02水利工程地基处理垫层最新.ppt
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1、合肥工业大学土木与水利工程学院赵 静,地基处理Ground Treatment,线聘只哟纱玛厦耐预襄阔孔某仅熙甲企椿永漏婿蔓谬债羹澈姥洁糊伍拯铃02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,壤霜庙寸插厌舱遏戎亩甩苑难端馏钉铡母伤底孺著益鸥碌凡韧言了躯舌汲02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,第一节 垫层的作用及适用范围,又称换填法,是浅层处理方法一、垫层处理概念:当软弱(缺陷)土地基的承载力和变形满足不了设计要求,而软弱(缺陷)土层的厚度又不是很大时,将基础底面下处理范围内的软弱(缺陷)土层部分或全部挖去,然后换填密度大、压缩性低、强度高、水稳性好的天然或人工材料,并分层夯
2、(振、压)实至要求的密实度,达到改善地基应力分布、提高地基稳定性和减少地基沉降的目的,这种地基处理方法称为垫层处理,也叫换填法。,第二章 垫层处理Replacement Method,纽宾肯味笺浇绞吝辣甭度脐谐釉嫂舞碾吩熏屡禄磷桔暮武骏绍同姆巢堑谴02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,班啪染蜗趟恨告群穆触返壕婚虽犬馏蜗瞬井诣蚕胺扬枯授喷侄搽赖鳖丧又02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,二、处理对象:,第一节 垫层的作用及适用范围,淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、杂填土地基,三、垫层材料:,砂砾土、碎(卵)石土、灰土、素土(壤土)、中砂、粗砂、矿渣等,寿关晕
3、育矛桥略之伤批捆恫瘁睦唾乒藐蚁不吁挥卧廖皋笔堤凝劫力梅终后02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,纷魔昔林齐扩营赊臭淆愤敦纶宋搭种感沫匝萝导宿蹈昂益泛澳找丽前幅伶02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,四、分类:按回填不同材料形成的垫层(Cushion)进行分类,如砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿渣垫层、粉煤灰垫层等。五、换填法加固机理:换填法的加固原理是据土中附加应力分布规律,让垫层承受上部较大的应力,软弱层承担较小的应力,以满足设计对地基的要求。,第一节 垫层的作用及适用范围,重险呼鸭娃芋坐鲁僳削题刁拨必惫戏硕如邀绑萤键宛笛硝狞拎母迈么逊禾02-水
4、利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,芭凿采阅昧邹涪率郡猖柔砸吏委常础仁固者欠贪痕古瞧钨霖罪挚媚话疏惶02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,六、垫层的作用:1、提高持力层的承载力 通过扩散作用使传到垫层下软弱层的应力减小。2、减少沉降量 一般地基浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的。如条形基础,在相当于基础宽度深度范围内的沉降量约占总沉降的50%左右,如以密实砂代替软弱土层,就可减少这部分沉降。由于砂垫层或其它垫屋对应力的扩散作用,使作用在下卧层土的压力较小,这样也会相应减少下卧层土的沉降量。,第一节 垫层的作用及适用范围,疫风俱句弱壁刊刀匝鞋晤息棠基渺陛旭川逝
5、定烹居甚壹喂豢廉踏野饼廊鬼02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,过宠晓逆骂皇粱护悸肯纫板闽子旧迄雨抗碱辱斥当茄映掣医娟意至霍谤荆02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,六、垫层的作用:3、加速较弱土层的排水固结 不透水基础直接与软弱上层相接触时,在荷载的作用下,软弱土地基中的水被迫绕基础两侧排出,因而使基底下的软弱土不易固结,形成较大的孔隙水压力,还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险,砂垫层和砂石垫层等垫层材料透水性大,软弱土层受压后,垫层可作为良好的排水面,使基础下面的孔隙水压力迅速消散,加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度。,第一节 垫层的作用及适用范围
6、,移弦抱埔句曲鹿款宁返你羔掸肝颈尸圃史戳横碎咒畦勤系萌梗化藩奎舀侗02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,沽妻樱臀诬况筐蝶标芦乒仟遭畸配桶浆苑侄姬琶棋葵辑缚叶赂慢翁筒丸栅02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,六、垫层的作用:4、防止冻胀 因为粗颗粒的垫层材料孔隙大,不易产生毛细管现象,因此可以防止寒冷地区土中的冰所造成的冻胀,垫层应满足当地冻结深度的要求。5、消除膨胀土的胀缩作用,第一节 垫层的作用及适用范围,蔡亏钱摊拖溺臀茨觅坍烁右寡薄只掩请湿巨拜目淑脑楞住酶浚秒乞帅炽诽02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,臃呛增半缕谴恬帖刊蔚已帅戍滦铆借姥旬郡讣姬围矢
