软弱土地基处理（PPT122）

第11章软弱土土地基处理理§11.1地基处理概概论软弱土地基基的特征含水量较高高，孔隙比比较大。压缩性较高高。抗剪强度很很低。渗透性较差差。具有显著的的结构性。。具有明显的的流变性地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性。1)提高地基的抗剪强度；2)降低地基的压缩性；3)改善地基的适水特性；4)改善地基的动力特性；5)改善特殊土的不良地基特性。第11章软弱土土地基处理理建筑物的地地基所面临临的问题强度及稳定定性问题压缩及不均均匀沉降问问题渗漏问题液化问题第11章软弱土土地基处理理地基处理方方法分类及及应用范围围地基处理的的基本方法法，无非是是置换、夯夯实、挤密密、排水、、胶结、加加筋和热学学等方法，，这些方法法是千百年年以前以至至迄今仍然然是有效的的方法。值值得注意的的是，很多多地基处理理的方法具具有多种处处理的效果果。如碎石石桩具有置置换、挤密密、排水和和加筋的多多重作用；；石灰桩又又挤密又吸吸水，吸水水后又进一一步挤密等等，因而一一种处理方方法可能具具有多种处处理效果。。软弱土地基基处理方法法分类碾压及夯实实换填垫层排水固结振密挤密置换及拌入入土工聚合物物其它第11章软弱土土地基处理理常用地基处处理方法及及适用范围围1、换土垫层层法(1)垫层法(2)强夯挤淤法法(3)爆破挤淤法法第11章软弱土土地基处理理青岛港8号码头强夯夯挤淤工程程第11章软弱土土地基处理理北海堤爆破破挤淤第12章地基处处理2．振密、挤挤密法(1)表层压实法(2)重捶夯实法(3)强夯法(4)振冲挤密法(5)土(或灰土、粉煤灰力，石灰)桩法(6)砂桩(7)爆破法第11章软弱土土地基处理理(1)表层压实法法第11章软弱土土地基处理理(2)重捶夯实法法第11章软弱土土地基处理理(3)强夯法第11章软弱土土地基处理理(4)振冲挤密法法1第11章软弱土土地基处理理振冲挤密法法2第11章软弱土土地基处理理3．排水固结结法排水固结法法主要由排排水和加压压两个系统统组成。(1)堆载预压法法(2)砂井法(包括袋装砂砂井、塑料料排水带等等)(3)真空预压法法(4)降低地下水水位法(5)电渗排水法法第11章软弱土地地基处理排水系统加压系统(2)堆载预压法第12章地基处理理(2)砂井法(包括袋装砂井井、塑料排水水带等)第11章软弱土地地基处理真空膜(3)真空预压法第11章软弱土地地基处理(4)降低地下水位位法第11章软弱土地地基处理4．置换法(1)振冲置换法(或称碎石桩法法)(2)石灰桩法(3)强夯置换法(4)水泥粉煤灰碎碎石桩(CFG桩)第11章软弱土地地基处理(1)振冲置换法(或称碎石桩法法)第11章软弱土地地基处理(4)水泥粉煤灰碎碎石桩(CFG桩)第11章软弱土地地基处理5．加筋法(1)土工聚合物(2)加筋土(3)土层锚杆杆(4)土钉(5)树根桩法法第11章软弱弱土地基基处理6．胶结法法(1)注浆法(2)高压喷射射注浆法法(3)水泥土搅搅拌法第11章软弱弱土地基基处理(1)注浆法第11章软弱弱土地基基处理水泥土搅拌桩第11章软弱弱土地基基处理喷粉桩施施工第11章软弱弱土地基基处理7．冷热处处理法(1)冻结法(2)烧结法第11章软弱弱土地基基处理润扬大桥桥冻结法法施工第11章软弱弱土地基基处理润扬大桥桥冻结法法施工第11章软弱弱土地基基处理三、地基基处理的的基本原原则在选择处处理方法法时需要要综合考虑虑各种影影响因素素，如建筑筑物的体体型、刚刚度、结结构受力力体系、、建筑材材料和使使用要求求，荷载载大小、、分布和和种类，，基础类类型、布布置和埋埋深，基基底压力力、天然然地基承承载力、、稳定安安全系数数、变形形容许值值，地基基土的类类别、加加固深度度、上部部结构要要求、周周围环境境条件、、材料来来源、施施工工期期、施工工队伍技技术素质质与施工工技术条条件、设设备状况况和经济济指标等等。施工中需需考虑对对场地及及邻近建建筑物可可能产生生的影响响、占地地大小、、工期及及用料等等。第11章软弱弱土地基基处理§11.2地基处理理方法换土垫层层法b回填土土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱弱土地基基处理换土垫层层法:将基础底底面以下下处理范范围内的的软弱土土层的部部分或全全部挖去去，然后后分层换换填强度度较大的的砂（碎碎石、素素土、灰灰土、高高炉干渣渣、粉煤煤灰）或或其它性性能稳定定、无侵侵蚀性等等材料，，并压（（夯、振振）实至至要求的的密实度度为止，，这种地地基处理理的方法法称为换土垫层层法.土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱弱土地基基处理垫层的类类型及适适用范围围表垫层种类适用范围砂垫层（碎石、砂砾）中、小型建筑工程的滨、塘、沟等局部处理；软弱土和水下黄土处理（不适用于湿陷性黄土）。可有条件用于膨胀土地基。素土垫层中小型工程，大面积回填，湿陷性黄土灰土垫层中小型工程，膨胀土，尤其湿陷性黄土粉煤灰垫层厂房、机场、港区路域和堆场等大、中小型大面积填筑干渣垫层中小型建筑工程。尤其适用于地坪、堆场等大面积地基处理和场地平整；铁路、道路路基处理。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱弱土地基基处理1、提高持持力层的的承载力力——通过扩散散作用使使传到垫垫层下的的软弱土土层应力力减少；；2、减小沉沉降量——换填材料料代替上上部软弱弱土层，，可减小小这部分分的沉降降量、垫垫层扩散散作用，，使得下下卧土层层的压力力减小，，这相应应减小下下卧土层层的沉降降量；

