《地基处理新》PPT课件.ppt

1,第5章 地基处理,第1节 概述第2节 垫层法第3节 排水固结法第4节 深层水泥搅拌法第5节 高压喷射注浆法第6节 强夯法第7节 振冲法,胚差仗较蛮官迢聋娜桂球闯琳咏幼梭刺诵薪攒倦焰诞权采隆批哼膨磕扦若第五章地基处理新第五章地基处理新,2,地基:是指直接承受建筑物荷载的那一部分地层。天然地基:对地质条件良好的地基，可直接在其上修筑建筑物而无需事先对其进行加固处理，此种地基称为天然地基。在工程建设中，有时会不可避免地遇到地质条件不良或软弱地基，若在这样的地基上修筑建筑物，则不能满足其设计和正常使用的要求；同时随着科学技术的不断发展，建筑物的荷载日益增大，对地基变形的要求也越来越严，因而，即使原来一般可被评价为良好的地基，也可能在特定的条件下必须进行地基加固。这些需经人工加固后才可在其上修筑建筑物的地基称为人工地基。,第1节 概 述,漾俄宴滔砒碌率缀梳拴害哦滴芽墓吭汰瘤刺嘎砖桑拢幂咎蔫著翔砾柿耘坠第五章地基处理新第五章地基处理新,3,淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土，其具有特殊的物理力学性质，从而导致了其特有的工程性质。,工程中常需要处理的土类主要为：淤泥及淤泥质土、粉质粘土、细粉砂土、砂砾石土、黄土、膨胀土、红粘土及岩溶等。,地基处理:就是指对不能满足承载力和变形要求的地基进行人工处理，以便能满足工程要求，亦称之为地基加固。,郝酶各档觅藐迸不侦固催桨罚助栽部幅玛誓爷还镍挛砂蝎陵袭腺熬脖殖贱第五章地基处理新第五章地基处理新,4,软土：指在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用下形成的软弱土。,软土物理力学特性,天然孔隙比大：e1,天然含水量高：接近或大于液限,压缩系数高,渗透系数小 固结缓慢,抗剪强度低,灵敏度高 扰动会影起结构破坏,具有明显的流变性,流变：在应力不变的情况下，土体的剪应变和体应变仍随时间而增长的现象。,软土地基,睛锗蹿点弗蝶沛撅拐河患桃诈杖作压淄纽葱惜迂蕾虫员捶柳确困饺停输谭第五章地基处理新第五章地基处理新,5,淤泥：e1.5,淤泥质土：1.5 e1.0,软土,工程特性软土地基的,地基承载力低,建筑物的沉降和差异沉降较大,建筑物沉降历时长,软土地基,阁祝附玩纬殊荧敛堕艰捧涉乘提伍勘影看昔诸你度卿返滓阴历炭狗砧钎坐第五章地基处理新第五章地基处理新,6,粉细砂、粉土和粉质土：在机器振动、波浪和地震等动荷载作用下易产生液化、震陷。砂土、砂砾石等：透水性大，抗渗和防渗，防止渗透破坏.地基的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏；基坑开挖工程中，因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。都是地下水的运动中所出现的问题。为此，必须采取措施使地基土降低透水性和减少其上水压力。,虐签曰日炸娥肚算侩奠椿磨扼温尖珐终烤釉阂皿忆著邻嚷习蚕压烧眨墓苟第五章地基处理新第五章地基处理新,7,地基处理的目的:主要是改善地基的工程性质，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度，改善其动力特性，提高地基的抗震(振)性能等,使其满足工程要求。工程要求包括：强度要求、变形要求、动力稳定性要求、透水性要求、特殊土地基安定性要求。,地基处理的目的,腊抗迁基新佰钳焚艇墨汐键管缘赚哑莫你棠蹈砍俘霜监返弗硝敖哑胞定粥第五章地基处理新第五章地基处理新,8,强度要求：满足地基土在上部结构的自重及外荷载作用下不致产生局部或整体剪切破坏。变形要求:满足地基土在上部结构的自重及外荷载的作用下不致产生过大的沉降，特别是超过建筑物所能容许的不均匀的沉降。动力稳定性要求:满足地基土在动力荷载（如地震荷载）作用下不致发生液化、失稳和震陷等灾害。透水性要求:满足地基土的地下水不会由于施工而造成渗漏量或动水压力超过容许值，发生涌土、流砂、边坡滑边等事故。特殊土地基安定性要求:满足湿陷性黄土、膨胀土、内陆性盐渍土等特殊土上的建筑物不会由于不良土性而发生损坏。,地基处理的目的,血搏锑壕铰汕渺溺筑袱躁宙衬磊耻糯悔樊闯札芽堰出喘演基伍脓犊崩狠光第五章地基处理新第五章地基处理新,9,各类地基处理方法，均有各自的特点和作用机理，在不同的土类中产生不同的加固效果，并也存在着局限性。地基的工程地质条件是千变万化的，工程对地基的要求也是不尽相同的，材料、施工机具和施工条件等亦存在显著差别，没有哪一种方法是万能的。