《土力学与地基基础》-第十章-地基处理PPT课件.ppt

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1、第十章第十章地地 基基 处 理理10.1 概述概述 10.2 换土土垫层法法10.3 复合地基复合地基10.4 加密法加密法10.5 预压加固法加固法10.6 胶胶结法（化学加固法）法（化学加固法）10.7 土工合成材料土工合成材料（加筋法）（加筋法）本章目本章目录10.1 10.1 概述概述 浅基浅基础,当承当承载力、沉降、液化、力、沉降、液化、冻胀等等不不满足足设计要求要求时(1)采用深基采用深基础、桩基基础(2)地基地基处理，改善土性理，改善土性10.1 10.1 概述概述地基地基处理的目的理的目的1 提高土的提高土的强度度-地基承地基承载力力2 增加土的增加土的刚度度-减少地基沉降量减

2、少地基沉降量3 改善地基土的水力特性改善地基土的水力特性 (1)防渗：防渗：堤堤坝、闸基、池基、池 (2)排水：排水：软基固基固结渗流、渗流、挡土土墙排水排水 (3)渗透渗透稳定性：定性：长江大堤的管涌、流土（采用反江大堤的管涌、流土（采用反滤）(4)抗抗冻性性4 改善抗震性能改善抗震性能(1)液化：液化：加密加密(2)震陷：震陷：干松砂和溶洞干松砂和溶洞10.1 10.1 概述概述地基地基处理的理的对象象软弱地基弱地基不良地基不良地基淤淤 泥泥 土土 e1.5，L(IL1.0)淤泥淤泥质土土 e=1.01.5，L(IL1.0)泥炭土泥炭土，泥炭，泥炭质土土冲填土冲填土湿陷性黄土湿陷性黄土膨膨

3、胀土土冻土土松砂松砂 Dr 0.85 饱和液化和液化,干土震陷干土震陷人工填土，人工填土，杂填土填土10.1 10.1 概述概述湿陷性黄土湿陷性黄土以粉土以粉土为主主孔隙比大孔隙比大 e1.0天然密度小天然密度小 1.41.65 g/cm3富含碳酸富含碳酸盐类遇水沉降增大，称湿陷性遇水沉降增大，称湿陷性成因：成因：风成，部分水成成，部分水成特点：特点：湿陷性湿陷性又分：又分：自重湿陷性自重湿陷性黄土地基和黄土地基和非自重湿陷性非自重湿陷性黄土地基黄土地基 湿陷性湿陷性黄土黄土10.1 10.1 概述概述地基地基处理的方法理的方法换土土垫层法法加密法加密法深深层压密法密法土工合成材料土工合成材料

4、化学加固法化学加固法方法众多，方法众多，分分类不不统一一 复合地基复合地基换填法填法浅浅层压密法密法强夯法夯法挤密密桩复合地基复合地基预压加固法加固法冻结法法胶胶结法法10.2 10.2 换土土垫层法法 b 回填土回填土垫层材料材料卵石、碎石、卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂石、粗砂、中砂素土素土灰土：灰土：灰土比灰土比 2:8 或或 3:7工工业废料：料：粉煤灰，粉煤灰，矿渣渣垫层厚度厚度一般：一般：0.53m垫层设计持力持力层：p f下卧下卧层：pZ+pCZ fz+d压实系数系数 c=d/dmax 0.9310.2 10.2 换土土垫层法法 b 回填土回填土B=b+2ztg dz 填填z pC

5、Z pCD要求：要求：pZ+pCZ fz+d以条基以条基为例例10.3 10.3 复合地基复合地基桩土土应力比：力比：n=p/s面面积置置换率：率：m=Ap/A复合地基复合地基散体材料散体材料桩复合地基复合地基柔性柔性桩复合地基复合地基刚性性桩复合地基复合地基砂石砂石桩、砂、砂桩；搅拌拌桩、水泥、水泥土土桩、土、土桩、灰土、灰土桩、CFG桩；混凝土混凝土桩桩与土共同与土共同变形，共同承形，共同承载；非均；非均质，各向异性，各向异性 与与桩基区基区别？10.3 10.3 复合地基复合地基复合地基的承复合地基的承载力力(1)公式公式计算算(2)载荷荷试验桩土土应力比力比与土性有关，随荷与土性有关，