加固机理土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱弱土地基基处理3、加速软软弱土层层的排水水固结——不透水基基础直接接与软弱弱土层相相接触时时，在荷荷载作用用下，软软弱地基基中的水水被迫绕绕基础两两侧排出出，因而而使基底底下软弱弱土不易易固结，，产生较较大的孔孔隙水压压力，从从而导致致地基土土强度降降低，产产生塑性性破坏的的危险。。

加固机理土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理3、加速软弱土土层的排水固固结——垫层可作为良良好的排水面面，使基础下下面的孔隙水水压力迅速消消散，加速垫垫层下软弱土土层的固结，，从而提高其其强度。

加固机理土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理4、防治冻胀——垫层材料孔隙隙大，不易产产生毛细现象象，可防治冻冻胀。5、消除膨胀胀土的胀缩缩作用

加固机理土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土土地基处理理三、垫层设设计垫层设计要要点1、要求有足足够的厚度度以置换可可能被剪切切破坏的软软弱土层，，2、要求有足足够大宽度度以防止砂砂垫层向两两侧挤出。。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土土地基处理理b回填土垫层厚厚度应应根据据垫层底底部下下卧土土层的承载载力确确定，，并符符合下下式要要求：：垫层厚厚度的的确定定

pZ+pCZfaz式中 ——垫层底面处的附加应力设计值（kPa）; ——垫层底面处土的自重压力值（kPa）； ——经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）。土力学与基础工程

西南科技大学·第11章软软弱土土地基基处理理b回填土B=b+2ztgdz填zpCZpCDpZ+pCZfaz条基独立基基础土力学与基础工程

西南科技大学第11章软软弱土土地基基处理理压力扩扩散角角（°）换填材材料粘性土土和粉粉土(8<<14)中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾卵石、碎石灰土0.2520628≥0.503023注：当<0.25时，除灰土仍取θ

＝28º外，其余材料均取θ

＝0º；当0.25<<0.5时，值可内插求得。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理垫层宽度的确确定垫层的底面宽度应以满足基础底面应力扩散和防止垫层向两侧挤出为原则进行设计。

