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1、1目录 8.1 地基处理概述 8.2 常见地基处理方法 8.3 特殊土地基处理 28.1地基处理概述地基处理概述3地基处理概述地基处理概述地基处理(ground treatment)的目的:利用置利用置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和化学等换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和化学等方法对地基土进行加固或改良,方法对地基土进行加固或改良,提高地基的强提高地基的强度,保证地基的稳定,降低地基的压缩性,减度,保证地基的稳定,降低地基的压缩性,减少基础的沉降或不均匀沉降少基础的沉降或不均匀沉降。地基问题的处理恰当与否,直接关系到整地基问题的处理恰当与否,直接关系到整个工程的质量可靠性、投资合理性及施工
2、进度。个工程的质量可靠性、投资合理性及施工进度。因此,地基处理的重要性已越来越被人们认识因此,地基处理的重要性已越来越被人们认识和了解。和了解。4地基处理概述地基处理概述 地基处理方法的分类有很多种,可以从地基处理的地基处理方法的分类有很多种,可以从地基处理的原理、目的、性质、时效和动机等不同角度进行分类。其原理、目的、性质、时效和动机等不同角度进行分类。其中最常用的是根据地基处理的原理进行分类,见表中最常用的是根据地基处理的原理进行分类,见表8-1。表表8-1常用地基处理的方法、原理及适用范围常用地基处理的方法、原理及适用范围分类方法加固原理适用范围碾压夯实机械碾压法,重锤夯实通过机械碾压夯
3、击,把表面地基土压实。碎石土、砂土、粉土、低饱和度的牯性土、杂填土等置换换土垫层法挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实换填材料,按换填材料不同可分为砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、灰土垫层等,垫层可有效地扩散基底压力,提高地基承载力,减少沉降量。软弱土地基5地基处理概述地基处理概述排水固结加载预压法在预压荷载作用下,天然地基被压缩、固结,地基土的强度提高,压缩性降低当天然土层的渗透性较低时,可在地基中设置竖向排水通道,如砂井、排水板等,缩短渗透固结的时间,加快固结速率加载预压的荷载。软土、粉土、杂填土、冲填土等深层挤密强夯法利用起重机械将大吨位的夯锤吊起,从高处自由下落,利用巨大的冲
4、击力,使土中出现冲击波和很大的应力,迫使土中孔隙压缩,土粒趋向紧密排列,并迅速同结,对土体进行强力夯实,提高地基强度,降低其压缩性。碎石土、砂土、低饱和度的粉与粘性土、湿陷性黄土、杂填土及素填土地基的深层加固振冲法利用振冲器的振动作用和高压水流的水冲作用,使饱和砂层发生液化,砂粒重新排列,孔隙率降低,同时,利用振冲器的水平振冲力,回填碎石料使得砂层挤密,达到提高地基承载力,降低沉降的目的。砂土、粉土等挤密法在软弱土层中挤土成孔从侧向将土挤密,然后再将碎石、砂、灰土、石灰或矿渣等填料充填密实与原地基形成一种复合地基,达到提高地基承载力和减小地基沉降的目的。松散砂土、杂填土、非饱和粘性土地基、黄土
5、地基6地基处理概述地基处理概述加筋加筋土法在体中加人起抗拉作用的筋材,例如土工合成材料、金属材料等,通过筋土间的作用,选到减小或抵抗压力,调整基底接触应力时目的可用于支挡结构或浅层地基处理。浅层软弱土地基处理、挡土墙结构锚固法主要有土钉和土锚法,土钉加固作用依赖于土钉与其周围土的相互作用;土锚则依赖于锚杆另一端的锚固作用,两者主要功能是减少或承受水甲向作用力。边坡加固,土锚技术应用中,必须有可以锚固的土层、岩层或构筑物竖向加固体复合地基法在地基中设置小直径刚性桩、低强度等级混凝土桩等竖向加固体,例如CFG桩、二灰混凝土桩等,形成复合地基,提高地基承载力,城少沉降量。各类软弱土地基,尤其是深厚的
6、软土地基化学固化深层搅拌法利用探层搅拌机械,将固化剂(一般的无机固化剂为水泥、石灰、粉煤灰等)在原位与软弱土搅拌成桩柱体,形成桩柱体复合地基,提高地基承载力,减少变形水泥系深层搅拌法,分为喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两类。含水量较高的软粘土地基 灌浆法,注浆法有渗入灌浆、劈裂灌浆、压密灌浆以及高压注浆等多种方法,将浆液注入土中加固土体。软弱土地基,岩石地基加固,建筑物纠偏等加固处理78.2常见地基处理方法常见地基处理方法8常见地基处理常见地基处理方法方法 在工程中我们常用的地基处理方法有在工程中我们常用的地基处理方法有换土垫层换土垫层法、预压排水固结法、复合地基法、预压排水固结法、复合地基等等,以下