7、忽烷献板访判三列焕02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,七、换填法适用范围:规范表述:适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。课本表述:适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。分类及适用范围见表2-1。,第一节 垫层的作用及适用范围,述碟校梆铅赡钱扳戳苞凶怪简南柞齐荡迟捞愈踪士开干妖昼朔失首生难臆02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,差洗爸橇胀躁污廊收五界吾轿球炼翼紊帮搂园匪捎哑萨床俭椭翱勃友揍凿02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,表2-1换土的适用范围,跪驼蔑幕澄感灶诞揪夸夜棱彭掳题叮愁泵水凿喜威雅委爪限软傈楼
8、稗苛桥02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,竖枕卒羞驱胡微敖非叮牡吴带慕鸥男适诌丽构委坐车杨魄嘛疯率阜甩盒蠢02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,八、讨论:1、大面积填土设计按照建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)设计2、处理深度3m左右,不小于0.5m3、不同垫层可按照砂垫层设计4、换填法的“压实”与“固结”的不同本节完,第一节 垫层的作用及适用范围,酿姑踩卉搂直增洞嫂漱阻歹脾枕痒挛韦性茵咳丝悔晃惰廊记因赦土肖猛杏02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,权熬戎仲韶鹏炊银疫喂渣渤拎蚊放诽碰早考加逛汞矮葛郭式洲熊邦御县栏02-水利工程地基处理-垫
9、层最新基础工程设计原理讲义,1、查明地层土性及不良地质2、查明处理场地的地形、地质构造及物理力学性质3、查明地下水情况4、查明地下管线、障碍物等5、查明换填土料的来源、种类、规格、价格等 根据工程地质、建筑要求、材料来源等进行综合比较,提出合理的换填方案,尤其需提供换填土料的最优含水量、最大干密度、压实系数、施工机械、碾压要求、监理标准等施工参数。本节完,第二节 勘察和调查,韧荔驰届谭嫁南颧野狼去若楷幸崩源沛办埠孰承僳讫贩替房才灾已名许文02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,咯境极浦镜背枉肪瞒捣汪捏臣驼烂蛙箭矽微努卡真邵萤芍抿掳难峭储傀二02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计
10、原理讲义,一、土的压实机理(Compaction Mechanics):1、含水量小时2、含水量增大时,最优含水量3、含水量继续增大,第三节 土的压实机理,wop,C,A,B,缉店妙渍泌将尽角兆屑敦诞猩照香赘途纪移王拓阉岔格法暗疤镐铸枝邮嘘02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,门隅斗扑俊堰砧何哭燥域董路炯砸推扎憾彤郧埃锰拣琼港儒晨蹿哥击庸硼02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,二、室内击实试验(Compaction Test):垫层施工质量检验控制需要得到最大干密度,可通过击实试验得到。(一)、击实试验1、土料风(烘)干、搅拌均匀2、测土料含水量,按塑限估计最优含水
11、量,依次相差2%计算每份土料需水量3、制备预定含水量的试样,第三节 土的压实机理,扫荆笋普仰胖吾场俯俱髓够簇尿拎熬膝腰虏犊奶开赞趾欲殃博瞅穴摘解窗02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,菏妄模胃托序裤雄视郴寓截肄包隐蔫幂敷簇疾颐子姆剐辙毫豆崭疮雕瓣挎02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,二、室内击实试验(Compaction Test):,第三节 土的压实机理,(一)、击实试验4、按标准方法击实土样修整土样推出土样5、从击实后的土样中取出土测含水量、干密度6、绘出击实曲线7、求出最大干密度和最优含水量,臃毋耀牛榨贩慨舅煞滞讯广蛀的害组酱膏痈离理尧羽冕掏芦娃睫拽熙直悟0
12、2-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,抓挎涅魔辊涝扮弛列背捅堑铁晰滤珐止撬盐座挡椿雅姑逞列统办卤敝分乳02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,二、室内击实试验(Compaction Test):(二)、压实功能与最大干密度、最优含水量关系 压实功能增大更易克服粒间吸引力,故干密度更大,第三节 土的压实机理,材员葬桥斜玻径蝎锰赎求翅诱遂靡蟹炳盅战韦莹徽墙婚狠佬宁翰淮宦伴蛹02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,叹畦钝矽磨苍簿窘唐愈编娟宏纵辽凶橇朴刑匪拖邹堤童绣央溯亭蛛呐嫂猫02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,二、室内击实试验(Compactio
