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lK413024 地基加固处理方法
下面主要以地铁车站基坑为主简要介绍明挖基(梢)坑地基加固处理技术。
一、地基加固处理作用与方法选择
(一)基坑地基加固的目的:
基坑地基按加固部位不同，分为基坑内加固和基坑外两种，其目的分别为:
(1)基坑外加固的目的主要:是止水，有时也可减少围护结构承受的主动土压力。
(2)基坑内加固的目的主要有:
A:提高土体的强度和土体的侧向抗力，减少围护结构 位移，进而保护基坑周边建筑物及地下管线;B:防止坑底土体隆起破坏;
C:防止坑底土体渗流破坏；
D:弥补围护墙体插入深度不足等。
▼坑内土体加固
(二)基坑地基加固的方式:
(1)在软土地基中，当周边环境保护要求较高时，基坑工程实施前宜对基坑内被动土压区土体进行加固处理，以便提高被动土压区土体抗力，减少基坑开挖过程中围护结构的变形。
按平面布置形式分类，基坑内被动土压区加固形式主要有墩式加固、裙边加固、 抽条加固、格栅式加固和满堂加固(见图 lK413024-1 )。
(口诀：蹲在裙边，左抽右扇满堂红)（联想你偷窥女生裙子，被扇大耳光）
▼电影《师兄撞鬼》偷窥女主角裙子
A:采用墩式加固时，土体加固一 般多布置在基坑周边阳角位置或跨中区域;
B:长条形基坑可考虑采用抽条加固;
C:基坑面积较大时，宜采用裙边加固;
D:地铁车站的端头井一般采用格栅式加固;
E:环境保护要求高，或为了封闭地下水时，可采用满堂加固。
▼墩式加固
▼裙边加固
▼抽条加固
▼格栅加固
▼满堂加固
▼满堂加固现场
加固体的深度范围应从第二道支撑底至开挖面以下一定深度，考虑地表有施工机具运行需要时，也可以采用低水泥掺量加固到地面。
▼第二道支撑
(2)换填材料加固处理法，以提高地基承载力为主，适用于较浅基坑，方法简单操作方便。
▼浅基坑换填法
(3)采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂 或使土体固结，以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主，适用于深基坑。
▼注浆加固
▼注浆加固
▼水泥土搅拌法
▼高压旋喷法
二、常用方法与技术要点
(一)注浆法
(1)注浆法是利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的"结石体"。
▼注浆加固
▼注浆加固立面解析
(2)注浆法所用的浆液是由主剂(原材料)、溶剂(水或其他溶剂)及各种外加剂混合而成。通常所提的注浆材料是指浆液中所用的主剂。外加剂可根据在浆液中所起的作用，分为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。
注浆材料有很多，其中，水泥浆 是以水泥为主的浆液，适用于 岩土加固，是国内外常用的浆液。
▼水泥浆注浆加固效果
(3)在地基处理中，注浆工艺所依据的理论主要可分为
①渗透注浆、
②劈裂注浆、
③压密注浆、
④电动化学注浆四类，其应用条件见表lK413024-1。
（口诀：电劈丫头）
▼雷电劈人
表lK413024-1。
注:①渗透注浆法适用于碎石土、砂卵土穷填料的路基。
▼渗透注浆示意
▼劈裂注浆
▼压密注浆
▼电动化学注浆
(4)注浆设计包括
①注浆量、
②布孔、
③注浆有效范围、
④注浆流量、
⑤注浆压力、
⑥浆液配方
等主要工艺参数，没有经验可供参考时，应通过现场试验确定上述工艺参数。
▼注浆设计内容
(5)注浆加固土的强度具有较大的离散性，注浆检验应在加固后28d进行。可采用
①标准贯入、
②轻型静力触探法或
③面波、
▼标准灌入
▼轻型经历触探
▼面波测试
等方法检测加固地层均匀性；按加固土体尝试范围每间隔1m进行室内试验，测定强度或渗透性。（口诀：触表面）
检验点数和合格率应满足相关规范要求，对不合格的注浆区应进行重复注浆。
( 二 )水泥土搅拌法
(1)水泥土搅拌法利用水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂 (浆液或粉体)强制搅拌，使软土硬结成具有整体性水稳性和一定强度的水泥加固士，从而提高地基土强度和增大变形模量。根据固化剂掺入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。
▼水泥搅拌加固浆液搅拌
▼水泥搅拌加固土成型
前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体和地基土搅拌。可采用单轴、双轴、 三轴及多轴搅拌机或连续成槽搅拌机。
▼水泥搅拌加固
(2)水泥土搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑和可塑)、 粉土(稍密、中密)、粉细砂(稍密、中密)、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层，不适用于含有大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、硬塑及坚硬的勃性土、密实的砂类土，以及地下水影响成桩质量的土层。
当地下水的含水量小于30%(黄土含水量小于25%)时不宜采用粉体搅拌法。
（就是说，水多的时候可以粉喷，水少嗯但时候液喷，因为如果含水量不够，搅拌的质量会不合格）
水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、pH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的教土，当在腐蚀性环境中以及无 工程经验地区使用时，必须通过现场和室内试验确定其适用性。
▼水泥搅拌机器
(3)水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点:
