地基处理8.ppt

1、地基处理Ground Improvement,查甫生 合肥工业大学 资源与环境工程学院,电话Email：,第一章 绪论,地基处理是什么（What） 为什么要进行地基处理（Why） 怎样进行地基处理（How）,What,软弱地基 软土地基、冲/吹填土、杂填土 特殊土地基 湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、冻土、岩溶 定义：如果天然地基很软弱，不能满足建(构)筑物对地基稳定、变形以及渗透方面的要求时，则要对地基进行人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理。,存在问题,地基承载力及稳定性 沉降、水平位移及不均匀沉降 渗漏 液化 特殊土不良地基的特性,What to do?

2、Remove the inadequate soil, and replace with better soil sometimes the best option (e.g. shallow peat layers) often (usually) too expensive due to quantity or depth of inadequate soil Shallow soil deposits can be improved by surface compaction (to increase density).,Transfer foundation loads down th

3、rough the inadequate layer to stronger layer underneath, using piles or similar Convention Centre in Perth piles through the soft river mud Bankwest Tower large diameter piles down to the Kings Park Shale (35m),Improve the soil if the soil is: too loose (sand) densify it (dynamic compaction, vibrofl

4、otation) too permeable inject something into the soil pores to reduce the permeability too compressible preload the site, to reduce the settlement that will be experienced by the structure (refer back to 2nd year consolidation notes) too soft: mix something with the soil to make it stronger (cement,

5、 lime) reinforce the soil add structural elements to strengthen it (stone columns, micropiles),海底软基处理工程,Ground Improvement Why? Ground as is not adequate for the proposed project too soft / weak (clayey soil) to support a particular structure too compressible too much settlement (differential settle

6、ment) leading to damage too much long-term settlement (on-going damage),too loose (sandy/silty soil) if unsaturated, susceptible to densification under dynamic loading (settlement) if saturated, susceptible to liquefaction under dynamic loading (complete loss of strength) too much settlement under s

7、tatic loading,too permeable too much water loss under dam if dam founded on the site too much movement of pollutants (from polluted area, from waste disposal area) too much flow through fractured rock (e.g at base of dam),Why,强度及稳定性问题（塌方，失稳） 沉降变形问题（桥头跳车、房屋裂缝） 地震、车行等动力荷载，可能引起地基土的液化、失稳及震陷（液化、管涌）,How,换

8、土垫层法 深层密实法 排水固结法 加筋法 化学处理 热学法,拓宽工程,静压法施工,软弱土：淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土以及其它高压缩性土。淤泥和淤泥质土：第四纪后期在冰海、湖泊、河（江）滩、三角洲、冰碛等地质环境下沉积而成，还有部分冲填土和杂填土。广泛分布于东南沿海地区和内陆江、河、湖泊的周围;由软弱土组成的地基，称之为软弱土地基。,软弱地基,饱和的、含有机质的天然含水量接近或超过液限压缩性高且抗剪强度低渗透性很小具有结构性,软弱土基本性质,当烧失量wn5% 时，有机质土当烧失量wn10%时，则称之为泥炭质土当烧失量wn60%时，则称之为泥炭,物理状态可分为,有机质含量可分为,IL1.0

9、，且1e1.5时，称之为淤泥质土IL1.0，且e1.5时， 称之为淤泥,（1）物理性质差基本物理特性差，含水量W高，W=35%80%；孔隙比e大，e=1.02.0具有较大孔隙各类絮状结构，结构灵敏度高粒度成分中粘土粒组和粉土粒组含量高降低W、缩小e成为软弱土地基加固的重要内容,软弱土一般具有如下的工程特性,（2）抗剪强度低软弱土天然不排水抗剪强度cu=5kPa25kPa 正常固结软弱土cu随深度而增加，一般每米深度增长12kPa外载作用下，软弱土渗透固结，强度会显著增长加速软弱土层渗透固结速率，是改善软弱土强度特征的有效途径,（3）压缩性较高正常固结软弱土压缩系数为a1-2=0.51.5MPa

10、-1，最大a1-2=4.5MPa-1；压缩指数Cc=0.350.75，且有Cc=0.0147w-0.213天然软弱土层一般为正常固结土，有部分土层处于超固结状态，而近代海相或河湖相沉积物，一般处于欠固结状态控制沉降是地基加固重要内容之一，尤其柔性荷载下控沉技术,（4）渗透性很小软弱土渗透系数k=10-610-8cm/s，在外荷作用下渗透固结速率很慢一般软弱土层渗透性具有明显各向异性，水平向渗透系数往往高于垂直向的渗透系数，尤其是存在水平砂夹层。加速软弱土层的固结速率，成为软土加固的一个主要技术,（5）结构性明显软弱土一般为絮凝结构，尤以海相粘土更为明显结构性强，一旦结构受到扰动或破坏，强度明显

11、降低，甚至呈现流动状态我国沿海软弱土的灵敏度St=48，属于高灵敏土地基处理中或地基施工中，减小对结构性土层扰动，可直接影响施工效果,Effect of Disturbance on a Quick Clay,（6）流变性显著在外载作用下，土体主（渗透）固结完成后，在剪应力作用下，土体剪切应变缓慢发展流变的工程问题，既可导致强度衰减；又可产生可观次固结沉降流变机理认识待完善，地基处理的对策目前是提高处置的等级,特殊性土,膨胀土 黄土 冻土 盐渍土 污染土,提高地基的抗剪切强度降低地基的压缩性改善地基的透水性改善地基的动力特性(液化)改善特殊土的不良地基特性,地基处理目的是改善地基土工程性质，满

12、足上部结构对地基稳定和变形的要求。,2.5 new material geotextile,碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能,地基处理方法具有多重处理加固功能,例如:,调查研究 设计要求：道路等级，桥梁及结构物结构、受力及使用要求，稳定安全系数和容许变形值。 工程地质条件：地形及地质成因、土层分布及工程特性，持力层及地下水特征。 环境影响：场地环境的影响，强夯，堆载预压，真空预压与降水预压，石灰桩及灌浆。 施工条件：用地条件，工期，原料，施工机械及管理控制。,地基处理设计原则,各类地基处理方法，均有各自特点和工作机理不同方法具有不同加固机理、对不同问

13、题有不同的效果，但存在局限性，没有万能的根据工程地质条件，工程对地基要求，材料、施工机具和施工条件等，对每一工程，综合考虑，方案比选选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案选择可以是单一地基处理方法，也可以是多种方法综合处理技术,地基处理方法选择,地基处理要求,地基处理范围指标,天然地层条件,地基处理方法原理,过去经验,机械，材料,多种可行方案,技术经济比较,确定方法,地基处理设计,地基处理方案的设计原则,地基处理技术发展,授课内容,绪论 复合地基理论 换填法 深层密实法（强夯法、砂（碎石）桩、石灰桩、CFG桩） 排水固结法 化学固结法（灌浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法） 加筋法（土工合成材料、植被护坡技术） 特殊土地基处理 地基处理新技术 托换技术 重点讲述各种地基处理技术的基本概念、加固原理、设计计算等。,实验教学,地基土密实度检测实验（第三周，周六上午）