教学单元2-地基处理及加固（课件）《建筑施工技术与机械》同步教学（ 中国建筑工业出版社）

地基处理与加固 学习目标： 1.了解换土垫层法、强夯法、深层搅拌法的施工工艺及质量要求; 2.掌握几种主要地基处理方法的设计计算步骤; 3.掌握换土垫层法、强夯法、深层搅拌法的适用范围和施工要点; 4.掌握换土垫层法、强夯法、深层搅拌法的质量验收标准及检测方法. 思政目标： 1.增强质量意识、平等观念。 2.增强实事求是、因地制宜选择方案的意识。 3.培养大局观,体现局部服从整体的思想。 4.增强安全第一、生命至上的理念。 5.增强依规范施工的意识。 2.1 换填垫层法 换填垫层法（换填法）:将基础下一定深度范围内的软弱土层全部或部分挖除，然后分层回填砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、高炉干渣等强度较大，性能稳定且无侵蚀性的材料，并分层夯实（或振实）至要求的密实度。 换填法也包括低洼地域筑高（平整场地）或堆填筑高（道路路基）。 当软弱地基的承载力和变形不能满足建筑物要求，且软弱土层的厚度又不很大时，换填垫层法是一种较为经济、简单的软土地基浅层处理方法。 换填垫层法可就地取材、施工方便、机械设备简单、工期短、造价低。 2.1.1 概念与应用 2.1.1 使用范围 主要用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。换填垫层法的处理深度常控制在3-5m。若换填垫层太薄,其作用不甚明显,因此换填垫层的厚度不宜小于0.5m,也不宜大于3m。 2.1.3 加固机理 换土垫层处理软土地基，其加固机理和作用主要体现在以下几个方面： 1.提高浅层地基承载力； 2.减少地基的变形量； 3.加速软土层的排水固结； 4.防止土的冻胀； 5.消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性。 2.1.4 材料选用 （1）砂石(gravel)：砂石垫层材料宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑(粒径小于2 mm的部分不应超过总重的45％)，且级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质，其含泥量不应超过5％。当使用粉细砂或石粉(粒径小于0.075 mm的部分不超过总重的9％)时，应掺入不少于总重30％的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm。对湿陷性黄土地基，不得选用砂石等透水材料。 （2）粉质黏土：粉质黏土中有机质含量不得超过5％，不得含有冻土或膨胀土。当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。对湿陷性黄土或膨胀土地基的粉质黏土垫层，土料中不得夹有砖、瓦和石块。 （3）灰土：灰土体积配合比宜为2:8或3:7。土料宜用粉质黏土，不宜使用块状黏土和砂质粉土，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒不得大于15mm。石灰宜用新鲜的消石灰，其颗粒不得大于5mm。 （4）粉煤灰：粉煤灰可用于道路、堆场，以及小型建筑、构筑物等的换填垫层。粉煤灰垫层上宜覆土0.3～0.5 m。粉煤灰垫层中的金属构件、管网宜采取适当防腐措施。大量填筑粉煤灰时应考虑对地下水和土壤的环境影响。 （5）矿渣：垫层矿渣是指高炉重矿渣。矿渣垫层主要用于堆场、道路和地坪，也可用于小型建筑、构筑物地基。矿渣的松散重度不小于11kN／m3，有机质及含泥总量不超过5％。设计、施工前必须对选用的矿渣进行试验，在确认其性能稳定并符合安全规定后方可使用。 （6）其他工业废渣：在有可靠试验结果或成功工程经验时，对质地坚硬、性能稳定、无腐蚀性和放射性危害的工业废渣等亦可用于填筑换填垫层。工业废渣的粒径、级配和施工工艺等应通过试验确定。 （7）土工合成材料：由分层铺设的土工合成材料与地基土构成加筋垫层。土工合成材料的品种、性能及填料的土类应根据工程特性和地基土条件，按照《土工合成材料应用技术规范》(GB50290—2014)的要求，通过设计并进行现场试验后确定。 1.按密实方法和施工机械分为： 机械碾压法 重锤夯实法 振动压实法 （1）机械碾压法： 机械碾压法是采用各种压实机械来压实地基土的密实方法。此法常用于基坑底面积宽大开挖土方量较大的工程。 2.1.5 施工技术 ①碾压机械 机械碾压法的施工设备有平碾、振动碾、羊足碾、振动压实机、蛙式夯、插入式振动器和平板振动器等。 平碾 羊足碾 蛙式夯 ②铺土厚度与碾压遍数 工程实践中,对垫层碾压质量的检验,要求获得填土最大干密度。其关键在于施工时控制每层的铺设厚度和最优含水量,其最大干密度和最优含水量宜采用击实试验确定。 ③最优含水量 为获得最佳夯压效果,宜采用垫层材料的最优含水量作为施工控制含水量。最优含水量可按《土工试验方法标准》(GB／T50123--2019)中轻型击实试验的要求求得。 在缺乏试验资料时,也可近似取0.6倍液限值,或按照经验采用塑限wp±2％的范围值作为施工含水量的控制值。 （2）重锤夯实法： 重锤夯实法一般适用于地下水位距