[DOC]-岩土工程师岩体工程与基础工程考试.doc

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4、蛛舷蛰览龋苛臻厌盛耙粟憋汞酗枣牟后排屯蛀剪庆较蛛毅趣精贞玲飞坝涪耙澡酗嚏材候排拓排诲汽剪寝较蛰览蛾猎臻厌盛坝省妹粟酗早牟候排屯蛀剪旗霞缔舷三揪龋猎臻坑盛乱在妹速酗候牟渔吵挝汽愉朱忆禽毅蛰精蛾厌煞坝盛妹前言第十九讲 深基础一、内容提要:本讲主要讲述深基础的类型、桩和桩基础的类别、单桩竖向承载力二、重点难点:单桩竖向承载力的计算一、深基础的类型一、深基础的类型深基础主要有桩基础、沉井和地下连续墙等几种类型。其中以历史悠久的桩基应用最为广泛。相对于浅基础,深基础埋入地层较深,结构形式和施工方法较浅基础复杂,在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响。1桩基础桩基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体,共同

5、承受动静荷载的一种深基础。通常对下列情况,可考虑用桩基础方案:1)软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物,不允许地基有过大沉降和不均匀沉降时;2)对于高重建筑物,如高层建筑、重型工业厂房和仓库、料仓等,地基承载力不能满足设计需要时;3)对桥梁、码头、烟囱、输电塔等结构物,宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力时;4)对精密或大型的设备基础,需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响时;5)在地震区,以桩基作为地震区结构抗震措施或穿越可液化地基时;6)水上基础,施工水位较高或河床冲刷较大,采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时。2沉井基础沉井基础是一个用混凝土或钢筋混凝土等制成的井筒形结构物,

6、它可以仅作为建筑物基础使用,也可以同时作为地下结构物使用。沉井基础施工的施工方法是先就地制作第一节井筒,然后在井筒内挖土,使沉井在自重作用下克服土的阻力而下沉。随着沉井的下沉,逐步加高井筒,沉到设计标高后,在其下端浇筑混凝土封底。沉井只作为建筑物基础使用时,常用低强度混凝土或砂石填充井筒,若沉井作为地下结构物使用,则不进行填充而在其上端接筑上部结构。沉井在下沉过程中,井筒就是施工期间的围护结构。在各个施工阶段和使用期间,沉井各部分可能受到土压力、水压力、浮力、摩阻力、底面反力以及沉井自重等的作用。沉井的构造和计算应充分满足各个阶段的要求。3地下连续墙地下连续墙是利用专门的成槽机械在地下成槽,在

7、槽中安放钢筋笼(网)后以导管法浇灌水下混凝土,形成一个单元墙段,再将顺序完成的墙段以特定的方式连接组成的一道完整的现浇地下连续墙体。地下连续墙具有挡土、防渗兼作主体承重结构等多种功能;能在沉井作业、板桩支护等法难以实施的环境中进行无噪音、无振动施工;能通过各种地层进入基岩,深度可达50m以上而不必采取降低地下水的措施,因此可在密集建筑群中施工。尤其是用于二层以上地下室的建筑物,可配合“逆筑法”施工而更显出其独特的作用。【例题1】在下列各种基础形式中,不属于深基础类型的是()。A. 桩基础B. 沉井基础C. 地下连结续墙D. 筏板基础答案:D二、桩与桩基础的类别二、桩与桩基础的类别(一)桩的分类

8、1按施工工艺分类桩按施工工艺可分为预制桩和灌注桩两大类。1)预制桩预制桩系指借助于专用机械设备将预先制作好的具有一定形状、刚度与构造的桩杆打入、压入、或振动沉入土中的一类桩。主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钢桩(钢管桩和H形桩)等。预制桩的施工工艺包括制桩与沉桩两部分,沉桩工艺又随沉桩机械而变,主要有三种:锤击式、静压式和振动式。2)灌注桩灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成的桩孔内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的一类桩。依照成孔方法不同,灌注桩又分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几大类。2按桩的受力特点分类根据桩侧阻力与桩端阻力的发挥程度和