7、就对这等等,以下就对这些常用地基处理方法进行详细叙述。些常用地基处理方法进行详细叙述。一、换土垫层法一、换土垫层法 当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,而软土层的厚度又不很大时,将基础底面以下处理范围内的而软土层的厚度又不很大时,将基础底面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂(碎碎石、灰土、高炉干渣、粉煤灰石、灰土、高炉干渣、粉煤灰)或其他性能稳定、无侵蚀性或其他性能稳定、无侵蚀性的材料,并夯压的材料,并夯压(振实振实)至要求的密实度为止,这种地基处理至要求的
8、密实度为止,这种地基处理方法称为换土垫层法。方法称为换土垫层法。9常见地基处理常见地基处理方法方法 在工程中地基处理方法有很多,常见的地基处在工程中地基处理方法有很多,常见的地基处理方法有理方法有:以下就对这些常用地基处理方法进行详细叙述。以下就对这些常用地基处理方法进行详细叙述。换土垫层法换土垫层法预压排水固结法预压排水固结法复合地基复合地基10常见地基处理常见地基处理方法方法一、换土垫层法一、换土垫层法 当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,而当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,而软土层的厚度又不很大时,将基础底面以下处理范围内的软弱软土层的厚度又不很大时,将基础底面
9、以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂(碎石、灰碎石、灰土、高炉干渣、粉煤土、高炉干渣、粉煤灰灰)或其他性能稳定、无或其他性能稳定、无侵蚀性的材料,并夯压侵蚀性的材料,并夯压(振实振实)至要求的密实度为至要求的密实度为止,这种地基处理方法止,这种地基处理方法称为换土垫层法如图所称为换土垫层法如图所示。示。11常见地基处理常见地基处理方法方法1.换土垫层法的作用换土垫层法的作用(1)提高地基承载力,并通过垫层的应力扩散作用,减少垫层提高地基承载力,并通过垫层的应力扩散作用,减少垫层 下天然土层所承受的压力,从而使地基强度满足要
10、求。下天然土层所承受的压力,从而使地基强度满足要求。(2)垫层置换了软弱土层,从而可减少地基的变形量。垫层置换了软弱土层,从而可减少地基的变形量。(3)加速软土层的排水固结。加速软土层的排水固结。(4)调整不均匀地基的刚度。调整不均匀地基的刚度。(5)对湿陷性黄土、膨胀土或季节性冻土等特殊土,可以消除对湿陷性黄土、膨胀土或季节性冻土等特殊土,可以消除 或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性。或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性。12常见地基处理常见地基处理方法方法 换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等
11、地基土的浅层处理。土、杂填土地基及暗沟、暗塘等地基土的浅层处理。2.设计要点设计要点 垫层设计不但要满足建筑物对地基承载力和变形的要求,垫层设计不但要满足建筑物对地基承载力和变形的要求,而且应符合经济合理的原则,其内容主要是确定断面的合理厚而且应符合经济合理的原则,其内容主要是确定断面的合理厚度和宽度。一般情况下,换土垫层的厚度不宜小于度和宽度。一般情况下,换土垫层的厚度不宜小于1m,也不,也不宜大于宜大于3m。垫层过薄,作用不明显,过厚需挖深坑,费工耗。垫层过薄,作用不明显,过厚需挖深坑,费工耗料,经济、技术上不合理。料,经济、技术上不合理。当地基土软且厚或基底压力较大时,应考虑其他加固当地
12、基土软且厚或基底压力较大时,应考虑其他加固方案。方案。13常见地基处理常见地基处理方法方法(1)垫层厚度的确定垫层厚度的确定 垫层的厚度应根据需置换软弱土的深度或下卧层的承载垫层的厚度应根据需置换软弱土的深度或下卧层的承载力确定,并符合下式要求力确定,并符合下式要求:aczzf式中式中 相应于荷载标准组合时,垫层底面处的附加应力值相应于荷载标准组合时,垫层底面处的附加应力值(kPa);垫层底面处的自重应力值垫层底面处的自重应力值(kPa);垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。zczaf14常见地基处理常见地基处理方法方法 垫层底面处的附加
13、应力值,可按压力扩散角计算,对于垫层底面处的附加应力值,可按压力扩散角计算,对于不同的基础类型则具有不同的计算方法。不同的基础类型则具有不同的计算方法。垫层内压力的分布垫层内压力的分布1垫层垫层 2回填土回填土 3基础基础(2)垫层宽度的确定)垫层宽度的确定 垫层底面的宽度应满足垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求,基础底面应力扩散的要求,可按下式确定:可按下式确定:tan2zbb式中式中 垫层底面宽度垫层底面宽度(m);压力扩散角;压力扩散角;垫层的厚度(垫层的厚度(m)。)。bz 整片垫层底面的宽度可根据施整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。工的要求适当加宽。15常见地基处理
