯实要求，如加固深层土体可选用锥底或球底锤；加固浅层或表层土体时，多选用平底锤。锤底面积一般根据锤重、土质和加固深度来确定，锤底静接地压力可取25～40kPa，对于细颗粒土，锤底静压力宜取较小值。夯锤中应设置若干个对称均匀布置的排气孔，避免吸着作用使起锤困难，排气孔直径为250～300mm，太小易堵孔不起作用。脱钩装置应具有足够的强度，并且施工方便，如书中图3-3所示。目前多采用自动脱钩装置，这样既保证了每次夯击的落距相同，又提高了施工效率，同时施工人员不必进入夯击区操作，保证了人身安全。（2）施工要点1）正式施工前应做强夯试验（试夯）。根据勘察资料、建筑场地的复杂程度、建筑规模和建筑类型，在拟建场地选取一个或几个有代表性的区段作为试夯区。试夯结束待孔隙水压力消散后进行测试，对比分析夯前、夯后试验结果，确定强夯施工参数，并以此指导施工。2）强夯前应平整场地，标出夯点布置并测量场地高程。当地下水位较高时，宜采取人工降水使地下水位低于坑底面以下2m；或在地表铺一定厚度的砂砾石、碎石、矿渣等粗颗粒垫层，其目的是在地表形成硬层，支承起重设备，确保机械设备通行和施工，同时还可加大地下水和地表面的距离，防止夯击时夯坑积水。3）强夯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，以免因强夯施工而造成破坏。当强夯产生的振动对邻近建筑物或设备有影响时，应设置监测点，并应采取挖隔振沟等隔振或防振措施。4）强夯施工应按设计和试夯的夯击次数及控制标准进行。落锤应保持平稳，夯位准确，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。5）每夯击一遍后，用推土机将夯坑填平，并测量场地平均下沉量，停歇规定的间歇时间，待土中孔隙水压力消散后，进行下一遍夯击。完成全部夯击遍数后，再用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯实后场地高程。场地平均下沉量必须符合要求。６）强夯施工过程中应有专人负责监测工作，并做好详细现场记录，如夯击次数、每击夯沉量、夯坑深度、开口大小、填料量、地面隆起与下沉、孔隙水压力增长与消散、附近建筑物的变形等，并注意吊车、夯锤附近人员的安全.四、质量检验1、强夯处理后效果检验（1）检验时间，地基强夯后的强度随时间恢复和提高的，所以应间隔一定时间才能对地基质量进行检验。对于碎石土和砂土地基取1～2周，低饱和度的粉土和黏性土地基取2～4周。（2）质量检验的方法宜根椐地基土的性质选用现场原位测验和室内土工试验。室内土工试验包括抗剪强度指标、压缩系数、压缩模量、重度和含水量等测试。目的是通过比较夯前后的力学指标的变化来判断加固的效果。现场原位测验包括触试验、十字板剪切试验、平板载荷试验及其它原位测试方法。对一般工程采用两种或两种以上的方法进行综合检验。对于重要的工程应增加检验项目并做现场载荷试验。检验深度应不小于设计要求的有效加固深度。（3）质量检验的数量应根椐现场地复杂程度和建筑物的重要性确定。对简单场地的一般建筑物，每一个建筑物基础检验点不应少于3处；对复杂场地和重要建筑物基础，应增加检验点。2、现场测试（1）允许偏差值及检查方法不仅包括夯击后地基加固效果的检验，同时还应注意施工过程中的现场质量监测。强夯地基的允许偏差可按书中表3-3所示。表3-3强夯地基的允许偏差及检验方法项目单位序号检验项目充许偏差或充许值设计要求检验方法数值１主控项目２地基强度按规定方法地基承地力设计要求按规定方法一般项目２１夯锤落距mm±300钢索设标志锤重kg±100称重３４夯击遍数及顺序夯点间距设计要求mm计数器±500用钢尺５６夯击范围前后两遍间歇时间设计要求设计要求用钢尺䦋㌌㏒㧀좈琰茞ᓀ㵂Ü（2）其他现场测试项目强夯地基现场质量监测项目还包括：地面及深层变形、孔隙水压力、侧向挤压力、振动加速度等方面。