第6讲 第三章总结(精品).ppt

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1、地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院3.1 概述 1.振密、挤密法的定义 2.适用范围3.2 强夯法 1.强夯法的定义 2.强夯法的加固机理和适用范围 3.设计内容（单击夯击能，垫层铺设的作用，间歇时间，现场测试设计）4.施工顺序1地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院3.1 概述概述 概念：振密、挤密是指通过夯击、振动或挤压使地基土体密实，土体抗剪强度提高，压缩性减小，以达到提高地基承载力和减小沉降，或改善湿陷性

2、地基的湿陷性质或者改善液化地基工程性质为目的的一类地基处理方法。3.1 3.1 3.1 3.1 概述概述概述概述2地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院 非饱和土（粘粒和粉粒）地基土或土体渗透性较好（粗粒土）的地基；主要是：a 碎石土、砂土；b 低饱和度的粉土、粘性土；c 湿陷性黄土；d 素填土、杂填土；适用条件适用条件适用条件适用条件3.1 概述概述3地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院0 概 述 强夯是法国Me

3、nard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般100600kN的重锤，在高处640m自由落体，对地基土施加很大的冲击能，一般能量为80018000kN.m。在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。3.2 3.2 3.2 3.2 强夯法强夯法强夯法强夯法3.2 强夯法强夯法4地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院三三种种加加固固机机理理 动力动力密实密

4、实加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土动力荷载减小土孔隙，提高强度 超孔隙水压力消散，土体固结 分为整式置换和桩式置换 加密、碎石墩置换、排水的组合 处理细颗粒饱和土 局部产生裂缝，增加排水通道 1加固机理动力动力固结固结动力动力置换置换3.2 强夯法强夯法5地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院 等等等等 强夯法适用土层强夯法适用土层碎石土碎石土砂土砂土 低饱和低饱和度的粉度的粉土与粘土与粘性土性土湿陷性湿陷性黄土黄土 杂、素杂、素填土填土 对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采对于高饱和度的可

5、采用强夯置换法用强夯置换法用强夯置换法用强夯置换法3.2 强夯法强夯法6地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院2 设计计算有效加固深度有效加固深度影响H的因素除了锤重和落距外，还有地基土的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及其它强夯的设计参数。应根据现场试夯或当地经验确定有效加固深度如果没有则根据建筑地基处理技术规范的建议取值（P35，3-2-1）7地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院2 设计计算垫层铺设垫

6、层铺设 强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬的表层，强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬的表层，使其能支承起重设备；并便于对所施工的使其能支承起重设备；并便于对所施工的“夯击能夯击能”得得到扩散；同时也可加大地下水位与地表面的距离。到扩散；同时也可加大地下水位与地表面的距离。对场对场地地下水位在地地下水位在-2m-2m深度以下的砂砾石土层，可直接施行深度以下的砂砾石土层，可直接施行强夯，无需铺设垫层；对地下水位较高的饱和粘性土与强夯，无需铺设垫层；对地下水位较高的饱和粘性土与易液化流动的饱和砂土，需要铺设砂、砂砾或碎石垫层易液化流动的饱和砂土，需要铺设砂、砂砾或碎石垫层才能进行强夯，否则土

7、体会发生流动。才能进行强夯，否则土体会发生流动。垫层厚度一般为垫层厚度一般为0.50.52.0m2.0m，保证地下水位低于坑，保证地下水位低于坑底面以下底面以下2m2m。铺设的垫层不能含有粘土。铺设的垫层不能含有粘土。8地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院2 设计计算间歇时间间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间 砂性土消散快消散快间歇时间很短间歇时间很短连续夯连续夯粘性土消散慢消散慢孔压叠加孔压叠加间歇时间长间歇时间长设置袋装砂井设置袋装砂井加速消散加速消散缩短间歇时间缩短间歇时间9地基处

8、理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院2 设计计算现场测试设计现场测试设计1）地面及深层变形）地面及深层变形(竖直和侧向竖直和侧向)2）孔隙水压力）孔隙水压力3）侧向挤压力）侧向挤压力4）振动加速度）振动加速度10地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院3.3 挤密砂石桩法 1.加固机理和适用范围 2.设计内容（复合地基置换率设计，桩位布置，桩距设计）3.施工方法 11地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院

