浅谈几种特殊土地基及地基处理

网络高等教育本 科 生 毕 业 论 文（设 计）题 目： 浅谈几种特殊土地基及地基处理 学习中心：层 次： 专 业： 年 级： 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板I内容摘要建筑物是建立在地基基础之上的，地基是一座建筑物的根本。建筑物的所有荷载最终都是要交由地基来承受，所以地基的好坏直接决定上层建筑物的安全与否。而在现今建筑施工中有较多的地基处理对策，针对不同的情况会采取不同的地基处理方法。本文主要以湿陷性黄土、软土、膨胀土、冻土四种具有代表性的土质，阐述了这几种特殊地基的概念、工程性质以及在施工中的常见的几种地基处理方法，如垫层换填法、强夯法、灰土挤密桩、CFG 桩等方法。关键词：特殊土；特殊地基；工程特性；地基处理大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）II目 录内容摘要 .I引 言 .11 特殊土及特殊土地基 .21.1 特殊土概述 .21.2 良好地基对房屋建筑的重要性 1.22 地基处理方法 2 .32.1 换填垫层法 .32.2 强夯法 .32.3 水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩） .42.4 预压法 .42.5 挤密法 .43 几种特殊土的工程特性及地基处理 .63.1 软土 .63.1.1 工程特性 .63.1.2 软土地基的地基处理方法及工程措施 .63.2 湿陷性黄土 .83.2.1 工程特性 .83.2.2 湿陷性黄土地基的地基处理方法及工程措施 6.83.3 膨胀土 .103.3.1 工程特性 7.113.3.2 膨胀土地基的地基处理方法及工程措施 8.113.4 冻土 .123.4.1 工程特性 9.123.4.2 冻土地基的地基处理方法及工程措施 .124 案例分析 .144.1 案例一 某公路软土地基处理 .144.1.1 工程概况 .14大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）III4.1.2 采取的地基处理方法 .144.1.3 处理结果 .154.2 案例二 某高层小区湿陷性黄土地基处理 .154.2.1 工程概况 .154.2.2 采取的地基处理方法 .154.2.3 处理结果 .155 结论 .16参考文献 .17大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）1引 言我国地域广阔，地理环境差别较大由于气候和地质历史等千差万别，不少地区分布着一些与一般土性质有显著不同的特殊土，它们具有一些特殊的成分、结构和性质。当用以作为建筑物的地基时，如果不注意这些特点就会造成事故。随着我国人口规模的不断增加，城市建设规模也不断扩大，建设用地越来越紧张，要求建筑物无论是在地上还是地下都要最充分的利用空间，所以现在的结构设计出现了众多的高层建筑。相应的对建筑物地基与基础的设计要求也越来越高，尤其是高层建筑。针对不同的地基要采取不同的处理方法，有时甚至是多种方法结合使用。在实际施工过程中，这些方法还要根据实际的情况而慎重选择。大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）21 特殊土及特殊土地基1.1 特殊土概述一栋安全的建筑物要求它必须有一个安全稳定的基础，而基础又是坐落于基础土壤上的，所以基础土壤对基础的安全也有一定的影响。在我国还分部有一些特殊土，主要的区域性特殊土包括湿陷性黄土、膨胀土、软土、红黏土、盐渍土和冻土等。黄土是我国中西部地区的常见土壤主要分部在我国陕西、甘肃、河南等地区，软土主要分部在南方地区，冻土主要分部在北方地区。所以这些地区的大部分建筑物都是建筑在这些特殊土地基上的。特殊土具有一些特殊的物理力学和化学性质，这些特殊性质会影响建筑在这些特殊地质上的建筑的安全性，在实际的施工中我们会采取一些手段对特殊土地基进行加强或者改造，以求达到保障建筑物安全的目的。1.2 良好地基对房屋建筑的重要性 1建筑物需要地基做为承载，只有良好的地基才能更好的承载建筑物竖向系的负载。随着我国经济迅速发展，城市建设也不断扩大，建筑物地基的处理就成为保证房屋质量的重要环节。基础是建筑物的一部分，主要是将建筑物受到的竖向荷载传送至地基，地基则承受来自基础传递的建筑物的所有力量，所以建筑物的稳定性与持久性基本取决于建筑物的地基与基础。当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。它会影响建筑物的正常使用，甚至引起开裂或破坏。承载力较低的地基容易产生地基承载力不足问题而导致工程事故。土的抗剪强度不足除了会引起建筑物地基失效的问题外，还会引起其他一系列的岩土工程问题，如边坡失稳、基坑失稳、挡土墙失稳、隧道塌方等。当地基在上部结构的自重及外界荷载的作用下产生过大的变形，会影响建筑物的正常使用；当超过建筑物所能容许的不均匀的沉降时，结构可开裂。高压性土的地基容易产生变形问题。一些特殊土地基在大气环境改变时，由于自身物理力学特性的变化而往往会在上部结构荷载不变的情况下产生一些附加变形，如湿陷性黄土遇水湿陷、膨胀土的遇水膨胀和失水干缩、冻土的冻胀和融完、软土的扰动变形等。这些变形对建筑物的安全都是不利的。大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）32 地基处理方法 22.1 换填垫层法换填垫层法主要适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理，用于膨胀土地基可消除地基土的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。