b回填土垫层顶面每边边宜比基础底底面大0.3m按当地开挖基基坑经验的要要求放坡土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理垫层承载力的的确定垫层的承载力宜通过现场试验确定沉降计算对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，还应进行地基变形计算。建筑物基础沉降等于垫层自身的变形量与下卧土层的变形量之和。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理垫层施工1）粒径小于0.002mm的胶体含量≥≥20%；2）液限ωL≥40%；塑性指数Ip≥17,在22～35之间。3）自由膨胀率率≥40%。1）机械碾压法：机械碾压法是是采用各种压压实机械来压压实地基土。。此法常用于于基坑底面积积宽大开挖土土方量较大的的工程；2）重锤夯实法：：重锤夯实法是是用起重机将将夯锤提升到到某一高度，，然后自由落落锤，不断重重复夯击以加加固地基。重重锤夯实法一一般适用于地地下水位距地地表0.8m以上稍湿的粘粘性土、砂土土、湿陷性黄黄土、杂填土土和分层填土土；3）平板振动法：：平板振动法是是使用振动压压实机来处理理无粘性土或或粘粒含量少少、透水性较较好的松散杂杂填土地基的的一种方法。。先振基基槽两两边，，后振振中间间，其其振动动的标标准是是以振振动机机原地地振实实不再再继续续下沉沉为合合格。。振实实后地地基承承载力力宜通通过现现场载载荷试试验确确定。。一般般经振振实的的杂填填土地地基承承载力力可达达100～120kPa。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软软弱土土地基基处理理垫层材材料选选择1)砂石应应选用用级配配良好好的中中粗砂砂，含含泥量量不超超过3％，并并应除除去树树皮、、草皮皮等杂杂质。。若用用细砂砂，应应掺入入30％～50％的碎碎石，，碎石石最大大粒径径不宜宜大于于50mm。2)粘土(均质土土)土料中中有机机质含含量不不得超超过5%，亦不不得含含有冻冻土或或膨胀胀土。。当含含有碎碎石时时，其其粒径径不宜宜大于于50mm。3)灰土体体积比比宜为为2：8或3：7。土料料宜用用粘性性土及及塑性性指数数大于于4的粉土土，不不得含含有松松软杂杂质，，并应应过筛筛，其其颗粒粒不得得大于于15mm。石灰灰宜用用新鲜鲜的消消石灰灰，其其颗粒粒不得得大于于5mm。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软软弱土土地基基处理理垫层材材料选选择4)素土素素土土土料中中有机机质含含量不不得超超过5％，亦亦不得得含有有冻土土或膨膨胀土土，不不得夹夹有砖砖、瓦瓦和石石块等等渗水水材料料，碎碎石粒粒径不不得大大于50mm。5)粉煤灰灰可可分分为湿湿排灰灰和调调湿灰灰。可可用于于道路路、堆堆场和和中、、小型型建筑筑、构构筑物物换填填垫层层。粉粉煤灰灰垫层层上宜宜覆土土30～0cm。6)干渣干干渣垫垫层材材料可可根据据工程程的具具体条条件选选用分分级干干渣、、混合合干渣渣或原原状干干渣。。小面面积垫垫层一一般用用8～40mm与40～60mm的分级级干渣渣，或或0～60mm的混合合干渣渣；大大面积积铺垫垫时，，可采采用混混合干干渣或或原状状干渣渣，原原状干干渣最最大粒粒径不不大于于200mm或不大于于碾压分分层虚铺铺厚度的的2/3。。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱弱土地基基处理第三节强强夯法法土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱弱土地基基处理强夯是法法国Menard技术公司司于1969年首创的的一种地地基加固固方法，它通过过一般8—30t的重锤(最重可达达200t)和8—20m的落距(最高可达达40m)，对地基基土施加加很大的的冲击能能，一般般能量为为500——8000kN.m。在地基基土中所所出现的的冲击波和和动应力力，可提高高地基土土的强度度、降低低土的压压缩性、、改善砂砂土的抗抗液化条条件、消消除湿陷陷性黄土土的湿陷陷性等。。同时，，夯击能能还可提提高土层层的均匀匀程度，，减少将将来可能能出现的的差异沉沉降。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱弱土地基基处理加固机理理目前，强强夯法加加固地基基有三种种不同的的加固机机理：动力密实实、动力力固结和动力置换换。取决于于地基土土的类别别和强夯夯施工工工艺。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理1.动力密实采用强夯加固固多孔隙、粗粗颗粒、非饱饱和土是基于于动力密实的的机理，即用用冲击型动力力荷载，使土土体中的孔隙隙减小，土体体变得密实，，从而提高地地基土强度。。Dynamiccompaction土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理非饱和土的夯夯实过程，就就是土中的气气相(空气)被挤出的过程程，其夯实变变形主要是由由于土颗粒的的相对位移引引起。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理在冲击动能作作用下，地面面会立即产生生沉降，一般般夯击一遍后后，其夯坑深深度可达0.6—1.0m，夯坑底部形形成一层超压压密硬壳层，，承载力可比比夯前提高2—3倍。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理2.动力固结Menard根据强夯法的的实践，首次次对传统的固固结理论提出出了不同看法法，认为饱和土是是可压缩的新新机理。静力固结理论论与动力固结结理论的模型型比较a）静力固结理理论模型；b）动力固结理理论的模型Dynamicconsolidation土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理由于土体产生生裂隙或趋于于液化，引起起渗透性增大大。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理1）饱和土的压压缩性；2）产生液化；；3）渗透性变化化；4）触变恢复夯击一遍的情情况夯击三遍的情情况土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理3.动力置换Dynamicreplacement土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理动力置换类型型整式置换桩桩式置换换土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理设计计算1有效加固深度度H——有效加固深度度(m)M——夯锤重(t)h——落距(m)α——系数土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理2夯锤和落距单击夯击能为为夯锤重M与落距h的乘积，一般般说夯击时最最好锤重和落落距大，则单单击能量大，，夯击击数少少，夯击遍数数也相应减少少，加固效果果和技术经济济较好。整个个加固场地的的总夯击能量量(即锤重×落距×总夯击数)除以加固面积积称为单位夯夯击能。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理3最佳夯击能在夯击能作用用下，地基中中出现的孔隙隙水压力达到到土的自重压压力这样的夯夯击能称为最佳夯击能。1）粘性土最佳佳夯击能的确确定方法：孔孔压叠加，用用有效加固深深度。2）砂性上最佳佳夯击能的确确定方法：绘绘制孔隙水压压力增量与夯夯击击数(夯击能)的关系曲线来来确定最佳夯夯击能。当孔孔隙水压力增增量随着夯击击击数(夯击能)增加而逐渐趋趋于恒定时，，可认为该种种砂土所能接接受的能量已已达到饱和状状态，此能量量即为最佳夯夯击能。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理4夯击点布置及及间距等边三角形或或正方形布置置夯击点。工工业厂房可根根据柱网来布布置夯击点。。夯距通常为5—15m土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理5夯击击数与遍遍数夯点的夯击击击数，应按现现场试夯得到到的夯击击数数和夯沉量关关系曲线确定定量应同时满满足下列条件件：1)最后两击的夯夯沉量不大干干50mm，当单击夯击击能量较大时时不大于100mm；2)夯坑周围地面面不风发生过过大隆起；3)不因夯坑过深深而发生起锤锤困难。一般为4—10击。遍数一般1~8遍。最后一遍遍是以低能量量“搭夯”即即锤印彼此搭搭接。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理6垫层铺设垫层厚度一般般为0.5—2.0m。铺设的垫层层不能含有粘粘土。7间歇时间砂土连续，粘粘性土2~4周。土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理效果检验强夯施工结束束后应间隔——定时间方能对对地基加固质质量进行检验验。其间隔时时间对碎石土土和砂土地基基可取l~2周：对粉土和和粘性土地基基可取3~4周。室内试验十字板试验动力触探试验验静力触探试验验旁压试验载荷试验波速试验旁压试验土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱土地地基处理旁压试验土力学与基础工程