6、随荷载过程程变化。化。对于碎石于碎石桩n=24复合地基的复合地基的压缩模量模量单桩载荷荷试验，复合地基，复合地基载荷荷试验10.4 10.4 加密法加密法目的：目的：降低降低压缩性，提高性，提高强度度加密法加密法深深层压密法密法浅浅层压密法密法强夯法夯法挤密密桩复合地基（深复合地基（深层挤密法）密法）预压加固法加固法其它：其它：爆破爆破压密密10.4 10.4 加密法加密法土的土的压实原理原理饱和曲和曲线粘性土粘性土砂土砂土粘性土粘性土在某种在某种压实功能下功能下（标准准压实功能）功能）达到达到最最密密时的含水量称的含水量称为最最优含含水量水量，对应的干密度称的干密度称为最大干密度最大干密度砂

7、土：砂土：不存在最不存在最优含水量；含水量；在完全在完全风干和干和饱和两种状和两种状态下易于下易于击实；潮湿状潮湿状态下下不易不易击实1 1 机械机械压密法密法(1)重重锤夯夯实锤重：重：12t，落距：，落距：3.54.0m，有效深度：有效深度：1.52.5m，承，承载力：力：100150kPa(2)碾碾压压路机、推土机、羊足碾，分路机、推土机、羊足碾，分层铺土，分土，分层压实。每每层填土填土3040cm，承，承载力：力：80120kPa(3)振振动压实对砂土、砂性砂土、砂性杂填土很有效，填土很有效，有效深度：有效深度：1.5m，承，承载力：力：100200kPa10.4 10.4 加密法加密

8、法浅浅层压密，一般用做密，一般用做地基表地基表层处理理Pneumatic tired rollerSheepsfoot roller10.4 10.4 加密法加密法2 2 强夯法夯法锤重：重：825t，最大，最大200t落距：落距：825m有效深度：有效深度：510m承承载力：力：180250kPa19691969年，法国年，法国19781978年，中国年，中国强夯夯设备：夯夯锤，起重机，脱，起重机，脱钩装置装置加固机理：加固机理：动态能量能量,波的波的传播和密播和密实固固结加固效果：加固效果：提高承提高承载力、减小沉降量，力、减小沉降量，消除液化可能、消除湿陷性等消除液化可能、消除湿陷性等1

9、0.4 10.4 加密法加密法优 缺缺 点：点：经济；噪音；噪音新新发展：展：强夯置夯置换法法3 3 挤密密桩复合地基（深复合地基（深层挤密法）密法）(1)(1)沉管沉管挤密法密法 沉管：沉管：封口或者活瓣；封口或者活瓣；打入，加料，拔出；振打入，加料，拔出；振动,锤击 材料：材料：土土桩(原位粘性土再夯入原位粘性土再夯入)；灰土灰土桩、碎石、碎石桩、石灰、石灰桩、水泥土、水泥土桩、二灰二灰桩(加粉煤灰加粉煤灰)适用于填土、松砂、湿陷性黄土、一般粘性土适用于填土、松砂、湿陷性黄土、一般粘性土 Sr 60%10.4 10.4 加密法加密法!砂砂桩(2)振冲法振冲法 设备：振冲器振冲器 d=270

10、450mm，L=1.63m 原理：振：原理：振：偏心偏心轮旋旋转，振，振动加密，使加密，使颗粒移粒移动 冲：冲：高高压水从中水从中间穿穿过，土，土颗粒振浮液化固粒振浮液化固结 加固加固挤密、振密、振动液化、渗流固液化、渗流固结 填料：填料：粗粗颗粒粒(粘粘细粒少粒少)；级配好；最大配好；最大颗粒粒50mm适用于松砂适用于松砂,杂填土和一般粘性土，填土和一般粘性土，不适用于淤泥和淤泥不适用于淤泥和淤泥质土土10.4 10.4 加密法加密法10.4 10.4 加密法加密法振冲器振冲器桩间距距设计S已知：已知：桩径径d，间距距S，孔隙比，孔隙比e1；计算：算：挤密后孔隙比密后孔隙比e210.4 10

11、.4 加密法加密法通常：通常：d、e1已知，已知，e2也可确定也可确定待定：待定：间距距S公式公式请自行推自行推导 桩与土形成与土形成复合地基复合地基，其承，其承载力可通力可通过载荷荷试验获得得10.5 10.5 预压加固法加固法预压加固法加固法堆堆载预压降水降水预压真空真空预压适用于适用于饱和和软粘土：粘土：淤泥及淤泥淤泥及淤泥质土、冲填土、土、冲填土、填海（湖）造田。填海（湖）造田。预压原理：原理：饱和土的固和土的固结，土的塑性，土的塑性 原位自重原位自重应力力 s 建筑物附加建筑物附加应力力 z 预加加压力力 t=(1.21.5)z t e2 z e1ep s10.5 10.5 预压加固