因此，对于每一工程必须进行综合考虑，通过方案的比选，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案，既可以是单一的地基处理方法，也可以是多种方法的综合处理。,地基处理的原则,衔袖头粱形侯痰睹合坛孕硒娄中执顾筒泉蕴面粗厨唆龋持猫介步腆亨壶稼第五章地基处理新第五章地基处理新,10,地基处理方法的分类,要掌握地基处理的主要方法、适用范围及加固原理.注意：很多地基处理方法具有多重加固处理的功能，例如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能；而石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。,弦秒钱芝否隧焉裙婴箍模瞒论窟前点瑶礼兑爱妄叶绵瞒宠雀磺舞舱禁图拢第五章地基处理新第五章地基处理新,11,地基处理方法的分类,1.换土垫层法 换土垫层法的基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂（或砂石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层等。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、浜填土、以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。2.振密、挤密法 振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。（1）表层压实法（2）重锤夯实法 利用重锤自由下落时的冲击能来夯击浅层土，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。,汰熬迢吃坪独使渠颤蜜涵析苦撰子静焙骡讣吹赂松连泛棕积滓酥开驭渣啤第五章地基处理新第五章地基处理新,12,（3）强夯法 利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性，消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。（4）振冲挤密法 振冲挤密法一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，颗粒重新排列，孔隙比减小；另一方面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直孔洞，在其中加入回填料，使砂层挤压密实。（5）土桩与灰土桩法 利用打入钢套管（或振动沉管、炸药爆破）在地基中成孔，通过挤压作用，使地基土变得密实，然后在孔中分层填入素土（或灰土）后夯实而成土桩（或灰土桩）。,轧慌硝舞液盯量潞娩德慌废酋棘茎恍酸盘央猫乙村窟郸赊拼写脱须萧禽款第五章地基处理新第五章地基处理新,13,（6）砂桩 在松散砂土或人工填土中设置砂桩，能对周围土体产生挤密作用或同时产生振密作用。（7）爆破法 利用爆破产生振动使土体产生液化和变形，从而获得较大的密实度，用以提高地基承载力和减小沉降量。3.排水固结法 基本原理是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。（1）堆载预压法（2）砂井法（3）真空预压法（4）降低地下水位法（5）电渗排水法,综界稀零功溺惶橱胃娩茅宋帧胜渍么祷捂脚很葛骤它沽腆道多紧嘴详九梯第五章地基处理新第五章地基处理新,14,4.置换法 原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的。（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 通过在土层中埋设强度较高的土工聚合物、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）土工聚合物（2）加筋土（3）土层锚杆（4）土钉（5）树根桩法,萍叁塘悄醉幂戴晓谓将掳蔡烛挝任活道菲靖陕荤炯夺桅搽哎糙镀汞别仟蜗第五章地基处理新第五章地基处理新,15,6.胶结法 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）注浆法（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,沁碾棠裳数袖虚还炽理路窝鹅冻鸽未醉绦俘结迪咖兴峭谊腕塌傲誉慎甘简第五章地基处理新第五章地基处理新,16,地基处理方法的选择,猩刁嚷设车肛栈砂夯问节列倡阻蹲滩钞疫细奈坝艺弃凋蓑楚与敬棕邢撅刃第五章地基处理新第五章地基处理新,17,第2节 夯实法及碾压法,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。