西南科技大学第四节、挤密密砂石桩法和和振冲法1.概述挤密砂石桩技技术是沉管挤挤密砂桩和沉沉管挤密碎石石桩技术的简简称。沉管挤密砂桩桩技术是指通通过锤击力、、振动力、振振动冲击力或或静压力将暂暂时堵住下端端口的无缝钢钢管(即沉管)先沉入到地基基预定深度，，以在该软弱弱地基中形成成桩孔，然后后在桩孔中分分层添加砂料料并振实或击击实成桩、并并使砂料挤压压人土层中。。这样就可形形成较大直径径的密实砂桩桩。当以碎石(或卵石)为主要填料制制成的桩称作作碎石桩；当当以砾砂、粗粗砂、中砂、、圆砾、角砾砾、卵石、碎碎石等混合料料为填料制成成的桩也叫砂砂石桩。这种桩孔纯由由沉管挤压地地基土形成而而最后所成的的桩属挤土桩桩(即非排土桩)第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学（二）挤密砂砂石桩技术2.加固机理（1）砂石桩对松松散砂土和粉粉土地基的加加固机理1)挤密、振密作作用2)排水减压作用用3)减震与抗震作作用（抗液化化）第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学1)挤密作用砂土和粉土均均届于单粒结结构，其组成成单元为松散散粒状体，渗渗透系数较大大，一般大于于10-4cm／s，单粒结构总总处于松散至至紧密状态。。在松散状态态时，颗粒的的排列位置是是很不稳定的的，在动力和和静力作用下下会重新进行行排列，趋于于较稳定的状状态。即使颗颗粒的排列接接近较稳定的的密实状态，，在动力和静静力作用下也也将发生位移移，改变其原原来的排列位位置。松散砂砂土在振动力力作用下，天天体积缩小可可达20％。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学2)振密作用沉管特别是采采用垂直振动动的激振力沉沉管时，桩管管四周土体受受到挤压，同同时，桩管的的振动能量以以波的形式在在土体中传播播，引起桩四四周土体的振振动，在挤压压和振动作用用下，土的结结构逐渐破坏坏，孔隙水压压力逐渐增大大由于土体结结构的破坏，，土颗粒重新新进行排列，，向具较低热热能的位置移移动，从而使使土由较松散散状态变为密密实状态。3)抗液化作用在地震作用或或振动作用下下,饱和砂土利粉粉土的结构受受到破坏，土土中的孔隙水水压力升高.从而使土的抗抗剪强度降低低。当土的抗抗剪强度完全全消失，或者者土的抗剪强强度降低，使使土不再能抵抵抗它原来所所能安全承受受的作用剪应应力时，土体体就发生液化化流动破坏。。此即砂土或或粉土地层的的振动液化破破坏。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学2.加固机理（2）砂石桩对粘粘性土地基的的加固机理1)置换作用2)排水作用第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学1)置换作用砂石桩在软弱弱粘性土中成成桩以后，就就形成了一定定桩径、桩长长和间距的桩桩与桩间土共共同组成的复复合地基，由由密实的砂石石桩桩体取代代了与桩体体体积相同的软软弱土，因为为砂石桩的强强度和桩变形形性能等均优优于其周围的的土，所以形形成的复合地地基的承载力力就比原来天天然地基约承承载力大、变变形量也比天天然地基小，，从而提高了了地基的整体体稳定性和抗抗破坏的能力力。2)排水作用用水是影响响粘性土土性质的的主要因因素之一一，粘性性土地基基性质的的改善很很大程度度上取决决于其含含水量的的减小。。因此，，在饱和和粘性土土地基中中，砂石石桩体的的排水通通道作用用是砂石石桩法处处理饱和和软弱粘粘性土地地基的主主要作用用之一，，比之在在砂土地地基中的的排水作作用显著著。由于于砂石桩桩缩短了了排水距距离，从从而可以以加快地地基的固固结沉降降速率。。第11章软软弱土土地基基处理理土力学与基础工程

