强夯与深层搅拌桩地基加固技术的研究与应用_开题报告

国内研究现状

    近几十年来，随着经济的发展和城镇化不断加快，建筑行业已经成为我国的重要组成部分。大量的土木工程实践推动了地基加固技术的迅速发展，地基处理的方法多样化，地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善，地基处理已成为基础工程领域中一个较有生命力的分枝。 

近年来,国内强夯技术发展迅速,应用范围更加广泛,主要集中在饱和软粘土地基的强夯技术研究上。一般认为强夯法特别适合于粗颗粒非饱和土、含水量不大的杂填土与湿陷性黄土,低饱和度粘性土与粉土可采用。对于饱和粘性土,可采用铺设砂垫层和打设排水板或袋装砂井的方法来加速孔压的消散。铺设砂垫层有利于强夯能量的有效吸收,均匀传播,使波的传播范围扩大,从而在较大土体范围内形成毛细管裂隙,促进内部水分的排出。但是对于我国特别是沿海地区广泛分布的淤泥、淤泥质土等软粘土地基,强夯法的加固效果和适用性目前尚存在争议。郑颖人认为对于软粘土地基强夯失败的原因,主要在于现行强夯工艺不适应软粘土的特性,造成孔隙水压力升高,短时间内又难以消散,夯击能全部被孔隙水吸收而形成橡皮土。并认为孔隙水压力居高不下是出现橡皮土的直接原因。针对强夯法加固饱和软粘土地基时超静孔压消散难和易出现 “橡皮土”的问题,周健基于饱和粘性土的动力特性和动力固结机理提出了将强夯技术和井点降水技术相结合的复合式地基处理措施。该方法采用井点降水技术这一主动排水方式取代了塑料排水板或袋装砂井这一被动排水方式,从而避免了强夯对排水体系的损坏,而且可以更有效地加速夯击引起的超静孔压的消散和软土的固结。经过上海市的一些重点工程采用此方法处理后发现,无论从超静孔压的消散、减小工后沉降和消除不均匀沉降、加速固结、提高加固区及下卧层的承载力等方面都明显优于其他工法。

随着地基处理技术和软土深基坑围护技术的不断进步，水泥土搅拌桩技术在 我国得到长足发展，目前主要的水泥土搅拌桩技术有单轴、双轴、三轴和五轴搅 拌桩技术，常用的水泥土搅拌桩技术主要是单轴搅拌桩技术和双轴水泥土搅拌桩 技术，也是使用量最多的技术。但是城镇化、地下空间开发速度不断加快，对地基基础的施工技术要求越来越高，对水泥土搅拌桩的施工质量、施工效率和节能降耗提出了较高的要求。现行的水泥土搅拌桩技术已不能满足地基工程发展需求，出现了大量的工程事故，造成了巨大的经济和社会损失。这主要是由现行的水泥土搅拌桩施工设备和施工工艺技术两方面的缺陷造成的。因此，开展水泥搅拌桩技术的研究是非常必要的，六轴水泥土搅拌桩技术是在此背景下开发出来的。六轴水泥土搅拌桩技术继承了双轴（单轴）搅拌桩的置换土量少、水灰比小、桩体强度高、造价低等优点；克服了双轴（单轴）搅拌桩工效低、桩机稳定性差、 自动化程度低、工人劳动强度大的缺陷；消除了三轴搅拌桩成本高、置换土量大、水泥土强度低等缺陷。六轴水泥土搅拌桩的钻机由单轴驱动改为联轴驱动，动力效能和切土能力大 幅提高，搅拌采用螺旋叶片与大量十字刀片相结合，施工工效是双轴搅拌桩的 12 倍，是三轴搅拌桩的 2.5 倍，配备环保型水泥自动搅拌注浆系统杜绝粉尘污染， 比双轴搅拌桩节电 70%，比三轴搅拌桩节电 40%以上，造价降低 20%左右。桩机采用步履或履带式自动行走桩架代替双轴（单轴）桩的滚筒式桩架，施工安全性大幅提高，工人劳动强度大幅降低；制成的水泥土桩体强度更高、土体加固效 果更好。三管喷浆法、六管喷浆法施工代替双轴（单轴）搅拌桩，四管喷浆二管 2 喷气法代替三轴搅拌桩，其中六管喷浆法特别适合含水量高的淤泥质土层使用。 六轴水泥土搅拌桩技术主要应用于软土地基土体加固，软土基坑内土体加固，软土基坑支护的重力式挡土墙结构、型钢水泥土挡墙结构以及基坑止水帷幕。 六轴水泥土搅拌桩技术已在多个基坑支护和地基加固工程中成功应用，达到了预期的研究效果。

