软弱地基处理讲义.pptx
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1、软土及其特征1、软土的概念2、软土的特征第1页/共78页软土的鉴别及工程性质1、软土的鉴别2、工程性质第2页/共78页特殊土地基及处理1、人工填土地基人工填土地基2、山区岩土地基山区岩土地基3、岩溶地基岩溶地基4、土洞的形成土洞的形成5、多年冻土地基多年冻土地基6、湿陷性黄土地基湿陷性黄土地基7、软土地基软土地基8、膨胀土地基膨胀土地基第3页/共78页软土的概念软土概念:软土是指在滨海,湖泊,谷地,河滩上的天然含水量高,孔隙比大,压缩性高,抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状态的细粒土,如淤泥和淤泥质土,以及其他高压缩性饱和粘性土,粉土等第4页/共78页我国部分地区软土物理力学性质指标地区天然含水
2、量饱和度液限压缩系数天津34%95%340.51温州63%99%531.93广州73%99%461.18上海50%98%431.24第5页/共78页软土概念理解淤泥和淤泥质土是指在静水或缓慢流水环境中沉积,经生物化学作用形成的粘性土这种粘性土含有机质,天然含水量大于液限,当天然孔隙比e大于1.5时,称为淤泥;当天然孔隙比e小于1.5大于1.0时,称淤泥质土当土的燃烧量大于5而小于60,而天然孔隙比大于1.5时称为有机质土;大于60时,天然孔隙比大于5的称为泥炭 第6页/共78页软土概念理解第九届亚洲地区土力学基础工程会上,在地基总报告中把高速公路路基软土定为:标准贯击数小于4,无侧限抗压强度小
3、于50kPa,含水量大于50的粘性土和标准贯击数小于10,含水量大于30的砂性土统称为软土第7页/共78页软土的特征五种软土的特征(按土质分类)1、泥炭土:位于塑性图A线以下或以上,常为内陆湖沼沉积有机质含量大于50且有机质大部分未完全分解呈纤维状,天然含水量一般大于300,孔隙比一般大于5,快剪内摩擦角一般小于1度2、腐殖土:位于塑性图A线以下或以上,有机质含量大于50且有机质大部分完全分解,有臭味,呈黑泥状天然含水量一般大于00,孔隙比一般大于4,快剪内摩擦角一般小于5度第8页/共78页软土的特征3、有机质土:位于塑性图A线以下,有机质含量在550之间,天然含水量一般大于60,孔隙比一般大
4、于1.5,快剪内摩擦角一般小于5度,但含有未分解的有机质时可高达10度4、粘性土:位于塑性图A线以上,有机质含量大于5,天然含水量一般大于35,孔隙比一般大于1.0快剪内摩擦角一般小于5度,这种软土最为常见第9页/共78页软土的特征5、粉性土:位于塑性图A线以下,有机质含量小于5,天然含水量一般大于30,孔隙比一般大于0.95,快剪内摩擦角一般小于度,这种软土并不多见第10页/共78页软土的鉴别交通部公路土工实验规范是以天然含水量,孔隙比,压缩系数,饱和度和内摩擦角等五项来划分软土 第11页/共78页工程性质软土无论按成因还是按土的性质划分,种类很多但他们都具有以下几个方面的共同工程特点:1、
5、颜色以深色为主,粒度成分以细颗粒为主,有机质含量高、天然含水量高,容重小,天然含水大于液限,超过30;相对含水量大于1.0;软土的饱和度高达100,甚至更大,天然容重为1.51.9kPa/m;3、天然孔隙比大,一般大于1.0;第12页/共78页工程性质4、渗透系数小,一般小于106cm/s数量级,沉降速度慢,固结完成时间长;5、粘粒含量高,塑性指数大;6、高压缩性,压缩系数大,基础沉降量大,一般压缩系数大于0.5pA-1;、强度指标小,软土的的快剪凝聚力小于10kPa,快剪内摩擦角小于5度;固结快剪的强度指标略高,凝聚力小于15kPa,内摩擦角小于10度;软土的灵敏度高,一般在10之间,有时大
6、于10,具有显著的流变性第13页/共78页1、人工填土人工填土地基地基1、人工填土地基对于人工填土地基的处理,工程实践中一般采用:分层夯实,表面挤实;重锤夯实;振动压实,换土垫层,砂垫层;短桩,灰土井桩;灰土挤密桩;砂井预压;电化学加固;桩基;强夯加固等第14页/共78页2、山区岩土、山区岩土地基地基处理方法分两种:、改造压缩性较高的地基,一般多采用桩基,局部挖深,换土或用梁,板,拱跨越等方法,使之与压缩性较低的地基相适应,效果好,但造价高、改造压缩性较低的地基,采用褥垫效果较好,使之与压缩性较高地基相适应第15页/共78页3、岩溶岩溶地基地基3、岩溶地基、岩溶的发育条件岩溶原称为喀斯特,是可