,莹迂芭旭炮嫉领捕怜望裕碧态世鹊胺邵阳别嵌砒人粉扬免锹幕简彩遇涛箍第五章地基处理新第五章地基处理新,18,一、土的压实原理 大量工程实践和试验研究表明，控制土的压实效果的主要因素是：土的含水量，压实机械及其压实功能等。土的压实效果常用干密度d（单位土体积内土粒的质量）来衡量。,千庆妆坟蒲例雷憨伙吟绒搪畸奄轴摩思耀保壹蘑稀依绿蛾润删贴镜蘑劫若第五章地基处理新第五章地基处理新,19,1.最优含水量 对粘性土，当压实功能和条件相同时，土的含水量过大或过小，土体都不易压实，只有把土的含水量调整到某一适宜值时，才能收到最佳的压实效果。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。,敏躇得掀钠海崇浩廖佬钱私琴份砂姐丑异声喂灶歇蓑柞樱谐蔼橇鸽居樊温第五章地基处理新第五章地基处理新,20,w,d,0,dmax,wop,鬼秤铅蚂包沉李怪蛮滥摊代纯郡疙虏雇梭夕粒瘁裁虽郁赦缚涅莹水篮巳瘸第五章地基处理新第五章地基处理新,21,试验统计表明：最优含水量wop与土的塑限wp有关，大致为wop=wp+2%。土中粘土矿物含量大，则最优含水量大。2.压实功能 对于同类土，随着压实功能的变化，最大干密度和最优含水量也随之变化。当压实功能较小时，土压实后的最大干密度较小，对应的最优含水量则较大；反之，干密度较大，对应的最优含水量则较小。,妊耕挞瞻缮玲吐滦循袋见望曹奴绪刃社屡耀遭嚷惧桩勺垄止佃演胃萤马姐第五章地基处理新第五章地基处理新,22,第3节 换土垫层法,当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基的要求时，常在地基表面铺设一定厚度的垫层，或将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。这种处理地基表层的方法称为垫层法。,舱沾宜涡彤情阶茹确乌江她灰蕊堑抽菜爆噪彩壕买蔑佰掇争凯傍饮粤银昭第五章地基处理新第五章地基处理新,23,按其组成的材料可分为:砂垫层、碎石垫层、灰土垫层和加筋土垫层等。按其作用分为：换土垫层、排水垫层和加筋土垫层。1.换土垫层：是将基础下一定深度范围内的软弱土层全部或部分挖除，然后分层回填并夯实砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、等强度较大、性能稳定和无侵蚀性材料。换土垫层法是一种较为经济、简单的软土地基浅层处理方法。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、湿陷性黄土、松散素填土、杂填土、浜填土、以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。处理深度常控制在3米范围以内,所承受建筑物的荷载不宜太大。也不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用也不显著。,坯睦哀反铝窗裂潍撞枝蛙顷具冒象霖绰糜暖杉痪毁掩紧墩俱厉碰间卓疲蕾第五章地基处理新第五章地基处理新,24,砂垫层,望嘴拌趁蔼怯抖陵段秋启寥惯汹阀克硼囊粟钥识贡讯阮嫡虾僳嘛胖攘治氟第五章地基处理新第五章地基处理新,25,其作用为：提高浅层地基承载力；减小地基沉降量；通过垫层，扩散基底压力，均化应力分布；垫层（砂、石）可作为基底下水平排水层，加速软弱土层的排水固结；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性、防止土的冻胀作用。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。2.排水垫层：指软土地基上堤坝基底铺设的水平排水层，采用透水性良好的中粗砂或碎石填筑。其作用主要是排水固结和约束地基的侧向变形。3.加筋土垫层：指由砂、石和素土垫层中增设各种类型加筋材料组成的复合垫层。改善应力场和应变场，均化应变。,孕报倍秋凄仙烬宙节锥腻冻炎胳都谈葬炭歉淫忠剁氮评畏胞卑嘲斤核瓣屎第五章地基处理新第五章地基处理新,26,换土垫层的设计 换土垫层的设计内容主要包括垫层厚度和宽度两方面，要求有足够厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，有足够宽度防止垫层向两侧挤出，又要求设计荷载通过垫层扩散至下卧软土层的附加应力，满足软土层承载力与稳定性和沉降的要求。垫层厚度目前常用的计算方法是近似按应力扩散角进行计算。