14、常见地基处理方法方法3.施工要点施工要点 垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上,按基坑开挖期垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上,按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。垫层顶面每边超出间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。垫层顶面每边超出基础底边不宜小于基础底边不宜小于300mm。16常见地基处理常见地基处理方法方法(1)垫层的施工机械应根据不同的换填材料选择。)垫层的施工机械应根据不同的换填材料选择。如粉质粘上、灰土宜采用平碾、振动碾或羊足碾,中小如粉质粘上、灰土宜采用平碾、振动碾或羊足碾,中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯等。砂石等宜用振动碾。粉型工程也可采用蛙式夯、柴油夯等。砂石等宜用振动碾。
15、粉煤灰宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯。矿渣宜采煤灰宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯。矿渣宜采用平板振动器或平碾,也可采用振动碾。用平板振动器或平碾,也可采用振动碾。(2)垫层的施工方法、铺填厚度、压实遍数等宜通过试验)垫层的施工方法、铺填厚度、压实遍数等宜通过试验确定。确定。除接触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下除接触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定厚度外,一般情况下,垫层的分层铺填厚卧层土质条件确定厚度外,一般情况下,垫层的分层铺填厚度可取度可取200200300mm300mm。为保证分层压实质量,还应控制机械碾。为保证分层压实质量,还应控制
16、机械碾压速度。压速度。17常见地基处理常见地基处理方法方法(3)粉质粘土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优)粉质粘土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量含水量2.0的范围内,粉煤灰垫层的施工含水量宦控制的范围内,粉煤灰垫层的施工含水量宦控制在在4.0的范围内。最优台水量可通过击实试验确定,也的范围内。最优台水量可通过击实试验确定,也可按当地经验取用。可按当地经验取用。砂垫层砂垫层碎石垫层碎石垫层18常见地基处理常见地基处理方法方法(4)当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等)当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时,应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处软
17、硬不均的部位时,应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理,并经检验合格后,方可铺填垫层。理,并经检验合格后,方可铺填垫层。(5)基坑开挖时应避免坑底土层受扰动,可保留约)基坑开挖时应避免坑底土层受扰动,可保留约200mm厚的土层暂不挖去,待铺填垫层前再挖至设计标高厚的土层暂不挖去,待铺填垫层前再挖至设计标高。严禁扰动垫层下的软弱土层,防止其被践踏、受冻或受水。严禁扰动垫层下的软弱土层,防止其被践踏、受冻或受水浸泡。在碎石或卵石垫层底部宜设置浸泡。在碎石或卵石垫层底部宜设置150300mm厚的砂厚的砂垫层或铺一层土工织物,防止软弱土层表面的局部破坏,同垫层或铺一层土工织物,防止软弱土层表面的局部破坏
18、,同时必须防止基坑边坡坍土混入垫层。时必须防止基坑边坡坍土混入垫层。(6)换填垫层施工应注意基坑排水,除采用水撼法施工砂垫)换填垫层施工应注意基坑排水,除采用水撼法施工砂垫层外,不得在浸水条件下施工,必要时应采用降低地下水位层外,不得在浸水条件下施工,必要时应采用降低地下水位的措施。的措施。19常见地基处理常见地基处理方法方法(7)垫层底面宜设在同标高上,如深)垫层底面宜设在同标高上,如深度不同,基坑底土面应挖成阶梯或斜坡度不同,基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接,并按先深后浅的顺序进行垫层施搭接,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,搭接处应夯压密实。工,搭接处应夯压密实。(8)粉质粘土及灰土垫层分段
