地基处理　PPT课件

1、地基处理地基处理 软弱地基类型1 1、淤泥和淤泥质土、淤泥和淤泥质土2 2、松沙、松沙3 3、充填土、充填土4 4、杂填土、杂填土5 5、泥炭土、泥炭土6 6、湿陷性黄土、湿陷性黄土7 7、冻土、冻土地基处理目的与意义 提高地基强度 减少地基变形 降低地基渗透性 避免地基液化 其他绪论 换填法(Replacement Method)： 把基础底面下一定范围内的软弱地基土挖除，然后回填以工程性能好的土，压密后作为地基持力层。换填法 作用 提高地基承载力；减少基础沉降量；加速软土的固结排 水；防止地基冻胀；减少地基的湿陷和胀、缩 应用范围 1.土层： 淤泥、湿陷性黄土、膨胀土、杂填土、冻土等 2.

2、建筑物基础： 中、小型建筑物为主 3.深度： 一般3米以下。 垫层材料 中粗砂、卵石、砾石、素土、灰土、矿渣 换填法换填法返 回换填法施工 一、施工方法 1. 碾压法； 2. 夯实法； 3. 振动压实法二、垫层材料 砂、砂石垫层 素土垫层 粉煤灰垫层 干渣垫层换填法碾压法 碾压法是采用压路机、推土机、振动碾或其他压实机械压实松散土层的施工方法。该法多用于含水量较低的大面积填 土的压实和杂境土地基的处理。 换填法 1、主要设备和机具 重锤夯实法的主要设备和机具有：起重机、夯锤、钢丝绳和吊钩等。2、夯实工艺 一般来说，重锤夯实的有效夯实深度可达1m左右(与锤底直径相当)，并可消 除1.0一1.5m

3、厚度范围土层的湿陷性。夯实效果和影响深度除与锤重、锤底直径、夯距有关外还与夯实工艺、夯击遍致以及土 的含水量密切相关。重锤夯实法换填法振动压实法是利用振动机产生的竖向振动力，使土颗粒受振移动至稳固位置并减小孔隙，而使土层密实的地基加固方法。该法适 用于处理地下水位在0.6m以上的无粘性土或粘粒含量低、透水性较好的松散杂场土地基。 振动压实法换填法换填法施工 (一)对材料的要求 砂和砂石垫层用料虽不很严格，但一般要求含泥量低(不大于 5)，且不合植物残体、垃圾等有机物或其它异物。 宜选质地坚硬的粒料。 用于排水固结地基时，含泥量以不超过3为宜。 砂石料粒度构成要求级配良好，颗粒不均匀系数大于10

4、为宜，且以中超砂为好。 使用细砂时，应掺入25一30的碎石或卵石， 其最大粒径不宜大于50mm。换填法颗粒不均匀系数 Cu=d60/d10 不均匀系数越大，土粒越不均匀。工程上把Cu5的土看作是均匀的，级配不好；Cu10的土看作是不均匀的，级配良好。 概述 方法： 强夯(Heavy Tamping)：通过重锤(830吨) 利用一定的落差(820米) ，对地基施加很大的冲击能，以达到地基加固的目的。 应用范围 应用地层： 砂土、碎石土、低饱和度的粉土与粘土、湿陷性 黄土、杂填土和素填土等 应用工程： 工业与民用建筑、仓库、储油罐、公路与铁路、 机场跑道以及码头等设施的地基处理强夯法 加固机理动力

5、密实： 非饱和饱和动力固结： 降低含水量； 排水固结(强度提高)； 结构破坏(渗透性增强)； 触变恢复(强度恢复)；振动液化： 动力固结模型强夯法 设计计算 一、有效加固深度二、夯锤重量和落距三、夯击点布置 四、夯击次数与遍数五、垫层铺设强夯法 有效加固深度 单击强夯的有效加固深度H可按下式确定：HKMhM夯锤重量(10kN)；h夯锤落距(m)；K修正系数，粘性土取0.5，砂性土取0.7，黄土取0.350.5 强夯法 有效加固深度 根据照强夯能量按进行下表进行预估单击夯击能(kN.m)碎石土、砂土粉土、粘性土及湿陷性黄土10005.06.04.05.020006.07.05.06.030007