7、溶性岩层如碳酸盐类岩层,氯盐等,以受水溶蚀的化学溶解作用为主并伴随以机械作用形成的沟槽,裂隙和洞穴,以及由于顶板坍落导致地表产生陷穴等一系列现象和作用的总称柱,石柱等 第16页/共78页特殊地基及处理特殊地基及处理、岩溶地基的处理岩溶地基的正确处理,只有在查明岩溶形态并作出评价结论的前提下才能获得解决岩溶地区建筑,应尽量避开岩溶强烈发育的暗河,溶洞等地区,地基的处理措施,应根据岩溶形态的具体情况,工程使用的要求,施工要求以及安全与经济相结合的原则考虑在工程中岩溶的处理,一般采用清,爆,挖,填处理;排水措施有截流,导流等;结构措施有钢筋混凝土第17页/共78页4、土洞的土洞的形成形成4、土洞的形
8、成土洞是岩溶地层上的覆盖的土层被水冲蚀或被地下水潜蚀所成的洞土洞的处理在土洞可能产生的地区进行土建工程,必须注意调查研究,在了解土洞的形成条件,查明土洞的发育程度和分布后,才能作出正确的处理在工程实践中,一般采用挖,填处理;排水措施有截流,导流和灌砂等;结构措施主要有钢筋混凝土梁板跨越,桩基,沉井,钢筋混凝土条形基柱等第18页/共78页7、软土地基、软土地基地基处理除淤泥或淤泥质黏土外,一般软土可作为天然地基由于他的压缩性高,强度低,因此注意地基变形一般处理方法有:减少基底压力;轻基浅埋;砂垫层;砂井,砂井预压,电渗法等地层排水固结法;防止塑流;换土垫层;短桩;钢筋混凝土梁板跨越施工时,保护基
9、坑,减少扰动,先建造高/重建筑物,后建造低/轻建筑物第19页/共78页8、膨胀土地基、膨胀土地基8、膨胀土地基膨胀土也称胀缩土,有的称裂隙粘土,它是一种亲水性很强的高塑性粘土遇水体积发生膨胀,失水收缩故称为膨胀土它具有收缩变形能力,而且变形往复即使在一定荷载作用下,仍然具有这种膨胀性质第20页/共78页8、膨胀土、膨胀土地基地基判别标准:自由膨胀率40;液限40;液性指数0.5地基处理:(1)建筑物应布置在简单场地上;()采取良好的排水措施,如截流,排洪,导流等(3)选用适用的基础形式,增大基底压力;(4)基础深埋;(5)增加上部建筑物刚度;第21页/共78页我国部分地区膨胀土物理力学性质指标
10、地区液限 液性指数 自由膨胀率膨胀力云南蒙自730.038150成都龙潭寺 42.80.019039广西查明550.0768175湖北襄樊55.2062137河南平顶山 501天然含水量高天然含水量高:接近或大于液限接近或大于液限压缩系数高压缩系数高渗透系数小渗透系数小 固结缓慢固结缓慢抗剪强度低抗剪强度低灵敏度高灵敏度高 扰动会影起结构破坏扰动会影起结构破坏具有明显的流变性具有明显的流变性 流变:在应力不变的情况下,土体的剪应变和体应变仍随时间而流变:在应力不变的情况下,土体的剪应变和体应变仍随时间而增长的现象。增长的现象。软弱地基软弱地基第29页/共78页淤泥:淤泥:e1.5淤泥质土:淤泥
11、质土:1.5 e1.0软软土土工工程程特特性性软软土土地地基基的的地基承载力低地基承载力低建筑物的沉降和差异沉降较大建筑物的沉降和差异沉降较大建筑物沉降历时长建筑物沉降历时长软土地基软土地基第30页/共78页不良地基1.湿陷性黄土地基2.膨胀土地基3.泥炭土地基4.多年冻土地基5.岩溶与土洞地基6.山区地基7.饱和粉细砂与粉土地基第31页/共78页强度要求:强度要求:满足地基土在上部结构的自重及外荷载作用下不满足地基土在上部结构的自重及外荷载作用下不致产生局部或整体剪切破坏。致产生局部或整体剪切破坏。变形要求变形要求:满足地基土在上部结构的自重及外荷载的作用下满足地基土在上部结构的自重及外荷载
12、的作用下不致产生过大的沉降,特别是超过建筑物所能容许的不均匀不致产生过大的沉降,特别是超过建筑物所能容许的不均匀的沉降。的沉降。动力稳定性要求动力稳定性要求:满足地基土在动力荷载(如地震荷载)作满足地基土在动力荷载(如地震荷载)作用下不致发生液化、用下不致发生液化、失稳和震陷等灾害。失稳和震陷等灾害。透水性要求透水性要求:满足地基土的地下水不会由于施工而造成渗漏满足地基土的地下水不会由于施工而造成渗漏量或动水压力超过容许值,发生涌土、流砂、边坡滑边等事量或动水压力超过容许值,发生涌土、流砂、边坡滑边等事故。故。特殊土地基安定性要求特殊土地基安定性要求:满足湿陷性黄土、膨胀土、内陆性满足湿陷性黄
