地基处理-第五十五五十六讲

1、第五十五、五十六讲 地基(dj)处理主讲(zhjing)于小娟共一百二十五页地基(dj)处理一、概述二、置换法 Soil replacement三、加密(ji m)法 Densification四、胶结法 Cementation五、加筋法 Soil reinforcement共一百二十五页一、概述(i sh)（一）地基处理的目的(md)（二）地基处理的对象（三）地基处理方法分类共一百二十五页（一）地基处理(chl)的目的1、地基(dj)面临的问题2、地基处理的目的共一百二十五页地基面临(minlng)的问题（1）承载力及稳定性问题(wnt)加拿大特朗斯康谷仓倾倒共一百二十五页地基面临(minl

2、ng)的问题（1）承载力及稳定性问题(wnt)上海脆脆楼倒塌共一百二十五页地基面临(minlng)的问题（1）承载力及稳定性问题(wnt)香港宝城滑坡Po Shan RoadConduit RoadNotewell Road共一百二十五页地基面临(minlng)的问题（2）变形(bin xng)问题共一百二十五页地基面临(minlng)的问题（2）变形(bin xng)问题共一百二十五页地基面临(minlng)的问题（2）变形(bin xng)问题共一百二十五页地基(dj)面临的问题（2）变形(bin xng)问题共一百二十五页地基(dj)面临的问题（3）渗透(shntu)问题Teton坝损失

3、直接8000万美元，起诉5500起，2.5亿美元，死14人，受灾2.5万人，60万亩土地，32公里铁路被冲原因渗透破坏：管涌共一百二十五页1976年6月5日上午10:30左右(zuyu)，下游坝面有水渗出并带出泥土。11:30洞口继续向上扩大(kud)，泥水冲蚀了坝基，主洞的上方又出现一渗水洞。流出的泥水开始冲击坝趾处的设施。12：00过后坍塌口加宽失事现场目前的状况共一百二十五页地基面临(minlng)的问题（4）动力特性导致(dozh)的问题阪神大地震中的神户码头地基液化共一百二十五页阪神大地震(dzhn)中地基液化造成的路面塌陷（4）动力(dngl)特性导致的问题共一百二十五页1964年

4、日本新泻地震地基(dj)液化造成楼房倒塌共一百二十五页（一）地基处理(chl)的目的1、地基面临(minlng)的问题2、地基处理的目的共一百二十五页2、地基(dj)处理的目的a、提高地基土的抗剪强度 承载力及稳定性问题b、降低地基土的压缩性 沉降、不均匀(jnyn)沉降、水平位移、倾斜问题c、改善地基土的透水特性 地基的透水特性导致的问题共一百二十五页2、地基处理(chl)的目的d、改善地基土的动力特性 液化、失稳和震陷危害。e、改良(giling)特殊土的不良地基特性 消除或减弱黄土湿陷性和膨胀土涨缩性。共一百二十五页2、地基(dj)处理的目的 利用(lyng)换填、夯实、挤密、排水、胶结

5、、加筋和热学等方法对地基土进行加工用以改良地基土的工程特性。共一百二十五页（二）地基处理(chl)对象1、软土：淤泥土与淤泥质土2、有机质土、泥炭,泥炭质土3、填土,回填土4、部分(b fen)砂土和粉土5、区域性特殊土：湿陷性黄土、膨胀土、冻土共一百二十五页高含水量:40-90%, 甚至100%高有机质含量: 6070%,高孔隙比 1.02.0 1.5 淤泥(yn), 0.5MPa-1低强度: Cu30kPa, 内摩擦角5, 标准贯入度 1.5, L (IL1.0) 有机含量(hnling)泥炭质土 e=1.01.5,l (Il1.0)有机含量高含水量 高压缩性, 快, 不均匀高流变性 低强