6、.08.06.07.040008.09.07.08.050009.09.58.08.560009.510.08.59.0单击强夯的有效加固深度(m)强夯法 夯锤重量M和落距h EMh n/eEA总夯击能量：E总夯击能量(kN.m)；n总夯击次数；单位夯击能量：e单位夯击能量(kN.m/m2)；A被夯击场地面积(m2)；对粗颗粒土e取10003000kN.m/m2；细颗粒土e取15004000 kN.m/m2；夯锤重一般1025吨；落距一般 820米。强夯法 在实际施工时最佳夯击能从试夯测量中可以大体确定，以满足下列条件： (1)最后两击的平均沉降量不大于50mm。当单击夯击能量较大时，不大于1

7、00mm。 (2)夯坑周围地向不应发生过大的隆起。当测得夯坑底沉降引起的体积增量与坑周围地面隆起体积增量相等时认为夯击能已达饱和，若再继续齐击，则能量消耗在使周围土体破坏上面。 (3)不因夯坑过深而发生起锤困难。 对于强夯置换法，尤其对饱和粘性土，最佳夯击能的控制并不是太重要，因为其作用是利用夯击能促使石块沉降和密实，只要能达到此白的即可。夯击点布置 2、夯击点间距1、总体布置夯点位置布置正方形、等边三角形： 大面积基础等腰三角形： 一般民用建筑基础边缘夯击宽度： 设计处理深度的1/21/3，不小于3m。一般： 58m。根据土质与设计处理深度变化强夯法 夯击次数与遍数1、夯击次数夯击次数应按照

8、现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并且应该同时满足以下条件： 最后两击的平均夯沉量不大于50mm(对于这等夯击能) ； 夯坑周围不应该发生过大的隆起； 不因夯坑过深而发生起锤困难； 各夯击点夯击数应该使土体竖向压缩量最大，而侧向位移量最小为原 则。一般为410击。2、夯击遍数与间隔遍数：夯击一般采用23遍。间隔：取决于空隙水压力的消散时间。对于砂土，一般 24min，对于粘性土，一般24周。强夯法 强夯法 夯击次序 不论是强夯法或强夯置换法，其夯点布置与实施的效果和施工方便性有直接关系。大体上可根据以下几方面来确定： 1根据建筑物结构类型进行布置。对于基础面积较大的建筑物，可按等边三

9、角形或正方形布点；对条形基础可根据承重墙的位置布点对；独立柱基础，可按柱网设置夯点。 2根据地基土的性质和要求加固深度采确定夯点间距。对于细颗粒土，为便于超孔隙水压力消散，夯点间距不宜过小。要求加固深度较大时，第一遍的夯点间距要适当大一些。若夯点间距过小，可能在浅层形成密实层，影响夯击毙向下传递。同时夯点太近，上部土体易向侧边挤出，造成坑壁坍塌，影响夯击效果。 3.强夯置换法夯击点间距一般比强夯法大 强夯置换法形成的砂石墩复合地基，其夯点布置应根据复合地基置换率来确定。垫层铺设 作用：扩散夯击能、增强地下水位与地表面距离、支承起重设备。材料：砂、砾石、碎石。厚度：0.52.0 m。 强夯法 加

10、固范围 由于基础的应力扩散作用，加固范围应大于建筑物基础范围，具体扩大的范围应根据建筑结构类型和重要性等围素综合分析确定。 根据国内经验，对于一般建筑物，每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1213，并不小于3m，对于重要建筑物，每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理的深度。若为非稳定边坡应加固到最危险的滑弧范围处。强夯置换碎石墩复合地基施工工艺一、起重力 起重机的起重力必须大于或等于夯锤重力、夯坑对夯锤的吸着力与索具重力之和，可按式来计算：12QK QQQ起重机起重力(kN)；Q1、Q2夯锤和索具的重力(kN)；K夯坑对夯锤的吸着力系数。可根据土质情况、含水量、锤的形状等因素确定，一般为1.