1)最大限度地利用了原土；
2)搅拌时无振动、无噪声和无污染，可在密集建筑群中进行施工，对周围原有建筑物及地下沟管影响很小；
3)根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式；
4)与钢筋混凝土桩基相比，可节约钢材并降低造价。
▼水泥搅拌加固土成品
(4)水泥土搅拌法施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异，具体见图 lK413024-2、图 lK413024-3 ，其主要步骤应为:
1)搅拌机械就位、调平；
2)预搅下沉至设计加固深度；
3)边喷浆(粉)、边搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；
4)重复搅拌下沉至设计加固深度；
5)根据设计要求，喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；
6)关闭搅拌机械。
在预(复)搅下沉时，也可采用喷浆(粉)的施工工艺，但必须确保全桩长上下至少 再重复搅拌一次。
▼水泥搅拌土施工流程示意图
(5)应根据室内试验确定需加固地基土的固化剂和外加剂的掺量，如果有成熟经验时，也可根据工程经验确定。
▼外加剂加入的水泥搅液配置
(6)水泥土搅拌桩的施工质量检测可采用下列方法:
▼水泥搅拌土质量检测
A:在成桩3d内，采用轻型动力触控检查上部桩身的均匀性；
▼轻型触探均匀性
B:在成桩7d后，采用浅部开挖桩头进行检查，开挖深度宜超过停浆(灰)面下O.5m，检查搅拌的均匀性，量测成桩的直径。
▼开挖桩头
▼测量成桩直径
C:作为重力式水泥土墙时，还应 用开挖方法检查搭接宽度和位置偏差，应采用钻芯法检查水泥土搅拌桩的单轴抗压强度、 完整性和深度。
▼单轴抗压强度
(三)高压喷射注浆法
(1)高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、黠性土(流塑、软塑和可塑)、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。但对于硬黏性土，含有较多的块 石或大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降，切削范 围小或影响处理效果。而对于含有过多有机质的土层，其处理效果取决于固结体的化学稳定性。
鉴于上述几种土的组成复杂、差异悬殊，高压喷射注浆处理的效果差别较大，应根据现场试验结果确定其适用程度。
对于温陷性黄土地基，也应预先进行现场试验。
▼湿陷性黄土加固
(2)由于高压喷射注浆使用的压力大，因而喷射流的能量大、速度快。当它连续和集中地作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素便在很小的区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的卵石、碎石土，均有巨大的冲击和搅动作用，使注人的浆液和土拌合凝固为新的固结体。
▼高压喷射机械
(3)高压喷射有旋喷(固结体为圆柱状)、定喷(固结体为壁状)和摆喷(固结体为扇状)等三种基本形状，
▼旋，定，摆三种喷射体
它们均可用下列方法实现(见图 lK413024-4) :
1)单管法:喷射高压水泥浆液一种介质;
2)双管法:喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质;
3)三管法:喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液等三种介质。
▼单，双，三三种方法
由于上述三种喷射流的结构和喷射的介质不同，有效处理范围也不同，以三管法最大，双管法次之，单管法最小。（因为三管法是高压水喷，力跟渗透性更大）
实践表明，旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。（也就是旋喷的适用性最强）
▼单管方法流程
(4) 高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定，并在施工中严格加以控制。
单管法及双管法的高压水泥浆和三管法高压水的压力应大于20MPa。高压喷射注浆的主要材料为水泥，对于无特殊要求的工程，宜采用强度等级为42.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
▼42.5级普通硅酸盐水泥
根据需要可加人适量的外加剂及掺合料。外加剂和掺合料的用量，应通过试验确定。水胶比中的水灰比通常取0.8 -1.5 ，常用为1.0。
(5)高压喷射注浆的工艺流程:
①钻机就位、
②钻孔、
③置入注浆管、
④高压喷射注浆、
⑤拔出注浆管。
口诀：鸡孔管喷吧（自己联想岛国大片吧，为了你们能记住，也是豁出去了）
施工结束后应立即对机具和孔口进行清洗。
在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。
(6)旋喷桩作为止水帷幕时，为保证加固体有效搭接以达到预计的截水效果，旋喷 桩的直径不宜过大。（注意，是旋喷，不是定喷也不是摆喷做止水帷幕）
▼旋喷止水帷幕
旋喷加固体的直径受施工工艺、喷射压力、提升速度、土类和土性等因素影响，根据国内有关资料介绍，旋喷加固体直径一般在表lK413024-2的范围。加固体的强度和直径，应通过现场试验确定。
(7) 施工质量可根据设计要求或当地经验采用：
①开挖检查、
②钻孔取芯、
③标准贯入试验、
④动力触探等方法检查。
▼钻孔取芯检查
检查方法口诀：开心试探
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市政 建造师 考试！