1.地基基礎和地下空間工程技術
1.1樁基新技術
1.1.1灌注樁后注漿技術
(1) 主要技術內容
在鋼筋籠上預埋注漿管和注漿閥,在成樁后一定時間內實施樁側和樁底后
注漿,一是加固樁底沉渣和樁側泥皮;二是對樁底和樁側一定范圍的土體
通過滲入 (粗粒土)、劈裂 (細粒土) 和壓密 (非飽和松散土) 注漿起到
加固作用,從而增強樁側阻力和樁端阻力,提高單樁承載力,減小沉降。
在優化工藝參數的條件下,可使單樁承載力提高40%—120%,粗粒土增幅
高于細粒土,軟土增幅最小,樁側樁底復式注漿高于樁底注漿;樁基沉降
減小30%左右。
(2) 技術指標
根據地層性質、樁長、承載力增幅和樁的使用功能 (抗壓、抗拔) 等因素,
灌注樁后注漿可采用樁底注漿、樁側注漿、樁側樁底復式注漿。主要技術
指標為:
漿液水灰比: 地下水位以下0.45—0.7,地下水位以上0.7~0.9
最大注漿壓力:軟土層2 MPa,軟土層4—8 MPa,風化巖10—16MPa.
注漿水泥量: Gc=αpd(樁端)+αsnd(樁側)
αp=1.5—1.8,,αs=0.5—0.7
n—樁側注漿斷面數 d一樁徑(m)
實際工程中, 以上參數根據土的類別、土的飽和度、樁的尺寸、承載力增
幅等因素適當調整,并通過現場試注漿最終確定.
(3)適用范圍
適用于泥漿護壁鉆、挖孔灌注樁及干作業鉆、挖孔灌注樁。
(4)已應用的典型工程
該技術已在北京、天津、上海、福州、汕頭、武漢、宜春、濟南、廊坊、
西寧、西安、德州、哈爾濱等地200余項高層、超高層建筑樁基工程中應
用,經濟效益顯著,據對80項工程的初步統計,節約工程投資1.5億元
以上。對于單樁混凝土體積8—20m‘的樁,每根可節約造價0.2—0.8萬元,
具有極好的應用前景.
該技術由中國建筑科學研究院地基基礎研究所研發獲2項發明專利,2000
年建設部認定其為國家工法。
1.1.2長螺旋水下灌注成樁技術
(1) 主要技術內容
長螺旋水廠成樁技術是采用長螺旋鉆機鉆孔至設計標高,利用混凝土泵將
混凝土從鉆頭底壓出,邊壓灌混凝上邊提鉆直至成樁,然后利用專門振動
裝置將鋼筋籠一次插入樁體,形成鋼筋混凝土灌注樁。后插鋼筋籠應與壓
灌混凝土宜連續進行。與普通水下灌注樁施工工藝相比,長螺旋水下成樁
施工,由于不需要泥漿護壁,無泥皮,無沉渣,無泥漿污染,施工速度快,
造價低.
(2) 技術指標
基樁承載力: 設計要求;
樁 徑: 設計要求;
樁 長: 設計要求;
樁 垂 直 度:≤1%
混凝土強度: 滿足設計要求,不小于C20
混凝土塌落度:宜為200~220mm
提 鉆 速 度 1.2~1.5m/min
鋼 筋 籠: 設計要求,應具有一定剛度
(3) 適用范圍
適用于灌注樁水下施工
(4) 已應用典型工程
該技術為一項灌注樁施工新技術, 已在北京、天津、唐山等地10多項工
程中應用,受到建設單位、設計單位和施工單位的歡迎,經濟效益顯著,
具有極好的應用前景。
該技術由中國建筑科學研究院地基基礎研究所研發并獲發明專利。
1.2 地基處理技術
1.2.1 水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)復合地基成套技術
(1)主要技術內容
水泥粉煤灰碎石樁復合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合
形成的高粘結強度樁(簡稱CFG樁),通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度
的褥墊層保護樁、土共同承擔荷載,使樁、樁間土和褥墊層一起構成復
合地基。樁端持力層宜選用承載力相對較高的土層。水泥粉煤灰碎石樁復
合地基具有承載力提高幅度大,地基變形小等特點,并且具有較大的適用范圍。
(2) 技術指標
根據工程實際情況,水泥粉煤灰碎石樁常用的施工工藝包括長螺旋鉆孔、
管內泉壓混合桐成樁、振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔灌注成樁。主要技
術指標為:
地基承載力:設計要求:
樁 徑:宜取350—600mm;
樁 長;設計要求,樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層
樁身強廈:混凝土強度滿足設計要求,通常≥C1 5;
樁間距:宜取3—5倍樁徑;
樁垂直度:≤1.5%;
褥墊層:宜用中砂、粗砂、碎石或級配砂石等,不宜選用卵石,最大粒
徑不宜大于30mm。厚度1 50—300mm,夯填度≤0.9。
實際工程中,以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力
和變形要求等條件或現場試驗確定.