9、分担荷载比可将桩分为摩擦型桩和端承型桩两大类型。1)摩擦型桩摩擦型桩是指在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部或主要由桩侧摩阻力承受。根据桩侧阻力分担荷载的大小,摩擦型桩又可分为摩擦桩和端承摩擦桩两类。在深厚的软弱土层当中,无较硬的土层作为桩端持力层,或桩端持力层虽然较坚硬但桩的长径比ld很大,传递到桩端的轴力很小,以至在极限荷载作用下,桩顶荷载绝大部分由桩侧阻力承受,桩端阻力很小可忽略不计的桩,称其为摩擦桩。当桩的ld不很大,桩端持力层为较坚硬的粘性土、粉土和砂类土时,除桩侧阻力外,还有一定的桩端阻力。桩顶荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但大部分由桩侧阻力承受的桩,称其为端承摩擦桩。这类桩所占

10、比例很大。2)端承型桩端承型桩是指在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受,桩侧阻力相对桩端阻力而言较小,或可忽略不计的桩。根据桩端阻力发挥的程度和分担荷载的比例,又可分为摩擦端承桩和端承桩两类。桩端进入中密以上的砂土、碎石类土或中、微化岩层,桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,而主要由桩端阻力承受,称其为摩擦端承桩。当桩的ld较小(一般小于10),桩身穿越软弱土层,桩端设置在密实砂层,碎石类土层中、微风化岩层中,桩顶荷载绝大部分由桩端阻力承受,桩侧阻力很小可忽略不计时,称其为端承桩。【例题2】在地基中设置下列各种类型的桩中,不能按桩基础进行考虑的是()。A . CFG桩B

11、. 钻孔灌注桩C. 预制桩D. 沉管灌注桩答案:A【例题3】当桩的长径比较小且桩身穿越软弱土层,桩端设置在密实砂层上,该类桩属于()。A . 摩擦桩B. 端承摩擦桩C. 端承桩D. 摩擦端承桩答案:C(二)桩基础的类型桩基础按承台位置可以分为高桩承台基础和低桩承台基础(简称高桩承台和低桩承台)。低桩承台的承台底面位于地面(或冲刷线)以下;高桩承台的承台底面位于地面(或冲刷线)以上。【例题4】当桩承台的承台底面位于地面(或冲刷线)以下时,该类桩基础属于()。A . 浅基础桩B. 深基础桩C. 低桩承台D. 高桩承台答案:C三、单桩竖向承载力三、单桩竖向承载力(一)单桩的荷载传递特性桩的荷载传递特

12、性主要包括如下三个方面内容:1.荷载传递过程桩身轴力位移在桩顶最大,自上而下逐步减小,因此,桩侧摩阻力发挥程度也总是在桩顶附近最高,然后向下不断减小。由于发挥桩端阻力所需的极限位移,明显大于桩侧阻力发挥所需的极限位移,一般桩侧摩阻力总是先于端阻力发挥。2.桩侧、桩端阻力的荷载分担比桩侧、桩端阻力的荷载分担情况,除了与桩侧、桩端土的性质有关以外,还与桩土相对刚度、长径比ld有关。桩土相对刚度越大,长径比ld越小,桩端传递的荷载就越大。3.单桩的破坏模式单桩的破坏模式同桩的荷载沉降曲线和受力特点有关。如图17-4-1所示,对于摩擦型桩,ks值很小,2-3直线段近似于竖直线,Q-s曲线陡降,在点2处

13、出现明显拐点,一般属于刺入破坏;对于端承型桩,桩端阻力占承载力的比例较大,ks值较大,在点2处不出现明显拐点,而端阻破坏又需要很大位移,整个Q-s曲线呈缓变型。对于端承桩和桩身有缺陷的桩,在土阻力尚未充分发挥情况下,出现因桩身材料强度破坏而破坏,Q-s曲线也呈陡降型。【例题5】下列各项中不属于桩的荷载传递特性主要所包括的内容的是()。A . 荷载传递过程B. 桩侧、桩端阻力的荷载分担比C. 单桩的破坏模式D. 单桩承载力答案:D【例题6】在下列各项中对于桩侧、桩端阻力的荷载分担比无影响的是()。A. 桩土相对刚度B. 长径比的大小C. 桩侧、桩端土的性质D. 桩身内有无刚筋答案:D(二)单桩竖