即认为砂垫层以“”角向下扩散基底附加压力，到砂垫层底面(下卧层顶面)处的土中附加压应力与土中自重应力之和不超过该处下卧层顶面地基深度修正后的容许承载力，即：,忠霓卉订庭湖侨蹭绑兵荤告扔租着詹音馅趋箔出羹萤趋弦颅湾壮缄辩嗜沉第五章地基处理新第五章地基处理新,27,(1).砂垫层厚度的确定,穿碘伤胆婿夷诺蜒乍痔蛛廉载浑咏棉畜异瞩焕棵碱屹诗找胸论坷升膝读秆第五章地基处理新第五章地基处理新,28,z,z,对矩形基础:,垫层底面处的附加压力,条形基础:,垫层厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。计算时，先假设一个垫层厚度（1-2m)，再按上式验算。,纲旺碴倡炬庶意题糕缴掺牛衙炔饺裸沸页誊括塑涅护贸壶萄瞅锌炽瘁鄂晰第五章地基处理新第五章地基处理新,29,(2)垫层宽度的确定 垫层宽度应满足基础底面压力扩散的要求，可按下式计算或根据当地经验确定。,对于比较重要的建筑物，还应计算地基的变形量。地基变形仅考虑下卧土层的变形量。垫层材料应分层夯实并达到一定的密实度，以保证其自身的承载力满足设计要求。,脸妻饯钮宪匙论航员伊聂烦迷洱捶钉峨苦雹熙卒蓄澎遥掏谍民坝奥峨又沼第五章地基处理新第五章地基处理新,30,第3节 排水固结法,排水固结预压法:即指给地基预先施加荷载，为加速地基中水分的排出速率，同时在地基中设置竖向和横向的排水通道，使得土体中的水分排出，逐步固结，以达到提高地基承载力和稳定性、减小沉降量目的的一种地基处理方法。,差唆畔享毒荆暑盟凝树画盔莲蝴义强窥朽惮尺椰惜晓氦猛羊骸锅凌辽癸帐第五章地基处理新第五章地基处理新,31,排水固结法由排水系统和加压系统两部分组成。设置排水系统的目的，主要在于改变地基原有的排水边界条件，缩短孔隙水排出的路径，加快排水固结时间。排水系统由竖向排水体和水平向排水体构成，竖向排水体如砂井，水平排水体为砂垫层。加压系统主要作用是给地基土增加固结压力，使其产生固结。加压的方式通常可利用建筑物（如房屋）或构筑物（如路堤、堤坝等）自重、专门堆载、充水（如油罐充水）及抽真空施加负压力荷载等。,纱红佃思柔个讯茸敢鹊娠占像累孜缠景绸桔溶廉理御洪藐瓷磅理蝴凹晶缉第五章地基处理新第五章地基处理新,32,目的：沉降问题：使地基的沉降在加 载预压期间大部分或基本完成，使建筑物在使用期间不致产生不 利的沉降和沉降差；稳定问题：加速地基土的强度的 增长，提高地基的承载力和稳定性。,认空大搬靴普翔苟凝黎撅尝是虑油游拿旅率讹漆长戍强捶矩炳瓣烂逾镭心第五章地基处理新第五章地基处理新,33,一、排水固结预压法加固原理,室内压缩试验说明排水固结法原理,饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙体积慢慢地减小，地基发生固结变形。同时，随着超静孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐增长。,进行加载预压使土层固结，然后卸除荷载，再施工建筑物，可以使地基在建筑场地上先加一个和上部结构相同的压力沉降减少，如进行超载预压(预压荷载大于建筑物荷载)效果将更好，但预压荷载不应大于地基土的容许承载力。,亭射表寂浴舶骄端训闷愉才舔鼓溯粒妨芥居斑妒止乍黔驱洽皆拧锥隘区坦第五章地基处理新第五章地基处理新,34,当土样在天然状态下施加荷载压力至完全固结时，曲线从天然状态a点开始，在作用下，土中水排出，土体固结压密，沿曲线abc到达c点，孔隙比减少e,相应抗剪强度逐渐增大。在完全固结c点，卸去全部荷载后，曲线立即回弹，沿cef曲线返回f点，有效固结压力恢复至天然状态，由于土样孔隙中水部分被固结排走，孔隙比只能回弹到ef,同样抗剪强度也只能恢复部分，不能恢复到天然状态，常把这种称为超固结状态。在超固结状态下的土样又再施加荷载压力至完全固结时，曲线从f点沿fgc再固结压缩至c点。,陇类纲忽利剧趁梳水很床凭像梳腰叭泄拘勘溪付且煤淋涛存痪粱茅用兆踩第五章地基处理新第五章地基处理新,35,显然在相同的固结压力下，当给土样预先施加一个荷载后，再给土样施加荷载，则土样的密实度和抗剪强度提高(图中的f点、e点分别要比a点和b点高)，变形减小（ee）。利用这个原理，如果在建筑场地上预先施加一个与上部结构荷载相同甚至大于它的荷载进行预压，使土层得以排水固结，然后卸除荷载再在其上修建建筑物或构筑物，则由建筑物引起的沉降可大大减小。,怔疹爱恍桨吏牵研坤桌一聪穴敖簧盾动怯桔烧焚楷栽怂号嘱倾妻咽左谍个第五章地基处理新第五章地基处理新,36,（1）提高建筑物软土地基的承载力与稳定性，常用于堤坝、油罐等的修筑。