(3) 適用范圍
適用于處理粘性上、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質
土應按當地經驗或通過現場試驗確定其適用性。就基礎形式而言,既刁用
(4) 應用情況
該技術已在北京、天津、廊坊、石家莊、唐山、成都、南寧、深圳、德州、
長春、哈爾濱、新疆等地多層、高層建筑、工業廠房地基處理工程中廣泛
應用,經濟效益顯著,具有極好的應用前景。
1.2.2 夯實水泥土樁復合地基成套技術
(1) 主要技術內容
夯實水泥土樁是用人工或機械成孔,選用相對單一的土質材料,與水泥按
一定配比,在孔外充分拌和均勻制咸水泥土,分層向孔內回填并強力夯實,
制成均勻的水泥上樁。通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度的褥墊層,使
樁、樁問上和褥墊層一起構成復合地基。由于夯實中形成的高密度及水泥
土本身的強度,與攪拌水泥土樁相比,夯實水泥土樁樁體有較高強度。夯
實水泥土樁復合地基具有樁身強度均勻、施工速度快、不受場地的影響、
造價低、無污染等特點。
(2) 技術指標
根據工程實際情況,夯實水泥土樁成孔司采用機械成孔(擠土、不擠上)
或人工成孔,混合料夯填可采用人工夯填和機械夯填。技術指標為:
地基承載力:設計要求;
樁 徑:宜為300—600mm;
樁 長:設計要求,人工成孔
樁 距:宜為2—4倍樁徑;
樁垂直度:≤11.5%:
樁體干密度:設計要求;
混合料配比:設計要求;
j昆合料含水申:人工夯實土料最優含水率Wop+(1~2);
機械夯實 土料最優含水率Wop - (1~2);
混合料壓實系數:≥o.93;
褥墊層:宜用中砂、粗砂、碎石等,最大粒徑不宜大于20mm
厚度100—300mm,夯填度≤0.9.
實際工程中,以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力
和變形要求等條件或現場試驗確定。
(3)適用范圍
適用于處理地下水位以上的粉土、素填、雜填土、粘性土等地基。處理
深度不超過10m。
(4)應用典型工程
夯實水泥土樁技術自開發應用以來,就受到建設單位、設計單位的歡迎,
目前已在華北地區廣泛應用,已處理工程數千項,取得力廣泛的經濟效益
和社會效益。
1.2.3真空預壓法加固軟基技術
(1)主要技術內容
真空頂壓法是在需要加固的軟粘土地基內設置砂井或塑料排水板,然后在
地面鋪設砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕,通過埋設于砂
墊層中的吸水管道,用真空方式進行抽氣,將膜內空氣派出,因而在膜內
外產生一個氣壓差,這部分氣壓差即變成作用于地基上的荷載。地基隨著
等向應力的增加而固結。抽真空前,土中的有效應力等于土的自重應力,
(4) 應用情況
該技術已在北京、天津、廊坊、石家莊、唐山、成都、南寧、深圳、德州、
長春、哈爾濱、新疆等地多層、高層建筑、工業廠房地基處理工程中廣泛
應用,經濟效益顯著,具有極好的應用前景。
1.2.2 夯實水泥土樁復合地基成套技術
(1) 主要技術內容
夯實水泥土樁是用人工或機械成孔,選用相對單一的土質材料,與水泥按
一定配比,在孔外充分拌和均勻制咸水泥土,分層向孔內回填并強力夯實,
制成均勻的水泥上樁。通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度的褥墊層,使
樁、樁問上和褥墊層一起構成復合地基。由于夯實中形成的高密度及水泥
土本身的強度,與攪拌水泥土樁相比,夯實水泥土樁樁體有較高強度。夯
實水泥土樁復合地基具有樁身強度均勻、施工速度快、不受場地的影響、
造價低、無污染等特點。
(2) 技術指標
根據工程實際情況,夯實水泥土樁成孔司采用機械成孔(擠土、不擠上)
或人工成孔,混合料夯填可采用人工夯填和機械夯填。技術指標為:
地基承載力:設計要求;
樁 徑:宜為300—600mm;
樁 長:設計要求,人工成孔
樁 距:宜為2—4倍樁徑;
樁垂直度:≤11.5%:
樁體干密度:設計要求;
混合料配比:設計要求;
j昆合料含水申:人工夯實土料最優含水率Wop+(1~2);
機械夯實 土料最優含水率Wop - (1~2);
混合料壓實系數:≥o.93;
褥墊層:宜用中砂、粗砂、碎石等,最大粒徑不宜大于20mm
厚度100—300mm,夯填度≤0.9.