换填垫层法可选用的垫层材料一般有砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣、其他工业废渣，不同的材料压实标准也不同，参见表 1。施工时垫层应分层铺填，不管选用何种垫层材料及压实机械，为保证垫层压实充分应控制机械的碾压速度，以保证质量。表 12换填垫层法常用于基坑面积宽大开挖方量较大的回填土方工程适用于处理浅层非饱和软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基。2.2 强夯法强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土，软塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程，在设计前需在施工现场选择有代表性的区域进行试大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）4验，试验结束后确定初步参数，提出可实行的强夯方案进行现场试夯，待试夯结束后对比试夯前后的检测数据，检验强夯效果，进一步确定工程采用的各项强夯数据。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。2.3 水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用，水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）复合地基是复合地基的代表，被广泛应用于高层和超高层建筑中。 水泥粉煤灰碎石桩（cement fly-ash gravel pile，简称 CFG 桩）复合地基是通过在由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的具有高粘结强度的桩顶和基础之间设置一定厚度的褥垫层（一般是由粒状材料组成的散体垫层） ，使荷载通过垫层传到桩和桩间土上，桩和桩间土共同承受上部荷载，从而由桩、桩间土和褥垫层一起构成的符合地基。2.4 预压法 地基的预压法一般指堆载预压、真空预压及真空和堆载结合使用的预压法。这种地基处理方法适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和粘性土地基。堆载预压法施工当地基的软粘土较深厚时，应设置塑料排水带或砂井等排水竖井，当软土层厚度不大时可以不设置排水竖井。采用堆载预压法时加载的速率应根据现场地基土的强度确定，当地基土的强度满足预压荷载下地基的稳定性要求时，可以一次性加载，若达不到时则因分级逐渐加载。真空预压法施工地基必须设置排水竖井，竖向排水井应穿透软土层，但不应进入透水层。真空预压面积较大时应采取分区加固，并且在地基表层存在有良好透气层或在处理范围内有水源补给透水层时，应采取有效措施隔断透气层或透水层。当设计地基预压荷载大于 80kpa 时，可以在真空预压施工抽真空的同时加以定量的堆载。当堆载较大时，真空和堆载联合预压法应对荷载进行分级施加，分级数应根据现场地基土的稳定情况进行计算从而确定。分级逐渐加载时，应在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。2.5 挤密法地基的挤密法是利用冲击，沉管等方法在土中成孔，使得孔周围的土体挤密、振密，后又向孔内填注填料。此方法适用于湿陷性黄土、粉土、砂土等地基。在湿陷性黄土地区一般选用灰土挤密桩法或土挤密桩法，当用来消除地基土的湿陷性时，宜采用土挤密桩法；当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时，宜大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）5采用灰土挤密桩法。当用来消除地基液化时，宜采用振冲或振动挤密。根据具体地基的处理目的和工程要求，桩孔内的填料可采用素土、灰土、水泥土等，其中灰土的配比一般以 2:8 或 3:7 为宜，水泥土的配比以 1:9 或 2:8 为宜。桩孔内的填料应分层压实，平均压实系数应不小于 0.97。对于现场不同的土质及周围环境情况采取不同的成孔方式，具体施工方式应以设计及现场情况按照施工规范为准。大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）63 几种特殊土的工程特性及地基处理3.1 软土软土是指海滨、湖沼、谷地及河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。3.1.1 工程特性 软土的工程特性主要有压缩性高、抗剪度低、渗透性低、触变性、流变性和不均匀性。1、压缩性高：软土由于孔隙比大于 1，含水量大，容重较小，且土中含大量微生物、腐植质和可燃气体，故压缩性高，且长期不易达到国结稳定。在其它相同条件下，软土的塑限值越大，压缩性也越高。2、抗剪强度低：因此软土的抗剪强度最好在现场作原位试验。3、渗透性低：软土的透水性能很低，垂直层面几乎是不透水的，对排水固结不利，反映在建筑物沉降延续时间长。同时，在加荷初期，常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。4、触变性：软土是絮凝状的结构性沉积物，当原状土未受破坏时常具一定的结构强度，但一经扰动，结构破坏，强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称触变性。所以软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。5、流变性：是指在一定的荷载持续作用下，土的变形随时间而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时强度。这