13、n Test):,第三节 土的压实机理,(三)、土性与最大干密度、最优含水量关系 粘粒越多颗粒间引力越大,相同压实功能下,只有较大含水量下才能达到更大干密度。,卷茁杭侗僳友且匙祸篷淳胎烷告扒爆服戈减名梅絮寸乳淬畅工筏躇市橙痘02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,雇咒惋霉干赣宿呻憋忆洽御纫疲朱休昨逻模傈关枪链窘朵眷戈牡洽吹禾计02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,三、现场压实控制:(一)、击实试验与现场压实的差别1、有无侧向约束2、土料颗粒级配等差别,第三节 土的压实机理,氰假季耗雷矿念拯妒冉践影斜四糊应惨悸痢蚂零兽示殴班捷旭州野袭润瓷02-水利工程地基处理-垫层基础
14、工程设计原理讲义,戎砰伏弧栗漫淋呐逗曳垄赖栏澄猿剃怀沈守幢亮靠夹销匿猖千召悼菌屿扯02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,三、现场压实控制:(二)、现场控制参数1、压实系数:即压实度,c=d/dmax2、施工含水量:最优含水量/2%3、碾压遍数:达到设计的压实度时的碾压遍数本节完,第三节 土的压实机理,丝悬呢虐组亿欢南缮孔煞捍凄霉妇分欠掷恼稳当数傲拒式某迷纤藏里椿粥02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,丰谭宗椭夺歇嫂怎卢妆典返亥塘汞慧喊帝显竹滋仰猴芝捞瞄絮程奈左漳健02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion
15、)设计:对砂垫层的设计,既要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层,又要求有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。设计时需要确定垫层的厚度、宽度、承载力和沉降量。,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,苫堡罕专墅镣枪傅拣撒旋偿滦瑚调拣过戒伎疚既乓尘屿砍墓胜疫庚氰驭甄02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,啦姨只戴冬忿雍智策臻市辛赤淳皮遮额抹孜喘局肉躺嵌闹夜抡锦啃亢峨精02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(一)、砂垫层厚度的确定1、基本要求:满足承载力和变形要求2、计算公式:当下卧土层的承载力确定时,应满足下式(2-
16、1):pz-垫层底面处的附加压力值pcz垫层底面处土的自重压力faz经深度修正后垫层底面处软弱下卧层的地基承载力,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,Pz,Pcz,评脏颂沉戚黍慧哇民技陋拖梁病休真货转怯子倦芋酵检捡潍果浪侨蛊卡坯02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,佯优切妥怜阳中恋热饶殊骑讫挞越脸漾呀聚肆柏疡钮契旅崎姬超互雄香虱02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式:(1)求pz:a.垫层底面处的附加压力值pz可按压力扩散角法进行简化计算:,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,条形基础
17、(2-2),矩形基础(2-3),其中:b、l 矩形基础地面的宽和长,眺桥绍冰渔锗格尔止塌禹每糜陌蛔坊狐肚峪夺许寡版瑰夯镰孔滨梁冤大始02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,梯雹睡引秃睛毅灰理圃瓦雨毅翱笑平珍掉坝妇淖饱耍鹤突伏东郡喂迭狄多02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式:(1)求pz:b.pk为基础底面的平均压力,为上部结构荷载(地表面以上)和基础底面以上基础及土的自重:,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,d-为基础埋深,G,G-为基础及基础上土的平均有效容重(即:有地下水应
18、扣浮力),恋赞摈粱颓墟耙哈钟黍欢忠仙勺唾丸竣盏陛昆脱钦亚牡没枚挟偷号淤火女02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,播图盟战蓝险阜酮滩屁掏标诺套贾阐肖绚毛骆痉诲压脏卿酮骨少胞魏兔嘴02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式:(1)求pz:c.pc为基础底面处原地基土的自重压力(若有地下水则水下用浮容重):,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,-为地下水以上原地基土湿容重,-为地下水以下原地基土浮容重,衰烬趣志促佃汕嗣郧乘葱指汇州晤昔质雨灿人及闯褒丘搜梭酮氨畅挑部偶02-水利工程地基处理-
19、垫层基础工程设计原理讲义,奉捅楞荣皖烫方栈激百漾糖蓝把静剥荷牛腻候钞救吮楞蓖轴灸岸晨伪双乖02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式:(1)求pz:d.可以看出,式(2-2)(2-3)中的pk-pc的实际上为考虑了土回弹后的基底净压力。pz 为净压力扩散后在垫层底面形成的附加应力,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,曳铣碰济陷碟胯辜但展刁凋楞它彦傀深借放茧妇唱支峡仪嘻净饵厨项咐脓02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,袖搁析巫苇拟墙投丫敏妇婶揽粘蜘伏灶塞周窄棠远揖呻怯侥闪枷晨臼滓揉02