14、向承载力的确定1单桩竖向极限承载力单桩竖向极限承载力是指单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形所对应的最大荷载。确定单桩竖向极限承载力的方法主要有静载荷试验法、经验参数法和静力触探法等。1)静载荷试验法根据静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值Quk的方法是先按试桩极限承载力的确定方法确定各根试桩的极限承载力实测值Qui,而后对试桩条件基本相同的桩按有关统计方法确定其单桩竖向极限承载力标准值Quk。常用的方法是当各试桩极限承载力实测值的极差不超过平均值的30时取各试桩实测值的平均值为单桩竖向极限承载力标准值,即这里n为参加统计的试桩数。2)静力触探法根据单桥探头静力触探资

15、料确定混凝土预制桩竖向极限承载力标准值时,一般通过如下经验公式分计算:式中Qsk、Qpk单桩总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值; u、Ap、li桩身周长、桩端面积和桩侧第i层土的厚度;qsik用静力触探比贯入阻力Ps值估算的桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;ap桩端阻力修正系数;Psk桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值(平均值)。这里p、qsik、Psk的取值方法一般按地区经验确定,当无地区经验时,可按建筑桩基技术规范(JGJ9494)5.2.6条确定。3)经验参数法通过经验参数法确定的单桩极限承载力标准值也由总桩侧摩阻力和总桩端阻力组成,即式中 qski、qpk分别为桩侧第i层土的极限侧阻

16、力标准值和桩的极限端阻力标准值,一般按地区经验确定,当无地区经验时,可按建筑桩基技术规范(JGJ9494)表5.2.8-1与表5.2.8-2取值。【例题7】常用的单桩竖向承载力的确定方法当中不包括()。A . 静载荷试验法B. 静力触探法C. 经验参数法D. 桩身强度法答案:D【例题8】某建筑物采用钻孔灌注桩基础,设计桩数为200根,单桩承载力标准值为400KN,试回答:1、根据建筑桩基技术规范(JGJ9494)规定,试桩数量合理的为()根。A . 1 B. 2 C. 3 D. 4 答案:C2、作静载荷试验的桩数为4根,经试验其单桩极限承载力实测值分别为:360KN,410KN,400KN,4

17、80KN,则该载荷试验测得的单桩极限承载力标准值为()KN。A . 360 B. 480 C. 400 D. 412 答案:D【例题9】当根据土的物理力学性质指标确定单桩承载力时,该方法属于()。A . 静载荷试验法B. 静力触探法C. 经验参数法D. 桩身强度法答案:C2.单桩竖向承载力设计值单桩竖向承载力设计值尺应根据桩基的设计等级分别采用不同的方法。对三级建筑桩基可采用经验参数估算法;对二级建筑桩基可采用静力触探与经验参数估算法并参照相邻试桩资料综合确定;对一级建筑桩基应采用现场载荷试验并结合静力触探等原位测试方法综合确定。【例题10】对一级建筑桩基,当确定单桩承载力设计值时应采用的方法

18、为()。A . 静载荷试验法B. 静力触探法C. 经验参数法D. A+B+C答案:D1)静载荷试验方法当根据静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值Quk时,单桩竖向承载力设计值R由下式确定:式中 s、p分别为桩侧阻抗力分项系数和桩端阻抗力分项系,可查表17-4-1。(三)群桩基础的承载力1群桩效应群桩在竖向荷载作用下,由于承台、桩、土之间相互影响和共同作用,群桩的工作性状趋于复杂,桩群中任一根桩的工作性状都不同于孤立的单桩,群桩承载力将不等于各单桩承载力之和,群桩沉降也明显地超过单桩,这种现象就是群桩效应。群桩效应可用群桩效率系数,和沉降比表示。群桩效率系数是指群桩竖向极限承载力Pu与群桩中所

19、有桩的单桩竖向极限承载力Qu总和之比,即=PunQu(n为群桩中的桩数)。沉降比是指在每根桩承担相同荷载条件下,群桩沉降量sn与单桩沉降量s之比,即=sns。群桩效率系数越小、沉降比越大,则表示群桩效应越强,也就意味着群桩承载力越低、沉降越大。群桩效率系数和沉降比主要取决于桩距和桩数,其次与土质和土层构造、桩径、桩的类型及排列方式等因素有关。由端承桩组成的群桩,通过承台分配到各桩桩顶的荷载,其大部或全部由桩身直接传递到桩端。因而通过承台土反力、桩侧摩阻力传递到土层中的应力较小,桩群中各桩之间,承台、桩、土之间的相互影响较小,其工作性状与独立单桩相近。因而端承型群桩的承载力可近似取为各单桩承载力