9、浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院 碎石桩和砂桩碎石桩和砂桩总称为砂石桩砂石桩，又称粗颗粒土桩。是指用振动、冲击或水冲等方式在地基土中成孔后，再将碎石或砂充填入孔内，经振动压实后形成密实的桩体。根据其受载荷方式，属于复合地基。概述概述12地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院 挤密砂石桩法加固砂性土地基的主要目的是提高地基承载力、减少变形和增强抗液化性。挤密作用排水减压作用砂基预震效应加固机理加固机理13地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业

10、大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院分类施工方法成桩工艺适用土类振密法振冲挤密法采用振冲器振动水成孔，再振动密实填料成桩，并挤密桩间土砂性土、粉土、非饱和粘性土，以炉灰、炉渣、建筑垃圾为主的杂填土，松散的素填土沉管法采用沉管成桩，振动或锤击密实填料成桩，并挤密桩间土干振法采用振孔器成孔，再用振孔器振动密实填料成桩，并挤密桩间土置换法振冲置换法采用振冲器振动水冲成孔，再振动密实填料成桩饱和粘性土钻孔锤击法采用沉管切钻孔取土方法成孔，锤击填料成桩0 概述施工方法分类及其适用性碎石桩碎石桩14地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院

11、浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院分类施工方法成桩工艺适用土类排土法振动气冲法采用压缩气体成孔，振动密实填料成桩饱和粘性土沉管法采用沉管成桩，振动或锤击填料成桩强夯置换法采用重锤夯击成孔和重锤夯击填料成桩其它方法水泥碎石桩法在碎石内加水泥和膨润土制成桩体饱和粘性土裙围碎石桩法在群桩周围设置刚性的（混凝土）裙围来约束桩体的侧向膨胀袋装碎石桩法将碎石装入土工膜袋而制成桩体，土工膜袋可约束桩体的侧向膨胀0 概述施工方法分类及其适用性碎石桩碎石桩15地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院(三)桩位布

12、置根据基础类型选择不同的布置方式 对于大面积的满堂处理，桩位宜用等边三角形布置；对于独立或条形基础，桩位宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。对于圆形或者环形基础（如油灌基础），宜采用放射形布置。16地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院复合地基置换率m的表达式为：（八）复合地基置换率设计pcf-工程要求的复合地基极限承载力；ppf-砂石桩单桩极限承载力，kPa，可根据经验公式来估计，再通过现场试验来测定；psf-桩间土地基极限承载力 ，kPa，可根据经验公式来估计，再通过现场试验来测定；-桩间土地基承载力修

13、正系数，根据工程地质条件以及施工工艺确定。17地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院三角形布置联立（3）和（4）：最终：18地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院施工方法振冲法（振动挤密法）振动沉管法柱锤冲扩桩法孔内夯扩法19地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院3.4 土桩、灰土桩和夯实水泥土桩法 1.加固机理和适用范围（应用

14、目的）2.设计内容（桩位布置，桩距设计）3.施工方法 4.质量检验3.5 孔内夯扩法20地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院3.适用条件 地下水位以上的的素填土、杂填土、黏性土以及湿陷性黄土等地基；处理深度615m;以消除湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法；当主要为提高地基承载力和增强其水稳性时，宜选用灰土挤密桩和夯实水泥土桩法。当地基土的含水量大于24，饱和度大于65时，不宜选用土桩、灰土桩法和夯实水泥土桩法。当e=0.91.2时，挤密效果好；当e0.80时，一般土的湿陷性已消除，无必要挤密地基，应

15、慎重选用。3.4.0 3.4.0 概述概述21地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院1.土的侧向挤密作用2.灰土性质作用3.桩体作用3.4.1 3.4.1 加固机理加固机理3.4.1 3.4.1 加固机理加固机理22地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院1.土的侧向挤密作用 桩成孔时，土体被迫产生侧向挤密，挤密影响半径一般为1.52倍桩直径；相邻桩孔挤密区交界处挤密效果叠加，增加挤密效果；桩间土中心部位密实度增大，且

16、变得均匀，桩距越近，叠加效果越明显。合理的桩孔中心距约22.5倍的d。3.4.1 3.4.1 加固机理加固机理3.4.1 3.4.1 加固机理加固机理23地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院2.灰土性质作用 石灰与土按一定比率（2:8或3:7）拌和形成的桩体具有气硬性和水硬性，由于石灰内带正电Ca离子与带负电粘土颗粒相互吸附，形成胶体凝聚，并随灰土龄期增长，土体固化作用提高，土体强度逐渐增加。在力学性能上，可达到挤密地基效果，提高地基承载力，消除湿陷性，沉降均匀和沉降减小。3.4.1 3.4.1 加固机

