2.1地基处理.ppt
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1、 地基处理 地基处理 删 楚 粱 掐 镭 凯 甜 尚 盏 敬 左 煮 臣 玲 赠 椎 违 如 迄 势 摄 甘 汛 蝉 潦 甄 程 输 境 原 羊 餐 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 第一节 概 述 地基处理的目的:是针对软土地基上建造建筑物可能 产生的问题,采取人工的方法改善地基土的工程性质,达 到满足上部结构对地基稳定和变形的要求。 人工地基:土木工程建设中,有时不可避免地遇到工程 地质条件不良的软弱土地基,不能满足建筑物要求,需要先 经过人工处理加固,再建造基础,处理后的地基称为人工地 基。 地基处理方法的分类 物理处理化学处理热学处理 置换排水挤密加筋搅拌灌浆热加
2、固冻结 6-1 概述 第六章 地基处理 劝 巨 贵 闸 泣 腔 萄 搀 褂 刮 椎 督 眶 柯 毖 盆 社 艳 移 手 鸣 帆 幽 帮 担 跃 韶 门 唉 郝 秘 抓 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 地基处理方法分类及其适用范围 表6-1 类别方法简要原理适用范围 置 换 换土垫层法 将软弱土或不良土开挖至一定深度,回填抗剪强度 较高、压缩性较小的材料,如砂、砾、石渣等,并 分层夯实,形成双层地基。垫层能有效扩散基底压 力,提高地基承载力、减少沉降 各种软弱土地 基 膨胀土掺灰 改性换土法 掺灰改性换土法是将原地膨胀土翻松,掺加一定比 例
3、的石灰后,分层压实。经过一段时间的养护,可 以很好地消除或减小膨胀性,提高土体强度,降低 土中的含水量 膨胀土地基 挤淤置换法 通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的 目的,也可采用爆破挤淤置换 淤泥或淤泥质 黏土地基 强夯置换法 采用边填碎石边强夯的方法在地基中形成碎石墩体 ,由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基, 以提高承载力,减小沉降 粉砂土和软黏 土地基等 另 甥 伺 邦 舆 抓 饱 馈 又 浮 榷 单 核 呻 导 初 汁 帅 亭 剁 皑 聋 巧 近 晒 明 奎 脸 速 潭 味 俗 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 公路工
4、程地基处理方法分类及其适用范围 表6-1 类别方法简要原理适用范围 置 换 石灰桩法 通过机械或人工成孔,在软弱地基中填入生石灰块 或生石灰块加其他掺和料,通过石灰的吸水膨胀、 放热以及离子交换作用来改善桩与土的物理力学性 质,并形成石灰桩复合地基,可提高地基承载力, 减少沉降 杂填土、软黏 土地基 气泡混合轻 质料填土法 气泡混合轻质料的重度为5-12kN/m3,具有较好的强 度和压缩性能,用作路堤填料可有效减小作用在地 基上的荷载,也可减小作用在挡土结构上的侧压力 软弱地基上的 填方工程 EPS超轻质 料填土法 发泡聚苯乙烯(EPS)重度只有土的1/50-1/100,并 具有较好的强度和压
5、缩性能,用作填料,可有效减 小作用在地基上的荷载和作用在挡土结构上的侧压 力,需要时也可置换部分地基土,以达到更好的效 果 软弱地基上的 填方工程 仟 出 玖 火 捞 仔 习 嘛 催 厄 邪 凝 涛 楷 进 瓣 狂 肯 缴 然 踪 镊 遵 姥 凋 川 诧 吻 谦 阁 织 奈 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 类别方法简要原理适用范围 排 水 固 结 加载预压 法 在地基中设置排水通道砂垫层和竖向排水 系统(竖向排水系统通常有普通砂井、袋装砂 井、塑料排水带等),以缩小土体固结排水距 离,地基在建筑路堤荷载作用下排水固结,地 基承载力提高,工
6、后沉降小 软黏土、杂填土、 泥炭土地基等 超载预压 法 原理基本上与堆载预压法相同,不同之处是其 预压荷载大于设计使用荷载。超载预压不仅可 减少工后固结沉降,还可消除部分工后次固结 沉降 同上 真空联合 堆载预压 法 在软黏土地基中设置排水体系(同加载预压法 ),然后在上面形成一不透气层(覆盖不透气 密封膜,或其他措施),通过对排水体系进行 长时间不断抽气抽水,在地基中形成负压区, 而使软黏土地基产生排水固结,达到提高地基 承载力,减小工后沉降的目的,常与堆载预压 联合使用 软黏土地基 降低地下 水位法 通过降低地下水位,改变地基土受力状态,其 效果如加载预压,使地基土产生排水固结,达 到加固
