第九章-软弱地基及处理.pptx

土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.1 概概 述述 9.4 预压法预压法本本 章章 内内 容容9.2 换填法换填法 9.3 强夯法强夯法 9.5 挤密法及振冲法挤密法及振冲法 9.6 化学加固法化学加固法9.7 托换法托换法 土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.1 9.1 概概 述述 浅基础浅基础,当承载力当承载力,沉降沉降,液化液化,冻胀不满足冻胀不满足设计要求设计要求 (1)(1)采用深基础采用深基础,桩基础桩基础 (2)(2)处理地基土处理地基土,改善土性改善土性土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院1 1、改善剪切特性、改善剪切特性-地基承载力地基承载力2 2、改善压缩特性、改善压缩特性-减少地基沉降量减少地基沉降量3 3、改善透水特性、改善透水特性 (1)(1)防渗：防渗：堤坝、闸基、池堤坝、闸基、池 (2)(2)排水：排水：软基固结渗流、挡土墙排水软基固结渗流、挡土墙排水 (3)(3)渗透稳定性：渗透稳定性：长江大堤的管涌、流土长江大堤的管涌、流土 (4)(4)抗冻性抗冻性4 4、改善动力特性、改善动力特性 (1)(1)液化：液化：加密加密 (2)(2)震陷：震陷：干松砂和溶洞干松砂和溶洞5 5、改善特殊土的不良地基特性、改善特殊土的不良地基特性 (1)(1)黄土的湿陷黄土的湿陷 (2)(2)膨胀土的胀缩膨胀土的胀缩9.1.1 9.1.1 地基处理的目的与意义地基处理的目的与意义土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.1.2 9.1.2 地基处理的对象地基处理的对象u软弱地基软弱地基u不良地基不良地基淤淤 泥泥 土土 e1.5，L(IL1.0)淤泥质土淤泥质土 e=1.01.5，L(IL1.0)泥炭土泥炭土，泥炭质土，泥炭质土冲填土冲填土湿陷性黄土湿陷性黄土膨胀土膨胀土冻土冻土松砂松砂 Dr 0.85 饱和液化饱和液化,干土震陷干土震陷人工填土，杂填土人工填土，杂填土土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.1.3 9.1.3 地基处理方法的分类地基处理方法的分类 （1）土质改良；）土质改良；（2）土的置换；）土的置换；（3）土的补强。）土的补强。地基处理的方法分类多种多样地基处理的方法分类多种多样按处理深度分按时间分按土的性质分按地基处理的作用机理分浅层处理深层处理临时处理永久处理砂性土处理粘性土处理分类标准不同，分类标准不同，分类也很多，不统一。分类也很多，不统一。土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.1.4 9.1.4 地基处理方法的选用原则地基处理方法的选用原则 应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源。因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源。选定了地基处理方案后，地基加固处理应尽量提早进选定了地基处理方案后，地基加固处理应尽量提早进行，地基加固后强度的提高往往需要有一定时间，随着时行，地基加固后强度的提高往往需要有一定时间，随着时间的延长，强度会继续增长。施工时应调整施工速度，确间的延长，强度会继续增长。施工时应调整施工速度，确保地基的稳定和安全。还要在施工过程中加强管理，以防保地基的稳定和安全。还要在施工过程中加强管理，以防止由于管理不善而导致未能取得预期的处理效果。止由于管理不善而导致未能取得预期的处理效果。土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.2 9.2 换换 填填 法法 又称换土又称换土又称换土又称换土垫层法垫层法垫层法垫层法垫层材料垫层材料卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂素土素土灰土：灰土：灰土比灰土比 2:8 或或 3:7工业废料：工业废料：粉煤灰，矿渣粉煤灰，矿渣垫层厚度垫层厚度一般：一般：0.53m适用范围适用范围适用于适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土黄土、素填土、杂填土及及暗沟、暗沟、暗塘暗塘等等浅层处理浅层处理。