實際工程中,以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力
和變形要求等條件或現場試驗確定。
(3)適用范圍
適用于處理地下水位以上的粉土、素填、雜填土、粘性土等地基。處理
深度不超過10m。
(4)應用典型工程
夯實水泥土樁技術自開發應用以來,就受到建設單位、設計單位的歡迎,
目前已在華北地區廣泛應用,已處理工程數千項,取得力廣泛的經濟效益
和社會效益。
1.2.3真空預壓法加固軟基技術
(1)主要技術內容
真空頂壓法是在需要加固的軟粘土地基內設置砂井或塑料排水板,然后在
地面鋪設砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕,通過埋設于砂
墊層中的吸水管道,用真空方式進行抽氣,將膜內空氣派出,因而在膜內
外產生一個氣壓差,這部分氣壓差即變成作用于地基上的荷載。地基隨著
等向應力的增加而固結。抽真空前,土中的有效應力等于土的自重應力, 于條形基礎、獨立基礎,又可用于箱形基礎、筏形基礎。
(4) 應用情況
該技術已在北京、天津、廊坊、石家莊、唐山、成都、南寧、深圳、德州、
長春、哈爾濱、新疆等地多層、高層建筑、工業廠房地基處理工程中廣泛
應用,經濟效益顯著,具有極好的應用前景。
1.2.2 夯實水泥土樁復合地基成套技術
(1) 主要技術內容
夯實水泥土樁是用人工或機械成孔,選用相對單一的土質材料,與水泥按
一定配比,在孔外充分拌和均勻制咸水泥土,分層向孔內回填并強力夯實,
制成均勻的水泥上樁。通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度的褥墊層,使
樁、樁問上和褥墊層一起構成復合地基。由于夯實中形成的高密度及水泥
土本身的強度,與攪拌水泥土樁相比,夯實水泥土樁樁體有較高強度。夯
實水泥土樁復合地基具有樁身強度均勻、施工速度快、不受場地的影響、
造價低、無污染等特點。
(2) 技術指標
根據工程實際情況,夯實水泥土樁成孔司采用機械成孔(擠土、不擠上)
或人工成孔,混合料夯填可采用人工夯填和機械夯填。技術指標為:
地基承載力:設計要求;
樁 徑:宜為300—600mm;
樁 長:設計要求,人工成孔
樁 距:宜為2—4倍樁徑;
樁垂直度:≤11.5%:
樁體干密度:設計要求;
混合料配比:設計要求;
j昆合料含水申:人工夯實土料最優含水率Wop+(1~2);
機械夯實 土料最優含水率Wop - (1~2);
混合料壓實系數:≥o.93;
褥墊層:宜用中砂、粗砂、碎石等,最大粒徑不宜大于20mm
厚度100—300mm,夯填度≤0.9.
實際工程中,以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力
和變形要求等條件或現場試驗確定。
(3)適用范圍
適用于處理地下水位以上的粉土、素填、雜填土、粘性土等地基。處理
深度不超過10m。
(4)應用典型工程
夯實水泥土樁技術自開發應用以來,就受到建設單位、設計單位的歡迎,
目前已在華北地區廣泛應用,已處理工程數千項,取得力廣泛的經濟效益
和社會效益。
1.2.3真空預壓法加固軟基技術
(1)主要技術內容
真空頂壓法是在需要加固的軟粘土地基內設置砂井或塑料排水板,然后在
地面鋪設砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕,通過埋設于砂
墊層中的吸水管道,用真空方式進行抽氣,將膜內空氣派出,因而在膜內
外產生一個氣壓差,這部分氣壓差即變成作用于地基上的荷載。地基隨著
等向應力的增加而固結。抽真空前,土中的有效應力等于土的自重應力,
抽真空后,土體完成固結石,真空壓力完全轉化為有效應力。
(2)技術指標
該加固方法技術指標有:密封膜內的真空度、加固土層要求達到的平均
固結度、加固區的沉降值。當采用合理的施工工藝和設備,膜內真空度一
般可維持相當于80kpa的真空壓力;加固區要求達到的平均固結度,一般
