地基讲稿-第1章-2.ppt

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1、第1章 土的物理性质与软土地基处理,第五节 软土地基处理,1.5.2 机械压实法,1.5.3 强 夯 法,1.5.4 换土垫层法,1.5.5 预压排水固结法,1.5.6 挤密法和振冲法,1.5.7 化学加固法,1.5.8 托 换 法,1.5.1 概 述,回顾与思考,天然地基,人工地基,深基础,浅基础,方案组合,造价低； 易施工； 安全合理； 技术先进。,方案选择,?,?,1.5 软土地基处理,地基处理的目的：对地基进行必要的加固或改良，提高地基的强度，保证地基的稳定，降低压缩性，减少基础的沉降或不均匀沉降。 适用情况：拟建建筑物或已建工程地基加固。 方案选择应注意问题： 1.上部结构、基础和地

2、基是共同工作的整体； 2.方案应进行技术经济比较论证； 3.处理后的地基应符合规范的规定。,1.5.1 概 述,地基处理方法及适用情况,淤泥和淤泥质土： 形成：静水或缓水流中沉积而成，由粘粒和粉粒组成。 特性： wwl，淤泥：e1.5，泥质土1.5e1.0； 强度低，压缩性高，渗透性小，灵敏度高。 杂填土： 形成：建筑垃圾、工业废料、生活垃圾。 特点：强度低，压缩性高，均质性差，易侵水湿陷。 冲填土： 形成：由水力冲填而成。 特性：不均匀性、欠固结。,地基处理的对象,地基处理方法的选用原则,（1）处理方法应与工程的规模、特点和地基土的 类别相适应； （2）处理后土的加固深度； （3）上部结构的

3、影响； （4）能提供的处理材料； （5）能选用的机械设备，并掌握加固原理与技术； （6）周围环境因素和邻近建筑的安全； （7）对施工工期的要求； （8）施工队伍的专业技术素质； （9）施工技术条件与经济技术比较，尽量节省 材料与资金。,1.5.2 机械压实法,一、土的压实原理,工程实践表明：土在一定击实能和适当含水量即 最优含水量情况下才会被压到最密实状态。,测定方法：室内击实或现场压实实验测定。,经验： 粘性土：wop= wp+2 粉 土：14%18%,手柄,导桶,击锤,击实桶,导杆,土样,底板,击实仪结构示意图,施工质量控制： 压实系数 c=d/dmax,无试验时，黏土与粉土的最大干重度,

4、经验系数：黏土取0.95；粉质黏土取0.96； 粉土取0.97。,砌体与 框架结构,排架结构,在主要受力层内c 0.97； 在主要受力层下c 0.95。,在主要受力层内c 0.96； 在主要受力层下c 0.94。,二、机械碾压法,常用机械： 平碾、羊足碾、压路机等（注意适用条件）。,适用条件：大面积填土和杂填土,试验：实验室与现场测试 一定击实能下（分层厚度、压实遍数）的wop,施工质量控制： a:土的含水量为wop； b:土的分层厚度300mm左右； c:检测c与dmax （由设计确定）。,三、振动压实法,常用机械：振动压实机,适用条件：杂填土、炉渣、细砂、碎石土等。,压实效果：影响深度1.

5、21.5m，承载力 可达100120kPa。,注 意：不宜地下水位高，对周围影响3m范围。,振动压实法是一种在地基表面施加振动把浅层松散土振密的方法。,适用条件：杂填土、粘性土、砂土等。,压实效果：影响深度1.2m左右，承载力可达 100150kPa。,四、重锤夯实法,常用机械：起重机重锤,施工要求：锤重1530kN，落距2.54.5m，最有含水量， 夯打812遍，影响深度1.2m左右。,重锤夯实法是利用起重机械将重锤提到一定高度，然后使其自由落下，重复夯打地基，使地基表面形成一层较均匀密实的硬壳层，从而提高了地基强度。,1.5.3 强 夯 法,常用机械：由起重机将重型锤提至一定高度后 自由落

6、下，重复夯击使土密实。 锤重：100400kN，落距640m。 适用条件：碎石土、砂土、粉土、人工填土等， 不适于淤泥等高灵敏度土。 加固机理：夯击能产生动应力与冲击波，土层液化， 土粒位移并重新排列密实。 设计要点：单击夯实能、夯击遍数、间隔时间、 加固范围、夯点布置等。 （按建筑地基处理技术规范要求进行设计）,施工要点,清理并平整场地。起重设备进场前应铺设垫层，同时增大地下 水位和表层面的距离，提高强夯效率； 标出首遍夯点位置，测量场地高程； 起重机就位，使夯锤对准夯点标记； 测量夯前锤顶高程； 起吊夯锤至预定高度，释放夯锤，测量锤顶高程，及时整平； 重复步骤，按设计夯击次数及控制标准完成