20、之和,即群桩效率、沉降比可近似取为1。由摩擦桩组成的群桩,桩顶荷载主要通过桩侧摩阻力传布到桩周和桩端土层中,在桩端平面处产生应力重叠。承台土反力也传递到承台以下一定范围内的土层中,从而使桩侧阻力和桩端阻力受到干扰。就一般情况而言,在常规桩距(34d)下,粘性土中的群桩,随着桩数的增加,群桩效率明显下降,且1;而沉降比则除了端承桩=1外,均1。【例题12】下列各项中,能够用来表示群桩效应的是( )。A . 长径比B. 沉降比C.桩间距与桩径比D.工作效率答案:B【例题13】在下列各项中,对群桩效应影响最大的是( )。A . 桩距和桩数B.桩径 C.土质与土层情况D. 桩的类型【例题14】在下列各

21、项叙述中,正确的是( )。A. 群桩效率系数越小、沉降比越大,则表示群桩效应越强B. 群桩效率系数越小、沉降比越大,则表示群桩效应越弱C. 群桩效率系数越小、沉降比越小,则表示群桩效应越弱D. 群桩效率系数越大、沉降比越大,则表示群桩效应越强答案:A【例题15】对于由摩擦桩组成的群桩,下列各项中正确的是( )。A . 1B. 1C. =1D. 1答案:B2群桩承载力对于桩数超过3根的非端承桩复合桩基,宜考虑群桩效应对桩基承载力的影响,此时群桩基础中的单桩承载力设计值R/,按下式计算:静力触探与经验参数估算法式中Qck复合基桩承台底面地基土总极限阻力标准值;s、p、sp分别为桩侧阻群桩效应系数、

22、桩端阻群桩效应系数、桩侧阻端阻综合群桩效 应系数,按建筑桩基技术规范(JGJ9494)表5.2.3-1采用;c承台底土阻力群桩效应系数:当nb的计算值小于1时取nb=1,其中Lc、Bc、n分别为矩形承台的长、宽及总桩数。当布桩不规则时,可取等效距径比如下:上述计算群桩沉降的方法实际上是一种实体基础法,它不考虑桩基侧面应力扩散作用,将承台视作直接作用在桩端平面,即实体基础的长、宽视作等同于承台底长、宽,且作用在实体基础底面上的附加应力也取为承台底的附加应力。【例题16】对于桩群的沉降计算,在( )条件下采用等效作用分层总和法计算桩基内任意点的最终沉降量。A . 桩中心距sa3dB. 桩中心距sa

23、6dC. 桩中心距sa6dD. 桩中心距sa3d答案:C【例题17】对于桩群的沉降计算,其产生沉降的范围为( )。A . 承台以下至桩端范围B. 自桩端至以下沉降计算深度以内的范围C. 承台至以下沉降计算深度以内的范围D. A和B各占一半答案:B【例题18】当桩群的沉降计算时,作用于桩端的附加应力值为( )。A. 承台底的附加应力B. 承台底的附加应力与承台底面至桩端的土的自重应力之和C. 承台底面至桩端的土的自重应力 D. 承台底的附加应力与承台底面至桩端的土的自重应力之差答案:A(五)桩基设计1.设计基本资料1)工程地质勘察资料包括土层物理力学性质指标,地下水位,试桩资料或邻近类似桩基工程

24、资料,液化土层资料等。2)建筑物情况包括建筑物平面布置图,结构类型、安全等级,变形要求和抗震设防烈度等。3)建筑环境条件与施工条件包括相邻建筑物情况,地下管线与构筑物分布,施工机械设备条件及周围环境对施工的要求等。2桩的类型与成桩工艺选择桩型与成桩工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层的性质、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等,选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。选择时可参考建筑桩基技术规范(JGJ9494)附录A。3桩基持力层的选择一般应选择压缩性低而承载力高的较硬土层作为桩基持力层。当地基中存在多层可供选择的桩基持力层时,应