12、法加固法降水降水预压 z z10.5 10.5 预压加固法加固法真空真空预压10.5 10.5 预压加固法加固法-u堆堆载预压1 12 2 分分级堆堆载 竖向排水砂井、塑料排水板向排水砂井、塑料排水板 水平排水水平排水垫层堆堆载过快易失快易失稳10.5 10.5 预压加固法加固法真空真空预压不会失不会失稳 堆堆载预压的加的加载速率速率10.5 10.5 预压加固法加固法K0Kfqp (p)不排水不排水pt固固结度度计算（砂井）算（砂井）10.5 10.5 预压加固法加固法dwdedw排水板排水板10.5 10.5 预压加固法加固法可以分解成两个方向的固可以分解成两个方向的固结问题叠加（叠加（C

13、arrillo）三三维渗流固渗流固结问题其中其中10.5 10.5 预压加固法加固法求解，得到求解，得到其中其中 固固结度度 井径比井径比查表表5-7 增加井径增加井径dw与减小与减小间距距de哪个有效？哪个有效？10.6 10.6 胶胶结法法化学加固方法化学加固方法灌灌浆法法高高压喷射（旋射（旋喷）注）注浆法法深深层搅拌法拌法冷冷热处理方法理方法冻结法法烧结法法灌灌浆法法常用材料：常用材料：水泥或粘土水泥水泥或粘土水泥浆液；液；化学材料：聚氨脂化学材料：聚氨脂 丙丙烯酰胺胺类（丙凝）（丙凝）有毒性有毒性 硅酸硅酸盐类（水玻璃）（水玻璃）氢氧化氧化钠溶液（碱液）溶液（碱液）灌灌浆方法方法渗透灌

14、渗透灌浆压密灌密灌浆劈裂灌劈裂灌浆12310.6 10.6 胶胶结法法可灌性可灌性问题，粗砂以上粗砂以上可灌性好，可可灌性好，可用于粉用于粉细砂砂10.6 10.6 胶胶结法法高高压喷射注射注浆法法注注浆方法方法旋旋喷法法定定喷法法摆喷法法适用于：适用于：淤泥、淤淤泥、淤泥泥质土、一般粘性土、一般粘性土、粉土、黄土、土、粉土、黄土、砂土、碎石土砂土、碎石土深深层搅拌法拌法适用土适用土质：淤泥、淤泥淤泥、淤泥质土、粉土、黄土、素填土、粉土、黄土、素填土、粘性土、无流土、粘性土、无流动地下水的地下水的饱和松和松散砂土散砂土10.6 10.6 胶胶结法法地基，高速公路，基坑支地基，高速公路，基坑支护

15、深深层搅拌法拌法粉体粉体喷搅法法 湿法湿法 干法干法处理深度受限理深度受限10.7 10.7 土工合成材料土工合成材料功能功能过滤、排水、隔离、排水、隔离、加筋、防渗、防加筋、防渗、防护过滤功能功能10.7 10.7 土工合成材料土工合成材料隔离功能隔离功能加筋功能加筋功能10.7 10.7 土工合成材料土工合成材料加筋功能：加筋功能：桥台加筋台加筋10.7 10.7 土工合成材料土工合成材料坝体加筋：法国某体加筋：法国某坝10.7 10.7 土工合成材料土工合成材料三峡三峡防渗功能防渗功能10.7 10.7 土工合成材料土工合成材料排水沟表土覆盖层表面隔断层基础隔断层地基基础垃圾渗水和地下水

16、的距离渗水导管气体导管竖井地地质屏障屏障经处理的地质屏障地下水气体收集渗水收集垃垃 圾圾 体体垃圾填埋体的主要构成垃圾填埋体的主要构成10.7 10.7 土工合成材料土工合成材料本章小本章小结10.1 概述概述 10.2 换土土垫层法法10.3 复合地基复合地基10.4 加密法加密法10.5 预压加固法加固法10.6 胶胶结法法10.7 土工合成材料土工合成材料换土土垫层法法 复合地基复合地基加密法加密法机械机械压密法密法强夯法夯法深深层挤密法密法预压加固法加固法堆堆载预压降水降水预压真空真空预压胶胶结法：化学法：化学加固法加固法灌灌浆法法高高压喷射注射注浆法法深深层搅拌法拌法渗透灌渗透灌浆压密灌密灌浆劈裂灌劈裂灌浆土工合成材料土工合成材料