土力学与地基基础任务16一般地基处理.pptx
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1、任务任务16 16 一般地基处理一般地基处理一、一、一、一、概述概述概述概述二、二、二、二、碾压法与夯实法碾压法与夯实法碾压法与夯实法碾压法与夯实法三、三、三、三、换土垫层法换土垫层法换土垫层法换土垫层法四、四、四、四、排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法五、五、五、五、挤密法和振冲法挤密法和振冲法挤密法和振冲法挤密法和振冲法六、六、六、六、高压喷射注浆法和深层搅拌法高压喷射注浆法和深层搅拌法高压喷射注浆法和深层搅拌法高压喷射注浆法和深层搅拌法教学目标教学目标:1.叙述软弱地基的种类及和工程特性;叙述软弱地基的种类及和工程特性;2.知道软弱地基的工程危害及处理方法;知道软弱地基的工程危害及
2、处理方法;3.初步掌握软弱地基的处理方法的基本原理、适用条初步掌握软弱地基的处理方法的基本原理、适用条件;件;4.能依据工程条件、地基条件、地基处理方法的适用能依据工程条件、地基条件、地基处理方法的适用范围及选用原则,初步选择地基处理方案。范围及选用原则,初步选择地基处理方案。重重 点点软弱土地基的的特征;软弱地基的处理方法。难难 点点换垫层法、排水固结法。一、地基处理的目的一、地基处理的目的 地基处理的目的是选择合理的地基处理方法,对不能满足直接使用的天然地基进行有针对性的处理,以解决不良地基所存在的承载力、变形、液化及渗透等问题,从而满足工程建设的要求。1.提高地基强度或增加其稳定;2.降
3、低地基压缩性,以减少基变形;3.改善地基渗透性,以减少其渗漏或加强其渗透稳 定性;4.改善地基的动力特性,以提高其抗震性能;5.改良地基的某种特殊不良特性,以满足工程的要求。软软弱弱地地基基:主主要要由由淤淤泥泥,淤淤泥泥质质土土,冲冲填填土土,杂杂填填土土和和其其他他高高压压缩缩性土层构成的地基。性土层构成的地基。1.淤泥及淤泥质土淤泥及淤泥质土 淤泥及淤泥质土总称为软土。淤泥及淤泥质土总称为软土。软土的工程特性软土的工程特性:(1 1)天然含水量高,)天然含水量高,wwL,流塑状态;,流塑状态;(2 2)孔隙比较大,)孔隙比较大,e1.0;(3 3)压缩性高;压缩性高;(4 4)抗抗剪剪强
4、强度度低低,其其不不排排水水强强度度约约为为1020kPa,标标准准贯贯入入击击数数小小于于5 5,承载力标准值,承载力标准值fk k小于小于5080kPa。二、二、软弱土的种类和性质软弱土的种类和性质 2.冲填土冲填土 冲冲填填土土是是在在治治理理和和疏疏通通江江河河航航道道时时,用用挖挖泥泥船船通通过过泥泥浆浆泵泵将将泥泥砂砂夹夹大量水分吹填到江河两岸而形成的沉积土,称为冲填土。大量水分吹填到江河两岸而形成的沉积土,称为冲填土。分布分布:在我国长江、黄浦江、珠江两岸均分布着不同性质的冲填土。在我国长江、黄浦江、珠江两岸均分布着不同性质的冲填土。特特点点:冲冲填填土土的的物物质质成成分分比比
5、较较复复杂杂,若若以以黏黏性性土土为为主主,由由于于土土中中含含有有大大量量水水分分,且且难难以以排排出出,土土体体在在形形成成初初期期处处于于流流动动状状态态,强强度度要要经经过过一一定定的的固固结结时时间间,才才能能逐逐渐渐提提高高。因因而而,这这类类土土属属于于强强度度低低和和压压缩缩性性较较高高的的欠欠固固结结土土。若若主主要要以以砂砂或或其其他他粗粗颗颗粒粒土土所所组组成成的的冲冲填填土土就就不不属属于于软软弱弱土土。冲冲填填土土的的工工程程性性质质主主要要取取决决于于颗颗粒粒组组成成、均均匀匀性性和和排排水水固固结结条条件件,与自然沉积的同类土相比,强度低,压缩性高,常产生触变现象
6、。与自然沉积的同类土相比,强度低,压缩性高,常产生触变现象。3.3.杂填土杂填土 杂填土是人类活动所形成的无规则堆积物,由大量建筑垃圾、工业废料、或生活垃圾组成,其成分复杂,性质也不相同,且无规律性。在大多数情况下,杂填土是比较疏松和不均匀的,在同一场地不同位置,地基承载力和压缩性也可能有较大的差异。杂填土的性质随着堆填龄期而变化,其承载力随着时间增长而提高。杂填土的主要特点是杂填土的主要特点是:强度低,压缩性高和均匀性差。4.4.其他高压缩性土其他高压缩性土 饱和松散粉细砂及部分粉土饱和松散粉细砂及部分粉土,虽然在静载作用下具有较高的强度,但在机械振动,车辆荷载,波浪或地震的反复作用下,有可