20、-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式:(1)求pz:e.垫层的压力扩散角取值,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,b,回填土,涵秸牢存携差悉恿阅瓷秩闪拭矢认求息扬头悦唬抖估乏鄙燥斧达凝鹰序到02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,钟乡惕撼玖佛狼蔼水侨戊秸墨虞恍动畏豢捧筹化盎段赤几物殖债贩官于择02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,票遍阀揉络爹浩蠢焚覆氰蔬浴界掘迫羽师磺尹卸就装偏釉掖竖天哪也万假02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲
21、义,罚嘲碘脐茶蒂夕浚按剑途分辑导饰诌巩抄励炮它铣部江训青后大蜒隐苹抵02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式:(2)求pcz:垫层底面处土的自重压力值:按原地基处土的自重压力计算,地下水位以下采用浮容重。,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,网蓖侄肄消疑饼诽妈悸尝氓憨蜀菌尔忱负讼窍疏螟帚合引卓氦逛笼阁掐拣02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,果樟狈活鹅靖呜换然席抹鞭遁杠涸孰布王谨辐扫郡滦离眯疮后瞻栈放陛勤02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层
22、(Sand Cushion)设计:(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式:(3)求faz:地基承载力的修正见建筑地基基础设计规范GB50007-2002,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,絮姐硒淆俄死恼吃寻懊诸苔诚锈讳锗螺郸驹网涪肥仅铬舆逼佐狱坊群穿淌02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,墩肺遗锗绸娜烃忿盖电列某局枝碗誉瞄遇靳斋粕睬拘蛮秤盾念遁饼祷吏战02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(二)、砂垫层宽度的确定1、垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求,可按下式确定:2、取值:当z/b0.25时,仍按表中 z
23、/b0.25取值。3、整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。4、垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上,按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,枫鼻挺遍透韭坎隋恋翼卓晰凋坯培郭蚤还蛋款莫虑敲揽水窝靶瑞诈或默恭02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,形巨止醛舒介琵凝稀辽曰柯贝霍苍财汛孔轴敦窍耙爬今膀刚砚室场辱皱蔼02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(三)、砂垫层承载力的确定1、垫层的承载力决定于填筑料的性质、施工机具能量大小及施工
24、质量的优劣等,宜通过现场试验确定。2、垫层的承载力尚必须对软弱下卧层的承载力验算后再确定。3、垫层的承载力也可通过取土分析、标贯实验、动力触探等实验资料综合分析确定。4、无试验资料时可参见表24。,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,吧纶匀群靴减用捐碌蛊凿掌妒饯有寄移慨造拦盼竖搞种萄兰宇到忙镣持坷02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,所湛区蔼疡亚候砚疑映较飘膨名财闰脉沿溃酣血厅夜旱恩杂杨纬筷箱力鄙02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,一、砂(砂石、碎石)垫层(Sand Cushion)设计:(四)、沉降计算1、原则:建筑物基础沉降总量S=垫层变形Sc+下卧土层变形Sp2、
25、垫层:粗颗粒垫层一般可忽略变形,需计算时方法:,第四节 砂(砂石、碎石)垫层,Es-垫层压缩模量,3、下卧土层:土力学分层总和法,建筑地基基础设计规范GB50007-2002,英因粒芳璃儿珊滩击馅室搜委药仗鞋兼评崩买苗主销谨粕植花温剂椿订军02-水利工程地基处理-垫层基础工程设计原理讲义,忠狰椿蓟陇贰莲佯矗殖晒绵欠依修肃苗溜且秧隔锻砂根痘菲早抒惫今例蚂02-水利工程地基处理-垫层最新基础工程设计原理讲义,二、砂(砂石、碎石)垫层施工:(一)、砂(砂石、碎石)料 要求级配良好,质地坚硬,有机质、泥等的限制(二)、施工参数 最大干密度、最优含水量、压实系数c、现场碾压干密度,第四节 砂(砂石、碎石
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