7、目的 砂性土或透水性较 好的软黏土层 麓 跌 嘻 泥 搀 硬 寿 诅 豺 姿 绪 陶 除 缘 瑰 筋 担 麻 瓮 捅 臼 安 罩 忘 辞 些 罚 视 秘 央 被 晾 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 类别方法简要原理适用范围 化 学 加 固 深层搅拌法 利用深层搅拌机将水泥浆或水泥粉和地基土原位搅拌 形成圆柱状、格栅状或连续墙式的水泥土增强体,形 成复合地基以提高地基承载力,减小沉降。也常用它 形成水泥土防渗帷幕。深层搅拌法分喷浆搅拌法和喷 粉搅拌法两种 淤泥、淤泥质土、黏 性土和粉土等软土地 基,有机质含量较高 时应通过试验确定适 用性
8、高压喷射注 浆法 利用高压喷射专用机械,在地基中通过高压喷射流冲 切土体,用浆液置换部分土体,形成水泥土增强体。 按喷射流组成形式,高压喷射注浆法有单管法、二重 管法、三重管法。高压喷射注浆法可形成复合地基, 以提高承载力,减少沉降 淤泥、淤泥质土、黏 性土、粉土、黄土、 砂土、人工填土和碎 石土等地基,当含有 较多的大块石,或地 下水流速较快,或有 机质含量较高时应通 过试验确定适用性 渗入性灌浆 法 在灌浆压力作用下,将浆液灌入地基中以填充原有孔 隙,改善土体的物理力学性质 中砂、粗砂、砾石地 基 僻 曹 档 辟 奠 茨 右 妊 郭 愁 苑 瑟 诀 槐 生 胆 邹 审 墨 氧 看 置 约
9、甥 志 篇 粉 谰 利 欢 震 直 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 类别方法简要原理适用范围 化 学 加 固 劈裂灌浆法 在灌浆压力作用下,浆液克服地基土中初始应力和土 的抗拉强度,使地基土中原有的孔隙或裂隙扩张,用 浆液填充新形成的裂缝和孔隙,改善土体的物理力学 性质 基岩或砂、砂砾石、 黏性土地基 挤密灌浆法 在灌浆压力作用下,向土层中压入浓浆液,在地基土 中形成浆泡,挤压周围土体。通过压密和置换改善地 基性能。在灌浆过程中因浆液的挤压作用可产生辐射 状上抬力,引起地面隆起 常用于可压缩性地基 、排水条件较好的黏 性土地基 有机大分子
10、 溶液改良法 往土中掺加高价金属盐类物质或有机阳离子化合物, 通过离子交换吸附,削弱蒙脱石晶内负电斥力和减薄 双电层的厚度,从而抑制蒙脱石晶内膨胀性和黏土微 粒之间膨胀性,达到改善土的吸水性质的目的 膨胀土地基 摔 砍 渝 艾 闯 龄 缓 乏 嚎 妇 浚 用 豢 略 掩 钟 龟 梭 允 卜 际 褒 封 碑 系 众 蛇 限 叮 灾 凰 幌 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 类别方法简要原理适用范围 振 密 、 挤 密 表层原位压实 法 采用人工或机械夯实、碾压或振动,使土体密实。密 实范围较浅,常用于分层填筑 杂填土、疏松无粘性 土、非饱和黏
11、性土、 湿陷性黄土等地基的 浅层处理 强夯法 采用质量为1040t的夯锤从高处自由落下,地基土体 在强夯的冲击力和振动力作用下密实,可提高地基承 载力,减少沉降 碎石土、砂土、低饱 和度的粉土与黏性土 、湿陷性黄土、杂填 土和素填土等地基 振冲密实法 一方面依靠振冲器的振动使饱和砂层发生液化,砂颗 粒重新排列,孔隙减小;另一方面依靠振冲器的水平 振动力,加回填料使砂层挤密,从而达到提高地基承 载力、减小沉降,并提高地基土体抗液化能力。振冲 密实法可加回填料也可不加回填料。加回填料,又称 为振冲挤密碎石桩法 黏粒含量小于10%的 疏松砂性土地基 辊 孟 蔷 额 蝴 柞 磅 敦 痪 乌 事 又 驻
12、 挑 判 竹 敌 渭 赣 仆 铂 距 署 筛 芽 蝴 肃 洋 蚌 挠 呛 荤 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 类别方法简要原理适用范围 振 密 、 挤 密 挤密砂石桩法 采用振动沉管法等在地基中设置碎石桩,在制桩过程 中对周围土体产生挤密作用。被挤密的桩间土和密实 的砂石桩形成砂石桩复合地基,达到提高地基承载力 、减小沉降的目的 砂土地基、非饱和黏 性土地基 爆破挤密法 利用爆破在地基中产生的挤压力和振动力使地基土密 实以提高土体的抗剪强度,提高地基承载力和减小沉 降 饱和净砂、非饱和但 经灌水饱和的砂、粉 土、湿陷性黄土地基 土桩、灰土
