《土力学与地基基础》第九章 软弱地基处理.ppt

土力学地基基础Soil Mechanics and Foundation  Engineering 河南科技大学建筑工程学院 高笑娟 第九章 软弱地基处理 第一节 概述 一、地基处理的目的 1、建筑物地基面临的问题 （1）承载力及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。 （2）沉降、不均匀沉降、水平位移等问题。 （3）地基的渗透量或水力坡降超过容许值时，会发生水量损失，或因潜蚀和管涌而可能导致失事。 （4）地震、机器以及车辆的振动、海浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无粘性土的液化、失稳和震陷等危害。这类地基问题也可能分别概括于上述稳定和变形问题中，只不过是由于动力荷载引起的。 2、地基处理的目的 （1）地基处理的概念 在土木工程建设中，当天然地基不能满足建(构)筑物对地基的要求时，需对天然地基进行加固改良，形成人工地基，以满足建(构)筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用，这种地基加固改良称为地基处理。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。 （2）目的 1）提高地基土的抗剪强度。 2）降低地基土的压缩性。 3）改善地基土的透水特性。 4）改善地基的动力特性。 5）改善持殊土的不良地基特性。 二、地基处理方法的分类 地基处理方法按地基处理原理进行分类外，还可以按下面方法分类： （1）地基处理方法可分为物理的地基处理方法、化学的地基处理方法以及生物的地基处方法； （2）可根据地基处理加固区的部位分为浅层地基处理方法、深层地基处理方法和斜面土层处理方法三大类； （3）还可视用途将地基处理方法分为临时地基处理方法和永久地基处理方法两种。 三、地基处理的特点 （1）大部分地基处理方法的加固效果不是在施工结束后就能全部发挥； （2）每一项地基处理工程都有它的特殊性； （3）地基处理是隐蔽工程，很难直接检验其加固效果。 四、常见的地基处理方法 1、换填垫层法 该法常用于基坑面积宽大和开挖土方较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填土、填土，以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。一般处理深度为2~3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。 2、振密、挤密法 1）表层压实法； 2）重锤夯实法； 3）强夯法； 4）振冲挤密法； 5）土桩与灰土桩法； 6）砂桩； 7）爆破法 3、排水固结法 1）堆载预压法； 2）砂井法（包括袋装砂井、塑料排水带等）； 3）真空预压法； 4）降低地下水位法； 5）电渗排水法。 4、置换法 1）振冲置换法(碎石桩法)； 2）石灰桩法； 3）强夯置换法； 4）水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法)。 5、加筋法 加筋法的基本原理是通过在土层中埋设强度较高的土工合成材料、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、维持建(构)筑物或土坡稳定。 1）土工合成材料 2）土层锚杆 3）土钉 4）树根桩法 6、胶结法 胶结法的基本原理是在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等固化物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基．以提高地基承载力和减小沉降。 （1）灌浆法 （2）高压喷射注浆法 （3）水泥土搅拌法 7、冷热处理法 （1）冻结法 （2）烧结法 8、托换 9、纠偏 第二节 地基处理方法简介 一、换填垫层法 当软弱土地基的承载力和变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、炉渣、粉煤灰）或其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换填垫层法，简称为换填法。 1、垫层的作用 （1）提高持力层的承载力 （2）减小沉陷量 （3）加速软弱土层的排水固结 （4）防止冻胀 （5）消除膨胀土的胀缩作用 2、垫层材料的选用 （1）砂石 砂石垫层材料宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑，应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂时，应掺入不少于总重30％的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm，并通过试验确定虚铺厚度、振捣遍数、振捣器功率等技术参数。对湿陷性黄土地基，不得选用砂石等透水材料。 （2）粉质粘土 土料中有机质含量不得超过5％，亦不得含有冻土或膨胀土，不得夹有砖材料。当含有碎石时，粒径不宜大于50mm。 （3）灰土 灰土的体积配合比