最新地基处理2精品课件.ppt
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1、 表表2-4-1 二灰垫层试件的抗压强度二灰垫层试件的抗压强度 (1)(1) 当垫层厚度小于当垫层厚度小于2m2m时,基础外沿至垫层边沿不小于厚时,基础外沿至垫层边沿不小于厚度的度的1 13 3,且不小于,且不小于300mm300mm;当垫层厚度大于;当垫层厚度大于2m2m时,可适当加时,可适当加宽且不小于宽且不小于700mm700mm; (2)(2) 整片素土垫层超出基础外缘的宽度不得小于整片素土垫层超出基础外缘的宽度不得小于1.5m1.5m。当。当垫层厚度大于垫层厚度大于2m2m时,宜适当加宽。时,宜适当加宽。表表2-4-2 消除部分湿陷量的最小处理深度消除部分湿陷量的最小处理深度(m)(
2、m) 二、碎石和矿渣垫层二、碎石和矿渣垫层 采用碎石或矿渣作垫层来处理软弱地基是目前国内采用碎石或矿渣作垫层来处理软弱地基是目前国内常用的一种地基加固方法。实践证明,碎石和矿渣有足常用的一种地基加固方法。实践证明,碎石和矿渣有足够的强度,变形模量大,稳定性好;而且垫层本身还可够的强度,变形模量大,稳定性好;而且垫层本身还可起排水层的作起排水层的作 用,并加速下部软弱土层的固结。用,并加速下部软弱土层的固结。 碎石垫层所用的碎石粒径,一般为碎石垫层所用的碎石粒径,一般为540mm的的自然级配碎石,含泥量不大于自然级配碎石,含泥量不大于5。 矿渣是高炉冶炼生铁过程中所产生的固体废渣经自矿渣是高炉冶
3、炼生铁过程中所产生的固体废渣经自然冷却而成的垫层材料。然冷却而成的垫层材料。:矿石类型不同,矿石类型不同,来源不同,干渣成分不同,来源不同,干渣成分不同,其稳定性、侵蚀性、环其稳定性、侵蚀性、环境危害、变形模量不同。一般要求质地坚硬,性能稳境危害、变形模量不同。一般要求质地坚硬,性能稳定,无侵蚀性的矿渣为基本原料,经适当破碎获得良定,无侵蚀性的矿渣为基本原料,经适当破碎获得良好做配并要求最大粒径不超过好做配并要求最大粒径不超过200mm。松散密度大于。松散密度大于1.1g/cm3,泥土有机质成分,泥土有机质成分5%为宜。为宜。二、碎石和矿渣垫层二、碎石和矿渣垫层 (1) 稳定性稳定性 表表2-
4、4-2为国内各钢厂重矿渣化学成分分析。为国内各钢厂重矿渣化学成分分析。 从表从表2-4-2可看出,重矿渣的主要成分为可看出,重矿渣的主要成分为CaO、SiO2、Ai2O3、MgO和和Fe2O3等,其含量大致接近,但宝钢的成分相对稳定,尤等,其含量大致接近,但宝钢的成分相对稳定,尤其是其是CaO含量少于含量少于45,大大减少了裂胀分解的可能性。,大大减少了裂胀分解的可能性。 (2) 松散密度松散密度 根据根据混凝土用高炉重矿渣碎石技术条件混凝土用高炉重矿渣碎石技术条件(YBJ20584)的的规定,重矿渣的强度可用松散密度指标表示,对分级矿渣松散规定,重矿渣的强度可用松散密度指标表示,对分级矿渣松
5、散密度要求不小于密度要求不小于1.ltm3。经测定分析,松散密度与粒径有关,。经测定分析,松散密度与粒径有关,粒径小则轻,粒径大则重。但粒径较小的矿渣砂粒径小则轻,粒径大则重。但粒径较小的矿渣砂(粒径在粒径在08mm之间之间),其密度可达,其密度可达1.4tm3。 (3) 变形模量变形模量 一般工程中,不论是分级矿渣或混合矿渣,压实后的变形模一般工程中,不论是分级矿渣或混合矿渣,压实后的变形模量都大于或等于砂、碎石等垫层材料的变形模量。当符合一定量都大于或等于砂、碎石等垫层材料的变形模量。当符合一定的压实标准的话,压实后的矿渣垫层的压实标准的话,压实后的矿渣垫层(分级或混合分级或混合)的变形模