可采用80%的固結度,如工期許可,也可采用更大一些的固結度作為設計
要求達到的固結度;先計算加固前建筑物荷載作用下天然地基的沉降量,
然后計算真空預壓期間完成的沉降量,兩者之差即為預壓后建筑物使用荷
載作用下可能發生的沉降。
(3)適用范圍
該地基加固方法適用于軟粘上的地基加固,在我國廣泛存在著海相、湖相
及河相沉積的軟弱粘土層。這種土的特點是含水量大、壓縮性高、強度低、
透水性差。在建筑物荷載作用下會產生相當大的沉降和沉降差。對于該種
地基,尤其是大面積處理時,如在該地基上建造碼頭、機場等,真空預壓
法是處理軟粘土地基的有效方法之一。
(4)已應用的典型工程
黃驊港碼頭、深圳福田開發區、天津塘沽開發區、深圳保安大道等。
1.2.4強夯法處理大塊石高填方地基
(1)主要技術內容
強夯法處理大塊石高填方地基方法主要是指強夯置換法,與其他地基處理
方法相比具有費用低、施工簡單等優點,分整式置換和樁式置換二種方法。
整式置換法是用強夯的沖擊能將軟弱土擠開置換成塊石層,其機理與換填
墊層法作用相似.樁式置換法是采用巨大的夯擊能量將塊石夯穿被加固土
層并使塊石沉底形成樁體,并與周圍土體形成復合地基。由于樁體的加筋
作用,地基中應力向樁體集中,使其分擔了大部分基底傳來的荷載;同時
樁體的存在也使得土體中由于強夯引起的超靜水孔隙水壓力迅速消散,加
快土體固結,提高土體抗剪強度,從而復合地基承載力相應提高。
(2)技術指標
①夯擊能量:單擊夯擊能量按Menard公式進行估算,錘底單位面積靜壓力
不得小于100kN/m2。整式置換法單位夯擊能不宜小于1500kN·m/m2;樁式
置換法單位夯擊能不宜小于300kN·m/m2。
②夯擊次數:通過現場試驗確定,整式置換法宜控制在最后一擊夯沉量不大
于50mm;樁式置換法宜控制在最后一擊夯沉量不太于2 00mm.
③夯點間距:夯點位置可按三角形、正方形布置。
整式置換法的夯點間距S=D+(0.3—0.4)H;
樁式置換法的夯點間距S=2—3D;D為錘徑 H為加固深度
④夯沉量:每陣夯沉量不宜大于0.8倍錘高,累計夯沉量宜為1.5~2.0H。
⑤加固寬度:每邊應超出基礎外邊緣(0.5—1.0)H,且不小于3m。
(3)適用范圍
強夯置換法適用于坐落在回填土、碎石土、濕陷性黃土、粘上、粉土、淤泥質土、淤泥等多種上層的王業與民用建筑,加固深度不宜超過7m.
(4)已應用的典型工程
已應用的代表性工程有深圳國際機場停機坪、深圳西部通道工程等
1.2.5爆破擠淤法技術
(1)主要技術內容
通過爆炸沖擊作用降低淤泥結構性強度,同時利用拋石體本身的自重使爆
前處于平衡狀態的拋石體向強度降低處的淤泥內滑移,達到泥、石置換的
目的.首先沿堤軸線陸上拋填達到爆炸處理的設計高程與寬度(見圖1),
形成爆前拋石堤縱斷面線(1),然后在拋石堤前端“泥一石”交界面(2)前方
一定位置、一定深度處的淤泥層內埋置單排群藥包(3),引爆群藥包,在淤
泥內形成爆炸空腔,拋石體隨即坍塌充填空腔形成“石舌”,同時拋石體
前方和下方一定范圍內的淤泥被爆炸弱化,強度降低,拋石體下沉滑移擠
淤。
隨后進行拋石,當淤泥內剪應力超過其抗剪強度時,拋石體沿定向滑移線
(6)朝前方定向滑移,達到新的平衡后滑移停止.繼續加高拋填,從而又出
現新的定向滑移下沉,如此反復出現多次,直到拋石堤穩定為止,此時單
循環結束。另外,當新的循環開始時,其爆炸作用對已形成的拋石體仍有
密實和擠淤作用。
(2)技術指標
爆破參數設計
1)藥量計算
Ⅰ線約重q (kg/m)
q l=q0·LH·Hmw-
Hmw=Hm+(γw/γm)Hw
式中 LH一單循環進尺量,一般為4—7m;
Hmw一計入覆蓋水深的折算淤泥深度;m
Hm一淤泥深度,m;
Hw一覆蓋水深,即淤泥面以上的水深,m
q0一爆破擠淤法單耗,即爆除單位體積淤泥所需的藥量
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