地基加固与处理结课论文

地基加固与处理结课论文两种新型地基加固处理方法总结指导老师：王星华班级：姓名：学号：2014年10月第一篇钢管桩一、起源及研究现状1二、基本原理1三、设计计算2四、施工工艺6五、质量检测7六、工程实例11第二篇土体热加固技术一、起源13二、基本原理13三、设计计算13四、施工设备及工艺 14五、工程实例15第一篇钢管桩一、起源及研究现状19世纪20年代，国外已开始使用铸铁板修筑码头。到20世纪初，美国出现 了各种形式的型钢,特别是H型的钢桩受到营造商的重视。美国密西西比河河岸 的基础加固大量采用了钢桩基础，到30年代在欧洲也被广泛采用。二次大战后， 随着冶炼术的发展,各种直径的无缝钢管也被作为桩材用于基础工程。1978年开 工建设的包钢工程中开始使用直径中914、中609和。406Inln;长60m左右的钢 管桩,至今共使用了 10余万根超长钢管桩（含部分钢管混凝土桩），开创了我国使 用钢管桩的历史。后来，上海等软土地基一些高层建筑使用50m左右的钢管桩。 杨蒲、南蒲大桥主桥墩使用50llun左右的钢管桩。420m咼，88层的上海金茂大 厦使用入土深度83m中914。钢管桩，为上海钢管桩长度之最。早先的设计工作者并不重视桩的水平承载性能,他们假定桩只能承受轴向荷 载,并常在基础中配置斜桩作为竖直桩的辅助。到了 50年代初，人们开始考虑土 的抗力，多采用苏联安格尔斯基的方法，但用竖直桩承受水平荷载的做法仍不普 遍，常设计成低承台桩基础。这主要是由于当时的技术水平还不能制造出较大直 径或边宽的桩和入土较深的桩，因而桩的承载力和刚度都比较低，所能承担的水 平荷载也就比较低。60年代初起，管桩和大直径钻孔桩开始应用,这些桩多为竖 直,不但长度较长，而且具有较大的抗弯刚度,所以考虑桩的水平承载力势在必行, 这时由不少学者研究发展了水平承载桩的作用机理和分析计算的多种方法并积 累了一些水平静载试验桩的资料。实践表明,竖直桩能通过抗剪和抗弯来承担相 当大的水平荷载，它已不单是一个“轴向”的受压杆件，用竖直单桩或群桩而不配 用斜桩来承担水平荷载、竖向荷载和力矩共同作用下的桩基日益增多，一根单桩 所能承担的水平荷载可达数十吨以上。当时铁路和公路桥梁设计首先采用了 m 法、c法，港工桩基规范也采用了 m法和张有龄法但上述方法均为单一参数法， 对桩在地面处的挠度、转角和桩身弯矩及其所在位置与试桩实测值只能凑合到较 近的程度而不能完全符合。70年代美国石油协会广泛采用了 P 一 Y曲线来设计 海上平台的桩基，挪威在海上平台的桩基设计中也采用了 P 一 Y曲线。80年代重 庆交通学院的吴恒立教授提出了综合刚度原理的双参数法,改进了 m法、c法的 缺陷和不足。另外，我国也对P 一 Y曲线进行了研究,并引入到海上桩基工程的设 计。P Y曲线法保证了桩土之间的变形协调，适用于线性和非线性，静载和循环 荷载，避免了现行单一参数法的缺陷,是目前被认为比较先进和有前途的方法。二、基本原理桩是一种垂直或微斜埋置于土中,横截面尺寸比其长度小得多的细长构件。 桩与连接桩顶的承台组成深基础，简称为桩基。同浅基础相比，桩基能改善浅层土 的受力状况，充分发挥深层土的承载能力,且桩基具有变形小、承载力高、适合机 械化施工等优点，因此是一种广泛使用的基础型式。