7、能发生液化或震陷变形。地基会因液化而丧失承载力,基坑开挖时易产生管涌。该地基也属于软弱地基的范畴。另外,湿陷性黄土湿陷性黄土、膨胀土膨胀土和季节性冻土季节性冻土等特殊性土的不良地基现象,都属于需要进行地基处理的软弱地基范畴。换填法 预压法 类 夯实法(减小孔隙体积)振冲法 土/灰土挤密桩 砂石桩法 类 深层搅拌法(胶结)高压喷射注浆法l 软弱地基处理技术软弱地基处理技术编号编号编号编号分类分类分类分类处理方法处理方法处理方法处理方法原理及作用原理及作用原理及作用原理及作用适用范围适用范围适用范围适用范围1碾压碾压及夯及夯实实重锤夯实重锤夯实(录象录象录象录象),机,机械碾压,振械碾压,振动压实
8、,强动压实,强夯夯(录象录象录象录象)利用压实原理,通过机利用压实原理,通过机械碾压夯击,把表层地械碾压夯击,把表层地基土压实;强夯则利用基土压实;强夯则利用强大的夯击能,在地基强大的夯击能,在地基中产生强烈的冲击波和中产生强烈的冲击波和动应力,迫使土动力固动应力,迫使土动力固结密实。结密实。适用于:碎石适用于:碎石土,砂土,粉土,砂土,粉土,低饱和度土,低饱和度的粘性土,杂的粘性土,杂填土等。对饱填土等。对饱和粘性土应慎和粘性土应慎用用(橡皮土)。橡皮土)。2换土换土垫层垫层砂石垫层,砂石垫层,素土垫层,素土垫层,灰土垫层,灰土垫层,矿渣垫层。矿渣垫层。以砂石、素土、灰土、以砂石、素土、灰土
9、、矿渣等强度较高的材料矿渣等强度较高的材料置换地基表层软弱土,置换地基表层软弱土,提高持力层承载力,扩提高持力层承载力,扩散应力,减少沉降量。散应力,减少沉降量。适用于:处理适用于:处理暗沟、暗塘等暗沟、暗塘等软弱土地基。软弱土地基。三、软弱土地基处理方法三、软弱土地基处理方法编编编编号号号号分类分类分类分类处理方法处理方法处理方法处理方法原理及作用原理及作用原理及作用原理及作用适用范围适用范围适用范围适用范围3排水排水固结固结天然地基预天然地基预压,砂井预压,砂井预压,塑料排压,塑料排水带预压,水带预压,真空预压,真空预压,降水预压。降水预压。在地基中增设竖向排水体,在地基中增设竖向排水体,
10、加速地基的固结和强度的加速地基的固结和强度的增长,提高地基的稳定性;增长,提高地基的稳定性;加速沉降发展,使基础沉加速沉降发展,使基础沉降提前完成。降提前完成。适用于:处理适用于:处理饱和软弱土层。饱和软弱土层。对渗透性极低对渗透性极低的泥炭土,必的泥炭土,必须慎重对待。须慎重对待。4振密振密挤密挤密振冲挤密,振冲挤密,爆破挤密,爆破挤密,灰土挤密桩,灰土挤密桩,砂桩,石灰砂桩,石灰桩桩采用一定的技术措施,通采用一定的技术措施,通过振动和挤密,使土体的过振动和挤密,使土体的孔隙减少,强度提高;必孔隙减少,强度提高;必要时,在振动挤密的过程要时,在振动挤密的过程中,回填砂、砾石、灰土、中,回填砂
11、、砾石、灰土、素土等,与地基土组成复素土等,与地基土组成复合地基,从而提高地基承合地基,从而提高地基承载力,减少沉降量。载力,减少沉降量。适用于:处理适用于:处理松砂、粉土、松砂、粉土、杂填土及湿陷杂填土及湿陷性黄土。性黄土。软弱土地基处理方法软弱土地基处理方法编编编编号号号号分类分类分类分类 处理方法处理方法处理方法处理方法原理及作用原理及作用原理及作用原理及作用适用范围适用范围适用范围适用范围5置换置换及拌及拌入入振冲置换,振冲置换,深层搅拌深层搅拌(录象录象录象录象),高压喷射高压喷射注浆,石注浆,石灰桩等。灰桩等。采用专门的技术措施,以砂、采用专门的技术措施,以砂、碎石等置换软弱土地基