西南科技大学3.适用范范围沉管挤挤密碎碎石桩桩适用用的地地层一一般为为砂上、、粉土土、粘粘性土土、淤淤泥质质土、、有机机质土土、填填土、、黄土土。厚层淤淤泥中中慎用(须取特特殊措措施)，因其其围限限力过过低而而难于于成桩桩，且且地基基强度度增长长时效效较差差。沉管挤挤密砂砂石桩桩也可可用于于散料堆堆场、、路堤堤、码码头、、油罐罐等工程程的地地基加加固。。根据当当前我我国生生产的的该类类打桩桩设备备的性性能，，成桩桩深度度一般般可达达25m、若采采取适适当措措施还还可以以最大大加深深到44m，最大大桩径径可达达600mm。这种种桩一一般可可穿越越各类类粘性性土层层、粉粉土层层，采采取适适当措措施(如引孔孔)后还可可穿越越较薄薄的稍稍密、、中密密、饱饱和的的砂土土地层层及含含粘性性土较较多的的圆砾砾(或砾石石)地层，，但不不能穿穿越基基岩、、厚层层卵石石(碎石)以及纯纯净的的园砾砾(砾石)和密实实的砂砂层。。第11章软软弱土土地基基处理理土力学与基础工程

西南科技大学4.挤密砂砂石桩桩复合合地基基设计计计算算沉管挤挤密砂砂石桩桩的设设计计计算包包括：：桩长和桩径确定、、桩距计计算、加固范范围及布桩形形式确确定和砂石灌灌入量量计算算。1）桩长长及桩桩径确确定桩长主主要取取决于于需要加加固土土层的的厚度度。一般般视建建(构)筑物的的设计计要求求和地地质条条件而而定，，应满满足地地基的的强度度和变变形控控制要要求：：(1)对松散散砂土土或其其他软软土层层，当当其厚厚度不不大时时，挤挤密砂砂石桩桩应穿穿透软软弱土土层至至较好好持力力土层层上；；当厚厚度较较大而而挤密密砂石石桩(因机具具设备备限制制或造造价太太贵)不能穿穿适时时，桩桩长应应根据据建筑筑地基基的允允许变变形值值确定定。(2)处理可可液化化土层层时，，桩长长应穿穿透可可液化化层或或按国国标《建筑抗抗震设设计规规范》500U-2001)确定。。(3)对按稳定性性控制的过过程，加固固深度应大大于最危险险滑动面的的深度。(4)桩长不宜短短于4m。桩径应根据据工程地质质条件和成成校设备等等因素确定定，一般为为300~800mm，对饱和粘粘性土地基基宜选用较较大的桩径径。第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学2）桩距确定定桩距应能满满足地基强强度及变形形控制要求求，以及抗抗液化和消消除黄土湿湿陷性等设设计要求同同时使单位位面积造价价最低。一般应通过过现场试验验确定桩距距，但不宜宜大于砂石桩桩直径的4倍。在有经验验的地区可可按以下公公式确定：：（1）．松散砂砂土地基第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学2）桩距确定定（2）．粘性土土地基第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学4）砂石贯入入量计算砂石量可按按下式计算算：砂石量也可可按下式计计算：填料宜用砾砾砂、粗砂砂、小砂、、圆砾、角角砾、卵石石或碎石等等．其粒径径一般小于于50mm含泥量不得得大于5％。第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学5）其他计算对粘性土地基基，应按照《建筑地基处理理技术规范》(JQ79—2002)和《建筑地基基础础设计规范》(GBJ50007—2002)进行必要的承承载力计算、、沉降计算及及稳定分析。。对砂性土地基基，除按应按按照《建筑地基处理理技术规范》(JGJ79—2002)和《建筑地基基础础设计规范》(GBJ50007—2002)进行必要的承承载力计算、、沉降计算及及稳定分析外外，还应根据据国标《建筑抗震设计计规范》(GBJ50011-2001)的规定进行抗抗震计算。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学5）其他计算根据《建筑抗震设计计规范》(GBJ50011-2001)规定：应采用用标准贯入试试验判别法，，在地面下15m深度范围内的液化土应符符合下式要求求，当有成熟熟经验时，尚尚可采用其他他判别方法。。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学6）设计中应注注意的其他事事项(1)一些工程实践践表明，在精精心施工条件件下，粘性土土、素填土地地基中的锤击击沉管砂石桩桩复合地的承承载力常可达达300kPa以上。通过增大单体体冲击能的途途径来提高复合地地基的承载力力，要比增大置换率的的方法经济且不受最小桩距距限制。(2)锤击沉管砂石石桩施工过程程具有某种动动力触探性质质，能获得较较多直观地层层信息，应及及时反馈和充充分利用，使使设计和施工工得以自我完完善。