25、根据桩基承载力、桩位布置和桩基沉降的要求并结合有关经济指标综合评价确定。桩端全断面进入持力层的深度,对于粘性、粉土不宜小于2d。当存在软弱下卧层时,桩基以下硬持力层厚度不宜小于4d。当持力层较厚且施工条件许可时,桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。砂与碎石类土的临界深度为(310)d,随其密度提高而增大;粉土、粘土的指数的临界深度为(26)d,随土的孔隙比和液性指数的减小而增大。【例题19】桩端阻力的临界深度对于砂与碎石土而言为( )。A .13dB. 26dC. 610dD. 310d答案:D4桩截面的选择桩的截面主要根据上部荷载等情况选定,一般情况下可根据上部结构荷载大小、

26、楼层数、现场施工条件及经济指标等初步确定桩径或桩的边长,然后验算其截面的桩压强度(按钢筋混凝土轴心受压构件验算)。5桩数的初步确定与桩的平面布置桩数n可根据荷载情况按下面的公式初步确定:轴心荷载 n(N+G)/R (17-4-12a)偏心荷载 n(1.11.2)* (N+G)/R (174-12b)这里N作用于桩基承台顶面的竖向力设计值;G桩基承台和承台上土的自重设计值;地下水位以下取有效重度计算。桩的平面布置应根据上部结构形式与受力要求,结合承台平面尺寸情况布置成矩形或梅花形等形式并满足有关最小中心距的要求。前言第二十讲地基处理一、内容提要:本讲主要讲述各种地基处理方法及复合地基理论二、重点

27、难点:对于常用的几种地基处理方法的掌握,如换填法、砂石桩、CFG桩、排水固结法及复合地基理论一、概述一、概述(一)地基处理的目的建筑物的地基所面临的问题有以下五方面:强度及稳定性问题;压缩及不均匀沉降问题;渗漏问题;液化问题;特殊土的特殊问题。当建筑物的天然地基存在上述五类问题之一或其中几个时,即须采用地基处理措施以保证建筑物的安全与正常使用。地基与建筑物的关系极为密切,而地基问题常常是造成工程事故的主要原因。凡是基础直接建造在未经加固的天然土层上时,这种地基称之为天然地基。若天然地基很软弱,不能满足地基强度和变形等要求,则事先要经过人工处理后再建造基础,这种地基加固称为地基处理。地基处理的目

28、的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性。【例题1】下列哪种方法不属于地基处理的范畴( )。A. 采用桩基础B. 采用CFG桩C. 采用夯实水泥土桩D. 采用碎石桩答案:A【例题2】地基处理的目的是()。A. 消除液化B.提高地基承载力C.排水加快固结D.对地基土进行加固用以改良地基土的工程特性答案:D1)提高地基的抗剪切强度地基的剪切破坏表现在:建筑物的地基承载力不够;由于偏心荷载及侧向土压力的作用使结构物失稳;由于填土或建筑物荷载,使邻近地基产生隆起;土方开挖时边坡失稳;基坑开挖时坑底隆起。地基的剪切破坏反映在地基土的抗剪强度不足,因

29、此,为了防止剪切破坏,就需要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。2)降低地基的压缩性地基的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大;由于有填土或建筑物荷载,使地基产生固结沉降;作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降;大范围地基的沉降和不均匀沉降;基坑开挖引起邻近地面沉降;由于降水地基产生固结沉降。地基的压缩性反映在地基土的压缩模量指标的大小。因此,需要采取措施以提高地基土的压缩模量,借以减少地基的沉降或不均匀沉降。3)改善地基的透水特性地基的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏;基坑开挖工程中,因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。以上都是在地下水的运动中所出现的问题。为此,必须采取措施使

30、地基土降低透水性或减少其水压力。4)改善地基的动力特性地基的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂,(包括部分粉土)将产生液化;由于交通荷载或打桩等原因,使邻近地基产生振动下沉。为此,需要采取措施防止地基液化,并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。5)改善特殊土的不良地基特性主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等。地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。我国建筑地基基础设计规范(GB50007)中规定:“软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基”。特殊土地基大部分带有地区特点,它包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、冻土和岩溶等。【例题3】下列不属于软弱地