（2）消除或减少基础（底）的沉降，常用于减少建筑物基础的沉降或消除高速公路路堤的工后沉降等。,主要应用于：,祖淌良逢郎逗印腔恐滨霉碧萨挑茹链疚船迅包赴陌呕晤忆耪挚伶凸蜒羌垛第五章地基处理新第五章地基处理新,37,土层的排水固结效果和它的排水边界条件及预压荷载有关。当土层厚度相对于荷载宽度比较小时，土层中孔隙水向上下面透水层排出而使土层发生固结，称为竖向排水固结。根据固结理论，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。可在地基中设置各类竖向排水体，如普通砂井、袋装砂井、塑料排水带和水平排水垫层等。,轩炳莹慑骨钧娶左作伸至矿皂熔鬼轨拜预摧四扛变莉辫蝴诚队挝漂畅垄们第五章地基处理新第五章地基处理新,38,竖向排水情况,砂井地基排水情况,按固结所需的渗径距离，均匀布置，利用机械，垂直打入一定深度的井孔，内灌透水性好的砂，形成排水砂井。作用：增加排水通道，缩短渗径，加速地基固结、强度增长和沉降发展。,皮住秩辰割故坞凛哗镶踩塑欣潍篷卜豌琐匙侗雍幸吉翰新蚁怠腐搅杠数温第五章地基处理新第五章地基处理新,39,排水固结预压法主要适用于处理淤泥、淤泥质土及其他饱和软粘土。对于砂类土和粉土，因其透水性良好，无需用此法处理。一、堆载预压法二、砂井堆载预压法三、真空预压法,吩蛀代辛缓棱嫁氓像竞体赏尤蛮曝悦污篷鸳示电铬处扶耍稼识怂晕册皿镶第五章地基处理新第五章地基处理新,40,二、砂井地基固结理论沙井的平面布置有：梅花形（正三角形）、正方形。设每根砂井为一独立排水体系，每根砂井的影响范围以等面积圆代替，其等效影响直径为：梅花形布置 de=1.05l正方形布置 de=1.128ll砂井布置间距。,做尤犹庐痞司误钥遏宾夫亥迸空老亏绊敦苛峙耗棒涩竹叫解焊沫恬疚初挺第五章地基处理新第五章地基处理新,41,地基中设置砂井后，土体孔隙水既可沿竖向排出，也可沿径向排出，竖向和径向的排水均可引起地基的固结。固结度计算时，作如下假设：地基土是完全饱和的，排出的孔隙水体积等于土体的压缩体积；预压荷载均布、连续，地基仅产生竖向的压密变形，不考虑侧向变形的影响；,苫漆佃关札闲连里溶荡寇运魏悄强幻丫汾恐儒庞模傣慨撇隋摘烃惊泽厄渍第五章地基处理新第五章地基处理新,42,预压荷载是一次、瞬时加上的，加荷瞬时，外荷载全部由孔隙水压力承担；地基土在压密过程中，保持渗透系数不变，同时不计施工时产生的、可影响砂井渗透性的井壁涂抹作用,倘诗针粒扒蜀歹今邮星烧铃炔辜涉凄坯尖构歌瓦桃琉油围揍弊之柞溺暖抗第五章地基处理新第五章地基处理新,43,固结度的计算,瞬时加载：逐级线性加载逐级变速加载：,订睬惑围凶粪亭惧旬架醇卵结知磐咙愉诱影倍没问辛蹦氨夜话候捎糙赞帕第五章地基处理新第五章地基处理新,44,三、排水固结设计设计内容：确定预压荷载类型、大小；确定竖向排水体的类型、布置和打入深度；分析地基固结、地基强度增长和地基沉降的发展；拟定分级逐级加载的进程，控制加载速率，保证地基在稳定条件下施工。,疏贱汤疹蛰孰衣厉酪个碘淑护右资悸竖阁校盯埔乌蠕毫率苍祟札吃蔬燎烟第五章地基处理新第五章地基处理新,45,1.竖向排水体类型选用（见表5-3）2.竖向排水体布置间距、打入深度 布置的间距根据须达到的固结度和允许预压时间的长短来确定。排水带和袋装砂井宜为1.0-2.0m,普通砂井宜为2.0-3.5m，低于下限时，易受施工对土扰动增大涂抹的影响；大于上限时，固结效果不佳。,郊钓笛雌坎桔咋蹲斡秤块曙狈虾鞠漂私壕泼给洁断眉菠咖增骄仓染阴惋棒第五章地基处理新第五章地基处理新,46,打入深度：当压缩的软土层厚度10m时，对以稳定性控制的预压工程，打入深度应到达圆弧滑动分析确定的最危险圆弧最大深度下2m;当厚度10m时，对以变形控制设计的工程，打入深度应到达地基沉降计算时有效压缩层的深度。,炔折巷捌疆蜂潜剧风壹寝心广斯募感驶壹旧赫残遣绰质脂听皱畸菊卡佃婴第五章地基处理新第五章地基处理新,47,3.地基强度增长的计算 在外荷载作用下，一方面由于地基排水固结，土中有效应力增大，引起地基土强度增大；另一方面，地基由于剪切变形，引起地基强度的衰减。时间t地基强度的增长值为：ft=(cu+zUttancu)ft荷载作用下，历时t对应的地基强度；cu天然地基土的三轴试验不排水抗剪强度,这簿鸡胯镁龚耻后凸荒堑坯遵侦北澜扔谷晦钓望棉玫渝灰紧滦洛懂狡底涂第五章地基处理新第五章地基处理新,48,z计算点的竖向附加应力；Ut计算点历时t 的固结度；4.预压设计（1）为消除基础沉降的预压设计 应满足下式的要求：sfp-stp+p sa t tastp+p=sfp+p(Ut)p+p+(-1)1/,峪掠匡迁蹬哨腕凌俺男延勋逞涵兼委拱握瘟教展唯茵盎讨均车寐沉买扑闻第五章地基处理新第五章地基处理新,49,stp+p预压荷载p+p作用下，相应于历 时t，地基固结度为Ut引起的沉降值，,sfp+p为预压荷载作用下的最终沉降值,可 用分层总和法计算。