桩具有多种功能，一是承受轴 向荷载的抗压作用，如应用于房屋的桩基础及贮罐的桩基础;二是受轴向荷载的 抗拔作用，如应用于船坞底板的桩基础;三是承受水平荷载的抗弯作用，如应用于 栈桥前的靠船和系船簇桩；四是承受上述两种荷载迭加的组合荷载，如垂直和水 平荷载组合的桩基桥台和桩基码头以及上拔和水平荷载组成的电视塔桩基础和 锚桩。桩基础可以借助群桩穿过水体将荷载传到地基中去，避免(或减少)进行水 下工程，简化施工，缩短工期,改善劳动条件。与其它类型的钢桩比较，钢管桩的贯 入能力，抗弯曲的刚度，单桩承载力和接长焊接等方面都有明显的优越性。钢管桩 打入地层时,其端部可敞开或封闭。端部开口时，易于打入,但端部承载力较封闭 式为小。必要时钢管桩内可充填混凝土。其具有：承载能力大，规格多、选用余 地大，桩长易调整、浪费少，挤土有限、对周边影响少，施工速度快，质量有保 证，不易腐蚀，单价较高的特点。三、设计计算采用桩一土与承台共同作用基本理论1、单桩在竖向荷载作用下的工作性状(1) 单桩荷载传递的一般规律桩的荷载传递过程实际上就是桩一土之间力的传递和变形协调规律的反应 过程，因此，桩的荷载传递过程可以用公式(2 1)或(2 2)的微分方程进行描 述./（）=（2 一 1）（2 一 2）式中:A、u、E分别为桩的截面积，周长及弹性模量;S (y)和P (y)力分别 为桩的竖向位移和轴向力;f (y)为桩的桩侧摩阻力当测得桩身位移S(y)或轴 力P(y)后，利用上述关系式可求得摩阻力f (y) 其相互关系见图2 一 1。(2) 单桩的轴向刚度单桩的竖向刚度即桩的抗压刚度k，定义为桩顶产生单向竖向位移所需的轴 向荷载，即k，二dP/de, 般可根据试桩曲线确定(图2 一 3)。在考虑承台分担荷 载设计桩时，当使用荷载接近桩的极限荷载,在计算分析中应考虑单桩刚度的非 线性.即按图2 一 4所示来分段模拟。桩的刚度实质上是桩一土共同工作的刚度, 它与桩身刚度、桩周土的变形性质、桩端土的变形性质等因素有关。因此，也可 以根据轴向荷载传递原理，通过计算求得，但比较可靠的还是按试桩曲线确定。(3) 桩的破坏模式桩的破坏是指丧失承载能力的状态，其破坏状态的各种特征可通过试桩曲线 反映出来，识别这些特征对于分析试桩成果，正确判定极限承载力很有意义，其破 坏模式大体可归纳为五种：桩身材料破坏，持力层整体剪切破坏，刺入剪切破坏, 桩身侧面纯剪切破坏，拔力作用下，沿桩身侧面纯剪切破坏。sWlil二2、群桩在竖向荷载作用下的工作性状(1) 群桩的荷载传递特性群桩的荷载传递比单桩复杂得多,根据有关研究成果可以概括为以下几个特 点:荷载传递模式不统一，摩擦群桩中地基土的应力特性，桩身摩阻力与桩端阻力 的分配。(2) 群桩的变形特性摩擦群桩的变形特性是指群桩的沉降与桩间土和桩下土的变形之间的关系及其与时间之间的关系。A、对纯摩擦群桩，从粉质粘土中的纯摩擦群桩的模型试验中可以得出如下 规律：1）在相同桩距下，桩数是影响群桩变形特性的决定性因素当桩数较少时， 其沉降主要表现为桩间土的压缩（约占总沉降的70 一 98%）;当桩数较多时，其沉 降主要表现为桩底土的压缩（约占总沉降的50-80%）.2）在常规桩距（34d）条件下，随着桩数的增加，地基土的主要压缩区段（y） 下移，当桩数n=45时,y=0l/3（l为桩长）；当n=9时,y=2/3ll；当n=16时， y=l4/3l3）桩距较大时,桩间土压缩量所占比例随桩距增大而明显上升。