11、54.0。二、起重高度指地面至吊钩钩口中心的距离H：三、回转半径（幅度） 表示起重机不移位时，夯锤的工作范围。强夯时，在满足起重力和起重高度的前提下，可以调整幅度，扩大作业范围，减少起重机移位次数，加快施工进度。夯锤夯锤脱钩机构脱钩机构脱钩机构强夯施工程序框图强夯工地现场被处理土质夯机起锤现场测试 1地面及深层变形 目的： 了解地表隆起的范围以及垫层密实度变化； 研究夯击能量与夯沉量的关系，以确定单点最佳夯击能量； 确定场地平均沉降量，用以研究夯击效果； 方法： 地面沉降观测； 深层沉降观测； 水平位移观测。 2孔隙水压力 3侧向挤压力 4振动加速度强夯法 排水固结法 排水固结法：设置砂井(袋

12、装砂井或塑料排水带) 等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或加载预压的方法，使土体孔隙水排出。 排水固结法 1、排水系统 竖向排水系统： 普通砂井 袋装砂井 塑料排水带 水平排水系统： 砂垫层类型根据排水与加压两大系统的不同可以分成很多类型。主要有：2、加压系统 堆载加压； 真空加压； 降低地下水位法； 电渗法； 联合法堆载压密排水固结堆载压密排水固结堆载压密排水固结：出水口真空加压排水固结真空加压排水固结现场排水固结法 设计与计算 一、预压法( (一) )、堆载预压( (二) )、真空预压二、砂井排水( (一) )、砂井的布置( (二) )、砂井地基固结度三、抗剪强度预测四、稳

13、定分析( (一) )、地基强度沿深度增加时的稳定分析方法( (二) )、有效固结压力强度指标的稳定分析法五、沉降计算( (一) )、单向压缩固结沉降的计算( (二) )、瞬时沉降的计算( (三) )、最终沉降量计算( (四) )、实用实测的沉降- -时间曲线推算最终沉降量排水固结法 施工方法施工方法 一、水平排水垫层的施工一、水平排水垫层的施工二、竖向排水体的施工二、竖向排水体的施工三、预压荷载三、预压荷载 四、真空预压施工四、真空预压施工排水固结法 水平排水垫层的施工水平排水垫层的施工 (1)(1)若地基承载力较好，能用一般运输机械时，可采用机械分堆摊铺法，即先堆成若若地基承载力较好，能用一

14、般运输机械时，可采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂维，再由推土机或人工摊平。干砂维，再由推土机或人工摊平。 (2)(2)当地基表面承载力不能负担运输机械压力时，可采取顺序推进铺筑法，避免机械当地基表面承载力不能负担运输机械压力时，可采取顺序推进铺筑法，避免机械进入未铺垫层的场地。进入未铺垫层的场地。(3)(3)若地基表面非常软可先铺设筋网层，再铺设砂垫层。若地基表面非常软可先铺设筋网层，再铺设砂垫层。(4)(4)若超软弱地基采取加强措施后，承载力仍然不时，可采用人工或轻便机械顺序推若超软弱地基采取加强措施后，承载力仍然不时，可采用人工或轻便机械顺序推进铺设砂垫层。进铺设砂垫层。 排水固结法 竖

15、向排水体的施工 (1)沉管法：将带有活瓣管尖或泥凝土端靴的套管采用静压、锤击或振动方法沉入地基中的预定深度，然后在管内灌砂拔出套管形成砂井的方法。(2)水冲成孔法：该法是通过专用钻头，依靠高压下的水射流 成孔，成孔后经请孔、灌砂形成砂井。 (3)螺旋钻孔法：该法以螺旋钻具干钻成孔然后孔内灌砂形成砂井。普通砂井施工排水固结法 竖向排水体的施工竖向排水体的施工 袋装砂井施工的基本步骤包括设备定位、整理桩尖、导管沉人、砂袋灌砂袋装砂井施工的基本步骤包括设备定位、整理桩尖、导管沉人、砂袋灌砂并放入导管、管内灌水、拔管等。并放入导管、管内灌水、拔管等。排水固结法 竖向排水体的施工 塑料排水带排水固结法

16、预压荷载预压荷载 堆载预压的材料一般为散料，如土、石料、砂、砖等。(1)(1)必须严格强制加载速率。必须严格强制加载速率。 当地基变形出现异常时，应及时调整加裁计划。当地基变形出现异常时，应及时调整加裁计划。基本控制标准是：竖向变形每天不应超过基本控制标准是：竖向变形每天不应超过l0mml0mm；边桩水平位移每天不应超；边桩水平位移每天不应超过过4mm4mm。 (2)(2)堆裁面积要足够。堆载的顶面积不小于建筑物底面积；堆载的底面积也应堆裁面积要足够。堆载的顶面积不小于建筑物底面积；堆载的底面积也应适应扩大，以保证整个建筑物范围内的地基得到均适应扩大，以保证整个建筑物范围内的地基得到均 匀加固