地面及深层变形监测项目是通过对地面沉降、土的深层沉降和土层水平位移的观测，来确定强夯的实际加固深度和范围、垫层密度变化及最隹夯击能量。孔隙水压力是为确定两遍夯击之间的间隔时间。侧向挤压力是为研究夯击前后土压力变化沿深度的分布规律。振动加速度是为了解强夯施工时的振动对邻近建筑物的影响。第三节振冲法一、加固机理最早1937年由德国人发明了振动水冲法(简称振冲法)用来挤密砂土地基；振冲器是由装入钢制外套内的潜水电机、偏心块和通水管三部分组成。加固时用起重机吊起振冲器，产生高频振动和喷射高压水流，在其共同作用下，土被被挤向两边。振冲器下沉设计深度，然后清孔。此后从地面向孔中逐段添加碎石或其它填料并振实后，提升到第二段重复上述操作，直至完成到地面，在地基中形成碎石桩。碎石桩和砂桩总称为碎（砂）石桩，又称粗颗粒土桩。根据其受载荷方式，属于复合地基。随着时间的推移，各种不同的施工工艺相应产生，如沉管法、振动气冲法、袋装碎石桩法、强夯置换法等。它们虽施工不同于振冲法，但同样可形成密实的碎石桩，人们自觉或不自觉地套用了“碎石桩”的名称。但由于振动和水冲对土所产生的加固作用，分为振冲置换法和振冲密实法。二、按施工方法分类及其适用性振冲密实法对松散砂土加固机理振冲时，在振冲器周围的饱和砂土发生液化。土粒在自重、上覆土层压力以及碎石的挤压的作用下重新排列，孔隙体积减少而得到密实，产生较大的沉降，特别在振动力作用下更为显著，其体积可减少20％。预先经历人工液化，地基抗地震能力也得到提高。碎石桩是良好的排水通道，所以可使地震时产生孔隙水压力迅速消散。机理就是振动密实和振动液化。碎石桩和挤密法加固砂性土地基的主要目的是提高地基承载力、减少变形和增强抗液化性。对粘性土加固机理强制置换因黏性土（特别是饱和黏性土）的透水小，在振动下孔隙水不易排出，孔隙水压力不易消散，所以不起挤密的作用。但碎石桩透水性好，经过振密用砂桩置换掉原来的软土后，形成复合地基。大大提高排水能力，加速了地基，加速了地基排水固结，提高地基承载力，减少了沉降。二、适用范围振冲置换法适用于处理不排水抗剪强度≥20kpa的黏性粉土、饱和黄土和人工填土地基。振冲密实法适用于处理砂土和粉土地基。不加填料的振冲法只适用于处理黏粒含量﹤10%的粗砂、中砂地基。三、振冲法设计的一般规定1、振冲置换法（1）加固范围a、根据建筑物重要性、场地条件、基础形式确定；b、一般地基，在基础外缘宜扩大1～2排；c、对可液化地基，与液化深度有关：在基础外缘宜扩大2～4排，扩大宽度应不小于液化土层厚度的1/2,且≥5m。（2）桩位布置布置形式如下图所示。间距应根椐上部结构荷载大小和抗剪强度确定，可采用1.5～2.5m．荷载大或振冲前土的抗剪强度低时，宜用较小的间距；反之宜取较大的间距．对桩端未达到相对较硬土层的短桩，应取小间距．(３)加固深度(1)当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；(2)当相对硬层的埋藏深度较大时，对按变形控制的工程，加固深度应满足碎石桩复合地基变形不超过建筑物地基容许变形值的要求；(3)对按稳定性控制的工程，加固深度应不小于最危险滑动面以下2m的深度；(4)在可液化地基中，加固深度应按要求的抗震处理深度确定；(5)桩长不宜短于4m。目前国外振冲碎石桩加固地基最大深度为25m，国内振冲碎石桩加固地基最大深度为18m，因此设计时最大桩长不要超过25m，否则应做专门的试验研究。碎石桩的直径应根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。