B、对支承摩擦群桩对桩端支承在较好持力层（非基岩上）的摩擦群桩，由于桩端持力层比较坚硬, 在通常的情况下，桩端不会发生明显的刺入变形，此时群桩的沉降主要表现为桩 底土的压缩变形.如果桩间土为松软或处于欠固结状态.也会产生压缩变形或固 结，可能使承台底面“脱空”，但此时桩间的压缩变形不会反映到群桩总的沉降中 去,仅当桩的使用荷载接近群桩的极限荷载时，桩端土才发生刺入变形。桩间土则 相应地受到压缩，这时群桩的总沉降是由桩间和桩底土的压缩变形共同组成。3、桩在水平荷载作用下的性状在土木工程中，基桩除了需要承受较大的竖向荷载外,有时还要承受较大的 横向荷载的作用,尤其是在桥梁工程中，这种同时受竖向和横向作用的基桩受力 更为复杂某些工程在基桩发生事故后，由于基桩产生了不同程度的倾斜,使得基 桩不仅要承担上部结构传来的弯矩、轴向力和剪力,还要承担因倾斜而产生的水 平分力，因此有必要对基桩在横向作用下的性状进行分析，以便更好地对工程进 行加固处理。（1）横向荷载作用下桩的传力特性和破坏性状在横向荷载作用下基桩的工作性状极为复杂，是涉及到半刚性结构部件和土 体之间的相互作用问题，其横向承载能力不仅与桩本身材料强度有关，而且在很 大程度上取决于桩侧土的横向抗力在横向承载施加的初始阶段,基桩克服桩本 身材料强度产生挠曲变形,随着挠曲变形的发展，桩侧土体受到挤压而产生抗力， 这一抗力将阻止桩身挠曲变形的进一步发展,从而构成复杂的桩土相互作用体系 桩身挠曲变形沿桩轴而变,导致桩侧土体所发挥的横向抗力也随深度而变化当 桩顶未受约束时，桩头的横向荷载,首先由靠地面近的土体承担，荷载较小时，土 体虽处于弹性压缩阶段,但桩身水平位移是以使部分压力传递到较深土体随着 荷载的增加，土体逐渐产生塑性变形，并将所受横向荷载传递到更大的深度，当变 形增大到桩身材料所不能容许的程度或桩侧土失去稳定时，桩一土体便趋于破 坏。单桩桩顶在横向荷载作用下，桩顶将产生水平位移和转角,桩身出现弯曲应力, 桩侧土体受侧向挤压。桩和地基的破坏特征则因桩的几何尺寸、材料强度、地基 土的性质以及桩顶的约束条件的不同而表现迥异。较为典型的破坏形式大体为刚性破 坏和弹性破坏。（2）桩在横向荷载作用下的微分方程如弹性长桩全部埋入土中，桩顶处作用有弯矩从和水平荷载C,沿桩长作用 有水平分布荷载P（x）,设地面处桩轴中心为坐标原点0,沿桩的深度方向为y轴，水平方向为X轴(见图2 一 8).当荷载作用时，桩轴发生挠曲变形，导致桩侧土体 产生连续分布的反力，若假定桩上任意一点y处单位桩长的反力q为深度y和挠 度x的函数即为q(y,x),当不考虑桩身挠曲引起的竖向摩阻力时,则桩各截面仅 承受水平向的地基土反力。