6、度 Cu b+2ztg压实度3、垫层设计(shj)b回填土持力层承载力： p f下卧层承载力： pZ + pCZ faz压实系数 c=d/dmax共一百二十五页b回填土B= b+2ztgdz填z pCZ pCD要求(yoqi)：pZ + pCZ faz以条基为例共一百二十五页二 土桩置换(zhhun)法 （二）土桩置换法（复合(fh)地基） 1、种类散体材料桩复合地基柔性桩复合地基刚性桩复合地基共一百二十五页散体材料桩（砂桩、碎石桩）柔性(ru xn)桩（土桩、灰土桩、石灰桩、 水泥粉煤灰碎石桩CFG、 水泥搅拌桩、旋喷桩）刚性桩（混凝土桩、树根桩）1、种类(zhngli)（二）土桩置换法（复

7、合地基） 共一百二十五页桩土应力(yngl)比：n= p / s面积(min j)置换率：m=Ap/A桩与土共同变形，共同承载；非均质，各向异性2、概念（二）土桩置换法（复合地基） 共一百二十五页复合地基(dj)面积置换率桩面积(min j)加固面积共一百二十五页pspss桩土应力(yngl)比 n可取24桩应力(yngl) 土应力 共一百二十五页3 、复合(fh)地基的承载力（1）现场载荷试验 取包含桩土的代表单元直接测定 桩土分开的载荷试验 采用(ciyng)公式 fspk=mfpk+(1-m)fsk fspk 复合地基承载力特征值 kPa fpk 桩体承载力特征值 fsk 桩间土承载力特

8、征值 m 面积置换率 =Ap/A包含桩土的载荷试验共一百二十五页（2）无载荷试验资料(小型工程) fspk=1+m (1-n)fsk n桩土应力(yngl)比 n= p / s m 面积置换率 =Ap/A包含(bohn)桩土的地基共一百二十五页总沉降(chnjing)量公式加固(ji )区压缩量下卧层压缩量（天然土）加固区（复合土层）压缩模量4、复合地基的沉降量计算共一百二十五页粘性(zhn xn)土：最优含水量， 最大干密度砂土：不存在(cnzi)最优含水量；完全风干和饱和两种状态易于击实；潮湿状态不易击实三、加密法（一）目的：降低压缩性，提高强度 砂土饱和曲线粘性土dddd共一百二十五页

9、1、浅层压密法： 表层(biocng)压实法、重锤夯实法 2、深层压密法(m f)： 强夯法 挤密桩复合地基： 砂桩、土桩和灰土桩；振冲桩 预压加固法 三、加密法（二）种类共一百二十五页表层(biocng)压实法1、浅层压密法(m f)共一百二十五页重锤夯实(hn sh)法1、浅层压密法(m f)共一百二十五页锤重：825t， 最大200t落距：825m有效(yuxio)深度：510m强夯法2、深层压密法(m f)（1）强夯法共一百二十五页强夯法加固(ji )机理动力密实(m shi)、动力固结和动力置换共一百二十五页 由蒸汽(zhn q)（或柴油）打桩机或振动打桩机在松散的砂性土或人工填土上

10、冲击或振动成孔并灌填砂料后形成的桩体。 砂桩置换(zhhun)法、挤密砂桩法2、深层压密法（2）挤密桩复合地基法共一百二十五页 挤密作用 振密作用 抗液化作用： 多次预振，提高(t go)抗液化能力。挤密砂桩法在砂土地基中加固原理共一百二十五页置换作用 砂料替代软粘土。排水固结作用 砂桩体的排水通道(tngdo)作用，加快地基固结。挤密砂桩法在粘性土地基中加固原理共一百二十五页 利用(lyng)振冲器的高频振动和高压水流，边振动边水冲将振冲器沉到土中预定深度，经洗孔后加入填料并振密形成桩体。 填料：碎石、砾石、粗砂、矿渣等。振冲碎石(su sh)桩法或振冲砂桩法。2、深层压密法（2）挤密桩复合

11、地基法共一百二十五页共一百二十五页振冲挤密法(m f)共一百二十五页振冲挤密法(m f)共一百二十五页预压(y y)加固法堆载预压(y y)降水预压真空预压适用于饱和软粘土：淤泥及淤泥质土、冲填土、填海（湖）造田。含水量、压缩性高，强度、渗透性低。排水系统加压系统竖向横向联合预压2、深层压密法（3）预压加固法共一百二十五页a.堆载预压(y y)12 分级堆载 竖向排水砂井、塑料(slio)排水板 水平排水垫层堆载过快易失稳真空预压不会失稳共一百二十五页等载预压(y y) 超载(chozi)预压 a.堆载预压共一百二十五页a.堆载预压：加固(ji )原理 原位自重应力 s 建筑物附加应力 z 预

