地基处理方法换土复合加密预压胶结

第五章地基

处理7.1概述7.2换土垫层法7.3复合地基7.4加密法7.5预压加固法7.6胶结法7.7土工合成材料7.1概述

浅基础,当承载力、沉降、液化、冻胀等不满足设计要求时(1)采用深基础、桩基础(2)地基处理，改善土性地基处理的目的1提高土的强度---地基承载力2增加土的刚度---减少地基沉降量3改善地基土的水力特性

(1)防渗：堤坝、闸基、池

(2)排水：软基固结渗流、挡土墙排水

(3)渗透稳定性：长江大堤的管涌、流土（采用反滤）

(4)抗冻性4改善抗震性能

(1)液化：加密

(2)震陷：干松砂和溶洞地基处理的对象软弱地基不良地基淤泥土e>1.5，>L(IL>1.0)淤泥质土e=1.0~1.5，>L(IL>1.0)泥炭土，泥炭质土冲填土湿陷性黄土膨胀土冻土松砂

Dr<1/3或e>0.85饱和液化,干土震陷人工填土，杂填土湿陷性黄土以粉土为主孔隙比大e>1.0天然密度小＝1.4~1.65g/cm3富含碳酸盐类遇水沉降增大，称湿陷性成因：风成，部分水成特点：湿陷性又分：自重湿陷性黄土地基和非自重湿陷性黄土地基

