第五章地基处理.ppt
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1、第五章 地基处理 Ground improvement,5.1 概述,浅基础,当承载力,沉降,液化,冻胀不满足设计要求 (1) 采用深基础,桩基础 (2) 处理地基土,改善土性,一 地基处理的目的,1 提高土的强度-地基承载力 2 增加土的刚度-减少地基沉降量 3 改善地基土的水力特性 (1)防渗,堤坝,闸基,池(湿陷,膨胀性土) (2)排水:软基固结渗流,挡土墙排水 (3)渗透稳定性:长江大堤的管涌,流土.采用反滤 (4)抗冻性:实质是渗透性,减少毛细现象,加强排水 改善抗震性能:(1)液化:加密,围封(水床);(2)震陷:干松砂和溶洞.,哪些土需要处理?,淤泥土与淤泥质土muck, muc
2、ky soil 泥炭,泥炭质土Peat 填土,回填土Fill, backfill 松砂Loose sand 区域性土Regional soil,2 软土和特殊土地基,2.1淤泥土与淤泥质土muck, mucky soil (1)定义 淤泥土孔隙比 void ratio e1.5, l (Il1.0) 淤泥质土孔隙比 e=1.01.5,l (Il1.0) (2)土性 *高含水量 =4090% even 100% *高压缩性 a 0.53.0Mpa-1 *高流变性 : 次固结量随时间增加 *低强度 Cu 30 kPa vane shear test *低渗透性 10-6 10-8cm/s, 固结过
3、程长,a 0.5Mpa-1 Cu 30 kPa,2.2泥炭,泥炭质土 Peat 定义: 泥炭e1.5,l (Il1.0),有机含量 30%(Beijing) 泥炭质土 e=1.01.5,l (Il1.0)有机含量10-30% 土性 *高含水量 *高压缩性, 快, 不均匀 * 高流变性 *低强度 Cu 30 kPa *高渗透性,2.3 填土,回填土Fill, backfill,杂填土Miscellaneous fill :建筑垃圾,卫生填埋,不均匀,不稳定 冲填土Hydraulic fill :细 欠固结,素填土Plain fill,砾石,砂,粉土,粘性土 2.4松砂Loose sand Dr
4、0.85 易液化,振陷,2.5 区域性土Regional soil,湿陷性黄土Collapsible loess (silt): 广泛分布,大孔隙,高结构强度,200kPa,s=(hd-hw)/h00.015,s=(ed-ew)/(1+e0),ed,ew,200kPa,荷载板试验 200kPa, 荷载不变 注水沉降/b=0.023,膨胀土Expansive soil 蒙特石含量高 冻土 Frozen soil, 冻胀性,3 地基处理方法分类,3.1 加密法Densification 3.2 换土垫层法Soil replacement 3.3 胶结法Cementation 3.4 加筋法Soil
5、 reinforcement,原则:技术经济,降低压缩性,提高强度 1碾压Compaction by rolling 1.1 振动平胎碾砾石 羊足碾粘性土或粉土,6.2 加密法,平滑鼓型振动碾 Vibrocompaction for sand,振动平板碾级配砂或者砂、砾和粘性土的混合土 Vibrating plate for hand operation Vibrating rollers produce high compaction in a well-graded sand and in a clay, sand and gravel mixture,1.2爆破 Densificatio
6、n by explosion,振动引起液化,在爆炸和重力作用下振密到更稳定的结构 适合于干净的松砂、粉砂 Dr = 0.50.6. 加密有时效性,锤重 落距 10 kg, 100cm 12t, 34m 10t, 10m,1.3 强夯法 dynamic consolidation,Heavy tamping,(1)强夯机理 :动态能量, 波的传播和固结; (2)深层加密, Manerd formulation M(KN),h(m),k=510. (3) 适用于砾、砂、非饱和粉土和粘性土,二 深层挤密法 (一)挤密法种类 1 预制桩:楔形桩,混凝土,木,1.54.0m, =512o,很少用了 2
7、沉管挤密桩 (1)沉管:封口或者活瓣,打入,加料,拔出.振动,锤击 (2)材料:土桩(原状土粉,粉质粘土再夯入);灰土桩,砂石桩;夯实水泥土桩,二灰桩(加粉煤灰),柱锤冲扩法 (3)适用于填土,松砂,湿陷性黄土,一般粘性土Sr60%.,砂桩,振冲桩 (起源于德国,我国于70年代引入) (1)设备,振冲器d=270420mm,l=23m, G=820KN (2)原理:振:偏心轮旋转,振动加密,使颗粒移动 冲:高压水从中间穿过,土颗粒振浮液化固结,(3)填料 粗颗粒(粘细粒少);级配好;最大颗粒50mm,010 最好 1020 2030 3050 差 50 不宜,(4)适用于松砂,素填土,杂填土和
8、一般粘性土,不适用于淤泥和淤泥质土,振冲器,深层挤密法小节,施工方法:沉管,振冲等 材料:砂石桩、夯实水泥土桩,灰土挤密桩,土桩,柱锤冲扩桩 由这些挤密方法形成的桩与原地基土一起构成复合地基Composite ground,梅花形,t,d,正方形,d,(三) 复合地基,1复合地基; 2 挤密效果,已知t,d 求e2,或者已知e2,d 求 t,孔隙比 总断面积 高度 固相比例 固相体积 e1 H 1/(1+ e1) Vs1=A1H/ (1+ e1) E2 H 1/(1+ e2) Vs1=A2H/ (1+ e2),3 复合地基的承载力,1)经验公式计算 桩土应力比 n= p / s与土性有关,随荷
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