17、。匀加固。 (3)(3)要注意堆载过程中荷载的均匀分布，避免局部堆载过面导致地基的局部失要注意堆载过程中荷载的均匀分布，避免局部堆载过面导致地基的局部失稳破坏。稳破坏。 排水固结法 真空预压施工真空预压施工 真空预压施工基本步骤(1)按照工艺要求，连接好真空泵、真空管及膜内真空压力传感器，并测读初始数据； (2)射流箱接好进水管，并在箱内注满水； (3)在加固区城内按要求设置沉降观测点； (4)开动离心泵开始抽真空； (5)观测泵、真空管、膜内及砂井内各深度的真空度、土层的深部沉降、地表总沉降、土层侧向位移随深度变化、孔隙水压力等参数在抽真空过程中的变化情况等； (6)当真空预压达到设计要求时

18、停止抽真空，结束施工。 植入竖向排水带竖向排水带植入竖向排水带连接竖向排水带铺设水平集水管水平集水管与水平排水带的连接水平集水管与水平排水带的连接水平集水管与水平排水带的连接地基表面密封真空排水固结倾斜地基的真空排水固结用振动、冲击或水冲等方法在软弱地层中成孔后，再将碎石或砂挤压入土孔中，形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体称碎石桩(Stone Column)或砂桩(Sand Pile，总称粗颗粒桩(Granular Pile)。成桩方法：沉管法、振动气冲法、袋装碎石桩法以及强夯置换法等碎石桩与砂桩碎石桩与砂桩施工方法分类 碎石桩分类施工方法成桩工艺适用土类挤密法振冲挤密法采用振冲器振动水冲

19、成孔，再振动密实填料成桩，并挤密桩间土砂性土、非饱和粘性土，以及炉灰、炉渣、建筑垃圾为主的杂填土，松散素填土沉管法采用沉管成孔，振动或锤击密实填料成桩，并挤密桩间土干振法采用振孔器成孔，再用振孔器振动密实填料成桩，并挤密桩间土置换法振冲置换法采用振冲器振动水冲成孔，再振动密实填料成桩饱和粘性土钻孔锤击法采用沉管且钻孔取土成孔，再振动密实填料成桩排土法振动气冲法采用压缩气体成孔，振动密实填料成桩饱和软粘土沉管法采用沉管成孔，振动或锤击密实填料成桩强夯置换法采用强夯击成孔，重锤夯击填料成桩其它方法水泥碎石桩法在碎石内加入水泥和膨润土制成桩体饱和软粘土裙围碎石桩法在群桩周围设置刚性的(混凝土) 裙围

20、来约束桩体的侧向鼓胀袋装碎石桩法将碎石装入土工聚合物袋而制成桩体，土工聚合物约束桩体的侧向鼓胀碎石桩与砂桩中小型工业与民用建筑港湾构筑物：如码头、护岸等土工构筑物：如土石坝、路基等材料堆置场：如矿石场、原料场等其它：如轨道、滑道、船坞等。 应用范围碎石桩与砂桩加固机理一、对松散砂土的加固机理挤密作用；排水减压作用；砂基预振作用。二、对粘性土的加固机理置换作用；排水固结；加筋作用。 碎石桩与砂桩设计计算一、一般设计原则二、砂性土1、桩距确定2、液化判别三、粘性土1、承载力计算2、沉降计算3、固结度计算4、稳定分析碎石桩与砂桩1、加固范围2、桩位布置3、加固深度4、桩径设计计算：一般设计原则碎石桩与砂桩土工合成材料土工合成材料加筋土加筋土挡土墙是由填土和在填土中布置一定的带状筋体(拉筋) 以及垂直的墙面板三部分组成的整体复合结构 6) 混凝土浇筑形成墙面5) 填土完成4) 建第二层填土和紧实2) 放置砾石包和土工布装满砾石的筐土工布1) 建墙面的基础排水孔特点 挡土墙结构轻面板式样多墙面垂直防震性能好施工简单成本底 加筋土挡土墙挡土墙桥台路基加筋效果相当于增加了侧限压力加固机理 加筋限制了土体的侧向变形，增加了土体的强度 加筋土挡土墙加筋土挡土墙破坏机理 1、外部破坏形式：土坡整体