19、施工)粉质粘土及灰土垫层分段施工时,不得在柱基、墙角及承重窗间墙时,不得在柱基、墙角及承重窗间墙(9)垫层竣工验收合格后,应及时进行基础施工与基坑回填。)垫层竣工验收合格后,应及时进行基础施工与基坑回填。下接缝。上下两层的缝距不得小于下接缝。上下两层的缝距不得小于500mm。接缝处应夯压密。接缝处应夯压密实。灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压。灰土夯压密实后实。灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压。灰土夯压密实后3天天内不得受水浸泡。粉煤灰垫层铺填后宜当天压实,每层验收后内不得受水浸泡。粉煤灰垫层铺填后宜当天压实,每层验收后应及时铺填上层或封层,防止干燥后松散起尘污染,同时应禁应及时铺填上层或封层,防止
20、干燥后松散起尘污染,同时应禁止车辆碾压通行。止车辆碾压通行。20常见地基处理常见地基处理方法方法(10)铺设土工合成材料时,下铺地基土层顶面应平整,防)铺设土工合成材料时,下铺地基土层顶面应平整,防止土工合成材料被刺穿、顶破。铺设时应把土工合成材料张止土工合成材料被刺穿、顶破。铺设时应把土工合成材料张拉平直、绷紧,严禁有褶皱;端头应固定或回折锚固;切忌拉平直、绷紧,严禁有褶皱;端头应固定或回折锚固;切忌曝晒或裸露;联结宜用搭接法、缝接法和胶结法,并均应保曝晒或裸露;联结宜用搭接法、缝接法和胶结法,并均应保证主要受力方向的联结强度不低于所采用材料的抗拉强度。证主要受力方向的联结强度不低于所采用材
21、料的抗拉强度。4.质量检验质量检验 根据承载力要求,垫层的质量常用干密度根据承载力要求,垫层的质量常用干密度 和压实系数和压实系数 控制。控制。dc21常见地基处理常见地基处理方法方法 素土、素土、灰土和密砂选用容积大于灰土和密砂选用容积大于200cm3的环刀,的环刀,在垫层中取代表性试样,测定其干密度。在垫层中取代表性试样,测定其干密度。(1)干密度干密度d合格标准:中砂合格标准:中砂1.60gcm3;灰土;灰土1.55gcm3。(2)压实系数垫层的压实系数压实系数垫层的压实系数 一般介于一般介于0 930.97之之间。间。c22常见地基处理常见地基处理方法方法二、预压排水固结法二、预压排水
22、固结法 排水固结法是对天然地基加载预压,或先在天然地基中排水固结法是对天然地基加载预压,或先在天然地基中设置砂井等设置砂井等(袋装砂井或塑料排水板袋装砂井或塑料排水板)竖向排水体,然后利用竖向排水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加荷,或在建筑物建造前在场地先建筑物本身重量分级逐渐加荷,或在建筑物建造前在场地先行加载预压,使土体中行加载预压,使土体中的孔隙水排出,土体逐渐的孔隙水排出,土体逐渐固结,地基发生沉降,同固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的一种方时强度逐步提高的一种方法如图。法如图。23常见地基处理常见地基处理方法方法 排水固结法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题,排水固结法常用
23、于解决软粘土地基的沉降和稳定问题,可以使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成,可以使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成,保证建筑物在使用期间不致于产生过大的沉降和沉降差。同保证建筑物在使用期间不致于产生过大的沉降和沉降差。同时可增加地基土的抗剪强度,提高地基的承载力和稳定性。时可增加地基土的抗剪强度,提高地基的承载力和稳定性。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组成的。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组成的。24常见地基处理常见地基处理方法方法 排水系统可由在天然地基中设置竖向排水体并在地面连排水系统可由在天然地基中设置竖向排水体并在地面连以水平排水的砂垫层构
24、成,也可以利用天然地基土层本身的以水平排水的砂垫层构成,也可以利用天然地基土层本身的透水性,其主要目的在于改变地基原有的排水边界条件,增透水性,其主要目的在于改变地基原有的排水边界条件,增加孔隙水排出的途径,缩短排水距离。加孔隙水排出的途径,缩短排水距离。加压系统的作用是使地基上的固结压力增加因而产生固加压系统的作用是使地基上的固结压力增加因而产生固结,常见的方法有堆载法、真空法、降低地下水位法、电渗结,常见的方法有堆载法、真空法、降低地下水位法、电渗法及联合法。法及联合法。排水系统和加压系统是相辅相承的,如果没有加压系统,排水系统和加压系统是相辅相承的,如果没有加压系统,孔隙中的水没有压力差