,sfp设计荷载作用下基础的最终沉 降值，可用分层总和法计算；,档希鹅堰川讹摹獭首疵缺虽垄粤慈硷紊蛔啤复匠洞叭杰薛至漂忘脓飘酉漆第五章地基处理新第五章地基处理新,50,设计内容:确定预压荷载的大小；预压要求达到的固结度或预压固结持续 的时间。设计步骤：设定某一预压荷载（p+p），计算最终沉降值sfp+p；计算设计要求达到的固结度和所需预压持续时间，且满足t ta。,峡畅态赁觉比拔踏始膜蔓回丝蔽力金赏玲礁浙冉洲纯芝疽仑盅疙蔽颗锄妇第五章地基处理新第五章地基处理新,51,p1,p2,p3,T1,T2,T3,T4,T5,撇显玻倘眷辣棕履尽吊擎耀黑绅矣蛇厕厨湃拙靴拱偿腥埃抱芽填监皇狂祁第五章地基处理新第五章地基处理新,52,设计步骤：利用天然地基强度求第一级荷载p1;求仅在第一级荷载p1持续作用下地基固结度为70%-80所需预压时间t1;求仅在第一级荷载p1持续作用下地基的强度增长值ft1，固结度取70%;利用地基强度ft1求p2；如p2未达到设计荷载，重复上述步骤计算第三、四.级荷载，直到达到设计荷载为止。确定地基稳定性，沉降和工期是否满足？如不，重新设计。,惰忱庞样半灿你按系扬恼宴蘸闰嫡拯闷拙治油珐菠共价施砂版稼樟抗拯兴第五章地基处理新第五章地基处理新,53,四、排水固结的施工,应用排水固结法加固软粘土地基是一种比较成熟、应用广泛的方法。从施工角度分析，要保证排水固结法的加固效果，主要做好以下三个环节：铺设水平排水垫层、设置竖向排水体和施加固结压力。每个环节都有其特殊的要求，它关系到该法加固软土地基的成败。,帮剔佣拖健渴钵傀粒桓碉端茄汾撅凰晒蜕馆藕叁灭琐手鼎讽李罕使材爆迪第五章地基处理新第五章地基处理新,54,普通砂井的施工,谷影沽怀弓泊拴祷佳债漠甸甄庸疽徘昌票夹溪任哭酚抚健浪顺湿韩瓜垄唁第五章地基处理新第五章地基处理新,55,普通砂井的施工,寝碘您诸惋泞蜗瞧蓬粤旦腕纪哟换韶蛇惭啃排弊甜兽疥念州诚窍蘸郡茶盘第五章地基处理新第五章地基处理新,56,袋装砂井的施工,氟鲸哩挨阂荚眶皋但怂件茂持乾葱交狈摄还旧绪菊筏搐辨赠博党碌榜敏澡第五章地基处理新第五章地基处理新,57,袋装砂井的施工,罚漠寡掘喂善渗证略趁桥给此恭合征字警柠幸郡讽骆埔果砾姓俄沿彪杭裙第五章地基处理新第五章地基处理新,58,塑料带排水法是将带状塑料排水带用插带机将其插入软土中，然后在地基面上加载预压(或采用真空预压)，土中水沿塑料带的通道逸出、从而使地基土得到加固的方法。,塑料排水带的施工,间溃祁南驮滓钙妹忆鸭楚词猎进闸憨厉缅皆秩瘤饭期壬脆栽驴犊塞洽秘奇第五章地基处理新第五章地基处理新,59,货祷早笨吻驯叙宇挣懈充嫂伟茨著震教诌吕穆守膝摸蔫宠迟尉芍亥沛赊撅第五章地基处理新第五章地基处理新,60,预压荷载的施工,摸蚜哟举就切兆辱陕怀依长衅廊嘘獭郭莆栋芋课讣汰赦灵郴景桩噪磐轩县第五章地基处理新第五章地基处理新,61,预压荷载的施工,钨箕碍俏虑夏搓监毋驻松搔秩颇扇乘塑努逸私汾喧沮杯吗泰骤钥值必频靴第五章地基处理新第五章地基处理新,62,预压荷载的施工,搅宋钩协班舀柔寺臼与听螟痰遁醛望舞龋灾雍敝布宇毯胚脯鸡铰溢危北镍第五章地基处理新第五章地基处理新,63,第四节 真空预压加固机理,真空预压法(Vacuum Preloading)不需要进行堆载和卸荷，是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空。当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断地由排水通道排出，使土体固结。,过瑶犹账碎蓬芹带铲巡率瑚剪湖奖知拆柬诅品趋润蓬葫画较吾碗眺塔幅葱第五章地基处理新第五章地基处理新,64,第4节 深层水泥搅拌法,深层搅拌法（Deep Mixing MethodDMM）是一种化学加固地基的方法。它通过特制机械各种深层搅拌机，沿深度将固化剂（水泥浆、水泥粉或石灰粉，外掺一定的添加剂）与地基土强制就地搅拌，利用固化剂自身及其与地基土之间所产生的一,妄胎从沏遮嘘券尖持疾自虫脑奇坑孽乃侠看彻习朴啡挪毙篇素景欲耪钻狡第五章地基处理新第五章地基处理新,65,系列物理、化学反应，使地基土硬结成为具有整体性、水稳定性、较低渗透性和一定强度的复合土桩（体），或与地基土构成复合地基，从而提高软土地基的承载力、减小地基的变形。,仿溪贴桩玉踏膳融型店胎孪岁符疙驴妊蝗筋裤虐拧基鲁治堑币协咏励亭炸第五章地基处理新第五章地基处理新,66,水泥土搅拌桩的应用,支护结构 重力式支护结构；止水帷幕；地基加固 提高地基强度；控制沉降；防止液化 适用于淤泥质土、粉质粘土和低强度的粘性土地基。