31、基的是()。A. 淤泥地基B. 杂填土地基C. 高压缩性粘土地基D. 膨胀土地基答案:D【例题4】下列各项中不属于特殊土的是()。A. 湿陷性黄土B. 膨胀土C. 盐渍土D. 砂土答案:D(二)地基处理方法分类及应用范围地基处理的基本方法,无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法。这些方法是千百年以前以至迄今仍然有效的方法。值得注意的是,很多地基处理的方法具有多种处理的效果。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用;石灰桩又挤密又吸水,吸水后又进一步挤密等,因而一种处理方法可能具有多种处理效果。常用地基处理方法的原理、作用及适用范围如下。1.换土垫层法(1)垫层法其基本原理是挖

32、除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力,减少沉降量;消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性;防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程,一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为23m。(2)强夯挤淤法采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法,在地基中

33、形成碎石墩体。可提高地基承载力和减小变形。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基,应通过现场试验才能确定其适应性。2.振密、挤密法振密、挤密法的原理是采用一定的手段,通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小强度提高,达到地基处理的目的。(1)表层压实法采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实。也可采用分层回填压实加固。适用于含水量接近于最佳含水量的浅层疏松粘性土;松散砂性土;湿陷性黄土及杂填土(2)重锤夯实法利用重锤自由下落时的冲击能来夯击浅层土,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土。(3)强夯法利

34、用强大的夯击能,迫使深层土液化和动力固结,使土体密实,用以提高地基土的强度并降低其压缩性、消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土及湿陷性黄土。(4)振冲挤密法振冲挤密法一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化,颗粒重新排列,孔隙比减少;另一方面依靠振冲器的水平振动力,形成垂直孔洞,在其中加入回填料,使砂层挤压密实。适用于砂性土和小于0.005mm的粘粒含量低于10的粉土。(5)土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法是利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔,通过“挤”压作用,使地基土得到加“密”,然后在孔中分层填人素土(或灰土、粉煤灰加

35、石灰)后夯实而成土桩(或灰土桩、二灰桩)。适用于处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土。(6)砂桩在松散砂土或人工填土中设置砂桩,能对周围土体或产生挤密作用,或同时产生振密作用。可以显著提高地基强度,改善地基的整体稳定性,并减少地基沉降量。适用于处理松砂地基和杂填土地基。(7)夯实水泥土桩利用沉管、冲击、人工洛阳铲、螺旋钻等方法成孔,回填水泥和土的拌和料,分层夯实形成坚硬的水泥土柱体,并挤密桩间土,通过褥垫层与原地基土形成复合地基。适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。(8)爆破法利用爆破产生振动使土体产生液化和变形,从而获得较大密实度用以提高地基承载力

36、和减小沉降。适用于饱和净砂,非饱和但经灌水饱和的砂、粉土和湿陷性黄土。3.排水固结法其基本原理是软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中,随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散,土的有效应力增加,地基抗剪强度相应增加,并使沉降提前完成或提高沉降速率。排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性,尤其是上海地区多夹砂薄层的特点,也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘土,在一定条件下,采用电渗排水井点也是合理而有效的。(1)堆载预压法在建造建筑物以前,通过临时

37、堆填土石等方法对地基加载预压,达到预先完成部分或大部分地基沉降,并通过地基土固结提高地基承载力,然后撤除荷载,再建造建筑物。临时的预压堆载一般等于建筑物的荷载,但为了减少由于次固结而产生的沉降,预压荷载也可大于建筑物荷载,称为超载预压。为了加速堆载预压地基固结速度,常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄,透水性较好,也可单独采用堆载预压法。适用于软粘土地基。(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等)在软粘土地基中,设置一系列砂井,在砂井之上铺设砂垫层或砂沟,人为地增加土层固结排水通道,缩短排水距离,从而加速固结,并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压,称为砂井堆载预压法。适用于透水

38、性低的软弱粘性土,但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。(3)真空预压法在粘土层上铺设砂垫层,然后用薄膜密封砂垫层,用真空泵对砂垫层及砂井抽气,使地下水位降低,同时在大气压力作用下加速地基固结。适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。(4)真空一堆载联合预压法当真空预压达不到要求的预压荷载时,可与堆载预压联合使用,其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。适用于软粘土地基。(5)降低地下水位法通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小,从而增大有效应力,促进地基固结。适用于地下水位接近地面而开挖深度不大的工程,特别适用于饱和粉、细砂地基。(6)电渗排水法在土中插入金属电极