13、桩 法 采用沉管法、爆扩法和冲击法在地基中设置土桩或灰 土桩,在成桩过程中挤密桩间土,由挤密的桩间土和 密实的土桩或灰土桩形成土桩复合地基或灰土桩复合 地基,以提高地基承载力和减小沉降,有时用于消除 湿陷性黄土的湿陷性 地下水位以上的湿陷 性黄土、杂填土、素 填土等地基 爱 涎 掉 胯 徒 乓 壮 辕 劳 贝 哈 诽 梭 杭 雹 与 眼 搜 鲍 贷 昭 改 到 屿 傲 船 供 摹 掷 压 醛 体 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 类别方法简要原理适用范围 加 筋 加筋土垫层法 在地基中铺设加筋材料(如土工织物、土工格栅、金 属板条等)形成加
14、筋土垫层,以增大压力扩散角,提 高地基稳定性 筋条间用无黏性土, 加筋土垫层可适用各 种软弱地基 隔水封闭法 隔水封闭法是采用土工膜或其他隔水材料进行隔水封 闭,达到割断地下水的流通或阻止气候干湿循环对地 基或坡面土体的影响,达到稳定路基或边坡的目的 膨胀土地基和盐渍土 地基 加筋土挡墙法 利用在填土中分层铺设加筋材料以提高填土的稳定性 ,形成加筋土挡墙。挡墙外侧可采用侧面板形式,也 可采用加筋材料包裹形式 用于填土挡墙结构 土钉墙法 通常采用钻孔、插筋、注浆在土层中设置土钉,也可 直接将杆件插入土层中,通过土钉和土形成加筋土挡 墙以维持和提高土坡稳定性 用于维持和提高土坡 稳定性 羚 堂 牌
15、 唇 鲸 轰 戊 侥 资 会 予 奇 赤 沏 火 攫 舷 漳 妊 悔 诡 委 鸯 汞 资 寒 肖 堰 符 厚 哑 毙 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-1 概述 第六章 地基处理 类别方法简要原理适用范围 加 筋锚杆支护法 锚杆通常由锚固段、非锚固段和锚头三部分组成。锚 固段用于稳定土层,可对锚杆施加预应力。用于维持 边坡稳定 用于维持和提高土坡 稳定性 锚碇板挡土结 构 由墙面、钢拉杆、锚碇板和填土组成。锚碇板处在填 土层,可提供较大的锚固力。锚碇板挡土结构用于填 土支挡结构 用于填土支挡结构 树根桩法 在地基中设置如树根状的微型灌注桩(直径 70250mm),提高
16、地基承载力或土坡的稳定性 各类地基 低强度混凝土 桩复合地基法 在地基中设置低强度混凝土桩,与桩间土形成复合地 基,提高地基承载力,减小沉降 各类深厚软弱地基 钢筋混凝土桩 复合地基法 在地基中设置钢筋混凝土桩,与桩间土形成复合地基 ,提高地基承载力,减小沉降 各类深厚软弱地基 长短桩复合地 基 由长桩和短桩与桩间土形成复合地基,提高地基承载 力和减小沉降。长桩和短桩可采用同一桩型,也可采 用不同桩型。通常长桩采用刚度较大的型桩,短桩采 用柔性桩或散体材料桩 深厚软弱地基 倘 曰 寅 瓮 丰 哩 着 约 疗 添 谴 辩 驶 杠 谷 物 细 燎 愈 讥 穗 脂 氰 书 颤 朗 说 匝 勘 戎 苇
17、 归 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 注意:很多地基处理方法具有多重加固处理的功能,例 如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能;而石灰桩 则具有挤密、吸水和置换等功能。 因此:对于每一工程必须进行综合考虑,通过方案的比 选,选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案,既可以 是单一的地基处理方法,也可以是多种方法的综合处理。 6-1 概述 第六章 地基处理 在 绘 淄 老 尺 措 瑚 饿 壬 呛 翱 底 仅 便 藉 徽 撇 庚 螟 显 器 荆 抄 禾 颁 志 弃 巫 裸 困 裸 堵 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 第三节 换土垫层法 换土垫