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学6）设计中应注注意的其他事事项(3)对于特殊地层层条件下施工工沉管挤密砂砂石桩时，一一般可采取以以下措施：1)在厚层软土中中应慎用砂石石桩，因土的的围限力(即约束力)过低使桩体难难以获得必要要的密实度，，甚至难于成成形，桩间土土又实际上不不能挤密且有有不利的强度度时效(制桩扰动导致致土体强度降降低幅度人巳巳恢复期较长长)，因而加固效效果差。如无无限制填料和和提高置换率率，又将大幅幅度提高造价价和延长工期期，且可能导导致地面较大大幅度隆起。。如因其他原原因仍有必要要采取砂石桩桩，可从以下下方面考虑采采取措施：①①选用适宜的施施工顺序(跳打法或外旋旋法等)；②适当加大砂石石的粒径；③在碎石中添加加水泥等胶结结材料，变散散体材料桩为为柔性桩体；④加完填料的导导管在沉入地地下前应盖好好活动盖，以以防软泥流入入管内；⑤改用低冲多击击工艺等。当采用上述述措施仍达不不到加固目的的时，应改换换其他加固处处理方案。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学6）设计中应注注意的其他事事项2)当在预定桩长长内会揭穿下下卧承压地下下水时，须注意承压水可可能沿桩体上上涌并浸软上上部的桩间土土．从而降低加加固效果。3)当待加固软弱弱土(如填土)中夹含有较多大块块硬质块体(块石或混凝土土块等)时，各种碎石石桩均将难于于穿过，锤击击碎石桩尤易易损坏导管和和冲锤，对于于少量的大硬硬块体，可采用适当挪移移桩位或加桩桩处理。4)当待加固软弱弱土的表层没没有“硬壳泥”(如新填土)或“硬壳层”因放映失(如低洼积水地地段)时，因覆盖压压力(即垂直方向的的围限力)过低，浅部桩桩体密实度和和浅部桩间土土的挤密程度度都难以达到到要求，而““浅部”又往往往正是基础础底面下的主主要受力部位位，因而应采取措施。如适当增加碾压或低能强夯等处理措施。。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学6）设计中应注注意的其他事事项(4)当前各种砂石石桩基本上是是采取挤土造造孔和分层填填夯工艺，有有一定副作用用。这些副作作用在一般情情况下可不予予考虑，但在在某些特殊情情况下须予以以考虑，如：：1)一般不宜用砂砂石桩对建在在饱和软土上上的已有建筑筑物进行地基基补强(由于强度时效效，软土在制制桩初期其强强度有较明显显下降，且恢恢复期较长)。2)不宜紧邻已有有建筑物施工工。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学4.施工设备及施施工工艺1）施工设备（1）．振动成桩桩施工设备振动成桩法的的主要设备有有振动沉拔桩机机、下端装有活瓣瓣桩靴(或钢筋混凝土土预制桩靴)的桩管和加料设备。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学（2）．锤击成桩桩施工设备锤击成桩法的的主要设备有有蒸汽打桩机机或柴油打桩桩机、桩管、、加料漏斗和和加料设备。。第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学4.施工设备及施施工工艺2）施工要点依施工工艺顺顺序，振动沉沉管砂石柱的的施工方法可可选择以下几几种：(1)排孔法。由一端开始逐逐步施工到另另一端。(2)跳打法。同一排桩可隔隔一根桩打一一根桩，反复复进行。(3)围幕法。先打外桩，再再打内桩，从从外到里依次次向中心区推推进第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学4.施工设备及及施工工艺艺3）施工程序序第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学4.施工设备及及施工工艺艺4）施工其他他注意事项项挤密砂石桩桩施工应注注意以下几几点：(1)振动沉管秒秒石桩正式式施工时，，要严格按按照设计要要求的桩长、桩径、桩间距、砂石灌入量量及试验确定的的桩管提升升高度和速速度、挤压次数和悬振时间、电机的工作作电流等施工参数数进行施工工，以确保保挤密均匀匀和桩身的的连续性。。(2)应保证起重重设备平稳稳，导向架架与地匝垂垂直，且垂垂直度偏差差不应大于于1．5％、成孔中心心与设计桩桩位偏差不不应大于50mm，桩径偏差差控制在-20mm以内，桩长长偏差不大大于100mm。(3)砂石灌入量量不应少于于设计量的的95％．如不能顺利利下料时，，可适当往往管内加水水。第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学5水泥搅拌桩桩法1.概念水泥搅拌桩桩法是利用用水泥、石石灰等材料料作为固化化剂的主剂剂，通过特特制的深层层搅拌机械械在地基深深部就地将将软土和固固化剂强制制拌和，使使软土硬结结形成加固固体，从而而提高地基基的强度和和增大变形形模量。加加固体和天天然地基形形成复合地地基，共同同承担建筑筑物的荷载载。第11章软软弱土土地基基处理理土力学与基础工程