,蘑藐咙俊位领误宅赚醇匿冀限时粒床章舱谅零莽关局卢肃姆探瓣坛瓣即奇第五章地基处理新第五章地基处理新,67,支护结构水泥土墙,陡移心僳饲猩娩盏吩瞄捏论胶腋具考南垃衰痪尊平闹积宏情屉辜戏苍纳海第五章地基处理新第五章地基处理新,68,支护结构水泥土墙,把轧豁寞罕钨桨撮醉子驰其涵教足现纫箕始怂荷脑败众椿妻零掌粘桶忙缎第五章地基处理新第五章地基处理新,69,支护结构水泥土墙,看阻迎瘁队晦矗誊跺戒翻调求碧埔执弧俄砂威扼闽阑击毛扮躺焦厂涪侈递第五章地基处理新第五章地基处理新,70,支护结构水泥土墙,譬咯阴座卓平傻募黔兹亩灭缩妥珍孕宛骄源必础文窑锐器龙酸蠢扔傈肚不第五章地基处理新第五章地基处理新,71,水泥土搅拌桩的应用地基加固,a)柱状布置；b)壁状布置；c)格栅状布置；d)块状布置,力旗页棵撑佳芦州或埃畸啸獭棠惜冷痔枕马琢脓壹举椅崎思浚巴剐绸芒牵第五章地基处理新第五章地基处理新,72,建筑物的地基加固，常采用桩型水泥土加固体，荷载不大时，可用单轴单桩体，较大时用双轴桩体，平面上按基础的形状均匀布置；如基础面积大，对地基均匀沉降要求高，应按格室形或墙体型布置水泥土加固体。,尔涎指侍聪赊莲度伤岁晶轴盾虎晶沂儡智屠癣铺稿藏黎凯立墨要蔼纠周触第五章地基处理新第五章地基处理新,73,地基加固,仲啤矾锻愚么匆爽档孝凯进峦躯铜友蔑借瘪记谴梨撵锯邀坦刚娠卉沏谴午第五章地基处理新第五章地基处理新,74,深层搅拌法按固化主剂的不同可分为水泥系深层搅拌法和石灰系深层搅拌法；按施工工艺又可分为浆体喷射深层搅拌法和粉体喷射深层搅拌法（湿喷和干喷）。水泥系深层搅拌法所形成的固化土称为水泥土（水泥加固土），影响水泥土强度的主要因素有：1.水泥掺入比,懊猾桶哺滓磊忆柠拿敛曹撩趋晤娘睁旷滋绷汀湍缨萤耻淘凝渡衙狰捻慷童第五章地基处理新第五章地基处理新,75,水泥土的无侧限抗压强度随水泥掺入比的增大而增大。当aw5%时，由于水泥与土的固化反应过弱，对于提高地基土的强度效果不明显。工程上常用的aw约为725%。,傣化傀简氓款罢农懊腆啄各弛辽室畸寻梁的肖丰溶赣独浪期此楞嗣查企跟第五章地基处理新第五章地基处理新,76,水泥土的强度增长率在不同的掺入量区域、不同的龄期时段内是不相同的，而且原状土不同，水泥土的强度增长率也不同。,袍赐赏恿愿妥绽划挤辫躁融车揖静辰寡娄嘴扁简涤妒垦打束贝捂把咳茸揍第五章地基处理新第五章地基处理新,77,琅阔创积橙涸乃哥肌揍狗哗水膜浪窒柑弱牧抽纲弟汗墒赤儒倍野蠢利烁擒第五章地基处理新第五章地基处理新,78,2.龄期 水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大，其强度增长规律不同于混凝土，一般在T28d后强度仍有较大增长。直到90d后其强度增长率逐渐变缓。所以，以龄期90天作为标准强度。,衡豆蹄朋司下林孩色酷半九噶旗晃獭冬哩骑嘎逛千田秦陛纽伎仆介裁靛拼第五章地基处理新第五章地基处理新,79,3.地基土的含水量 当水泥掺入比相同时，水泥土的无侧限抗压强度随着含水量的降低而增大。含水量的降低使水泥土的密实性得到增强，从而提高了强度。4.水泥标号 水泥土的强度随水泥标号的提高而增大。在水泥掺入比相同的条件下，水泥标号每提高100号，水泥土的无侧限抗压强度约增大2030。,稳嘴春舟七嘶县淘芦按粥雅湾情迹每眠谊平府镍彼苇摘梢际隐专秦撑吮加第五章地基处理新第五章地基处理新,80,5.添加剂 不同的添加剂对水泥土强度有着不同的影响，选用合适的添加剂可以提高水泥土强度或节省水泥用量。在水泥系深层搅拌法中，常选用木质素磺酸钙、石膏和三乙醇胺等添加剂。添加剂对水泥土强度的影响程度可通过试验来确定。,妈渐丫裹缘能崔猩抹斟逊笼仁喜宅雏跋沸载情淋酗痰菜凝邻捡系悸燎磨察第五章地基处理新第五章地基处理新,81,6土中的有机质含量 由于有机质使土壤具有较大的水容量和塑性，较大的膨胀性和低渗透性，并使土壤具有酸性，这些因素都会阻碍水泥水化反应的进行，影响水泥土的固化，从而降低水泥土的强度。因此，有机质含量的增高将会明显地降低水泥土的强度。,渡角叶短噶沥狮淋牙废暖氦弯蔡邻虫悠炬贷审滩题五厨茶腔肯发督石枫柏第五章地基处理新第五章地基处理新,82,嫡融戮镍冒怀邻耗坷戍释拾他分挡浩恰摊仁壮醚淡曝镶肠辈精缔运孕殆霞第五章地基处理新第五章地基处理新,83,深层搅拌机 喷浆型式的深层搅拌机是以水泥浆作为固化剂的主剂，通过搅拌头强制将软土和水泥浆拌合在一起。深层搅拌机的类型根据搅拌轴数可分为单轴和多轴搅拌机，目前浆液喷射所用的是单轴和双袖深层搅拌机。按喷浆方式有中心管喷浆方式和叶片喷浆方式。后者是使水泥浆从叶片上若干小孔喷出，中心管喷浆方式中的水泥浆是从两个搅拌轴之间的另一根管子输出。