39、并通以直流电,由于直流电场作用,土中的水从阳极流向阴极,然后将水从阴极排除,而不让水在阳极附近补充,借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。适用于饱和软粘土地基。4置换法其原理是以砂、碎石等材料置换软土,与未加固部分形成复合地基,达到提高地基强度的目的。(1)振冲置换法(或称碎石桩法) 碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头,边喷高压水流边下沉成孔,然后边填入碎石边振实,形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基,以提高地基承载力和减小沉降。适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人

40、工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基,采用碎石桩时须慎重。(2)石灰桩法在软弱地基中用机械成孔,填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体,利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用,改善桩体周围土体的物理力学性质,同时桩与土形成复合地基,达到地基加固的目的。适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。(3)强夯置换法对厚度小于6m的软弱土层,边夯边填碎石,形成深度36m、直径为2m左右的碎石柱体,与周围土体形成复合地基。适用于高饱和度的粉土与软塑一流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩) 是在碎石桩基础上加进

41、一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和,用振动沉管打桩机或其他成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。(5)柱锤冲扩法柱锤冲扩法是利用直径为300500mm、长度为26m、质量为18t的柱状锤冲扩成孔,填入碎砖三合土等材料,夯实成桩,桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基。6)EPS超轻质料填土法发泡聚苯乙烯(EPS)的重度只有土的1/501/100,并具有较好的强度和压缩性能,用于填土料,可有效减少作用在地基上的荷载,需要时也可置换部分地基土,以达到更好的效果

42、。适用于软弱地基上的填方工程。5加筋法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。(1)土工聚合物利用土工聚合物的高强度、韧性等力学性能,扩散土中应力,增大土体的抗拉强度,改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。适用于砂土、粘性土和软土,或用作反滤、排水和隔离材料。(2)加筋土把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中,通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体,用以提高土体的稳定性。适用于人工填土的路堤和挡墙结构。(3)土层锚杆土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的,它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构,如边坡稳定

43、、基坑围护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程。(4)土钉土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体,与土共同作用,用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度,又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱点,显著提高了整体稳定性。适用于开挖支护和天然边坡的加固。(5)树根桩法在地基中沿不同方向,设置直径为75250mm的细桩,可以是竖直桩,也可以是斜桩,形成如树根状的群桩,以支撑结构物,或用以挡土,稳定边坡。适用于软弱粘性土和杂填土地基。6胶结法在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物,形成加固体,与未加固部分形成复合地基,

44、以提高地基承载力和减小沉降。(1)注浆法其原理是用压力泵把水泥或其他化学浆液注入土体,以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。适用于处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可加固暗浜和使用在托换工程中。(2)高压喷射注浆法将带有特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔置入要处理土层的预定深度,然后将水泥浆液以高压冲切土体,在喷射浆液的同时,以一定速度旋转、提升,形成水泥土圆柱体;若喷嘴提升而不旋转,则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。适用于淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、黄土、砂土、素填土和碎石土等地基。对既有建筑物

45、可进行托换加固。(3)水泥土搅拌法利用水泥、石灰或其他材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌,形成坚硬的拌和柱体,与原地层共同形成复合地基。适用于正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30(黄土含水量小于25)、大于70或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。7冷热处理法(1)冻结法通过人工冷却,使地基温度低到孔隙水的冰点以下,使之冷却,从而具有理想的截水性能和较高的承载力。适用于饱和的砂土或软粘土地层中的临时措施。(2)烧结法通过渗入压缩的热空气

46、和燃烧物,并依靠热传导,而将细颗粒土加热到1000C以上,从而增加土的强度,减小变形。适用于非饱和粘性土、粉土和湿陷性黄土。8其他(1)锚杆静压桩是结合锚杆和静压桩技术而发展起来的,它是利用建筑物的自重作为反力架的支承,用千斤顶把小直径的预制桩逐段压入地基,在将桩顶和基础紧固成一体后卸荷,以达到减少建筑物沉降的目的。主要适用于加固处理淤泥质土、粘性土、人工填土和松散粉土。(2)沉降控制复合桩基是指桩与承台共同承担外荷载,按沉降要求确定用桩数量的低承台摩擦桩基。目前上海地区沉降控制复合桩基中的桩,宜采用桩身截面边长250mm、长细比在80左右的预制混凝土小桩,同时工程中实际应用的平均桩距一般在56倍桩径以上。主要适用于较深厚软弱地基上,以沉降控

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