25、就不会自然排出,地基也就得不到固孔隙中的水没有压力差就不会自然排出,地基也就得不到固结;如果不缩短土层的排水距离,只增加固结压力,也不可结;如果不缩短土层的排水距离,只增加固结压力,也不可能在预压期间尽快地完成设计所要求的沉降量,使加载不能能在预压期间尽快地完成设计所要求的沉降量,使加载不能顺利进行。顺利进行。25常见地基处理常见地基处理方法方法 下面对施工中常用的堆载预压法、真空预压法及真空下面对施工中常用的堆载预压法、真空预压法及真空-堆堆载联合法进行介绍。载联合法进行介绍。1.堆载预压法堆载预压法压,使土体中孔隙水排出,孔隙体压,使土体中孔隙水排出,孔隙体积变小,地基土压密,以增长土体积
26、变小,地基土压密,以增长土体的抗剪强度,提高地基承载力和稳的抗剪强度,提高地基承载力和稳定性;同时可减小土体的压缩性,定性;同时可减小土体的压缩性,消除沉降量以便在使用期间不致产消除沉降量以便在使用期间不致产生有害的沉降和沉降差。其中堆载生有害的沉降和沉降差。其中堆载预压法处理深度一般达预压法处理深度一般达10米左右。米左右。是指在建筑物或构筑物建造前,先在拟建场地上用堆土或是指在建筑物或构筑物建造前,先在拟建场地上用堆土或其他荷重,施加或分级施加与其相当的荷载,对地基土进行预其他荷重,施加或分级施加与其相当的荷载,对地基土进行预26常见地基处理常见地基处理方法方法 由于软土的渗透性很小,土中
27、水排出速率很慢,为了加由于软土的渗透性很小,土中水排出速率很慢,为了加速土的固结,缩短预压时间,常在土中打设砂井,作为土中速土的固结,缩短预压时间,常在土中打设砂井,作为土中水从土中排出的通道,使土中水排出的路径大大缩短,然后水从土中排出的通道,使土中水排出的路径大大缩短,然后进行堆载预压,使软土中空进行堆载预压,使软土中空隙水压力得以较快地消散,这隙水压力得以较快地消散,这种方法称为砂井堆载预压法。种方法称为砂井堆载预压法。有时,也在土中插入排水塑料有时,也在土中插入排水塑料带,代替砂井。由于塑料排水带,代替砂井。由于塑料排水带可采用专用向土中插入塑料带可采用专用向土中插入塑料排水带的插板机
28、施工,施工速排水带的插板机施工,施工速度很快,得到较多应用。度很快,得到较多应用。27常见地基处理常见地基处理方法方法 加载速率应根据地基土的强度确定。当天然地基土的强加载速率应根据地基土的强度确定。当天然地基土的强度满足预压荷载下地基的稳定性要求时,可一次性加载,否度满足预压荷载下地基的稳定性要求时,可一次性加载,否则应分级逐渐加载,待前期预压荷载下地基土的强度增长满则应分级逐渐加载,待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载下地基的稳定性要求时方可加载。足下一级荷载下地基的稳定性要求时方可加载。堆载预压法施工时,应注意以下技术要点:堆载预压法施工时,应注意以下技术要点:(1)塑料排水带
29、的性能指标必须符合设计要求。塑料排水带塑料排水带的性能指标必须符合设计要求。塑料排水带在现场应妥加保护,防止阳光照射、破损或污染,破损或污染在现场应妥加保护,防止阳光照射、破损或污染,破损或污染的塑料排水带不得在工程中使用。的塑料排水带不得在工程中使用。(2)砂井的灌砂量,应按井孔的体积和砂在中密状态时的干砂井的灌砂量,应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算,其实际灌砂量不得小于计算值的密度计算,其实际灌砂量不得小于计算值的95;灌入砂袋;灌入砂袋中的砂宜用干砂,并应灌制密实。中的砂宜用干砂,并应灌制密实。28常见地基处理常见地基处理方法方法(3)塑料排水带和袋装砂井施工时,平均井距偏差不
30、应大于井塑料排水带和袋装砂井施工时,平均井距偏差不应大于井径,垂直度偏差不应大于径,垂直度偏差不应大于1.5,深度不得小于设计要求。,深度不得小于设计要求。(4)塑料排水带和袋装砂井砂袋埋入砂垫层中的长度不应小塑料排水带和袋装砂井砂袋埋入砂垫层中的长度不应小于于500mm。(5)塑料排水带施工所用套管应塑料排水带施工所用套管应保证插入地基中的带子不扭曲。保证插入地基中的带子不扭曲。塑料排水带需接长时,塑料排水带需接长时,应采用滤应采用滤膜内芯带平搭接的连接方法,搭膜内芯带平搭接的连接方法,搭接长度宜大于接长度宜大于200mm。(6)袋装砂井如图施工所用套袋装砂井如图施工所用套管内径直略大于砂井