liidU取桩身某一微元(如图 p(y)和土反力 q(y,x)、截f侧分别作用分布荷载 剪力和弯矩，并由平衡条件有(Q-dQ)-Qp(y)dy-q(yJjc)(fy = O即:(24)或 d2M/dy2 q(y.x)-py)d(-Eld2x/dy2)= 9(yx)-p(y)EId/dy4 = p(y)-p(y,x)(2-5)式中E为桩材料的弹性模量,1为桩的惯性矩，对于位于土中的一般桩爪y)=0 则有：Eldx/dy = -q(y,x)(2-6)对于(2 6)式的位于地面以下的基桩的挠曲微分方程，通常用桩侧单位面 积上地基反力强度以q(y,x)来表示桩的单位长度上地基反力，即取，其中b;是垂直于反力方向的桩的计算宽度，因此公式(2 6)可以写为：Eldx! dy4 =如(开工)(2-7)式(2 7)即为位于土中桩的挠曲微分方程。(3) 桩在横向荷载下的计算方法根据式(2 7)中的地基反力q(y,x)的假定之不同，横向受荷桩的分析计算 方法也随之不同。有极限地基反力法和弹性地基反力法(线弹性地基反力法，非 线性弹性地基反力法，复合地基反力法，弹性理论法)。具体，兹不赘述。四、施工工艺1、沉桩施工流程钢管桩施工流程如图3 一 1所示:2、测量及样桩控制根据座标先定出基础纵横中心线，控制点的设置地点应尽可能远离施工现场, 以不受施工干扰和土层扰动的影响为原则。施工时按基础纵横交点和设计桩位图 的尺寸确定桩位，敲一小木桩并钉上小圆钉，再以此小元钉为中心套样桩箍（图3 一 2）,然后在样桩箍的外侧投石灰，以示桩位标记。施工中样桩控制注意事项如下：1）必须按设计原图并以轴线为基准对样桩作遂根复核（打一根复核一根），作 好测量记录，复核无误后方可施打。2）对施工现场的轴线控制点及水准点作经常检查，避免发生误差。3）控制点和水准点应妥加保护。4）测量人员应对桩的就位,垂直度和打设标高进行监测，确保施工精度。5）沉桩至地面后，测量人员应根据轴线测出桩的平面偏位值，认真作好记录, 办理好中间验收工作。3、施工顺序安排原则选择施工顺序的基本原则是：（1）对桩数少的基础或条形基础：1）先长桩后短桩；2）先实心桩后空心桩；3）先小直径桩后大直径桩。（2）对桩数多、桩距密的群桩基础：除遵照上述原则外，尚须注意1）先打中间桩，逐渐向外围扩展；2）往后退打；3）处于桩机回转半径范围内的桩可安排在同一流水范围内；4）桩机运行路线较短，移动次数少；5）桩机下铺设的厚钢板要布置得当,尽可能做到多留出些样桩数，减少倒运 钢板作业。五、质量检测桩基础是地下隐蔽工程，要使钢桩的施工能满足设计要求，保证工程质量，必 须切实加强管理，精心施工。多年来的钢桩施工实践，积累了丰富经验，技术水平 有了很大的提高，机械装备得到了更新,为桩基工程质量的提高创造了良好条件。 桩基施工质量控制标准如下。1、平面位移从表3 一 3可见，我国对在独立基础中桩数少的桩和群桩基础中的边桩，平面 位移容许误差要求较严,但国际标准更为严格表3-3 钢桩施匚密许平面泯差序号顼目国家齡收规范国际标准1上面盖有基础梁的粧 垂有基础梁的中心线 沿基础梁的弓心线150mm1/WM径我边长2桩数为1-2根或単排桩基中的桩IDOmin3桩救为A 20报桩基中的桩/2桩径或边长4桩数大于如根桩基中的桩 暈外边的桩 中间的桩1/2桩径或边K1个桩径或边畏|2、垂直度作为检验钢桩打入精度的第一节桩至为重要t,22j,务必做到桩的平面 位置正确，垂直精度高。不然，打桩时就会强烈扰动地基，施工中无论怎样调整， 即使用桩机作强制纠正，其能力是有限的,桩还会向土体弱的方向贯入，钢桩的倾 斜过甚，将影响到桩的贯入深度,更为严重的有可能造成桩的折断等。