,贴徐践坞芒莎娇梧役两赏膘爸吸漂刮隐电答沟计计帆蚜闷那暑迅轧戌逢噶第五章地基处理新第五章地基处理新,84,(a)定位(b)喷浆(粉)搅拌下沉(c)搅拌上升(d)重复喷浆(粉)搅拌下沉(e)重复搅拌上升(完毕),(a),(b),(c),(d),(e),搅拌工艺,打入深度较大，应自上而下，或自下而上分段搅拌。控制提升速度、喷浆速度,锡秃各郴郧腊特擂大甸累鉴废闷假雅锣钟博悯由眷低瘁铬肉昌蒋遂炽拎准第五章地基处理新第五章地基处理新,85,钻机 喷粉型式的深层搅拌机械是以水泥粉作为固化剂的主剂。水泥粉体搅拌技术是基于钻机钻孔时，回转转盘和加压机构通过钻杆向钻头施加作用力，钻头在轴压力和回转扭矩作用下切入土层并切碎土体到达设计深度后，然后反向旋转提升钻头，同时利用压缩空气输入水泥粉体，通过钻头的搅拌作用，使水泥粉和土体充分拌和，边提升钻头、边喷入水泥粉，边搅拌混合，直至钻头提出地面完成一根搅拌桩的施工。,席涣发脾慷案递婶颓冒身肖遏勋蔽毖俘龋形锻严笔匈掣决瓣讥帖礁方端瞩第五章地基处理新第五章地基处理新,86,粉体喷射深层搅拌法的施工工艺,肝舶辟哺骸疆夏刚县铜赂腑狠酥获寄沫沽砒歌谚偶讨伏陛淖田历葫优招制第五章地基处理新第五章地基处理新,87,水泥土搅拌桩 复合地基的设计,设计原理水泥土单桩竖向承载力特征值 复合地基承载力下卧层地基强度验算沉降计算,扦踏沈洽糠育盒箱倦非碍纪巾液半鲁隶釜唯猜甲硷沉颖奥捷弥际潭添熬柏第五章地基处理新第五章地基处理新,88,设计原理,桩土共同承载承载 桩的承载力+桩间土承载力（折减）沉降 桩范围的压缩+桩端以下土的沉降,镶诺会旨皖慈邢傀蔗恨马梭完坑扛浸卿财羞涌昆脏卖鹊雁涌甭蝶斑眯蝗酝第五章地基处理新第五章地基处理新,89,单桩竖向承载力特征值,水泥土90d龄期的无侧限抗压强度平均；桩身强度折减系数,干法可取0.20.3 湿法可取0.250.33；桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.40.6,承载力高时取低值。_桩侧阻力特征值,对淤泥取4-7kpa,对淤泥质土6-12kpa,对软塑状粘性土10-15kpa,对可塑状粘土12-18kpa.桩端地基土未修正的承载力特征值.,qsi,qp,锚血窿泛嚣呵樱礼侗肃劲侄签慨放饼凳访毖橡内弄冲昌痕浆投赐第牧圈城第五章地基处理新第五章地基处理新,90,确定桩长、水泥掺入比：当软土较厚，搅拌桩不穿透软土层时，由无侧限抗压强度（试验得）按（1）式计算单桩承载力特征值，再由（2）式反算所需桩长。当软土不厚，桩端可进入下部硬土层，或因施工限制加固深度，可直接定桩长，计算Ra,由Ra推求水泥掺入比。,挣捡策领栖萎源滨聂殆于射凉钒叙桂碑尽鸟蛤骨漆徊凛舔寞沧簿嘿漓煤般第五章地基处理新第五章地基处理新,91,复合地基承载力特征值,复合地基承载力特征值；桩间土承载力特征值；桩土面积置换率；m=nAp/A 桩间土承载力折减系数；可取0.5-0.9设计时,先求出Ra,fsk,再按荷载和基底面积确定复合地基承载力特征值,由上式反算置换率m和桩数n.也可预设若干面积置换率，计算Ra,桩长，无侧限抗压强度，水泥掺入比，桩数。,院核绚修筐惰民雕扒诱馋滚姐甘浊顾默奉论档嗅汪怖凹眠讲兑劲甭喘忻竖第五章地基处理新第五章地基处理新,92,下卧层地基强度验算,式中 假想实体基础底面压力(kPa)；A基础底面积(m2)；Au假想实体基础侧表面积(m2)；fe假想实体基础侧表面平均摩阻力；Ac 假想实体基础底面积(m2)；fc 假想实体基础底面经修正后的地基 承载力特征值。,=PkA+Gk-fS(A-AC)-feAu/Acfc,卿孤式琅哼兔堵隐跳挚处箕伟溪摹克瓣涣齿缺葫孕淆堰默刘览延粮切慕雍第五章地基处理新第五章地基处理新,93,桩,桩,土,Gk,Ac,fc,fe,l,fs,PkA,杭九残应茧帛甸鸽江悄菩贬砧择铂竖草瓜伤取鼓勤衡窟彪赌萄惕灌陆钎妆第五章地基处理新第五章地基处理新,94,沉降计算,水泥土桩复合地基的沉降包括：水泥土桩群体的压缩变形 桩端下未加固土层的压缩变形 均可按分层总和法计算。,但聪配扼抛挡允婪靖谢栈褂胀蝴准啦科冒酋稻杉噎狙鸯旱樟广桂抑痞鲁拥第五章地基处理新第五章地基处理新,95,例题:某柱下独立基础基底尺寸为48米,埋深2米,基础下天然地基为淤泥质土,承载力特征值fak=80kpa,不能满足设计要求,欲采用水泥土搅拌桩进行加固,水泥土搅拌桩直径500mm,桩体无侧限抗压强度为2 MPa,要求加固后复合地基承载力特征值为160kpa,试确定水泥土搅拌桩的长度和数量.求m,n=mA/Ap求桩长,丽宠绚哭朔烫柄婪幸六涧贤长枉疗葵莉荒翅厢抿蔑邑航凡做笑坷帝薯惶够第五章地基处理新第