31、直径。管内径直略大于砂井直径。29常见地基处理常见地基处理方法方法 2.真空预压法真空预压法 真空预压是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层,然后埋设垂直真空预压是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层,然后埋设垂直排水通道,再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝,薄膜四周埋人土中,通排水通道,再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝,薄膜四周埋人土中,通过砂垫层内埋设的吸水管道,用真空装置进行抽气,先后在地表砂垫层和过砂垫层内埋设的吸水管道,用真空装置进行抽气,先后在地表砂垫层和竖向排水通道内形成负压,使土体内部与排水通道、砂垫层之间形成压力竖向排水通道内形成负压,使土体内部与排水通道、砂垫层之间形成压力差
32、,在此压力差作用下,土体中的孔隙水不断地从排水通道中排出,从而差,在此压力差作用下,土体中的孔隙水不断地从排水通道中排出,从而使土体固结。使土体固结。30常见地基处理常见地基处理方法方法真空预压法施工顺序如图真空预压法施工顺序如图:真空预压法施工时,应注意以下技术要点:真空预压法施工时,应注意以下技术要点:(1)真空预压的抽气设备宜采用射流真空泵,空抽时必须达到真空预压的抽气设备宜采用射流真空泵,空抽时必须达到95kPa以以上的真空吸力,真空泵的设置应根据预压面积大小和形状、真空泵效率和上的真空吸力,真空泵的设置应根据预压面积大小和形状、真空泵效率和工程经验确定,但每块预压区至少应设置两台真空
33、泵。工程经验确定,但每块预压区至少应设置两台真空泵。31常见地基处理常见地基处理方法方法(2)真空管路的连接应严格密封,在真空管路中应设置止回阀和截门。水真空管路的连接应严格密封,在真空管路中应设置止回阀和截门。水平向分布滤水管可采用条状、梳齿状及羽毛状等形式,滤水管布置宜形成平向分布滤水管可采用条状、梳齿状及羽毛状等形式,滤水管布置宜形成回路。滤水管应设在砂垫层中,其上覆盖厚度回路。滤水管应设在砂垫层中,其上覆盖厚度100200mm的砂层。的砂层。滤水管可采用钢管或塑料管,外包尼龙纱或土工织物等滤水材料。水管在滤水管可采用钢管或塑料管,外包尼龙纱或土工织物等滤水材料。水管在预压过程中应能适应
34、地基变形。预压过程中应能适应地基变形。(3)密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺性能强的不透气材料。密密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺性能强的不透气材料。密封膜热合时宜采用双热合缝的平搭接,搭接宽度应大于封膜热合时宜采用双热合缝的平搭接,搭接宽度应大于15mm。密封膜宜。密封膜宜铺设三层,膜周边可采用挖沟埋膜、平铺并用黏土覆盖压边、围埝沟内及膜铺设三层,膜周边可采用挖沟埋膜、平铺并用黏土覆盖压边、围埝沟内及膜上覆水等方法进行密封。上覆水等方法进行密封。3.真空真空-堆载联合预压法堆载联合预压法 对于特别软弱的地基,当建筑物荷载比较大时,可以采用真空对于特别软弱的地基,当建筑物荷载比
35、较大时,可以采用真空-堆载联堆载联合预压法合预压法.32常见地基处理常见地基处理方法方法三、复合地基三、复合地基 所谓复合地基,是指天然地基在地基处理过程中部分土被所谓复合地基,是指天然地基在地基处理过程中部分土被置换或在天然地基中设置加筋材料而得到增强,加固区由基体置换或在天然地基中设置加筋材料而得到增强,加固区由基体和增强体两部分构成的人工地基。桩体复合地基是目前应用最和增强体两部分构成的人工地基。桩体复合地基是目前应用最为广泛的复合地基。为广泛的复合地基。对于桩体复合地基,按照成桩所采用的材料不同,桩体可对于桩体复合地基,按照成桩所采用的材料不同,桩体可以分为:以分为:1)散体土类桩,如
36、碎石桩、砂桩等。散体土类桩,如碎石桩、砂桩等。2)水泥土类桩,如水泥土搅拌桩、旋喷桩等。水泥土类桩,如水泥土搅拌桩、旋喷桩等。3)混凝土类桩,如树根桩、混凝土类桩,如树根桩、CFG桩等。桩等。33常见地基处理常见地基处理方法方法 采用真空采用真空-堆载联合预压法时,应先抽真空,当真空达到设计要求并堆载联合预压法时,应先抽真空,当真空达到设计要求并稳定后,再进行堆载,并继续抽气,堆载时需在膜上铺设土工编织布等稳定后,再进行堆载,并继续抽气,堆载时需在膜上铺设土工编织布等保护材料。保护材料。34常见地基处理常见地基处理方法方法按照成桩后的桩体的强度可以分为:按照成桩后的桩体的强度可以分为:1)柔性
37、桩,如散体土类桩等。柔性桩,如散体土类桩等。2)半刚性桩,如水泥土类桩等。半刚性桩,如水泥土类桩等。3)刚性桩,如混凝土类桩等。刚性桩,如混凝土类桩等。由柔性桩和桩间土组成的复合地基称为柔性桩复合地基。由柔性桩和桩间土组成的复合地基称为柔性桩复合地基。类似的有半刚性桩复合地、刚性桩复合地基。类似的有半刚性桩复合地、刚性桩复合地基。工程中常见的复合地基有水泥土搅拌桩复合地基和振冲碎工程中常见的复合地基有水泥土搅拌桩复合地基和振冲碎石桩复合地基,下面对这两种复合地基进行介绍。石桩复合地基,下面对这两种复合地基进行介绍。35常见地基处理常见地基处理方法方法 1.水泥土搅拌桩复合地基水泥土搅拌桩复合地