钢桩施工的 容许倾斜见表3 一 4。規3T 钢桩施丁的容许倾斜f项目容许溟羞备注桩的倾斜小于1 /f沖锲竝的怏度1003、打入深度控制、沉桩阻力及停打标准（1）地基和基础工程施工及验收规范（GBJZ02）第4.1.7条规定打桩的控制原则:1）桩尖位于坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层 时，以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考；2）贯入度已达到而桩尖标高未达到时，应继续锤击3阵,其每阵10击的平均 贯入度不应大于规定的数值；3）桩尖位于其它软土层时，以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作参考；4）打桩时，如控制指标已符合要求,而其他的指标与要求相差较大时,应会同 有关单位研究处理；5）贯入度应通过试桩确定，或做打桩试验与有关单位确定。上述规定既体现 了桩基的性质，又充分考虑了持力层的起伏、打桩后土层的挤密影响等。在实际 施工中“有时会出现有部分桩不能打到设计标高，所以将工程具体情况与打桩标 高和贯入度控制结合起来，是合理的符合实际的。（2）沉桩阻力打桩时的施工阻力，为桩侧摩擦阻力和桩底反力两部分组成。只有克服这些 阻力,才能将桩打入土中。（3）停打标准1）停止打桩的判断钢桩应打到规定的深度,在适当的锤重条件下，可参考下列因素： 最后贯入度控制在3 一 4In1n。 最后一米的锤击数要大于250击。 控制总锤击数（钢桩限制总锤击次数在3000击以下，参阅表3 一一 6所列数表* 6限制总锤古次数趙欣数註种眼制总锤击抉數気后ltkn的限制总锁击欢数啊桩3000击國卜W00击以卜预应力混報七桩2000击以下SOC击践下钢筋混凝土桩1000击以卜500 iSia K2）Hiley（希莱）打桩公式(3-1)2式中凡 桩的极限承载力（t）： ey的效率，柴油锤为0濟 Wh柴油韓的重呈（I）：H锤的落距（CD1）柴浊锤为2出 S桩的贯入度（cm）；K一 回弹量cm）u（4）焊接质量控制及检测焊接质量是评定钢桩施工总体质量的重要组成部份。施工时应选择素质良 好、技术熟练、经验丰富的焊工进行操作，焊接设备必须性能良好,并加强质量监 理,确保工程质量。焊接质量验收标准（见表3 一 7）。表：T钢桩焊接质蜀验收折准I序号顼n标准备H-1卜粧之何的间隙24mm每接头检查不少JV.R2L卜仃桩的帯口. 700mm钢管桩2 mm同上3v3mir同上4同匕H型钢桩Smm同上1咬入深度VOdnun五堺缝宽度（盖过阳材3mm7焊缝堆S52 -3mmX光射线採怙M级以L書堵毎20根桩拍片-张，抽样檢査六、工程实例1、工程概况湘西自治区烟草公司新建住宅楼共8栋，编号1#一 8#,6层，砖混结构，基础 形式采用人工挖孔桩和冲孔灌注桩。该工程于1999年8月动土兴建,2001年12月竣工并投入使用，至2004年5 月，2#、3#、5#、7并住宅楼许多墙体出现斜向裂隙,局部开裂严重，造成墙体渗 透,严重影响建筑物的正常使用。根据检测鉴定结果，系建筑物部分桩基沉降严重, 须进行加固。场地地层自上而下概述如下：(1) 人工填土:主要由粘性土夹少量块石及建筑垃圾组成，结构松散，分布 不均。