湿陷性黄土地基处理的方法换土垫层法加密法深层压密法土工合成材料化学加固法方法众多，分类不统一复合地基换填法浅层压密法强夯法挤密桩复合地基预压加固法冻结法胶结法振密、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(1)表层压实法(2)重捶夯实法(3)强夯法青岛港8号码头强夯挤淤淤工程北海堤爆破挤淤淤(4)振冲挤密法1振冲挤密法2排水固结法排水固结法主要要由排水和加压压两个系统组成成。(1)堆载预压法(2)砂井法(包括袋装砂井、、塑料排水带等等)(3)真空预压法(4)降低地下水位法法(5)电渗排水法等载预压超载预压(1)堆载预压法(2)砂井法(包括袋装砂井、、塑料排水带等等)(3)真空预压法(4)降低地下水位法法置换法(1)振冲置换法(或称碎石桩法)(2)石灰桩法(3)强夯置换法(4)水泥粉煤灰碎石石桩(CFG桩)(1)振冲置换法(或称碎石桩法)(1)振冲置换法(海上施工)(4)水泥粉煤灰碎石石桩(CFG桩)加筋法(1)土工聚合物(2)加筋土(3)土层锚杆(4)土钉(5)树根桩法胶结法(1)注浆法(2)高压喷射注浆法法(3)水泥土搅拌法(1)注浆法高压喷射注浆法法70年代后期创始于于日本，它是利利用钻机把带有有喷嘴的注浆管管钻进至土层的的预定位置后，，以高压设备使使浆液或水成为为20~40MPa的高压射流从喷喷嘴中喷射出，，冲击破坏土体体，同时钻杆以以—定速度渐渐向上上提升，将浆液液与土粒强制搅搅拌混合，浆液液凝固后，在土土中形成一个固固结体。高压喷射注浆的的三种型式(2)高压喷射注浆法法水泥土搅拌桩搅拌桩机的搅拌拌叶片水泥土搅拌桩喷粉桩施工冷热处理法(1)冻结法(2)烧结法润扬大桥冻结法法施工润扬大桥冻结法法施工润扬大桥冻结法法施工其它(1)锚杆静压桩(2)沉降控制复合桩桩基地基处理的基本本原则:在选择处理方法法时需要综合考虑各种影影响因素，如建筑物的体体型、刚度、结结构受力体系、、建筑材料和使使用要求，荷载载大小、分布和和种类，基础类类型、布置和埋埋深，基底压力力、天然地基承承载力、稳定安安全系数、变形形容许值，地基基土的类别、加加固深度、上部部结构要求、周周围环境条件、、材料来源、施施工工期、施工工队伍技术素质质与施工技术条条件、设备状况况和经济指标等等。施工中需考虑对对场地及邻近建建筑物可能产生生的影响、占地地大小、工期及及用料等。地基处理技术的的国内外发展情情况:近40年来，国外在地地基处理方面发发展十分迅速，，老方法得到改改进，新方法不不断涌现，在60年代中期，从如如何提高土的抗抗拉强度这一思思路中，发展了了土的“加筋法法”；从如何合合有利于土的排排水和加速固结结这一基本观点点出发，发展了了土工聚合物、、砂井预压和塑塑料排水带；从从如何进行深层层密实处理的方方法考虑，采用用加大击实功能能的措施，发展展了“强夯法””和振动“水冲冲法”等。另外外，现代工业的的发展，对地基基工程提供了强强大的生产手段段：如能制造重重达几十吨的专专用地基加固施施工机械(使用强夯法时的的起重机械)；潜水电机的山山现，带来了振振动水冲法的振振动器的施工机机械；真空泵的的问世，才能建建立真空预压法法；生产了大于于20000kPa的压缩空气机，，从而产生了““高压喷射注浆浆法”。7.2换土垫层法b回填土垫层材料卵石、碎石、砾砾石、粗砂、中中砂素土灰土：灰土比2:8或3:7工业废料：粉煤灰，矿渣垫层厚度一般：0.5~3m垫层设计持力层：pf下卧层：pZ+pCZfz+d压实系数c=d/dmax0.93b回填土B=b+2ztgdz填zpCZpCD要求：pZ+pCZfz+d以条基为例对矩形基础：7.3复合地基桩土应力比：n=p/s面积置换率：m=Ap/A复合地基散体材料桩复合合地基柔性桩复合地基基刚性桩复合地基基砂石桩、砂桩；；搅拌桩、水泥泥土桩、土桩、、灰土桩、CFG桩；混凝土桩桩与土共同变形形，共同承载；；非均质，各向向异性与桩基区别？复合地基的承载载力(1)公式计算(2)载荷试验桩土应力比与土性有关，随随荷载过程变化化。对于碎石桩桩n=2~4复合地基的压缩缩模量单桩载荷试验，，复合地基载荷荷试验7.4加密法目的：降低压缩性，提提高强度加密法深层压密密法浅层压密密法强夯法挤密桩复复合地基基（深层层挤密法法）预压加固固法其它：爆破压密密土的压实实原理饱和曲线线粘性土砂土粘性土在某种压压实功能能下（标准压压实功能能）达到最密时的含水量量称为最优含水水量，对应的的干密度度称为最大干密密度砂土：①不存在最最优含水水量；②在完全风风干和饱饱和两种种状态下下易于击击实；③潮湿状态态下不易击实1机械压密密法(1)重锤夯实实锤重：1~2t，落距：：3.5~4.0m，有效深度度：1.5~2.5m，承载力力：100~150kPa(2)碾压压路机、、推土机机、羊足足碾，分分层铺土土，分层层压实。。