[指南]特殊土地基处理.ppt

1,第10章 特殊土地基,湿陷性黄土,膨胀土,红粘土,冻土,2,10-1 湿陷性黄土地基,风积土，少水条件下形成，有肉眼可见的大孔隙，e较大，在1.0左右。,遇水塌陷，但程度不同，按湿陷起始压力大小分自重沉陷、非自重沉陷.(长期饱和黄土不湿陷),湿陷场地评价：对土层由一定压力下的湿陷量划分，对场地看沉陷土层厚度大小。,分布很广，多在干旱半干旱地区，占陆地之9.3%，我国主要在西北一带。,处理：对水位以上黄土换土、加密、预浸水、化学，桩基，防水，结构刚度，基础型式，预留净空，等。,3,10-2 膨胀土地基,处理：较难，换土、加大基础埋深、桩基、注意减小Dw，建筑措施，结构措施。,我国广西、云南、四川、湖北、安徽、河南、山东均有膨胀土。,蒙特土，吸水胀，失水缩，压力大则不能胀。,4,第13章 地基处理,13-1 概述（地基处理）13-2 预压排水加固法13-3 密实法13-4 化学加固13-5 土工聚合物(简介）,5,13-1 概述（地基处理）,不良地基 人工地基,不良地基：强度低、压缩性高、易液化、渗透性不合要求,6,一、常见软弱土,1.淤泥、淤泥质土2.松砂3.冲填土4.杂填土（垃圾）5.泥炭土及泥炭质土,7,1.淤泥、淤泥质土,粘性土的一种，在静水中沉积，伴有生化作用,渗透系数很小，触变、流变性,淤 泥：wwL，e1.5淤泥质土：wwL，e在1.01.5,2.松砂,受剪时软化，饱和松砂振动时易液化,8,冲填土,疏浚河道时，从江、河、湖底挖出的土,其性质视成分而定，粘粒多则欠固结、软,例：三峡库区移民安置需在充填土上建房屋,4.杂填土（垃圾）,土质不匀、不密实，湿陷性,9,5.泥炭土及泥炭质土,软弱土地基：软弱土为主的地基,很软，固结慢,含植物质的土，w达百分之几百，g1012kN/m3,泥炭土：植物质含量50%泥炭质土：植物质含量 1050,10,二、处理目的及方法分类,目的：减小e或改变成分，使不良性改善,11,三、方法选用,要看地基情况：不同方法用于不同情况 不同方法处理范围大小不同,要视建筑情况：荷载大，处理范围大 荷载小，可不处理,要据已有知识、经验定，大工程要试验,12,13-2 预压排水加固法,排水固结法是利用地基土排水固结的特性，通过施加预压荷载，并增设各种排水条件（砂井和排水垫层等排水体），以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。,13,用于：较厚的饱和软土层（淤泥、淤泥质土）,方法：压载使土层固结，用砂井或者塑料排 水板排水(排水预压)，否则时间过长。软土层5m，下有砂层，可不用砂井。,作用：提高承载力，大大减小沉降。,14,粘性土固结所需时间与排水距离的平方成正比。因此，为了加速土层的固结，最有效的方法是增加土层的排水途径，缩短排水距离。,15,砂井布置：一般砂井：dw=300500,Sa=68dw 袋装砂井：dw=70100,Sa=1520dw,地面排水垫层厚40cm,插板1004，按周长相等来求：,另有降水预压、真空预压难度大,16,1、砂井预压固结度计算,2、预压加载速率控制,由应力路径和速度的关系（用Kf 线）分析，加载过快会破坏。,荷载大时更要慢，要监测，沉降10mm/天，u0.5p。,真空预压时，总应力不变，仅垫层和砂井内形成负孔压使土固结，故不用控制速率。,17,一、机械振密法（碾压、夯实）,13-3 密实法,通过夯锤或机械，夯击或碾压填土、疏松土层，使其孔隙体积减少、密实程度提高，这种作用称为压实。压实能降低土的压缩性、提高其抗剪强度、减弱土的透水性，使经过处理的表层弱土成为能承担较大荷载的地基持力层。,最优含水量在一定压实机械的功能条件下，土最易于被压实，并能达到最大密度时的含水量，称为最优含水量wop，相应的干密度则称为最大干密度dmax。,18,粘性土有wop，要静压力大才好；砂土要饱和，要振动效果才好；,影响深度：仅表层，重锤夯实（12吨，落距34m)，影响深度亦仅1.52.5m,重锤夯实用于淤泥无效,19,二、挤密砂桩、土桩、石灰桩,挤密后e变小，由e1、e2、d0求S,或由S、d0、e1求e2,挤土成孔作桩，有挤密换土二种作用,用于能挤密的土，含水量大的粘性土不可用,20,实用时S应小于上式给出值，因挤土隆起使e2较大。