12、中部碎石等置换软弱土地基中部分软弱土,或在部分软弱土分软弱土,或在部分软弱土地基中掺加水泥、石灰或砂地基中掺加水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未处理浆等形成加固体,与未处理部分土组成复合地基,减少部分土组成复合地基,减少沉降量。沉降量。适用于:处理适用于:处理粘性土、冲填粘性土、冲填土、粉砂、细土、粉砂、细砂等。振冲置砂等。振冲置换法对于不排换法对于不排水剪强度水剪强度Cu20kPa时时慎用。慎用。6加筋加筋 土工聚合土工聚合物加筋,物加筋,锚固树根锚固树根桩,加筋桩,加筋土。土。在地基或土体中埋设强度较大的土在地基或土体中埋设强度较大的土工聚合物、钢片等加筋材料,使地工聚合物、钢片等加筋材料
13、,使地基或土体能承受抗拉力,防止断裂,基或土体能承受抗拉力,防止断裂,保持整体性,提高刚度,改变土体保持整体性,提高刚度,改变土体的应力、应变场,从而提高地基承的应力、应变场,从而提高地基承载力,改善变形特性。载力,改善变形特性。适用于:处理适用于:处理软弱土地基、软弱土地基、填土及陡坡填填土及陡坡填土、砂土。土、砂土。软弱土地基处理方法软弱土地基处理方法编编编编号号号号分类分类分类分类 处理方法处理方法处理方法处理方法原理及作用原理及作用原理及作用原理及作用适用范围适用范围适用范围适用范围7其他其他 灌浆灌浆(录录录录象象象象),冻,冻结,托换结,托换技术,纠技术,纠偏技术。偏技术。通过独特
14、的技术措施处理软通过独特的技术措施处理软弱土地基。弱土地基。根据实际情况根据实际情况确定。确定。软弱土地基处理方法软弱土地基处理方法 碾压与夯实是修路、筑堤、加固地基表层最常碾压与夯实是修路、筑堤、加固地基表层最常用的简易处理方法。通过夯锤或机械的夯击或碾压,用的简易处理方法。通过夯锤或机械的夯击或碾压,使填土或地基表层疏松土孔隙体积减小,密实度提使填土或地基表层疏松土孔隙体积减小,密实度提高,从而降低土的压缩性,提高其抗剪强度和承载高,从而降低土的压缩性,提高其抗剪强度和承载力。力。目前常用的方法有目前常用的方法有目前常用的方法有目前常用的方法有:机械碾压、振动压实、重锤夯:机械碾压、振动压
15、实、重锤夯实,以及实,以及7070年代发展起来的强夯法等。年代发展起来的强夯法等。1 16 6.2 .2 碾压法与夯实法碾压法与夯实法机械碾压机械碾压振动压实振动压实重锤夯实法重锤夯实法重锤夯实法重锤夯实法(录象录象录象录象)夯锤一般为截头圆锥体,锤重大于夯锤一般为截头圆锥体,锤重大于15KN,锤底,锤底直径为直径为0.71.5m,落距,落距34m,其有效夯实深度约为,其有效夯实深度约为1.11.2m(与锤径相当)。其地基承载力基本值一(与锤径相当)。其地基承载力基本值一般可达般可达100150kPa。可用于处理地下水位距地表可用于处理地下水位距地表0.8m以上的非饱和粘以上的非饱和粘性土或杂
16、填土,提高其强度,降低其压缩性和不均匀性土或杂填土,提高其强度,降低其压缩性和不均匀性。也可用于处理湿陷性黄土,消除其湿陷性。性。也可用于处理湿陷性黄土,消除其湿陷性。强夯法示意图强夯法示意图强夯法强夯法强夯法强夯法(录象录象录象录象)1.强夯法的加固机理强夯法的加固机理 强夯时地基在极短的时间内受到夯锤的高能量冲击,激发应力波传向地基深处和夯点周围。其中压缩波可以使土受压或受拉,能引起瞬间的孔隙水应力,导致土的抗剪强度大为降低,紧随其后的剪切波进而使土的结构受到破坏,瑞利波的传播则在夯点附近引发土的隆起。在此过程中,土颗粒重新排列而趋于更加稳定、密实的状态。2.2.适用于适用于适用于适用于:
17、碎石土、砂土、建筑垃圾、低饱和度的粉土、:碎石土、砂土、建筑垃圾、低饱和度的粉土、粘性粘性土、土、素填土、素填土、杂填土和湿陷性黄土杂填土和湿陷性黄土等地基,也可用于防止粉土等地基,也可用于防止粉土及粉砂的液化;对于淤泥与饱和软粘土,如采取一定措施,也及粉砂的液化;对于淤泥与饱和软粘土,如采取一定措施,也可以采用。但强夯不得用于可以采用。但强夯不得用于不允许对工程周围建筑物和设备有不允许对工程周围建筑物和设备有一定振动影响的一定振动影响的地基加固,必需时,应采取防振、隔振措施。地基加固,必需时,应采取防振、隔振措施。强夯法强夯法强夯法强夯法清理、平整场地标出第一遍夯点位置、测量场地高程起重机械
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