13、土、膨胀土、内陆性盐渍土等特殊土上的建筑物不会由于不良土性而发生损坏。盐渍土等特殊土上的建筑物不会由于不良土性而发生损坏。地基处理的目的地基处理的目的第32页/共78页地基处理方法的分类物理处理化学处理热学处理置换排水挤密加筋搅拌灌浆热加固冻结要掌握地基处理的主要方法、适用范围及加固原理要掌握地基处理的主要方法、适用范围及加固原理.注意:注意:很多地基处理方法具有多重加固处理的功能,例很多地基处理方法具有多重加固处理的功能,例如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能;而如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能;而石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。第
14、33页/共78页 通过夯锤或机械,夯击或碾压填土、疏松土层,通过夯锤或机械,夯击或碾压填土、疏松土层,使其使其孔隙体积减少孔隙体积减少、密实程度提高密实程度提高,这种作用称为,这种作用称为压实压实。压实能降低土的压缩性、提高其抗剪强度、。压实能降低土的压缩性、提高其抗剪强度、减弱土的透水性,使经过处理的表层弱土成为能承减弱土的透水性,使经过处理的表层弱土成为能承担较大荷载的地基持力层。担较大荷载的地基持力层。第2节 夯实法及碾压法第35页/共78页一、土的压实原理一、土的压实原理 大量工程实践和试验研究表明,控制土的压实大量工程实践和试验研究表明,控制土的压实效果的主要因素是:效果的主要因素是
15、:土的含水量土的含水量,压实机械压实机械及其及其压压实功能实功能等。土的压实效果常用等。土的压实效果常用干密度干密度 d(单位土体积(单位土体积内土粒的质量)来衡量。内土粒的质量)来衡量。压实后d=1.61.7g/cm3。第36页/共78页 最优含水量最优含水量 对粘性土,当压实功能和条件相同时,土的含水量过大或对粘性土,当压实功能和条件相同时,土的含水量过大或过小,土体都不易压实,只有把土的含水量调整到某一适宜值时,过小,土体都不易压实,只有把土的含水量调整到某一适宜值时,才能收到最佳的压实效果。才能收到最佳的压实效果。在一定压实机械的功能条件下在一定压实机械的功能条件下,土最易于被压实,并
16、能达到,土最易于被压实,并能达到最大密度时的含水量,称为最大密度时的含水量,称为最优含水量最优含水量wop,相应的干密度则称,相应的干密度则称为为最大干密度最大干密度 dmax。w第37页/共78页 试验统计表明:最优含水量试验统计表明:最优含水量wop与土的塑限与土的塑限wp有关,大致为有关,大致为wop=wp+2%。土中粘土矿物含量大,。土中粘土矿物含量大,则最优含水量大。则最优含水量大。2.压实功能压实功能 对于同类土,随着压实功能的变化,对于同类土,随着压实功能的变化,最大干密最大干密度和最优含水量也随之变化度和最优含水量也随之变化。当压实功能较小时,当压实功能较小时,土压实后的最大干
17、密度较小,对应的最优含水量则土压实后的最大干密度较小,对应的最优含水量则较大;反之,干密度较大,对应的最优含水量则较较大;反之,干密度较大,对应的最优含水量则较小。小。第38页/共78页二、机械(分二、机械(分二、机械(分二、机械(分层层)碾)碾)碾)碾压压法法法法 常用机械:常用机械:常用机械:常用机械:平碾、羊足碾、平碾、羊足碾、压路机等(注意适用条件)路机等(注意适用条件)适用条件:适用条件:适用条件:适用条件:大面大面积填土和填土和杂填土填土对于杂填土地基,应把影响深度以上部分挖去,然后分层碾压并逐层回填碾压;对于粘性土地基的碾压,一般用质量为810315103kg的平碾(或振压机)或
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