采用30kw振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为0.８0～1.２m；采用沉管法成桩时，碎石桩的桩径一般为0.7m，对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。(４)桩径（５）填料桩体材料可就地取材，一般采用中、粗砂、卵石、碎石、砂砾石等，含泥量不大于5％，且碎石桩的桩体材料的容许最大粒径与振冲器的外径和功率有关系，一般30kw振冲器为20～80mm，55kw振冲器为30～100mm;75kw振冲器为40～150mm；（６）垫层碎（砂）石桩施工完毕后，基础底面应铺设30～50cm的碎（砂）石垫层，垫层应分层铺设，用平板振动器振实。在不能保证施工机械正常行驶和操作的软弱土层上，应铺设施工用临时性垫层。２、振冲密实法（１）加固范围应大于建筑物基础范围。一般在在基础外缘扩大宽度应≥5m。（２）桩位布置宜按等边三角形或正方形布置。对于大面积挤密处理，用等边三角形布置处理效果更好。振冲孔间距与土的颗粒组成、要求达到密实程度、地下水位、振冲器功率和出水量等因素有关，因此应通过现场试验确定，一般可取1.8～2.5m。（３）加固深度当可液化土层不厚，振冲深度应穿透整个可液化土层；当可液化土层较厚时，振冲深度应按抗震要求确定。（４）填料可用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂等硬质材料，常用粒径为５～５０mm。填料越粗挤密效果更好。四、振冲法施工１、施工机械振冲施工机械包括振冲器和配套设备振冲器构造如右图所示。上部潜水电机带动下部偏心块转动。通过偏心转动产生惯性力，振冲器产生一定频率和振幅的水平向振动力，从而达到加固地基的目的。水管从电动机上部进入，穿过空心轴后，到振冲未端部以便冲水。吊具上应再接导向管，以便加长振冲器成孔。主要型号有ZCQ-13、ZCQ-30和ZCQ-55三种最常用是ZCQ-30，其潜水电机功率为３０kw。为减少对临近建筑物的影响，宜用ZCQ-13。配套设备为起吊设备、供电系统、供水系统和运料机具。一般采用起重机。供电电压是３８０±２０v，供水压力４００～６００kpa，出水量为２００～４００L/min而且是连续供水。振冲器构造图２、振冲置换法施工（1）平整施工场地，布置桩位；（2）施工机具就位，振冲器对准桩位；（3）启动振冲器，水压400～600kpa,水量200～400L/min，使之徐徐沉人土层，直至加固深度以上30～50cm，记录振冲器经过各深度的电流值和时间，提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1～2次，使孔内泥浆变稀。（4）向孔内倒人一批填料，将振冲器沉人填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止，并记录填料量。（5）将振冲器提出孔口，继续施工上节桩段，一直完成整个桩体振动施工，再将振冲器及机具移至另一桩位。（6）在制桩过程中，各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求，基本参数应通过现场制桩试验确定。３、振冲密实法施工（1）平整施工场地，布置桩位；（2）施工机具就位，振冲点安装护筒，振冲器对准护筒的轴心。（3）启动振冲器，水压400～600kpa,水量200～400L/min，使之徐徐沉人土层，下层速率控制在每分钟1～2m范围。（4）振冲器达到设计深度后，将水压水量降至孔口有一定回水将填料推到护简周围。（5）填料下沉到底，在电流升高到规定控制值后，将振冲器上提３0～50cm。