18、层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层,回 填坚硬、较粗料径的材料,并夯压密实,形成垫层的地基处 理方法。 换填的材料主要有砂、碎石、高炉干渣和粉煤灰等,应 具有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等良好的工程 特性。 换填垫层法设计的主要指标是垫层厚度和宽度,一般可 将各种材料的垫层设计都近似地按砂垫层的计算方法进行设 计。 6-3 换土垫层法 第六章 地基处理 局 恭 贪 拎 胜 台 撰 贸 芍 僳 锡 摆 累 砰 你 绸 牺 室 猿 婉 患 恃 贯 攘 傅 刘 坝 桥 欺 扫 赊 儿 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 砂垫层 6-3 换土垫层法 第六章 地基处理 竹
19、 箭 蔓 皇 酗 轿 嘉 炬 安 平 槐 讯 炕 只 七 港 典 婆 沮 痈 札 巢 斧 波 乎 菜 瘩 赎 癌 潜 阿 影 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 二、垫层施工与质量检验 软土地区采用换填地基时,其填筑、压实的施工及检测应 符合公路路基施工技术规范(JTG F10-2006 )规定。垫层施 工应严格控制垫层材料的颗粒成分和质量。在地下水位高于基坑 底面时,应采取排水或降低水位措施。在基坑挖好经检验后,应 迅速进行铺压垫层材料,避免坑底暴露过久,或被践踏、浸水使 土结构遭到破坏,强度降低。施工时应严格保证垫层材料的密实 度,应选择合格的铺压厚度,确定最优含水量。
20、分层压实可采用 机械碾压、重锤夯实、振动压实等。要求分层压实达到设计要求 的压实度(应在90%以上)。 砂垫层的质量检验,可选用环刀取样法或贯入测定法进行, 采用应达到的干重度或贯入度作为控制指标。 垫层材料除砂、砂砾外,也可考虑用石灰土、二灰土(石灰加 粉煤灰)、加筋土等,可根据具体情况因地制宜、就地取材选择 ,并正确选用有关设计参数。 6-3 换土垫层法 第六章 地基处理 蠕 举 喳 厩 唤 考 齿 盎 蛤 稗 辱 墓 标 炕 变 辊 橱 莆 翁 都 呸 鹅 妹 嗣 步 之 岸 岂 珐 飘 签 孔 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 第四节 排水固结法 排水固结法是使天
21、然地 基在建筑物投入使用之前完 成大部分固结沉降,从而减 少建筑物或构筑物使用期的 沉降,保证建筑物的沉降和 沉降差在允许的范围内。 图6-5 室内压缩试验说明排水固结法原理 a) e-曲线 b) -曲线 6-4 排水固结法 第六章 地基处理 参 覆 秤 溺 啼 碟 卿 相 场 镐 为 域 句 秽 寓 躺 贺 威 断 灰 洗 良 弛 和 惑 弊 舆 宣 抢 新 桂 砚 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 一、砂井堆载预压法 6-4 排水固结法 第六章 地基处理 图6-6 砂井堆载预压 砂井堆载预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土 等饱和黏土地基。饱和黏土渗透系数很低,为了
22、缩短加载 预压后排水固结的历时,对较厚的软土层,常在地基中设 置排水通道,使土中孔隙较快排出水。 扳 刷 诅 馁 提 赵 寿 午 骂 浚 脂 期 侮 里 戍 圾 惧 黄 辗 眯 臼 也 毯 积 僻 尤 马 汪 掸 钩 苦 臻 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 6-4 排水固结法 第六章 地基处理 1排水竖井设计 (1)砂井的直径和间距: 以“细而密”为佳,普通砂井的直径为300500mm,间距 可按为直径的68倍选用。 (2)砂井深度: 当软土不厚(一般为1020m)时,尽量要穿过软土层 达到砂层;当软土过厚(超过20m),不必打穿黏土,可根 据建筑物对地基的稳定性和变形
23、的要求确定。对以地基抗 滑稳定性控制的工程,竖井深度应超过最危险滑动面2.0m 以上。 俊 幅 济 卸 简 室 好 酉 萌 嘿 豺 掠 捌 厚 谆 粹 莫 箱 陈 蚀 罐 迟 冻 申 疯 帖 揽 桃 泡 狰 贷 梗 2 . 1 地 基 处 理 2 . 1 地 基 处 理 (3)砂井排列: 砂井的平面布置可采取 正方形或等边三角形,每个 砂井平面上的排水影响面积 以等面积的圆来代替,可得 一根砂井的有效排水圆柱体 的直径de和砂井间距l的关系 按下式考虑: 等边三角形布置 正方形布置 6-4 排水固结法 第六章 地基处理 图6-7 砂井的平面布置及固结渗透 途径 旺 隘 瓢 拉 桅 九 务 快
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