2011年一级注册建造师考试市政工程考试教材精选(17)

1K413023熟悉地基加固处理方法
     本条文以地铁工程为主简要介绍明挖基（槽）坑地基加固处理技术。
     一、地基加固处理作用与方法选择
     （一）地基加固处理作用 一级建造师考试
     1．提高地基的承载能力，满足设计要求；以保证拟建或邻近结构不致发生超过允许的沉降。
     2．提高土体的强度和土体的侧向抗力，减少围护结构位移，以保证围护结构或邻近结构不致发生超过允许的位移。
     （二）方法选择
     1-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。
     2．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，适用于深基炕。
     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”。
     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，水泥浆材是以水泥浆液为主的浆液，适用于岩土加固，是国内外常用的浆液。
     3．在地基处理中，注浆工艺所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类；其应用条件见表1K413023。
     不同注浆法的适用范围 表IK413023   
     4．注浆法可以采用两种溶液（如水泥浆和水玻璃）混合的方式控制浆液凝胶时间。施工方法可以分为以下三种形式：
     (1) -种溶液一个系统方式
     将所有的材料放进同一箱子中，预先做好混合准备，再进行注浆，这适合于凝胶时间较长的情况。
     (2)两种溶液一个系统方式
     将A溶液和B溶液预先分别装在各自准备的不同箱子中，分别用泵输送，在注浆管的头部使两种溶液会合。这种在注浆管中混合进行灌注的方法，适用于凝胶时间较短的情况。
     作为这种方式的变化，有的方法分别将准备在不同箱子中的A溶液和B溶液送往泵中前使之混合，再用一台泵灌注。另外，也有不用Y字管，而仍只用上述一个系统方式将A溶液和B溶液交替注浆的方式。
     (3)两种溶液两个系统方式
     将A溶液和B溶液分别准备放在不同的箱子中，用不同的泵输送，在注浆管（并列管、双层管）顶端流出的瞬间，两种溶液就汇合而注浆。这种方法适用于凝胶时间是瞬间的情况。
     也有采用在注浆A溶液后，继续灌注B溶液的方法。
     具体应该采取哪种方法，应该根据注浆的目的确定。
     （二）水泥土搅拌法
     1．水泥土搅拌法适用于加固饱和黏性土和粉土等地基。它利用水泥（或石灰）等材料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土，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。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体和地基土搅拌。目前，喷浆型湿法深层搅拌机械在国内常用的有单轴、双轴、三轴及多轴搅拌机，喷粉搅拌机目前仅有单轴搅拌机一种机型。
     2．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。
     水泥固化剂一般适用于正常固结的淤泥与淤泥质土（避免产生负摩擦力）、黏性土、粉土、素填土（包括冲填土）、饱和黄土、粉砂以及中粗砂、砂砾（当加固粗粒土时，应注意有无明显的流动地下水，以防固化剂尚未硬结而遭地下水冲洗掉）等地基加固。
     石灰固化剂一般适用于黏土颗粒含量大于20%，粉粒及黏粒含量之和大于35% ，黏土的塑性指数大于10，液性指数大于0.7，土的pH为4一8，有机质含量小于11%，土的天然含水量大于30%的偏酸性的土质加固。
     3．水泥土搅拌法施工步骤由于湿法和于法的施工设备不同而略有差异，具体见图1K413023-1、图1K413023-2。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。
     （三）高压喷射注浆法
     1．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，使注入的浆液和土拌合凝固为新的固结体。
     2．实践表明，本法对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑黏性土、粉土、砂土、黄土、紊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。对于湿陷性黄土地基，也应预先进行现场试验。
     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，它们均可用下列方法实现(图1K413023-3)；
     (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。图1K413023-3喷射注浆法施工工艺流程
     （a）单管法，(b)双管法，(c)三管法
     由于上述三种喷射流的结构和喷射的介质不同，有效处理长度也不同，以三管法最长，双管法次之，单管法最短。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。
     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32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。根据需要可加入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。水灰比通常取0. 8～1.5，常用为1．O。
     5．高压喷射注浆的全过程为钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等基本工序。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。

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