（6）重复以上步骤，直至完成全孔处理，记录振冲器经过各深度的最终电流值和填料量。（７）关闭振冲器和水泵。不加填料的振冲法施工怀加填料的大体相同。在中粗砂层施工时，如果说不能贯入，可设水管，加快下沉速度。五质量控制与检验１、施工质量控制（1）水的控制：主要控制水压和水量。孔内要充满水，防止塌孔。水量也不易过多，会带走填料。水压应视土质和强度而定。对强度较高的土，水压宜一点，反之水压小一点。成孔过程水压水量尽可能大，当接近设计深度时要降低水压，以保护桩底的土。当加料振密时，水压水量均要小。（2）电的控制是指加料振密过程中密实电流的控制。只有让振冲器在固定深度上振动一定时间（称留振时间），而电流稳定在一个数值，这个电流值才是填料的密实电流。要超过规定的密实电流时，这段桩体才算制作完成。密实电流由现场制桩试验确定。振冲置换法时一般为50～55A；振冲密实法时，一般为45～50A。（3）填料的控制注意加填料不易过多猛，每批加料不宜过多。总之质量控制就是掌握好密实电流、填料量和留振时间三要素，使桩体在这三个方面均能达到规定值。规定值的大小，除上述原则外，一般应通过现场成桩试验确定。2、加固效果的检验（1）检验时间：碎石桩施工结束后，除砂土地基外，应间隔一定时间方可进行质量检验。对粘性土地基，间隔时间可取3～4周，对粉土地基可取2～3周。（2）检验方法和数量：质量检验可用单桩载荷试验，其圆形压板的直径与桩的直径相等，可按每200～400根桩随机抽取一根进行检验，但总数不得少于3根。对砂土或粉土层中碎石桩，除用单桩载荷试验检验外，尚可用标准贯入、静力触探等试验对桩间土进行处理前后的对比试验。复合地基承载力检测（载荷试验对于大型、重要或复杂的振冲置换桩，应进行复合式地基处理效果检验。方法宜用单桩复合地基载荷试验或多桩复合地基载荷试验，检验点数可按面积大小取2～4组。中、小型工程可用单桩载荷试验。（3）振冲桩充许偏差和检验方法成桩后，其允许偏差和质量检验应符合表3-4中的规定。项目单位序号数值检验项目充许偏差或充许值检验方法䦋㌌㏒㧀좈琰茞ᓀ㵂Ü主控项目２１密实电流（黏性土）填料粒径A设计要求50~55抽样检查电流表读数密电流（砂性土或粉土）（以上为A功率30kw振冲器）40~50电流表读数密电流（其他类型振冲器）A01.5~2.0电流表读数A0为空振电流３一般项目２地基承载力１振冲器喷水中心与孔径中心偏差设计要求填料含泥量mm按规定方法%﹤5抽样检查≤50用钢尺量３４５成孔水中心与孔径中心偏差桩体直径孔深mmmmmm≤100﹤50±200用钢尺量用钢尺量两钻杆或重锤测表3-4振冲地基充许偏差和检验方法第四节土工合成材料加固一、概述土工合成材料有：土工织布、土工膜、土工复合材料和土工特种材料。土工织布是由化学纤维制成的透水性土工合成材料，分织造型和无纺型两种；土工膜是由聚合物或沥青制成的一种相对不透水薄膜；土工复合材是由两种或两种以上材料复合而成，包括复合土工膜、复合土工织物，塑料排水带如图3-7和排水管等防水材料；土工特种材料包括土工格栅、土工带、土工格室、土工网、土工模袋、土工网垫等土工合成材料。其特点是质地柔软、重量轻、整体连续性好；施工方便、抗拉强度高；耐久性、耐腐蚀性和抗微生物侵袭性好。缺点是抗紫外线能力低。二、土工合成材料在工程上的作用(1)排水作用有些土工合成材料如织物是多孔隙透水介质，埋在土中可以汇集水分，并将水排出土体。它们不仅可以沿垂直其平面的方向排水，也可以沿其平面方向排水，即具有水平排水功能。现已广泛应用于土坝、路基、挡土墙和软土地基的排水固结。(2)防渗作用将土体合成材料表面涂一层树脂或橡胶等防水材料，或将土工合成材料与塑料薄膜复合在一起形成不透水的防水材料即土工膜。