7、夯点的夯击； 重复步骤，完成第一遍夯击； 用推土机填平夯坑，测量场地高程； 根据规定的时间间歇，重复步骤，完成全部夯击遍数， 最后用低能量满夯，将地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。,1.5.4 换土垫层法,一、换填法的处理原理及适用范围,换填法是将天然软弱土层挖出，分层回填强度较高、压缩性较低且无腐蚀性的砂石、素土等材料，压实或夯实后作为地基持力层。,淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土等的浅层处理； 多层或低层建筑的条形基础或独立基础的情况， 亦可用于地坪、料场道路工程。,适用范围：,二、垫层设计要点,垫层设计应满足建筑物对地基的强度和变形的要求，具体内容就是确定合理的垫层断面，即厚度和宽度。,

8、整片垫层的宽度可根据施工的要求适当加宽；垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于300mm，或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡。,垫层土的厚度z应根据下卧层土层的承载力确定， 即：,pcz-软土层顶面处自重应力；,faz-软土层顶面处经深度修正 后地基承载力特征值。,pz-软土层顶面附加应力；,1.垫层厚度与宽度的确定,换填垫层的厚度与宽度设计与计算见第7章（地基上浅基础设计）复合地基基础设计部分内容。,2.垫层材料选择,（1）砂石：级配良好，不含有机杂质。 （2）粉质黏土：土料中有机质含量不得超过5%含有 碎石时粒径不超过50mm。 （3）灰土：配比2:8或3:7，土料为粉质黏土，石灰为

9、新鲜的消石灰。,三、施工要点,1.根据不同的填料选择施工机械。 粉质黏土、灰土宜用：平碾、振动碾、羊足碾； 砂石宜用；振动碾。,2.施工方法、分层厚度、每层压实遍数宜通过试验 确定。施工时严禁扰动垫层下的软土。 3.素填土和灰土施工含水量宜为最优含水量2%。 垫层竣工后应及时进行基础施工与回填。 4.重锤夯实的夯锤宜用圆台形，锤重宜大于2t。夯实 顺序宜先外后里，先深后浅。,四、质量检验,1.要求：分层夯实，分层检验。 2.检验方法：环刀法（测压实系数），贯入仪、 静力触探、标准贯入试验等方法。,1.5.5 预压排水固结法,一、加固原理及适用范围,排水固结法：是在建筑物建造以前，有条件地 在建

10、筑物场地上进行预压，使地 基的固结沉降基本完成以提高地 基土的强度。,适 用 范 围：淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和 软黏土的加固。,预 压 系 统：堆载预压系统与真空预压系统。,二、砂井堆载预压法简介,砂井堆载预压排水固结示意图,工艺：砂井分普通砂井、袋装砂井和塑料排水板（带）。,设计要点：,（1）砂井直径与间距,普通砂井直径可取300500mm，间距一般为砂井直径的68倍；袋装砂井直径可取70100mm；塑料排水带的当量换算直径可按式116计算；袋装砂井或塑料排水带的间距一般为砂井直径的1522倍。,（2）砂井深度,砂井深度主要根据土层的分布、地基中的附加应力大小、施工条件与期限以及建筑物对

11、地基变形和稳定性的要求等因素确定。,（3）砂井平面布置,砂井的平面布置可采用正方形或等边三角形排列 。,（4）砂井材料,砂井砂料应选中粗砂，垫层砂料和砂井砂料相同，含泥量应小于 5，砂料中可混有少量粒径小于50mm的石粒,厚度不应小于500mm。,三、真空预压法,真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水通道，再用不透气的封闭膜（橡皮布、塑料布、粘土或沥青等）使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，先后在地表砂垫层和竖向排水通道内形成负压，使土体内部与排水通道、砂垫层之间形成压力差，在此压力差作用下，土体中的孔隙水不断地从排水通

12、道中排出，从而使土体固结。,真空预压排水示意图,1.5.6 挤密法和振冲法,一、挤密法加固原理,挤密法是以振动或冲击的方法成孔，然后在孔中填入砂石、土、石灰或其它填料，并加以捣实成为桩体。 机 理：桩管打入土中，产生横向挤密作用，土体密实，强度增加，同时，桩体本身具有较大的强度，故桩体与土组成复合地基。 适用范围：松软砂类土、素填土、杂填土等。,二、振冲法加固原理,振冲法：是利用振冲器在高压水流的作用下， 在黏土中成孔，孔中填入碎石形成桩体，桩 体与地基土构成较原土强度高、压缩性小的 复合地基。 对于砂土地基，是利用振动挤压和振动液化密实加固地基。对于粘土地基，是利用振冲后桩体与原地基土形成复

