模塊2施工排水

單元五地基處理給水排水構筑物、給水排水管道荷載都作用于地基土上，導致地基土產生附加應力，附加應力引起地基土的沉降，沉降量取決于土的孔隙率和附加應力的大小。均勻沉降：在荷載作用下，若同一高度的地基各點沉降量相同；反之，稱為不均勻沉降。無論是均勻沉降，還是不均勻沉降都有一個容許范圍值。當沉降量在允許范圍內，構筑物才能穩(wěn)定安全，否則，結構就會失去穩(wěn)定或遭到破壞。

一、地基處理為什么要進行地基處理，目的是什么

(1)改善土的剪切性能，提高抗剪強度。（2）降低軟弱土的壓縮性，減少基礎的沉降或不均勻沉降。（3）改善土的透水性，起著截水、防滲的作用。（4）改善土的動力特性，防止砂土液化。（5）改善特殊土的不良地基特性(主要是指消除或減少濕陷性和膨脹土的脹縮性等)。地基容許承載力：地基在構筑物荷載作用下，不會因地基土產生的剪應力超過土的抗剪強度而導致地基和構筑物破壞的承載力。因此，地基應同時滿足容許沉降量和容許承載力的要求，如不滿足，則采取相應措施對地基土加固處理。二、地基處理方法地基處理的方法有換土墊層、碾壓夯實、擠密振實、排水固結和注漿液加固等五類。各類方法參見表5-1所示。表5-1地基處理方法分類分類處理方法原理及作用適用范圍換土墊層素土墊層砂墊層碎石墊層挖除淺層軟土，用砂、石等強度較高的土料代替，以提高持力層土的承載力，減少部分沉降量；消除或部分消除土的濕陷性脹縮性及防止土的凍脹作用；改善土的抗液化性能適用于處理淺層軟弱土地基、濕陷性黃土地基（只能用灰土墊層）、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基分類處理方法原理及作用適用范圍擠密振實砂樁擠密法、灰土樁擠密法、石灰樁擠密法、振沖法通過擠密法或震動使深層土密實，并在振動擠壓過程中，回填砂、石等材料，形成砂樁或碎石樁，與樁周土一起組成復合地基，從而提高地基承載力，減少沉降量適用于處理砂土粉土或部分粘土顆粒含量不高的粘性土碾壓夯實機械碾壓法震動壓法重錘夯實法強夯法通過機械壓或夯擊壓實土的表層，強夯法則利用強大的夯擊，能迫使深層土液化和動力固結而密實，從而提高地基的強度，減少部分沉降量，消除或部分消除黃土的濕陷性，改善土的抗液化性能一般是用于砂土、含水量不高的粘性土及填土地基。強夯法應注意其震動對附近（約30m內）建筑物的影響排水固結堆載頂壓法砂井堆載頂壓法排水紙板法井點降水頂壓法通過改善地基的排水條件和施加頂壓荷載，加速地基的固結和強度增長，提高地基的強度和穩(wěn)定性，并使基礎沉降提前完成適用于處理厚度較大的飽和軟土層，但需要具有頂壓的荷載和時間，對于厚的泥炭層則要慎重對待漿液加固硅化法旋噴法堿液加固法水泥灌漿法深層攪拌法通過注入水泥、化學漿液、將土粒粘結；或通過化學作用機械拌和等方法，改善土的性質，提高地基承載力適用于處理砂土、粘性土、粉土、濕陷性黃土等地基，特別是用于對已建成的工程地基事故處理1.換土墊層施工三、地基處理如何施工換土墊層是一種直接置換地基持力層軟弱土的處理方法。施工時將基底下一定深度的軟弱土層挖除,分層填回砂、石、灰土等材料,并加以夯實振密。換土墊層是一種較簡易的淺層地基處理方法,在各地得到廣泛應用。

1）素土墊層素土墊層一般適用于處理濕陷性黃土和雜填土地基。素土墊層是先挖去基礎下的部分土層或全部軟弱土層,然后分層回填,分層夯實素土而成。軟土地基土的墊層厚度，其厚度不應大于3m。素土墊層的土料，不得使用淤泥、耕土、凍土、垃圾、膨脹土以及有機物含量大于8%的土作為填料。土料含水量應控制最佳含水量范圍內，誤差不得大于±2%。施工時：