(2) 冲洪积层:主要有砂、砾、粉质粘土等，呈松散一稍密状态或软塑一可 塑状态。(3) 残积层:红粘土,系灰岩风化残积而成，一般呈可塑一软塑状态,与基岩 的接触带部分由于潜水影响呈流塑状态，局部呈硬塑状态。(4) 基岩:灰岩，裂隙、岩溶发育，基岩面溶沟，溶槽等溶蚀现象严重。岩溶 发育特征呈自上而下分布。充填物呈全充填一半充填一无充填，一般呈流塑一软 塑状态;深度为古老溶洞，分布较少，古老溶洞连通后形成暗河，充填物少。地下水特征如下三种类型:1)人工填土层中的上层滞水，水量较少；2)赋存于冲洪积及残积层 中的空隙水，渗透性强;3)赋存于下伏溶洞、溶蚀裂隙及暗河中的岩溶裂隙水，连 通性好，水量丰富，具承压性。2、原桩基施工质量事故原因分析及桩基础加固方案确定(1) 人工挖孔施工质量事故原因分析根据场地工程地质及水文地质条件，人工挖孔桩存在以下困难： 第四系的冲积层及残积层在富含孔隙水的情况下，易形成流砂、流泥、涌 水，严重影响开挖和护壁。 岩溶水、裂隙水易形成涌水。 岩溶内呈流塑一软塑状态的泥质、砂质充填物严重影响护壁的稳定性和开 挖施工安全。 由于地下水流通性好，在混凝土浇捣过程中孔内水量大，易引起水灰比变 化或砂浆流失，造成桩身松散、离析等问题。(2) 冲孔灌浆桩施工质量事故原因分析湘西自治州烟草公司新建住宅楼桩施工时，部分地段采用了冲孔灌注桩，根 据场地工程地质及水文地质条件，冲孔灌注桩施工存在以下困难： 上部富含地下水的冲洪积、残积层及岩溶内泥浆护壁困难,尤其在岩溶内 护壁易塌孔,注浆时易造成混凝土流失。 溶沟、溶槽内施工时易卡冲头,沿岩石面发生倾斜。 沉渣清理较困难，易降低端承力。由于岩溶内护壁困难，施工时大量流塑状岩溶充填物流入或泥浆严重流失、 造成沉渣超厚，影响了桩的端承力；桩孔注浆时，岩溶段混凝土流失严重,造成混 凝土压力不够被泥浆挤入而出现桩身夹泥、混凝土松散破碎及断桩等桩身质量问 题。（3）钢管桩基加固方案工程场地位于已完工并正在使用的建筑物中，施工场地空间狭窄，考虑到施 工机具的可操作性及对临近建筑物和环境的影响，结合场地地质条件、原基础及 上部结构现状等，本工程桩基加固可采用钢管桩进行加固，在需要加固的桩基部 位加钢管桩,桩径中140Inln,钢管按IOOOInln的间距开花眼，钢管桩内灌注水泥 砂浆，钢管桩上部做梁对原桩基进行抬、挑或托换处理。施工工序为:地面开挖一钻机就位、钻孔一放置钢管沉放注浆管洗孔、注压 水泥砂浆一回填基坑土至适当高度一浇筑混凝土垫层一制安浇筑加固梁一回填 土方。3、加固效果与经济效应由于场地的限制（在仅2.0m高的地下室施工），大型施工设备无法工作,故拟 订三个可选方案:注浆加固,钢管桩加固，房屋拆除重建。其加固效果和经 济效应分析如下： 注浆加固。可采用改装后的X卜1型钻机成孔后注浆处理。但由于该场地属岩溶地区， 岩溶发育，溶洞、暗河较多,浆液的流向及用量不好控制，且无针对性。加固效果 评价难。 钢管桩加固。用改装后的XY 一 1型钻机成孔后，下中14Ollun钢管，在钢管中加注水泥浆, 钢管桩持力层为中风化灰岩，入岩深度1米左右。处理简单直观，有针对性，加固 费用合计280万元左右。