13、合地基，称为振冲置换。,1.5.7 化学加固法,化学加固法是采用化学浆液灌入或喷入土中， 使土体固结（土粒胶结）的地基加固方法。,一、灌浆法,灌浆法是利用液压、气压或电化法，通过灌浆管把化学浆液灌入土的孔隙中，以填充、渗透挤密等方式，替代土颗粒间孔隙，经一定时间硬化后将松散土粒固结成整体。,化学浆液：水泥浆+稳定剂+减水剂+早强剂,加固目的：防渗、加固地基、地基托换。,二、高压喷射注浆法,高压喷射注浆法是利用钻机把带有特殊喷嘴的 注浆管钻进至设计的土层深度，以高压设备使 浆液形成20kPa左右的射流喷出，冲击破坏土 体，并使土粒剥下与浆液搅拌混合，经凝结固 化后形成加固体。,喷射注浆方法：旋喷

14、法（形成柱状加固体）， 摆喷法（形成扇形状加固体），定喷法（形成 墙板状加固体）。,适用范围：淤泥、淤泥质土、素填土、粉土、 塑态黏土、砂土、碎石土等。,三、深层搅拌法,深层搅拌法是利用水泥作固化剂，通过深层 搅拌机械，在加固深度内将软土和水泥强制 拌合，硬结成具有整体性和足够强度的水泥 土桩或地下连续墙。,适用范围：淤泥、淤泥质土、粉土、含水量较高且承载力较低（120kPa）的粘性土。,1.5.8 托换法,一、分类,托换法是对既有建筑物的地基和基础进行处理和加固，或在既有建筑物基础下需要修建地下工程，以及邻近新建工程而影响既有建筑物的安全等问题的处理方法的总称。,1. 按托换性质分类,既有建

15、筑物地基设计不符要求及扩建或改建；邻近修建地下工程、新建工程或深基坑开挖等。,2. 按托换目的分类,补救性托换、预防性托换和维持性托换三种。,3. 按托换方法分类,桩式托换法、灌浆托换法和基础加固法三种。,4. 按托换时间分类,临时性托换和永久性托换,补救性托换是指既有建筑物基础下地基土不能满足承载力和变形要求，或因拟对既有建筑物进行增层改造、扩建或改建等而使基础下地基土不能满足承载力和变形要求时，需扩大既有建筑物基础底面积或加深基础至比较好的持力层上，或需对地基进行处理的托换工程。 预防性托换是指虽然既有建筑物的地基土能满足地基承载力和变形要求，但由于在其邻近要修建较深的新建筑物基础，包括深

16、基坑开挖和隧道穿越，可能危及既有建筑物的安全使用，用托换技术对既有建筑物的地基基础所采取的预防性措施。 维持性托换是指在新建的建筑物基础上预先设置可装设顶升的措施（如预留安放千斤顶位置），以适应事后产生不容许出现的地基差异沉降值时，设置千斤顶调整差异沉降。,按托换目的分类方法：,桩式托换法 所有采用桩的形式进行托换的方法都称为桩式托换法，包括坑式静压桩托换、锚杆静压桩托换、灌注桩托换和树根桩托换等。桩式托换适用于软弱粘性土、松散砂土、饱和黄土、湿陷性黄土、素填土和杂填上等地基。 灌浆托换法 灌浆托换法采用气压或液压将各种有机或无机化学浆液注入土中，使地基固化，起到提高地基土承载力、消除湿陷性或

17、防渗堵漏等作用。根据灌浆材料的不同，可分为水泥灌浆法、硅化法和碱液法等。灌浆托换法适用于既有建筑物的地基处理。灌浆托换属于原位处理，施工较为方便。 基础加固法 采用水泥浆或环氧树脂等浆液灌浆，或加大基础底面面积、增大基础深度使基础支承在较好的土层上的加固方法，统称基础加固法。可分为灌浆法、加大基础,按托换方法分类方法：,二、托换实施步骤,（1）对需要加固的既有建筑物结构进行加固； （2）采取适当而稳妥的办法，将既有建筑物基础的全部或部分支托住； （3）根据需要，对既有建筑物地基或基础进行加固； （4）当需要在既有建筑物下修建地下构筑物时，在基础已支托的状态下，于原基础下开挖土方，并进行该部分施工； （5）将荷载传到新建的地下工程上； （6）必要时，拆除托换结构。,