西南科技大学⑴作为为建筑筑物或或构筑筑物的的地基基；⑵进行行大面面积地地基加加固，，防止止码头头岸壁壁滑动动，深深基坑坑开挖挖支护护；⑶加固固道路路、桥桥涵；；⑷作为为地下下防渗渗墙，，阻止止地下下水渗渗透。。2.适宜建建筑形形式第11章软软弱土土地基基处理理土力学与基础工程

西南科技大学⑴基本不不存在挤挤土效应应，对周周围地基基扰动小小；⑵可根据据不同土土质和工工程设计计要求，，合理选选择固化化剂及配配方，应应用较为为灵活；；⑶施工无无振动，，无噪音音，污染染小，可可在市区区和建筑筑物密集集地带施施工；⑷土体加加固后，，重度基基本不变变，软弱弱下卧层层不致产产生较大大附加沉沉降；；⑸结构型型式灵活活多样，，可根据据工程需需要，选选用块状状，柱状状、壁状状、格栅栅状。3.主要特点点第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学一、适用用条件目前国内内水泥土土深层搅搅拌法主主要用于于加固淤淤泥、淤淤泥质土土、地基基承载力力不大于于120kPa的粘性土土和粉土土等地基基。用于处理理泥炭土土和地下下水具有有侵蚀性性时，应应通过试试验确定定。加固深度度一般在在30m以上。第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学二、加固固机理1.混凝土与与水泥土土的硬化化。2.混凝土的的硬化主主要在粗粗填充料料中进行行水解和和水化作作用，凝凝结速度度较快。。3.水泥土中中，水泥泥掺量少少，且水水泥的水水解和水水化反应应是在土土中进行行的，所所以硬化化速度缓缓慢而且且复杂，，加固土土的强度度增长也也较缓慢慢。第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学(一)水泥的水水解和水水化反应应(二)粘土颗粒粒与水泥泥水化物物的作用用(三)碳酸化作作用水泥土加加固软土土的物理理化学反反应第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学⑴硅酸三三钙：在在水泥中中含量最最高(50％)，是决定定强度的的主要因因素。⑵硅酸二二钙：在在水泥中中含量较较高(25%)，它主要要产生后后期强度度。⑶铝酸三三钙：占占水泥总总量的10％左右，，水化速速度最快快，促进进早凝。。⑷铁铝酸酸四钙：：占水泥泥总量的的10％作用，，能促进进早期强强度。⑸硫酸钙钙：含量量3％左右，，生成““水泥杆杆菌”状状的化合合物，能能将大量量自由水水一结晶晶水形式式固定下下来，使使土中自自由水减减少。(一)水泥的水水解和水水化反应应第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学1.离子交换换和团粒粒化作用用粘土颗粒粒带负电电，吸附附阳离子子，形成成胶体分分散体系系。表面面带有钾钾离子或或钠离子子，可与与水泥水水化反应应的钙离离子进行行离子交交换，产产生凝聚聚，形成成较大的的团粒，，提高土土体强度度。2.硬凝反应应在碱性环环境下，，溶液中中析出大大量的钙钙离子，，与二氧氧化硅或或三氧化化铝产生生化学反反应，生生成不溶溶于水的的铝酸钙钙等结晶晶水化物物。在水水中和空空气中逐逐渐硬化化，提高高水泥强强度，使使水泥具具有足够够的水稳稳定性。。(二)粘土颗粒与与水泥水化化物的作用用第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学水泥水化物物中游离的的氢氧化钙钙吸收水中中和空气中中的二氧化化钙，发生生碳酸化作作用，生成成不溶于水水的碳酸钙钙。(三)碳酸化作用用第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学(1)含水量水泥土的含含水量低于于原状土样样含水量，，并且随水水泥掺入比比的增加而而减小。(2)重度水泥土的重重度与天然然软土的重重度相差不不大，不会会对下卧层层产生过大大附加荷载载，不会产产生较大附附加沉降。。(3)相对密度水泥土的相相对密度较较软土稍大大。(4)渗透系数水泥掺入比比越大，龄龄期越长，，渗透系数数越小。三、水泥土土的物理、、力学性质质1.水泥土的物物理性质第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学2.水泥土的力力学性质(1)水泥土的破破坏特性(2)无侧限抗压压强度的影影响因素(3)抗拉强度(4)抗剪强度(5)变形模量、、压缩系数数和压缩模模量第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学2.水泥土的力力学性质(1)水泥土的破破坏特性第11章软弱土土地基处理理土力学与基础工程