12、加压力 t=(1.21.5) z （超载(chozi)预压法）te2ze1eps加压共一百二十五页砂井排水普通(ptng)砂井袋装砂井塑料(slio)排水板砂垫层a.堆载预压：加固原理共一百二十五页砂井dwdedwa.堆载预压(y y)：设计间距l ，可按井径(jn jn)比n选用 nde/dw共一百二十五页b.真空(zhnkng)预压-u 真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加(zngji)地基的有效应力。共一百二十五页真空预压(y y)照片

13、共一百二十五页共一百二十五页共一百二十五页共一百二十五页共一百二十五页共一百二十五页c.降低地下水位法借助井点抽水降低地下水位，增加土体有效(yuxio)应力而使得土体得到加固的一种地基处理方法。共一百二十五页c.降低地下水位法与堆载预压法相比，不会破坏土体结构，无需控制加荷速率，可一次降水(jingshu)到预定深度。缺点：可能会引起邻近建筑物的附加差异沉降，且施工需要专门设备和专人管理和维修。共一百二十五页四、胶结(jioji)法（一）灌浆(gungjing)法（二）高压喷射注浆法（三）水泥土搅拌法共一百二十五页（一）注浆法共一百二十五页以高压设备使浆液(jingy)或水成为高压射流从喷嘴

14、中喷射出，冲击破坏土体，同时钻杆以定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。高压(goy)喷射注浆的三种型式（二）高压喷射注浆法共一百二十五页 通过特制的深层搅拌(jiobn)机械，在地基深处就地将软土和水泥、石灰等固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。水泥土搅拌(jiobn)法加固软粘土地基（三）水泥土搅拌法共一百二十五页 最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。使用深层搅拌法加固的土质(t zh)有新吹填的超软土、沼泽地带的泥炭土、粘土、粉质黏土、沉积的粉土和淤泥质土等。

15、（三）水泥搅拌法共一百二十五页水泥土(nt)搅拌桩共一百二十五页搅拌(jiobn)桩机的搅拌(jiobn)叶片共一百二十五页水泥土(nt)搅拌桩共一百二十五页喷粉搅拌(jiobn)桩共一百二十五页五、加筋法（一）土工合成(hchng)材料（二）加筋土挡墙（三）锚杆与土钉支护共一百二十五页加筋法概念(ginin)土的加筋是指在土体中设置加筋材料，形成可以承受抗压、抗拉、抗剪、抗弯的复合土体，以提高地基承载力、减少沉降和增加(zngji)地基稳定性，常称为“加筋土法”或“加筋土技术”。共一百二十五页 加筋土工程应用(yngyng)实例 挡墙加筋陡坡(dup)加筋桥台加筋共一百二十五页由人工合成(r

16、n n h chn)的聚合物（塑料、化纤、合成橡胶）为原料制成的纤维制品总称；置于土体内部、表面、土体之间加强和保护土体土工合成(hchng)材料geosynthetics（一）土工合成材料共一百二十五页土工(t n)织物土工膜1、土工合成材料种类特种(tzhng)土工合成材料复合型土工合成材料其它土工合成材料共一百二十五页（1）土工织物无纺土工(t n)织物有纺布无纺布共一百二十五页（1）土工织物编织(binzh)型土工织物共一百二十五页（2）土工膜共一百二十五页3、特种土工合成材料土工(t n)格栅土工网土工垫共一百二十五页a.土工格栅共一百二十五页土工格栅：土工网格具有良好的技术特性(t