38、基 搅拌桩是通过特制的深层搅拌机械在地搅拌桩是通过特制的深层搅拌机械在地基深处将土和水泥强制搅拌,利用水泥和土基深处将土和水泥强制搅拌,利用水泥和土之间的一系列物理、化学反应,使土硬结成之间的一系列物理、化学反应,使土硬结成整体性、水稳定性和一定强度的桩或墙体。整体性、水稳定性和一定强度的桩或墙体。36常见地基处理常见地基处理方法方法 水泥搅拌桩的施工工艺见图所示。成桩一般采用二次搅拌工艺,第水泥搅拌桩的施工工艺见图所示。成桩一般采用二次搅拌工艺,第一次搅拌喷浆一次搅拌喷浆60%,第二次搅拌喷浆,第二次搅拌喷浆40%,水泥浆液水灰比为,水泥浆液水灰比为0.450.5,喷浆时提升速度与输浆速度同
39、步,以确保额定浆量在桩身范围,喷浆时提升速度与输浆速度同步,以确保额定浆量在桩身范围内均匀分布,一般喷口压力保持在内均匀分布,一般喷口压力保持在0.40.6MPa,提升速度不大于,提升速度不大于0.5m/min,相邻桩之间的施工一般是连续作业,施工间歇不应超过,相邻桩之间的施工一般是连续作业,施工间歇不应超过1216小时。小时。37常见地基处理常见地基处理方法方法 2.振冲碎石桩复合地基振冲碎石桩复合地基 采用振冲法施工碎石桩时,按其加固机理的不同,可分为振冲置换采用振冲法施工碎石桩时,按其加固机理的不同,可分为振冲置换和振冲密实法两类。和振冲密实法两类。在处理粘性土地基时,一般将含泥量不大的
40、碎石、在处理粘性土地基时,一般将含泥量不大的碎石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料充填在振冲施工形成的孔道中,经振实形卵石、角砾、圆砾等硬质材料充填在振冲施工形成的孔道中,经振实形成多根石料桩体,这些桩体与原地基土共同构成所谓复合地基,使地基成多根石料桩体,这些桩体与原地基土共同构成所谓复合地基,使地基承载力提高,沉降减少。由于碎石桩在粘性土中主要起置换作用,故又承载力提高,沉降减少。由于碎石桩在粘性土中主要起置换作用,故又称为振冲置换法。该法适用于处理不排水抗剪强度不小于称为振冲置换法。该法适用于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘的粘性土、粉士、饱和黄土及填土等地基。性土、粉士、饱和黄土及填土
41、等地基。在处理砂土、粉土地基时,由于振冲施工过程中,桩间土在振动及在处理砂土、粉土地基时,由于振冲施工过程中,桩间土在振动及水压作用下土层发生液化,士粒重新排列,孔隙减小,使地基土承载力水压作用下土层发生液化,士粒重新排列,孔隙减小,使地基土承载力和抗液化能力提高。施工时,除了振冲置换法所采用的填料外,还可采和抗液化能力提高。施工时,除了振冲置换法所采用的填料外,还可采用砾砂、粗砂及中砂等。用砾砂、粗砂及中砂等。38常见地基处理常见地基处理方法方法 振冲法碎石桩是以起重机掉起振冲器,启动振冲法碎石桩是以起重机掉起振冲器,启动潜水电动机后带动偏心块,使振冲器产生高频振潜水电动机后带动偏心块,使振
42、冲器产生高频振动,同时开动水泵,使高压水通过喷嘴喷射出高动,同时开动水泵,使高压水通过喷嘴喷射出高压水流,在边振边冲的联合作用下,将振冲器沉压水流,在边振边冲的联合作用下,将振冲器沉到土中的设计深度。在进行振冲置换法施工时,到土中的设计深度。在进行振冲置换法施工时,因孔内泥浆太稠而影响填料的下沉速度,需以回因孔内泥浆太稠而影响填料的下沉速度,需以回水带出稠浆进行清孔,之后从地面向孔中逐段填水带出稠浆进行清孔,之后从地面向孔中逐段填入碎石,并在振动作用下,碎石被振挤密实,达入碎石,并在振动作用下,碎石被振挤密实,达到所要求的密实度后提升振冲器。到所要求的密实度后提升振冲器。如此重复填料和振密,直
43、基地面,如此重复填料和振密,直基地面,从而在地基中形成一根大直径的密实度从而在地基中形成一根大直径的密实度很高的桩体。很高的桩体。39常见地基处理常见地基处理方法方法四、其它处理方法简介四、其它处理方法简介 地基处理方法的分类有很多种,除了以上介绍的几类以外常用地基处理方法的分类有很多种,除了以上介绍的几类以外常用的还有机械碾压法、强夯法和化学加固法等等。的还有机械碾压法、强夯法和化学加固法等等。振冲碎石桩施工过程中的填料量、密实电流和留振时间是振冲法振冲碎石桩施工过程中的填料量、密实电流和留振时间是振冲法施工中质量检验的关键。这三者买际上是相互联系和互为保证的。只施工中质量检验的关键。这三者
44、买际上是相互联系和互为保证的。只有在一定填料量的情况下,才能保证达到一定的密实电流而这时必有在一定填料量的情况下,才能保证达到一定的密实电流而这时必须要有一定的留振时间,才能把填料挤紧振密。须要有一定的留振时间,才能把填料挤紧振密。40常见地基处理常见地基处理方法方法 是采用机械压实松软土的方法,常用的机械有平碾、羊足碾等。这是采用机械压实松软土的方法,常用的机械有平碾、羊足碾等。这种方法常用于大面积填土和杂填土地基的压实,分层压实厚度为种方法常用于大面积填土和杂填土地基的压实,分层压实厚度为2030cm。在实际工程中,应预先通过室内击实试验和现场碾压试验确定。在实际工程中,应预先通过室内击实