土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院换土垫层作用换土垫层作用（1）提高地基的承载力（2）减少地基沉降量（3）加速软弱土层的排水固结（4）防止冻胀和消除膨胀土地基的胀缩作用软土软土垫层垫层土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院砂垫层的设计砂垫层的设计(1)(1)砂垫层的厚度砂垫层的厚度土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院(2)(2)砂垫层的宽度砂垫层的宽度b b垫层底面宽度，垫层底面宽度，mm。注意：注意：垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于300mm300mm，或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡 。(3)(3)砂垫层的施工砂垫层的施工碾压法碾压法振动法振动法夯实法夯实法 分层铺筑分层铺筑分层压实分层压实土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.3 9.3 强强 夯夯 法法 又称动力固结法又称动力固结法又称动力固结法又称动力固结法 强夯机械强夯机械作用机理作用机理大吨位的起重机，把很重的锤大吨位的起重机，把很重的锤（一般为（一般为1040t1040t）从高处从高处自由下落自由下落（落距为（落距为640m640m）给地基以冲击力和振动给地基以冲击力和振动 巨大的夯击能和冲击波，压缩的微气泡，沉降；巨大的夯击能和冲击波，压缩的微气泡，沉降；土体局部产生液化后，结构破坏，加速孔隙水压力消散；土体局部产生液化后，结构破坏，加速孔隙水压力消散；粘性土具有的触变性，使降低了的强度得到恢复和增强。粘性土具有的触变性，使降低了的强度得到恢复和增强。土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院设计要求设计要求H需要加固土层的深度，m；系数，与地基土性质有关，一般为0.500.70；m锤重，t；h锤的落距，m 注意：注意：注意：注意：强夯法加固地基所取得的效果还与几个施工参数有关，如夯击距离、击数、遍数、间歇时间夯击距离、击数、遍数、间歇时间等。土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院强夯施工工序：强夯施工工序：强夯施工工序：强夯施工工序：平整场地平整场地平整场地平整场地 标出首遍夯点标出首遍夯点标出首遍夯点标出首遍夯点 起重机就位，夯锤对准夯点起重机就位，夯锤对准夯点起重机就位，夯锤对准夯点起重机就位，夯锤对准夯点 测量夯前锤顶高程测量夯前锤顶高程测量夯前锤顶高程测量夯前锤顶高程 起吊夯锤至预定高度，释放夯锤起吊夯锤至预定高度，释放夯锤起吊夯锤至预定高度，释放夯锤起吊夯锤至预定高度，释放夯锤 按设计夯击次数及控制标准完成第一遍夯击按设计夯击次数及控制标准完成第一遍夯击按设计夯击次数及控制标准完成第一遍夯击按设计夯击次数及控制标准完成第一遍夯击 用推土机用推土机用推土机用推土机填平夯坑填平夯坑填平夯坑填平夯坑 重复以上步骤，完成全部夯击遍数，最后用低重复以上步骤，完成全部夯击遍数，最后用低重复以上步骤，完成全部夯击遍数，最后用低重复以上步骤，完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将地表层松土夯实。能量满夯，将地表层松土夯实。能量满夯，将地表层松土夯实。能量满夯，将地表层松土夯实。土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.4 9.4 预预 压压 法法有砂井排水有砂井排水塑料排水带塑料排水带预压系统预压系统排水系统排水系统加载预压加载预压真空预压真空预压淤泥淤泥淤泥质土淤泥质土冲填土等饱和粘性土冲填土等饱和粘性土适用范围适用范围土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院预预 压压 法法 施施 工工 照照 片片土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院砂井设计砂井设计砂井的长度砂井的长度砂井的直径砂井的直径 d=2030cmd=2030cm 砂井的间距砂井的间距 （810810）d d“细且密细且密”的原则的原则 施工工序：施工工序：用一条聚乙烯网袋，长为用一条聚乙烯网袋，长为H+2mH+2m，扎，扎紧下口，装入少量砂土，放入套管，紧下口，装入少量砂土，放入套管，至设计深度。将网袋上口固定在装砂至设计深度。