,承载力、变形计算：和前类似，但土被挤密，应考虑,桩身密实度有要求；能达到的承载力有上限规定（见规范）,石灰桩：吸水、挤密,21,三、振冲挤密砂桩,用振冲器振动冲水，同时投入砂石成桩振冲器：似大振捣棒，但上下端有喷水口,22,对松砂有振密、置换作用；对粘性土主要是置换作用。孔距：1.82.5m,填料粒径大一些，挤密效果好，但应50mm，否则会形成拱架。,承载力、变形计算同前,23,四、强夯法,锤重几吨十几吨，落距几十米，锤底面4-6平米,夯实机理：(1)压密(2)使孔压上升(3)土体裂缝，排水固结,效果：承载力提高25倍，加固深度10m左右：,用于：一般砂土、粘土、黄土、填土，但对淤泥慎用,24,缺点：振动、噪声大，对周边设施有影响（可用隔震沟）。,夯实方案：一般23遍，每遍夯实点均布、错开,每遍间隔可视土体渗透性而定，对粘性土可34周，对砂土可不停。夯实平面尺寸大于基底平面3m,承载力由试验定。,最后夯沉量510cm,25,13-4 换填法,一、换土垫层,作法：,26,作用：,(1)提高承载力：本身好、下层或为好土、又有扩散(2)减小沉降：因为变形以浅层为主(3)排水固结：砂石料排水性好,用于：处理厚度3m的情况（软土层薄或荷载小）,27,设计：本身承载力：查规范或由试验定,宽度：顶宽伸出基础边至少300 底宽：(1)保证扩散(2)使不压溃（由下式）,厚度：使下卧层强度满足，但又3m，否则造价高 厚度Z由下式定（q查表）,28,二、砂土桩置换法,用于处理深度大的情况，还有排水作用,复合地基：土及加固体组成之非均匀地基，加固体呈竖向或水平,作法：非挤土成孔（可挤密时，挤土更好）,桩径300500，桩距35d，再加垫层构成散体材料桩复合地基,29,n桩土应力比（设同时破坏，破坏时的桩土应力比），n决定于桩、土相对刚度、强度，对散体材料桩取n24,承载力：,m 面积置换率fpk 用单桩试验定。偏安全，因周边土受载使桩加强,对于小工程，无条件试桩时取,30,变形验算：同一般地基，对加固区用复合模量：,注意：桩的强度要由土体的约束保证，因为是散体 一般为cu20kPa的软粘土中慎用。,31,13-4 化学加固,将化学浆液（水泥浆、水玻璃等）注入或掺入土层来加固地基,有多种方法，常用有如下几类：一.灌浆法 二.高压旋喷注浆法三.深度搅拌法,第一种是注入土体孔隙,后二种是掺入土中.,32,1.水泥或粘土水泥灌浆,一、灌浆法,方法：成孔后注浆，或将注浆管击入土层注浆，工艺有多种，不详述.,只能注入粗粒土层或基岩裂缝，主要作用是形成防渗帷幕（因粗粒土承载力一般不低）。用高压劈裂灌浆，可加固软土层（细粒）。,33,又由统计：Dp=eeD D 粒径；ee 有效孔隙比，对砂砾约为0.2,另外要有好的流动性，还不能很快沉淀析水，水泥浆还有初凝时间（24小时）,取D15、d85，有可灌比：,34,2.其它化学材料灌浆,有多种，好的浆液：1）可灌性高；2）可控制凝固时间；3）强度高；4）耐久性；5）无毒、无污染,多用硅酸盐类（水玻璃），价格低，渗入性较好，无毒用水玻璃主剂胶凝剂，形成凝胶,如反应快（如CaCl2)，则分别灌入（双液法）；反之(HCl)，则同时灌入（单液法）单液法胶结慢，扩散范围大，但一般强度低,35,二、高压旋喷注浆法,高压喷射，破坏土体，使浆土混合。,三种方法：单管法：仅喷浆、旋转、提升；桩径0.50.8m,2）双管法：同心管，外气内浆；桩径12m,3）三管法：气、水、浆；桩径更大,36,施工顺序：,桩复合地基计算：大体同前,37,三、深层搅拌法,用水泥浆，亦可用石灰粉末（12%后效果不再增大）。用于饱和粘土。,38,13-5 土工聚合物,用于岩土工程的一类合成材料，俗称土工织物.,有如下几类：1）土工膜：不透水，用于防渗,2）土工织物：渗水，但孔隙小，用于排水反滤。（滤层设计见p225及图5-29）,3）土工格栅：网状（方孔、圆孔等,见图）,强度较高，用于土工加筋。,39,加筋作用：用于有拉应力部位，似混凝土中加筋。（加筋挡墙、加筋复合地基）。,问题：风化，一般浅色易风化,