在实际桩基加固施工过程中，密切观测建筑物的沉降、 变形、倾斜及墙体裂缝变化情况，根据观测资料，在加固梁完工后,建筑物已趋于 稳定,加固工作取得了很好的效果。且用小口径钻机钢管桩,最大限度的利用了现 在场地空间，减少了对原建筑物及临近环境的破坏,也节约了工期及工程成本。 栋宿舍拆除重建4栋宿舍建筑面积约16000平方米（每栋长52米，宽13米，层高6层）重建费 用在1000万元以上，费用太高。综上所述,采用钢管桩加固具有针对性，简单直观，切实可行,取得了很好的 经济效益和社会效应。第二篇土体热加固技术一、起源热加固法属于深层土体原位加固法。1936年H. A.奥斯塔舍夫首先提出了 热加固法在湿陷性黄土层中的应用H. M.李特维诺夫于19471954年进一步发 展这个方法20世纪80年代以来，H. B.斯莫普拉等人在完善土的热加固处理工 艺方面做了许多作，如采用各种燃料在钻孔中用多种方法燃烧，改善钻孔结构， 利用电能等。该法特别适合于对已成的建筑物湿陷性事故的地基处理，它具有施 工速度快、效果好和工程造价低的优点。但因其主要热源是用火焙烧，存在以下 四大缺点：最大允许加固深度不够；加同区形状不理想;热效率差；安全 性不够。因此在我国并未能得到广泛运用。二、基本原理众所周知，粘土砖瓦坯体经过加热焙f烧后就会变成具有一定强度的建筑材 料砖和瓦。在加热过程中，原来的粘土坯体发生了一系列质的变化，如发生 矿物结构的变化，生成新的矿物|发生分解，化合，再结晶发生扩散，烧结、 熔融|发生颜色，容重、吸水率等变化。同样，在地下土体中加热至一定温度也 能产生上述的物理化学变化，使土体特涟改变，强度大大增加。这就是土体热加 固的基本原理。三、设计计算进行土体热加固时所需要的热量可用下式计算，或中：用.一丄m*中的土颗粒重量(kg/m*)6- 土颗粒的热容蜃X19千卡/kgr 巧一平均燃烧温度(6001C)烧前土的海璽中水的童量(kg/m1)化一水的热睿量G千卡/蜒水询誰发温匡兀-水的气化潜热(540千卡/燈)fj根据燃料的发热量即可求出挠结lm 土需要的燃料量，又据需要加固的土 的数量可算出总的燃料量但在实际应用中要考虑热效率问题，开口式烧结热效率 为2030，密闭式挠结为50。在予计燃料量时，要按此推并原料。四、施工设备及工艺1、燃料供给及燃烧系统：燃料由液化气罐或煤气管道供给通过减压（液化石油气）或升压（焦炉煤 气），再通过流量计测流量及控制流量，然后进入燃烧器，从喷嘴中喷出燃烧.调 节燃气量的大小可以使孔向温度上升或下降。也可以保持一定的燃气量由助燃空 气量的变化来调节孔内温度的高低。燃料供给及燃挠系统、燃烧器、如图；说匕事轴删 rttt黑h罩液化石油气及煤气均为有毒、易燃、易爆气体，采用它们作土体热加固燃制， 高度重视安全工作，在运输、贮存，使用过程中，所有容器、管路都要认真、仔 细地检查，密封性试验。加强防泄漏，防火措施、所有参加工作的人员都需要进 行严格的安全技术培训，方可进行工作。2、压缩空气助燃调节系统：为了使燃料在钻孔中长时间持续不断地正常燃烧，必需使用空气压缩机提供 的风源通入孔内助燃。压缩空气产生于空压机，进入大风包并保持一定的风量及 压力，通过分支罐进入小气罐中（在风量及风压能满足的情况下可通过几个小气 罐供几个孔的燃烧甩气），由小气罐将压缩空气分为三股，分别由流量计计量， 这三般风具有不同的功能；进入燃烧器这般称为一次风，它在燃烧器出日处与燃 料混合、供气助燃增大火力，加长火苗。