6、量的变形模量E0可达可达35MPa以上。以上。 (4) 高炉重矿渣主要力学特点高炉重矿渣主要力学特点 垫层压程度实符合标准时,荷载与变形关系具有垫层压程度实符合标准时,荷载与变形关系具有线性变形线性变形体的基本特点体的基本特点。如果压实程度不佳,强度不足,会引起显著。如果压实程度不佳,强度不足,会引起显著的的非线性变形非线性变形。因此,设计前应首先了解矿渣的组成成分、。因此,设计前应首先了解矿渣的组成成分、级配、软弱颗粒含量和松散密度;其次是根据场地条件和施级配、软弱颗粒含量和松散密度;其次是根据场地条件和施工现场条件,确定合理的施工方法和选择各种计算参数。工现场条件,确定合理的施工方法和选择
7、各种计算参数。 用于垫层的矿渣的基本技术参数要符合下列规定:用于垫层的矿渣的基本技术参数要符合下列规定:稳定稳定性合格;松散密度不小于性合格;松散密度不小于 1.1tm3;泥土与有机质含量不大;泥土与有机质含量不大于于5。当然,对于一般的场地平整,矿渣质量可不受上述当然,对于一般的场地平整,矿渣质量可不受上述指标的限制。指标的限制。二、碎石和矿渣垫层二、碎石和矿渣垫层(a)(b)图图2.4.1 2.4.1 碎石或矿渣垫层:碎石或矿渣垫层: (a)(a)碎石或矿渣碎石或矿渣垫层;垫层;(b)(b)阶梯式碎石或矿渣垫层阶梯式碎石或矿渣垫层 1 1基础,基础,2 2砂垫层,砂垫层,3 3碎石或矿渣垫
8、层,碎石或矿渣垫层,4 4砂或混凝土挡砂或混凝土挡砂料应采用中、砂料应采用中、粗砂,然后再铺筑碎石或矿粗砂,然后再铺筑碎石或矿渣垫层,见图渣垫层,见图2.4.1(a)2.4.1(a)。 是指燃煤电厂排放的工业废弃物。是指燃煤电厂排放的工业废弃物。根据一些地区的工程根据一些地区的工程实践证明,粉煤灰是一种良好的地基处理材料来源,具有良实践证明,粉煤灰是一种良好的地基处理材料来源,具有良好的物理力学性能,能满足工程设计的技术要求。好的物理力学性能,能满足工程设计的技术要求。 表表2-4-3 粉煤灰的化学组成粉煤灰的化学组成自重轻:击实后的干密度自重轻:击实后的干密度0.920.921.5g/cm1
9、.5g/cm3 3( (做垫层有利做垫层有利于减轻下卧土层的压力于减轻下卧土层的压力 减少沉降减少沉降); ); 击实性能好:最优含水量击实性能好:最优含水量( (W WOPOP) ) 变动幅度大于变动幅度大于2%2%,达达4%4%的变动幅度的变动幅度,因此,因此,施工中容易控制设计密度所施工中容易控制设计密度所要求的含水量,施工质量易保证要求的含水量,施工质量易保证) );抗剪强度:与灰种、压实系数,龄期长短有关。无试抗剪强度:与灰种、压实系数,龄期长短有关。无试验资料时:在压实系验资料时:在压实系lclc为为0.90.90.950.95时,时,=23=233030,C C=530kPa=5
10、30kPa;压缩性:与击实能量、密实度、饱和度有关。无试验压缩性:与击实能量、密实度、饱和度有关。无试验资料时,在压实系资料时,在压实系l lc =0.90.95 时,时,Es=820Mpa;承载能力:在承载能力:在l lC =0.90.95 时,允许承载力可采用时,允许承载力可采用120200kPa; 渗透性:粉煤灰渗透系数较大,但随时间推移会逐步渗透性:粉煤灰渗透系数较大,但随时间推移会逐步降低;降低; 击实之后的抗液化性好;击实之后的抗液化性好;对环境影响随时间推移而下降,整体上对环境影响不对环境影响随时间推移而下降,整体上对环境影响不大。大。1) 厚度与宽度的基本计算方法与砂垫层一样,