每层填土土30~40cm，承载力力：80~120kPa(3)振动压实实对砂土、、砂性杂杂填土很很有效，，有效深度度：1.5m，承载力力：100~200kPa浅层压密密，一般般用做地地基表层层处理PneumatictiredrollerSheepsfootroller2强夯法锤重：8~25t，最大200t落距：8~25m有效深度度：5~10m承载力：：180~250kPa1969年，法国国1978年，中国国强夯设备备：夯锤，起起重机，，脱钩装装置加固机理理：动态能量量,波的传播播和密实实固结加固效果果：提高承载载力、减减小沉降降量，消除液化化可能、、消除湿湿陷性等等优缺缺点点：经济；噪噪音新发展：：强夯置换换法在冲击动动能作用用下，地地面会立立即产生生沉降，，一般夯夯击一遍遍后，其其夯坑深深度可达达0.6——1.0m，夯坑底底部形成成一层超超压密硬硬壳层，，承载力力可比夯夯前提高高2—3倍。AbuDhabiCorniche(UnitedArabEmirates)夯坑动力密实实的应用用范围动力密实实的应用用范围肇庆—花都—博罗输变变电工程程花都站站土石方方强夯施施工动力密实实的应用用动力密实实的应用用地基压密密固结模模式图南同蒲铁铁路介休休通信站站工程强强夯加固固湿陷性性黄土静静力触探探曲线青岛港8号码头强强夯工程程青岛港8号码头强强夯工程程ThermalK-12EducationalPark,CoachellaValleyCalifornia(US)美国加州州某工程程夯点布布置（正方形形）NICEAIRPORT(France)AbuDhabiCorniche(UnitedArabEmirates)效果检验验强夯施工工结束后后应间隔隔——定时间方方能对地地基加固固质量进进行检验验。其间间隔时间间对碎石石土和砂砂土地基基可取l~2周：对粉粉土和粘粘性土地地基可取取3~4周。室内试验验十字板试试验动力触探探试验静力触探探试验旁压试验验载荷试验验波速试验验旁压试验验3挤密桩复复合地基基（深层层挤密法法）(1)沉管挤密密法沉管：封口或者者活瓣；；打入，加加料，拔拔出；振振动,锤击材料：土桩(原位粘性性土再夯夯入)；灰土桩、、碎石桩桩、石灰灰桩、水水泥土桩桩、二灰桩(加粉煤灰灰)适用于填填土、松松砂、湿湿陷性黄黄土、一一般粘性性土Sr<60%!砂桩(2)振冲法设备：振冲器d=270~450mm，L=1.6~3m原理：振振：偏心轮旋旋转，振振动加密密，使颗颗粒移动动冲：高压水从从中间穿穿过，土土颗粒振振浮液化化固结加固挤密密、振动动液化、、渗流固固结填料：粗颗粒(粘细粒少少)；级配好好；最大大颗粒<50mm适用于松松砂,杂填土和和一般粘粘性土，，不适用于于淤泥和和淤泥质质土振冲器振密法沉管法干振法振冲挤密密法对粘性土土加固机机理换土置换换不论对疏疏松砂性性土或软软弱粘性性土，碎碎石桩的的加固作作用有：：挤密、置置换、排排水、垫垫层和加加筋的五种作作用。强制置换换强制置换换水下的碎碎石桩复复合地基基碎石桩复复合地基基强夯置换换复合地地基码头机场动力置换换类型整式置换换桩桩式置置换桩式置换换动力置换换(Railwaytrack,Malaysia)整式置换换动力置换换ALEXANDRIACITYCENTER(Shoppingcenter-Egypt)桩式置换换动力置换换的应用用范围动力置换换的应用用范围桩间距设计S已知：桩径d，间距S，孔隙比e1；计算：挤密后孔隙比比e2通常：d、e1已知，e2也可确定待定：间距S公式请自行推推导桩与土形成复合地基，其承载力可可通过载荷试试验获得7.5预压加固法预压加固法堆载预压降水预压真空预压适用于饱和软粘土：：淤泥及淤泥质质土、冲填土土、填海（湖）造造田。预压原理：饱和土的固结结，土的塑性性原位自重应力力s建筑物附加应应力z预加压力t=(1.2~1.5)zte2ze1eps降水预压zz真空预压-u堆载预压12分级堆载竖向排水砂井井、塑料排水水板水平排水垫层层堆载过快易失失稳真空预压不会会失稳堆载预压的加加载速率K0Kfqp(p)不排水pt固结度计算（（砂井）dwdedw排水板可以分解成两两个方向的固固结问题叠加加（Carrillo）三维渗流固结结问题其中求解，得到其中—固结度—井径比查表5-7增加井径dw与减小间距d