17、xng)，已经作为拉筋材料推广使用。共一百二十五页共一百二十五页b.土工网由挤压机挤出(j ch)的1 5mm的塑料股线制成。共一百二十五页c.土工垫由合成(hchng)材料粘结而成的三维透水聚合物网垫。通常由聚乙烯制成，其厚度为1520mm。共一百二十五页(4) 复合土工合成材料复合(fh)土工膜复合土工网复合排水板共一百二十五页a、复合土工膜一布一膜、二布一膜或三布二膜等。膜防渗；布排水作用(zuyng)。共一百二十五页b、复合土工网共一百二十五页c、土工复合排水板由芯板和透水滤布组成。芯板为硬塑料(slio)薄板，为瓦楞形或十字形，原料为聚氯乙稀或聚丙稀；透水滤布为薄型无纺织布。共一百二

18、十五页(5) 其它土工合成材料土工格室土工条带土工模袋土工筐笼(kun ln)土工泡沫材料共一百二十五页a.土工格室是目前(mqin)国内外较为流行的一种新型高强度土工合成材料，是由强化的HDPE片材料，经高强力焊接而形成的一种三维网状格室结构。共一百二十五页a.土工格室：具有伸缩自如，运输可缩叠，施工时可张拉成网状，填入泥土、碎石(su sh)、混凝土等松散物料，构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。共一百二十五页b.土工条带共一百二十五页c.土工模袋共一百二十五页反滤、排水、隔离(gl)加筋、防渗、防护(fngh)2、土工合成材料功能共一百二十五页（1）反滤作用指将土工合成材料置于土体中或

19、土体表面，在允许液体通过的同时，有效(yuxio)地限制土颗粒或者其他颗粒的流失，即利用土工合成材料的反向过滤作用保护土体。共一百二十五页2、排水作用土工合成材料收集降水、地下水或其它液体，并沿其平面进行传输，达到排水目的。一些土工合成材料如塑料排水带、土工织物、土工复合排水网等具有良好的垂直和水平(shupng)排水功能共一百二十五页3、隔离(gl)作用是指土工合成材料能防止相邻的土和其它介质混合。共一百二十五页4、加筋作用(zuyng)共一百二十五页路堤加筋共一百二十五页土工条带加筋共一百二十五页5、防渗作用指在工程中可以有限阻止水或其它液体从一侧渗透到另一侧，以保护工程设施不受损害。常用

20、的防渗土工合成材料有土工膜及复合土工膜等，这些材料可以用在各种需要(xyo)防水防气以及防有害物质的地方。共一百二十五页排水沟表土(biot)覆盖层表面(biomin)隔断层基础隔断层地基基础垃圾渗水和地下水的距离渗水导管气体导管竖井地质屏障经处理的地质屏障地下水气体收集渗水收集垃 圾 体垃圾填埋体的主要构成防渗共一百二十五页6、防护作用指使用土工合成材料(cilio)限制或防止岩土体受外界环境作用而产生的破坏、侵蚀现象。共一百二十五页1.*加筋土挡土墙的结构(jigu)与基本原理2.*加筋土挡土墙内部稳定性分析方法3.加筋土挡土墙外部稳定性分析方法4.加筋材料与加筋土挡土墙的构造设计方法 （

21、二）加筋土挡墙共一百二十五页（二）加筋土挡墙共一百二十五页共一百二十五页共一百二十五页挡 土 原 理内部稳定：墙面(qin min)所承受的水平土压力依靠填料与拉筋的摩擦力平衡缺乏(quf)石料地区及大型填方工程；用于一般地区的路肩式和路堤式挡土墙，但不应修建在滑坡、水流冲刷和崩塌等不良地质地段。外部稳定：复合结构形成的土墙抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力适用条件（二）加筋土挡墙共一百二十五页加固(ji )机理摩擦(mc)加筋原理莫尔库仑理论（二）加筋土挡墙共一百二十五页摩擦(mc)加筋原理 填土自重和外力产生的土压力(yl)作用于墙面板，通过墙面板的拉筋连接件将此土压力(yl)传递给拉筋，而拉筋又被土压住，于是填土与拉筋之间的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此，拉筋只要材料有足够的强度，并与土产生足够的摩阻力，则加筋的土体就可保持稳定。共一百二十五页莫尔库仑(kln)理论（准粘聚力理论）由三轴试验(shyn)可知，在外