11、粉厚度与宽度的基本计算方法与砂垫层一样,粉煤灰垫层的压力扩散角煤灰垫层的压力扩散角2222o o;2)粉煤灰的最大干土密度粉煤灰的最大干土密度r rdmax和和最优含水量最优含水量WOP在 设 计 和 施 工 前 应 按在 设 计 和 施 工 前 应 按 土 工 试 验 方 法 标 准土 工 试 验 方 法 标 准 (GB/T50123-1999)由室内击实试验确定,压实系数由室内击实试验确定,压实系数l lC一般取一般取0.90.95。垫层的垫层的碾压次数,铺垫厚度以现场碾压次数,铺垫厚度以现场试验为准;试验为准;3) 粉煤灰的内摩擦角粉煤灰的内摩擦角、黏聚力、黏聚力c、压缩模量、压缩模量E
12、s及及渗透系数渗透系数k与粉煤灰的材质和压实密度有关,故应通与粉煤灰的材质和压实密度有关,故应通过室内土工试验确定。当无试验资料时,可参照上过室内土工试验确定。当无试验资料时,可参照上海地区提出的数值海地区提出的数值l lC0.90.95时,时,2330o, c530kPa,Es 820kPa, k 2104 4 9105 5 cm/s;4) 对于对于l lC0.90.95的浸水垫层,承载力特征值的浸水垫层,承载力特征值可取可取120200kPa, 但仍应满足软弱下卧层的强度与但仍应满足软弱下卧层的强度与变形要求。变形要求。 1) 砂垫层施工中的关键砂垫层施工中的关键: 是将砂加密到设计的密实
13、度。是将砂加密到设计的密实度。加加密的方法常用的有振动法密的方法常用的有振动法 (包括平振、插振、夯实包括平振、插振、夯实)、水撼法、水撼法和碾压法等和碾压法等(表表)。这些方法要求在基坑内分层铺砂,然。这些方法要求在基坑内分层铺砂,然后逐层振密或压实,分层的厚度视振动力的大小而定,一般后逐层振密或压实,分层的厚度视振动力的大小而定,一般为为1520cm。 每层铺筑厚度不超过表每层铺筑厚度不超过表所规定的数值。分层厚度可所规定的数值。分层厚度可用样桩控制。施工时,应将下层的密实度经检验合格后,方用样桩控制。施工时,应将下层的密实度经检验合格后,方可进行上层施工。可进行上层施工。注:在地下水位以
14、下的垫层其最下层的铺筑厚度可比上表增加注:在地下水位以下的垫层其最下层的铺筑厚度可比上表增加50mm 2) 铺筑前,应先进行验槽。铺筑前,应先进行验槽。浮土清除,边坡必须稳定,浮土清除,边坡必须稳定,防止塌土。基坑防止塌土。基坑(槽槽)两侧附近如有低于地基的孔洞、沟、两侧附近如有低于地基的孔洞、沟、井和墓穴,应在未做垫层前加以填实。井和墓穴,应在未做垫层前加以填实。 3) 开挖基坑铺设砂垫层时,必须避免扰动下卧软弱开挖基坑铺设砂垫层时,必须避免扰动下卧软弱土层的表面。土层的表面。否则,坑底土的结构在施工前就遭到破坏,否则,坑底土的结构在施工前就遭到破坏,其强度就会显著降低,以致在建筑物荷载作用
15、下,将会其强度就会显著降低,以致在建筑物荷载作用下,将会产生很大的附加沉降。因此,基坑开挖后应及时回填,产生很大的附加沉降。因此,基坑开挖后应及时回填,不应暴露过久或浸水,并防止践踏坑底。不应暴露过久或浸水,并防止践踏坑底。 4) 砂、砂石垫层底面宜铺设在同一标高上。砂、砂石垫层底面宜铺设在同一标高上。如果深度不同如果深度不同时,基坑地基土面应挖成踏步或斜坡搭接,各分层搭接位置应时,基坑地基土面应挖成踏步或斜坡搭接,各分层搭接位置应错开错开0.51.0m的距离,搭接处应注意捣实,施工应按先深后的距离,搭接处应注意捣实,施工应按先深后浅的顺序进行。浅的顺序进行。 5) 人工级配的砂石垫层,应将砂
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