土工膜以薄型无纺布与薄膜复合的形式较多，按工程需要可制成一布一膜、二布一膜或三布一膜等。所选用的无纺布与薄膜厚度也可按需要而定，也可选用较厚的无纺布与薄膜复合。其中，薄膜起防水、防渗作用，而无纺布则起导水作用，一举两得。(3)过滤作用为防止土中细颗粒被渗流潜浊(管涌现象)，传统上使用级配粒料做过滤层，而有纺和无纺织物都能取代常规的粒料做过滤层，起过滤作用。在过滤层要求不是很高的情况下，一般选用无纺织物作为过滤层。4)加筋作用土工合成材料具有较高的拉伸强度和较大的破坏变形率，以适当方式将其埋在土中作为加筋材料，可以控制土的变形，增加土体稳定性三、土工合成材料施工1、施工要点ⅰ.平整场地，清除场地上的杂物。ⅱ.铺放应平顺，松紧适度，并与土面紧密相贴；损坏的要更换或修补。坡面上铺设要自上而下进行，搭接正确，在顶部和底部均应固定。坡面应设置防滑钉，并随铺随压重。ⅲ.需回填土时，土石块最大落高应≦300mm，不应滚动下滑；填土压实应先虑铺300mm土层后，用轻碾的方法进行。ⅳ.应用防渗时，土工膜端应设置封闭系统，膜接缝应严密，还应设置排水排气系统，防止膜下的水和气对膜的顶托。2、连接方法如右图所示（1）搭接法。搭接长度一般为300mm，在不平场地、软土上和水下铺设时，搭接长度要适当加长。当材料可能发生位移时，不易用搭接。（2）缝合法。用尼龙线将相邻两片材料缝合。缝合处强度可达到原材料强度的80%。较节约材料，但费工时。（3）用胶结剂将相邻两片材料胶结在一起。强度与材料强度相同。搭接长度≧100mm。（4）钉结法。用U形钉将相邻两片材料钉在一起。其强度小于缝合法和胶结法。四、土工合成材料地基质量检验土工合成材料地基质量检验标准应符合下表3-5所示表3-5土工合成材料地基质量检验标准第五节排水固结技术一、概述排水固结法目的是解决软粘土地基的沉降和稳定问题。可使地基的沉降在预压期间基本完成或大部分完成，保证建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时可增加地基土的抗剪强度，提高地基的承载力和稳定性。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。预压法是以事先完成的沉降和固结使地基强度增长的两个要素为目标的，这种加固方法成立的背景，是以具有饱和粘性土地基由于固结而增加强度，以及所谓一旦地基固结沉降，即使卸掉荷载实际上也不恢复原来状态这两种条件而构成的。加压系统排水系统根据排水系统和加压系统的不同，排水固结法可分为堆载预压法、砂井(包括袋装砂井、塑料排水板等)堆载预压法、真空预压法、降低地下水位法和电渗法。排水固结法的种类堆载预压法和砂井堆载预压法唯一的区别在于：前者的排水系统以天然地基土层本身为主；而后者在天然地基中还人为地增设了诸如砂井等排水系统。利用饱和黏土渗透固结的原理，事先对建筑物场地堆载预压法，土中孔隙水压力消散，从而地基发生固结沉降，承载力逐步提高。根椐土的回弹与再压缩特性，如若预压荷载接近或超过建筑物基底压力，则在已加固场地上建造建筑物后，地基的变形将远小于固结前。减少地基沉降，并提高地基承载力。此法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基。1、排水固结法的原理1、排水固结法的原理竖向排水体加固软土层排水固结法的应用范围用于处理软粘土地基，是十分有效的方法。按照使用目的可以解决两个问题沉降问题稳定问题2、系统组成——排水系统主要用于改变地基原有的排水条件，增加孔隙水排出。系统是由水平排水的砂垫层和竖向排水体构成（普通砂井、袋装砂井和塑料排水板）3、加压系统是指土体固结所需的荷重。方式有堆载预压和真空预压两种。