《工程地质与土力计算》课件-项目十 地基处理

工程地质与土力学2项目十

地基处理任务一

软弱土地基处理技术任务二

其他软弱土地基处理方法

任务一软弱土地基处理技术1.软土特性①天然含水量高、孔隙比大。其天然含水量一般都大于30%，山区软土有时可达70%。天然重度一般在15～19kN/m3之间，孔隙比都大于1。②透水性低。垂直方向的渗透系数小，其值约在10-7～10-9cm/s之间，水平向渗透系数为10-4～10-5cm/s，因此软土的固结需要相当长的时间。③高压缩性。软土孔隙比大，具有高压缩性的特点。土层在自重和外荷作用下，长期得不到固结。软土的压缩系数一般在0.5～2.0Mpa-1之间，最大可达4.5Mpa-1。④抗剪强度低。在不排水剪切时，软土的内摩擦角接近于零，抗剪强度主要由粘聚力决定。⑤触变性。一旦扰动，土的结构强度便被破坏。⑥流动性。包括蠕变特性、流动特性、应力松弛特性和长期强度特性。3

2.地基处理方法分类45①机械碾压法机械碾压法是利用压路机、推土机、羊足碾或其他压实机械，分层碾压密实松散土体的方法。常处理含水量较低的素填土或杂填土，特别是大面积回填时宜采用。机械越重，压实深度也越大。在最佳含水量条件下，压实效果最好。大面积填土最好是现场碾压试验来确定。每层填土厚度一般为200～300mm。为加强填土的强度，可掺入一定数量的碎石。②振动密实法

振动密实法是利用大功率的平板振动器，对地基表层施加振动力，迫使松散土密实的方法。该法较适用于处理粉土、砂土、碎石、炉渣等只含少量粘性土的填料地基。一般而言，振动时间越长，其效果越好，一般杂填土地基，经振实后承载力可达100～200kpa。当振动机自重为2t，振动力100kN时，有效深度为1.2～1.5m。

6③重锤夯实法重锤夯实法是利用起重机械将质量大于1.5t的重锤，提升到一定高度让其自由下落，重复夯打以击实地基。它使地基表层密实形成硬壳层，从而提高地基持力层强度，扩散地基附加应力，减少沉降变形。在最佳含水量的条件下，才能取得最佳的夯实效果。此外，夯实效果还与锤重、锤底直径、落距、夯击遍数等有关。重锤夯实法适用于处理稍湿的粉土、砂土、湿陷性黄士及杂填土地基。一般锤重1.5～3.2t，落距2.5～4.5m，夯打6～8遍，有效夯深可达1.2m。经重锤夯实后的杂填土，地基承载力可达100～150kpa。

7③强夯法强夯法加固机理与重锤夯实法截然不同。施工方法是将特大重锤(一般10～40t)提起，让其从几十米(一般为10～40m)高处自由下落，对土进行强力冲击。迫使土中孔隙压缩，土体局部液化，夯击点周围产生裂缝，形成良好排水通道，加速土体固结和触变的恢复。强夯法可广泛用于对杂填土、碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土等地基的加固处理。经强夯法处理后的地基，其承载力可提高2～5倍，压缩性降低200%～1000%，处理深度达10m以上，效果十分明显。强夯法的特点是效果好、速度快、省材料，而且不受土类及含水量的限制。但施工时噪音和振动太大，不宜在城市建筑密集区采用。

8③换土垫层法当地基表层存在不厚的软弱土层且不能满足使用需要时，将其挖除，另外填筑易于压实的材料。或者如果软弱土层较厚而全部挖不合理时，可将其部分挖除，铺设密实的垫层材料，但必须进行换土层以下土层的承载力及变形验算。目前，常用的垫层有砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其他性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。

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任务二其他软弱土地基处理方法1.砂石桩法砂石桩法是在土中打入或振入桩管成孔，然后填入粗砂或(砾)石，边拔管边振密实填料，在地基中形成砂(石)桩。砂石桩直径一般为300～800mm，加固饱和粘性土地基宜采用大直径，桩间距不宜大于桩径的4倍，呈梅花形或正方形分布。砂石挤密桩地基宽度应超出基础的宽度，每边放宽不应少于1～3排，用于防止砂层液化时，尚应根据土层情况适当加宽。102.振冲法振冲法是振动水冲法的简称。利用振冲器喷射压力水振冲成孔，当振冲器下沉至设计深度后，往孔中填入砂、石，同时振动喷水，自下而上振实，形成密实的圆柱形振冲桩。其施工过程如图所示。

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3.堆载预压法在建筑物修造之前，在场地内堆土或其他重物，对地基施加预压，使其逐渐排水固结，当强度提高到设计要求后卸去荷载，再建造建筑物，此即堆载预压法。这种方法适用于处理各类淤泥及淤泥质土和施工场地确定至建筑物正式施工有足够时间的情况。堆载预压的效果取决于土的固结特性、预压荷载大小及预压时间的长短等。土层较厚(>10m)而固结系数又小时，排水固结所需时间很长，其应用就受限制。预压荷载宜大于设计荷载（一般超过10%~20%)，但不得超过地基极限荷载，否则地基会发生剪切破坏。同时，应分级加载，控制加荷速率，使之与地基的强度增加相适应。还要随时观测地基沉降情况，注意堆载速率对周围建筑物的影响。一般要求堆载中心点地表日沉降量不超过10mm；要求在预压土体四周打观测边桩（长1.5～2.0m)，边桩日水平位移不超过5～10mm，否则应立即停止加载。加载小于60kPa时，可不控制加荷速率。12

4.砂井堆载预压法为了缩短排水通道，加速土层的固结，可在需加固处理的土层范围内设置砂井，地表铺一层砂垫层后再施加预压荷载，此即砂井堆载预压法。如图10-3所示。砂井堆载预压法的关键是砂井的设计及施工。砂井设计包括砂井的长度、直径和间距，可根据工程要求，通过固结理论计算确定。通常要求预压期内完成80%的固结度。135.喷射注浆法高压喷射注浆法是用钻机先钻出直径为100～200mm的钻孔，然后用带有特殊喷嘴的注浆管插至孔底，通过地面的高压设备使浆液（水泥浆）等形成压力为20MPa左右的高压射流，从喷嘴喷出冲击切割土体，使浆液和冲下的土体强制混合，待凝结后便在土中形成具有一定强度的加固体，从而达到加固改良地基的目的。高压喷射注浆法的注浆形式分旋转喷射注浆（旋喷）、定向注浆喷射（定喷）和在某一角度范围内摆动喷射注浆（摆喷）三种。旋喷注浆形成的水泥土加固体呈圆柱状，称为旋喷桩。高压喷射注浆法适用处理淤泥、淤泥质土、流塑至可塑的粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基，可用于既有建筑物和新建筑物地基加固、深基坑与地铁等工程的加固或防水。146.深层搅拌法