①應做好地面水或地下水的排除工作；

②填土應從最低部分開始進行，分層鋪設，分層夯實。墊層施工完畢后，應立即進行下道工序施工，防止水浸、曬裂。

③墊層施工，每鋪好一層墊層，經壓實系數檢驗合格后方可進行上一層施工。④分段施工時，接關處應作成斜坡，每層錯開0.5～1.0m，并應充分搗實。⑤砂墊層和砂石墊層的底面宜鋪設在同一標高上，如深度不同時，施工應按先深后淺的順序進行，土面應挖成臺階或斜坡搭接，搭接處應注意搗實。3)灰土墊層灰土墊層是用石灰和粘性土拌合均勻，然后分層夯實而成。適用于一般粘性土地基加固或挖深超過15cm時或地基擾動深度小于1.0m等，該方法施工簡單、取材方便、費用較低。(1)材料要求土料中含有有機質的量不宜超過規(guī)定值，土料應過篩，粒徑不宜大于15mm。石灰應提前1～2天熟化，不含有生石灰塊和過多水分?；彝恋呐浜媳瓤砂大w積比，一般石灰:土為2:8或3:7。(2)施工要點施工前應驗槽、清除積水、淤泥、待干燥后再鋪灰土。2.碾壓與夯實（1）機械碾壓機械碾壓法采用壓路機、推土機、羊足碾或其它壓實機械來壓實松散土，常用于大面積填土的壓實和雜填土地基的處理。碾壓的效果主要取決于壓實機械的壓實能量和被壓實土的含水量。應根據具體的碾壓機械的壓實能量，控制碾壓土含水量，選擇合適的鋪土厚度和碾壓遍數?？蓞⒄毡?-2選用。

表5-2墊層的每層鋪填厚度及壓實遍數施工設備每層鋪填厚度（cm）每層壓實遍數平碾（8～12）20～306～8羊足碾（5～16）20～358～16蛙式夯（200kg）20～253～4震動碾（8～15）60～1306～8震動壓實機（2t,震動力98KN）120～15010插入式震動器20～50——平板式震動器15～25——（2）重錘夯實法重錘夯實法是利用移動式起重機懸吊夯錘至一定高度后，自由下落，夯實地基。適用于地下水位0.8m上稍濕的粘性土，砂土、濕陷性黃土、雜填土等地基加固。夯錘形狀宜采用截頭圓錐體，如圖5-1所示。圖5-1鋼筋混凝土夯錘（單位：mm）重錘采用鋼筋混凝土塊鑄鐵塊或鑄鋼塊，錘重一般為14.7～29.4kN，錘底直徑一般為1.13～1.15m。(3)振動壓實法振動壓實法是利用振動機振動壓實淺層地基的一種方法，如圖5-2所示。適用于處理砂土地基和粘性土含量較少，透水性較好的松散雜填土地基。圖5-2振動壓實機示意3.密樁與振沖法（1）擠密樁擠密樁加固是在承壓土層內，打入很多樁孔，在樁孔內灌入各種密實物，以擠密土層，減小土體孔隙率，增加土體強度。根據樁孔內填料不同，有砂樁、土樁、灰土樁、礫石樁、混凝土樁之分。其中砂樁的施工過程有以下幾點:①一般要求砂樁的直徑一般為220～320mm，最大可達700mm。砂樁的加固效果與樁距有關，樁距較密時，土層各處加固效果較均勻。其間距為1.8～4.0倍樁直徑。砂樁深度應達到壓縮層下限處，或壓縮層內的密實下臥層。砂樁布置宜采用梅花形，如圖5-3。②施工過程a樁孔定位按設計要求的位置準確確定樁位，并做上記號，其位置的允許偏差為樁直徑。b樁機設備就位使樁管垂直吊在樁位的上方，如圖5-4所示。c打樁通常采用振動沉樁機將工具管沉下，灌砂，拔管即成。振動力以30～70kN為宜，砂樁施工順序應從外圍或兩側向中間進行，樁孔的垂直度偏差不應超過1.5%。圖5-3砂樁布置A、B、C-砂樁中心；d-砂樁直徑；L-砂樁間距

圖5-4砂樁機1-樁機導架；2-減震器；3-振動錘；4-工具式樁管；5-上料架d灌砂砂子粒徑以0.3～3mm為宜，含泥量不大于5%，還應控制砂的含水量，一般為7～9%。其施工過程如圖5-5所示。圖5-5砂樁施工過程③樁孔灌砂量的計算一般按下式計算:g=лd2hr（1+w℅）/4（1+e）式中：g—樁孔灌砂量(kN)；d—樁孔直徑(m)；h—樁長(m)；γ—砂的重力密度(kN/m3)；e—樁孔中砂擊實后孔隙比；w—砂含水量?？梢匀豆苋胪馏w積。實際灌砂量不得少于計算的95%，否則，可在原位進行復打灌砂。2.振沖法在砂土中，利用加水和振動可以使地基密度。振沖法就是根據這個原理而發(fā)展起來的一種方法。振沖法施工的主要設備是振沖