17、理加固机理24地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院3.桩体作用 在桩挤密地基中，桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，荷载向桩上产生应力集中，降低了基础底面以下一定深度内的土中的应力，消除了持力层内产生较大压缩变形和湿陷性的不利因素，形成的桩体作用降低了原来地基土持力层的应力。桩体对桩间土的侧向约束作用，改善桩间土体的变形形式（限制侧向，只产生竖向)，使压力与变形成线性关系。3.4.1 3.4.1 加固机理加固机理25地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业

18、大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院（4）桩位布置和桩距设计1)桩距的设计一般应通过试验或计算确定；2)计算主要是通过桩间土被挤密后达到规定的密实度来确定。平均挤密系数 成孔挤密深度内，桩间土的平均干密度；成孔挤密深度内，桩间土最大干密度，通过击实试验确定。3.4.2 3.4.2 设计计算设计计算26地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院S桩孔之间的中心距离；d钻孔直径桩间土最大干密度；地基处理前的平均干密度桩间土成孔后的平均挤密系数，对重要工程不宜小于0.93，对一般工程不宜小于0.90 为了均匀挤

19、密桩间土，一般采用正三角形布孔，有时为了适应基础尺寸和形状，可采用其它形式（正方形和矩形）布孔 对于等边三角形布置时，桩间距可取桩孔直径的2.02.5倍，也可按下式估算：27地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院3.4.3 3.4.3 施工施工 土桩、灰土桩和夯实水泥土桩施工分为两部分：1.成孔；2.回填夯实。3.4.3 3.4.3 施工施工1.成孔分为两类：1）挤土成孔；2）非挤土成孔。1）挤土成孔：沉管法、爆扩法和冲击法。28地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程

20、学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院 概念：指的是在地基中成孔，然后在孔中分层填料，并分层夯实填料形成桩体，以及挤密、振密桩间土，从而形成桩体和挤密的桩间土共同受力的复合地基的地基处理方法。3.5 3.5 孔内夯扩法孔内夯扩法孔内夯扩法孔内夯扩法29地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院加固原理：1）通过夯扩桩体，使桩体直径加大，而且密实，提高桩体承载力；2）在夯扩制桩过程中，桩间土振密、挤密，桩间土的承载力也提高。3.5 3.5 孔内夯扩法孔内夯扩法30地基处理地基处理地基处理地基处理浙

21、江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院成孔方法有：1）挤土成孔；2）非挤土成孔。3.5 3.5 孔内夯扩法孔内夯扩法挤土成孔：沉管法、爆扩法和冲击法。非挤土成孔：人工挖孔和钻孔法31地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院习题：1.素土和绘图垫层土料的施工含水量宜控制在（）范围内。A.最优含水量以下；B.最优含水量2%C.最优含水量5%;D.最优含水量10%2.应用强夯置换法处理地基时，夯击沉降量过大时的处理方法是（）。A.放弃强夯；B.缩小夯点间距；

22、C.夯锤的底面积；D.夯击次数。32地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院习题：3.某湿陷性黄土地基采用强夯法处理，拟采用圆底夯锤，质量12t，落距13m，已知梅纳公式修正系数为0.55，估算此强夯处理的有效深度为（）m。33地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院习题：4.用直径为1m的振冲置换碎石桩加固软粘土地基，单桩和桩间土载荷试验得 等边三角形布置，求m和s。34地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑

23、工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院习题：35地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院习题：5.松散砂土的承载力特征值为80kPa，采用砂石桩深层挤密的方法处理。砂石桩的直径为600mm，正方形布置，间距1.5m，砂石桩的承载力特征值为350kPa。要求：处理后的复合地基承载力特征值fspk。36地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院习题：37地基处理地基处理地基处理地基处理

24、浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院习题：6.某湿陷性黄土场地长50m，宽30m，湿陷性土层厚度为12m，采用土挤密桩处理，等边三角形布桩，桩径为0.4m，要求平均挤密系数不小于0.93，场地天然含水量为10%，最优含水量为18%，天然重度为1.63t/m3,求：（1）土桩间间距不大于（）m。（2）挤密后桩间土的平均干密度不宜小于（）t/m3.（3）桩孔数量不宜少于（）根。（4）对场地增湿时，如损耗系数为1.10，需要加水的总量宜为（）t。38地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院1.桩土间距：2.挤密后桩间土的干密度：39地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院3.桩孔的数量：等效圆直径：等效圆面积：桩孔数量：40地基处理地基处理地基处理地基处理浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院浙江工业大学建筑工程学院4.场地增湿时需水量：41