堆载预压是在砂垫层上堆砂、料等土料预压，设置竖向排水体堆载预压称砂井堆载预压法；无竖向排水体，则称为堆载预压法。真空预压法真空预压是以大气压作为预压荷载。先在砂垫上铺设不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周用土料密封，然后用真空泵抽气，使薄膜内成真空，再通过设在砂垫层中吸水管（并设置竖向排水管）吸出孔隙水，达到预压的目的。二、排水固结法施工（1）.砂垫层施工在砂井顶面应铺设排水砂垫层，以连接砂井，引出从上层排入砂井的渗流水。砂垫层的厚度一股为0.3~0.5m(水下砂垫层厚度为1.0m左右)。如砂料缺乏，可采用连通砂井的纵横砂沟代替整片砂垫层。砂垫层施工一般用机械摊铺的方法。若地基土较软，应用人工或轻机械摊铺。必要时可加强地表土。2、竖向排水设计要点砂井地基的设计工作即为选择适当的砂井长度、直径、间距、以及形成有效的砂井排水系统所需的材料、砂垫层厚度等，以随地基在批载预压过程中，在预期的时间内，达到所需要的固结度(通常定为80％)。（1）．砂井直径和间距常采用“细而密”原则。一般砂井直径：300~500mm；间距：6~8倍井径。袋装砂井直径：70~100mm；间距：15~30倍井径。直径可按下式计算Dρ——塑料排水带当量换算直径α——换算系数，无资料时可取0.75～1.00b_塑料排水带的宽度；δ塑料排水带的厚度；砂井间距s取决于地基的压缩性和预定时间内要求场地达到的固结度。通常按井径比n(n=de/dw),de为砂井的有效排水圆柱体直径，参照式（3-2）de＝1.05s(等边三角形布置）或（3-3）de＝1.13s（正方形布置）确定。对普通砂井，间距可按n=6～8选用；袋装砂井或塑料排水带，可按n=15～20选用。（2）．砂井深度砂井深度是根椐建（构）筑物的变形要求和稳定性要求确定。对以地基抗滑稳定性为设计控制的工程，如土石坝、堆料场等，砂井深度至少应超过最危险滑动面2m。对以地基变形式为设计控制的建（构）筑物，如机场跑道等，若压缩层厚度不大，砂井宜贯穿压缩土层；当压缩层土层较厚，砂井深度应根据现场在限定预压时间内应消除的变形式量确定，若施工设备条件达不到设计深度，则可采用（预压荷载超过建筑物基底压力）等方法来满足工和要求。砂井深度一般取10~20m。（3）．砂井排列砂井平面布置可采用等边三角形或正方形排列。在井径比表达式n=de/dw中，表征砂井有效排水范围的参数de和s的关系可按下式取用。正三角形排列正方形排列排水路径（4）.砂井的布置范围和砂料:大出基础轮廓线2~4m。砂井的砂料宜用中粗砂，含泥量应小于3%。3、竖向排水体施工（1）普通砂井施工先在地基中成孔，再灌砂密实形成砂井。砂井的灌砂量应按井孔的设计尺寸和砂在中密度时的干重度计算，应大于计算值的95%以上。⑴、套管法是借助低频率振动锤将钢管沉到设计深度，向管内灌砂，然后振动拨管，形成密实的砂井。质量好被广泛应用。⑵、射水法。成孔机具端部带喷嘴的射水管。施工时，高压水流通过射水管前端的嘴喷出冲击破坏土体成孔的，然后灌砂形成砂井。施工速度快，适用土质较好的黏性土地基。⑶、螺旋钻孔法。用螺旋钻钻至设计深度，再灌砂形成砂井。适于陆地上工程，长度一般在10m以内。⑷爆破法。先用小直径螺旋钻钻至设计深度，孔内安装炸药，爆破后孔体扩大，再灌砂形成砂井。施工简单，不要复杂的机具，适用于6~7m的浅砂井。（2）袋装砂井施工先将带活瓣桩尖或混凝土圆桩尖，如右图所示。的钢管，通过振动、锤击或静压等方法沉入土中，达到设计深度后放入砂袋，然后拨管，最后于地面铺设砂垫层。应注意：钢管直径应略大于砂井直径。拨管上提长度不宜超过500mm。砂袋放入孔内应超出孔口200mm以上，并应扶直埋入砂垫层。灌入袋内的应是干砂。（3）塑料排水带施工它是由塑料蕊板外套无纺土