45、试验和现场碾压试验确定在一定压实条件下土的合适含水量、恰当的分层碾压厚度和碾压遍数。在一定压实条件下土的合适含水量、恰当的分层碾压厚度和碾压遍数。施工前,被碾压的土料应先进行含水量测定,只有含水量在合适范围内施工前,被碾压的土料应先进行含水量测定,只有含水量在合适范围内的土料才允许进场。的土料才允许进场。1.机械碾压法机械碾压法41常见地基处理常见地基处理方法方法 是将重锤(一般是将重锤(一般100400KN)以)以820m落距(最高可达落距(最高可达40m)下落,冲击)下落,冲击力有时可达力有时可达10006000KN.m,进行强力,进行强力夯实加固地层的深层密实方法。此方法可提夯实加固地层
46、的深层密实方法。此方法可提高土的强度、降低其压缩性、减轻甚至消除高土的强度、降低其压缩性、减轻甚至消除砂土振动的液化危害和湿陷性黄土的湿陷性砂土振动的液化危害和湿陷性黄土的湿陷性等,同时还能提高土层的均匀程度、减少地等,同时还能提高土层的均匀程度、减少地基的不均匀沉降。强夯法适用于碎石土、砂基的不均匀沉降。强夯法适用于碎石土、砂土、粉土、人工填土和湿陷性黄土等地基处土、粉土、人工填土和湿陷性黄土等地基处理。对于淤泥和淤泥质土地基,尤其是高灵理。对于淤泥和淤泥质土地基,尤其是高灵敏度的软土,须经试验证明其加固效果时才敏度的软土,须经试验证明其加固效果时才能采用。能采用。2.强夯法强夯法42常见地
47、基处理常见地基处理方法方法(1)静压灌浆法)静压灌浆法 3.化学加固法化学加固法 是利用水泥浆液、粘土浆液或其他化学浆液通过灌注压人、机械搅是利用水泥浆液、粘土浆液或其他化学浆液通过灌注压人、机械搅拌或高压喷射,使浆液与土颗粒胶结起来,以改善地基土的物理和力拌或高压喷射,使浆液与土颗粒胶结起来,以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法。学性质的地基处理方法。静压灌浆工艺发展较早,应用范围也最为广泛,但对渗透系数静压灌浆工艺发展较早,应用范围也最为广泛,但对渗透系数较小的细砂、粘士等,仅靠静压力难以使浆液注人土体的细小孔隙较小的细砂、粘士等,仅靠静压力难以使浆液注人土体的细小孔隙中,需要使用特
48、殊的材料和技术。中,需要使用特殊的材料和技术。(2)混合搅拌法)混合搅拌法混合搅拌法包括高压喷射注浆法和水泥土搅拌法混合搅拌法包括高压喷射注浆法和水泥土搅拌法43常见地基处理常见地基处理方法方法 高压喷射注浆法是利用高压射水高压喷射注浆法是利用高压射水切削地基土,通过注浆管喷出浆液,切削地基土,通过注浆管喷出浆液,就地将士和浆液进行搅拌混合,形成就地将士和浆液进行搅拌混合,形成水泥土的加固体。它适用于松散土层,水泥土的加固体。它适用于松散土层,不受可灌性的限制,但在颗粒太大,不受可灌性的限制,但在颗粒太大,砾石含量过多以及含纤维质的上层中砾石含量过多以及含纤维质的上层中采用该方法则效果较差。采
49、用该方法则效果较差。水泥土搅拌法采用特制的搅拌机械,在地基深处不断旋转,同时水泥土搅拌法采用特制的搅拌机械,在地基深处不断旋转,同时将水泥或石灰等材料的浆体或粉体喷入,与软土就地强制搅拌混合,将水泥或石灰等材料的浆体或粉体喷入,与软土就地强制搅拌混合,使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基土,这种方法适使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的地基土,这种方法适用于处理软牯土地基。用于处理软牯土地基。高压喷射注浆法高压喷射注浆法 448.3特殊土地基处理特殊土地基处理45 具有特殊工程性质的土类为特殊土具有特殊工程性质的土类为特殊土。各种天然形成的特殊土的。各种天然形成的特殊土的地理分
50、布,存在着一定的分布规律,表现出一定的区域性,所以又称地理分布,存在着一定的分布规律,表现出一定的区域性,所以又称为区域性特殊土。我国的特殊土主要有膨胀土、湿陷性黄土、软土、为区域性特殊土。我国的特殊土主要有膨胀土、湿陷性黄土、软土、红粘土和多年冻土等。红粘土和多年冻土等。特殊土地基处理特殊土地基处理 一、一、膨胀土地基膨胀土地基 膨胀土一般指粘粒成分主要为的亲水性矿物组成,同时具有显膨胀土一般指粘粒成分主要为的亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变型特征的粘性土。著的吸水膨胀和失水收缩两种变型特征的粘性土。膨胀土的粘粒含量很高塑性指数大于膨胀土的粘粒含量很高塑性指数大于17,
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