西南科技大学①水泥掺入入比水泥掺入比比是指掺入入土中水泥泥质量与被被加固软土土的湿质量量的比值的的百分数。。水泥的强度度随掺入比比的增加呈呈增大的趋趋势。②龄期水泥土强度度随龄期的的增长呈增增大趋势，，龄期超过过28d后仍有明显显增长，90d后，强度增增长才减慢慢。③水泥标号号水泥土强强度随水水泥标号号的提高高而增加加。水泥泥标号提提高100号，水泥泥强度约约增大50～90％。(2)无侧限抗抗压强度度的影响响因素第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学水泥掺入入比小于于20％时，水水泥土无无侧线抗抗压强度度随土中中含水量量降低而而增加；；大于20％时，存存在一个个峰值。。④水泥掺掺入比第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学⑤天然地地基土中中的有机机质含量量有机质对对水泥的的水化反反应起阻阻碍作用用，影响响水泥土土的固化化，降低低水泥土土的强度度。含量量越多，，阻碍作作用越大大，水泥泥土强度度降低越越多。⑥外加剂剂外掺剂对对水泥土土强度有有不同的的影响。。⑦搅拌的的均匀程程度施工时搅搅拌的均均匀程度度对水泥泥土强度度的影响响很大。。在搅拌时时间相同同的情况况下，塑塑性指数数越大，，土的粘粘性越大大，越难难搅均匀匀；含水水量和液液性指数数过低，，易产生生抱土现现象，影影响搅拌拌效果。。第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学(3)抗拉强度度水泥土抗抗拉强度度随无侧侧限抗压压强度增增加而提提高。(4)抗剪强度度水泥土的的无侧限限抗压强强度越高高，其抗抗剪强度度也相应应提高。。(5)变形模量量、压缩缩系数和和压缩模模量第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学在负温条条件下，，水泥与与粘土间间的反应应减弱，，水泥土土强度增增长缓慢慢，但正正温后强强度可继继续增长长且接近近标准值值。地温温不低于于-10度，可进进行深层层搅拌法法施工。。3.水泥土抗抗冻性能能第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学(一)设计前应应取得的的资料；；⑴工程地地质资料料；⑵土土质资料料；⑶水水质资料料。(二)水泥土的的室内配配比试验验；1.试验目的的了解水泥泥掺入量量、水灰灰比、水水泥的品品种及外外掺剂掺掺量对水水泥土强强度的影影响，为为设计计计算及施施工工艺艺控制提提供可靠靠的参数数。四、水泥泥土搅拌拌法地基基加固设设计第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学2.土样制备备拟加固现现场取：：原状土土样与风风干土样样。3.固化剂的的选择确定水泥泥品种和和水泥掺掺入比。。4.外掺剂选选择5.试验设备备与规程程6.试件的制制作和养养护第11章软弱弱土地基基处理土力学与基础工程

西南科技大学1.试验目的的⑴根据室室内配比比结果求求得的最最佳配比比进行现现场试验验；⑵由现场场试验结结果，推推出室内内石块与与现场桩桩身强度度之间的的关系；；⑶确定施工工工艺参数，确确定水泥浆的的水灰比；⑷比较不同桩桩长与不同桩桩身强度时的的单桩承载力力；⑸确定水泥土土搅拌桩复合合地基承载力力。(三)水泥土搅拌桩桩的野外试验验第11章软弱土地地基处理土力学与基础工程

西南科技大学⑴在桩身上现现场取样，在在龄期相同时时，比较试样样之间强度关关系；⑵进行单桩和和复合地基承承载力试验；；⑶埋设土压力