国外研究现状

近40年来，国外的地基处理技术发展的十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。在20世纪60年代中期，从如何提高土的抗拉性质这一思路上，发展到土的加筋法；从如何有利于土的排水和排水固结这一基本观点出发，发展到了土工合成材料、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，采用加大击实工的措施，发展到了强夯法和振动水冲法等。另外，国外现代工业的发展，对地基工程提供了强大的生产手段，如能制造重达几十吨的强夯起重机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法中振动器等施工机械；真空泵的问世，建立真空预压法，生产了大于20MPa气压的空气压缩机，从而产生了高压喷射注浆法。 目前地基处理已成为土力学与岩土工程领域的一个主要分支学科，国际土力学与岩土工程协会下有专门的地基处理学术委员会。

强夯法最早是由法国工程师L.Menard于1969年应用于加固法国戛纳附近的纳普尔海湾的填土地基，取得了良好的加固效果。1971年，L.Menard发现强夯法用于透水性较差的饱和土和冲击土也很有效。日本从1973年开始引入强夯法，用于处理海滨回填土，冲积砂土，到七十年代末，全世界已有20多个国家，在将近400项工程中使用了这种方法。强夯法的局限是施工时较大的噪声和振动，因而不宜在人口密集的城市内使用。法国Menard公司加固法国尼斯机场工程使用的就是强夯法，该工程为保证沉降符合要求，要求有效加固深度达30m~40m，为此Menard公司在实际施工中用了自重为1,700kn的钢板叠合锤，落距23m，单点夯击能40MJ，加固后回填土强度提高4倍，下部粉土提高约1倍。

水泥浆搅拌法最早是美国在第二次世界大战后研制成功的，当时称之为就地搅拌法。1953年，日本从美国引进此法。1974年，日本研制成功了水泥搅拌固化法，用于加固钢铁厂、矿石堆场地基，加固深度达32m。深层搅拌桩国外除用于软土地基外，还用于海底软土加固，最大桩径1.5m以上，加固深度达60m。

^范文提纲

1概述

1.1提出问题

1.2研究内容、目标及方法

2强夯法地基加固机理及施工工艺

2.1强夯法发展状况及技术经济特点

2.2强夯法加固机理分析

2.3强夯法加固地基设计

2.4强夯法施工工艺

3深层搅拌法地基加固机理及施工工艺

3.1深层搅拌法发展状况及技术经济特点

3.2深层搅拌法加固机理分析

3.3深层土搅拌桩的设计

3.4深层搅拌法的施工

4地基处理方案的选择及技术分析

4.1地基处理施工方案评价选择方法

4.2强夯法和深层搅拌法加固地基的技术经济特点

4.3强夯法和深层搅拌法加固机理及适用性分析

5工程案例分析

5.1工程概况

5.2强夯加固分析

5.3深层搅拌桩加固分析

5.4工程地基加固检测与实验

6结束语

参考文献

[1]龚晓南.地基处理手册（第3版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008年 :12-15

[2]傅纪军，谢连生.施工方案的评价和择优[J].凉山大学学报北京，2001年，第3卷（第3期）:26-27

[3]蒋国澄.基础工程400例技术与经济观点[M].北京：中国科学技术出版社，1995年 :65- 67

[4]江正荣.地基处理与桩基施工技术的新进展[J].建筑技术，2003年，第34卷（第3期）:168-170

[5]叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998年:23-25

[6]吴铁怀，弓天云.强夯地基处理机理及其在高速公路中的应用[J].湖南交通科技，2000年，第4卷:1-3

[7]靳永恒.浅谈强夯法地基处理[J].科技情报开发与经济，2001年，第11卷（第4期）:126-126

[8]庞春飞.土建工程中桩基础技术的应用探讨[J].中国建筑金属结构:2013年，第2期:67-67

[9]牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京：中国建材工业出版社，2004年，第6卷:114-114

[10]郑希明.软弱地基处理工程实例分析[J].山西建筑，2009年，第35卷（第36期）:93-94

[11]黄熙龄.复杂条件下的地基与基础工程[M].沈阳：东北大学出版社，1993年:16-17

[12]张庆国.强夯法加固机理与应用[M].济南：山东科学技术出版社，2003年:11-13

[13]柏炯，胡祖强，朱炜.复杂地质条件下地基基础设计及工程实例分析[J].地下工程与隧道, 2002年，第2期:25-30