将网袋上口固定在装砂漏斗上，通过振动装砂入袋，装满砂漏斗上，通过振动装砂入袋，装满砂袋后，从漏斗上卸下，拧紧套管上盖，袋后，从漏斗上卸下，拧紧套管上盖，把压缩空气送进套管，提升套管至地把压缩空气送进套管，提升套管至地面，一个袋装砂井即完成。通常在地面，一个袋装砂井即完成。通常在地面上应留面上应留50100cm50100cm长的砂袋。长的砂袋。土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院预压荷载大小和堆载速率的控制预压荷载大小和堆载速率的控制（1 1）地面沉降速率地面沉降速率 在排水砂垫层上设地基垂直沉降在排水砂垫层上设地基垂直沉降观测点，要求堆载中心点地表日沉降量不超过观测点，要求堆载中心点地表日沉降量不超过10mm10mm。（2 2）边桩水平位移边桩水平位移 在离预压土体四周边缘约在离预压土体四周边缘约1m1m处处打一排边桩，长打一排边桩，长1.52.0m1.52.0m，打入地层内，打入地层内1m1m，要求边，要求边桩日水平位移不超过桩日水平位移不超过510mm510mm。（3 3）地基土孔隙水压力地基土孔隙水压力 在地基中不同深度处理设孔在地基中不同深度处理设孔隙水压力计，要求孔隙水压力不超过预压荷载所产生隙水压力计，要求孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的应力的50%60%50%60%。土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.5 9.5 挤密法及振冲法挤密法及振冲法 u挤密法挤密法：在软弱或松散地基中先打入桩管成：在软弱或松散地基中先打入桩管成孔，然后在桩管中填粗砂、砾石等坚实土料孔，然后在桩管中填粗砂、砾石等坚实土料 u振冲法振冲法：应用松砂加水振动后变密的原理，：应用松砂加水振动后变密的原理，再通过振冲器成孔，然后填入砂或石、石灰、再通过振冲器成孔，然后填入砂或石、石灰、灰土等材料，再予以捣实形成桩与周围挤密灰土等材料，再予以捣实形成桩与周围挤密后的松砂所组成的复合地基，来承受建筑物后的松砂所组成的复合地基，来承受建筑物的荷重的荷重 土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院挤密法挤密法土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院振冲法振冲法 土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院复合地基变形模量复合地基变形模量 土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院复合地基承载力复合地基承载力 土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.6 9.6 化学加固法化学加固法 化学浆液化学浆液（1 1）水泥浆液：水泥浆液：用高标号的硅酸盐水泥和速凝剂用高标号的硅酸盐水泥和速凝剂 组成的浆液；组成的浆液；（2 2）硅酸钠（水玻璃）硅酸钠（水玻璃）为主的浆液：常用水玻璃为主的浆液：常用水玻璃 和氯化钙溶液；和氯化钙溶液；（3 3）丙烯酸氨丙烯酸氨为主的浆液；为主的浆液；（4 4）纸浆纸浆为主的浆液：如重铬酸盐木质素浆液其为主的浆液：如重铬酸盐木质素浆液其 加固效果尚可，但有毒性，易污染地下水。加固效果尚可，但有毒性，易污染地下水。化学灌浆化学灌浆土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院高压喷射注浆法高压喷射注浆法 适用于：适用于：淤泥、淤淤泥、淤泥质土、一般粘性泥质土、一般粘性土、粉土、黄土、土、粉土、黄土、砂土、碎石土砂土、碎石土土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院深层搅拌法深层搅拌法 适用于：适用于：淤泥、淤泥质土、粉土、黄淤泥、淤泥质土、粉土、黄土、素填土、粘性土、无流动地下水土、素填土、粘性土、无流动地下水的饱和松散砂土的饱和松散砂土土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院9.7 9.7 托托 换换 法法托托托托 换换换换 法法法法桩式托换桩式托换 灌浆托换法灌浆托换法水泥灌浆法水泥灌浆法硅化法硅化法碱液法碱液法基础加固法基础加固法顶承式静压桩托换顶承式静压桩托换锚杆静压桩托换锚杆静压桩托换灌注桩托换灌注桩托换树根桩托换树根桩托换土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程土力学与基础工程开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院本章结束