进入燃烧室上端的这般风称为二次风， 主要作用是在燃烧室中助燃，也可以调节燃烧室中的温度。进入燃烧室下端的这 股风称为三次进风，其主要作用是调节燃烧孔内的温度，增大燃烧孔内的压力， 保证烧结的质量。3、测温系统为了测量及监控烧结孔内不同部位的温度，同时也可以测量钻孔外周围不同 距离、不同深度的土中温度，用以观察分析烧结效果，根据实际需要及可能性， 设置热电偶。因铂铑热电偶造价太高，我们选用了温度测量范围为013OOC的 镍铬镍硅热电偶。魍是也商困温度失控而烧坏热电偶的现象出现。热电偶通过补 偿导线与测温仪表联接，在整个烧结过程中都应观测各部的温度。我们一般采取 每隔半小时记录一次温度值。平时则随时发现孔内温度过高或过低时就及时进行风和燃料量的调整。烧為孔内时區度也可以由下式來护寸 B _ G厨沖.+) Or式典 靳燃料的发热鈕(千食/k毎或千叫送入钻孔中的助燃空气最(m*)Cp-O.assi-0*000019吨千卡即在固定压力尸下燃烧生展海时掘容UU五、工程实例西安客运段三府湾新建住宅2号楼地基热加固工程1 概况：本场地位于西安火车站衷兰府湾附近陇海铁路南侧。属渭河南岸I级阶地。 设计基础底面标咼为404. 38m。地下水埋深在该面以下6. O6. 5m左右。基 础下地层属I级非自重湿陷性黄土。容许承载力为0. OO. 13MP。场地内局 部有墓穴、杂土坑、空防地道等。该住宅楼设计为6层，建筑面积2876m。2 地基热加固的设计与施工：西安客运段兰府湾2号住宅楼为条形基础，共在基础下布布84个烧结孔。 另外，在基础外柞烧结试验孔一个。因普探发现问题坑并作了灰土换填处理，减 少烧结孔4个实际烧缩孔为81个。见图(33)。史3地基热加周处理用燃料为液化石油气。用热电偶及测温仪表监测孔内温度， 一般控制在500900C左右。正式烧结施工时间从1987年9月9日10月29 日，历时49天。为适应条形基础需要，在烧结孔之间较薄弱处用3： 7灰土井、 桩作了适当的补强处理。3 质置检査墨评价：经检查，烧结深度一般在设计基础底面下3. 64. 1m。烧结半径0. 701. 50m， 烧结体形状不规则，上大下小。该地基热加固后，分别在下列各处作荷载试验， 其结果简述于后；0号试验孔：当加载至0. 45MPa时，一侧的钢筋混凝土锚桩被拔起，此时 的沉降量为4mm；77号孔：当加载至0.65MPa时，地锚被拔起，扰降量为7. 66mm。77号孔与78号孔之间中点处，该处因在两孔之间，烧结末及，为薄弱环 节。但由于蘸发作用，含水量从原来的22降至14。荷载试验时，当加载至0.175MPa 时，沉降量达10mm试验即停止66号孔当II载至0. 6Pa时,发现两侧沉降不均匀，分别为2. ?ram及h57ram, 同时还发现锸杆已松动，试验已不能继续进行。上述试验豫一个在两孔之间未烧结的土上进行外，其余均在认为是烧绪质量 较差的孔上（0号试验孔除外）进行的。由于地下水位较浅，地锚埋深也较浅，因 此都未能做到极限荷载点。试验孔也未能做到破坏程度，只能说明烧结孔上的承 载力大于0. 45MPa。在烧结影响下的整个场地内的地基承载力，均达到了设计 要求的0. 16MPa。