地基与基础工程》课件第5章-BW.ppt

2019/7/8,地基与基础工程,第1页,第5章 地基处理,5.1 概述 5.2 置换法（换填法） 5.3 加密法 5.4 胶结法（自学） 5.5 加筋法 5.6 托换法 本章重点参考： 建筑地基处理技术规范JGJ79-2002,2019/7/8,地基与基础工程,第2页,第5章 地基处理,本章学习要求： 掌握: 地基处理的对象、目的； 地基处理方法分类； 常见的地基处理方法的原理、特点、适用条件。 复合地基的作用机理及其承载力确定方法。,2019/7/8,地基与基础工程,第3页,5.1 概 述,基本概念 地基处理：人为改善地基岩土性质或组成，使之适应基础工程需要而采取的措施，也称地基加固。,需进行处理的地基： 地基承载力低，沉降或不均匀沉降较大。 软弱土：淤泥、淤泥质土、松散杂填土、欠固结冲填土； 特殊性土：如湿陷性黄土、膨胀土、岩溶、土洞； 不稳定土：动载作用下处于饱合状态的粉砂、细砂或塑性指数较小的粉土层。 水工结构抗渗处理：P212,2019/7/8,地基与基础工程,第4页,5.1.1软弱土和软弱地基,软土：通常是指在静水或缓慢流水环境中以细颗粒为主的近代沉积物。天然孔隙比e1.0、天然含水量wwL (液限)、压缩性高、承载力低。 1.淤泥和淤泥质土 2.松砂 3.冲填土 4.杂填土 5.泥炭土,2019/7/8,地基与基础工程,第5页,软土,1.淤泥和淤泥质土 淤泥：孔隙比e1.5； 淤泥质土：1.5e1.0。 其特点是 压缩性高，并有很强的不均匀性； 抗剪强度低，承载力小； 渗透性差、固结时间长； 有触变性、流变性 在淤泥质软土发育地区进行工程活动时,常发生严重的工程地质灾害，主要表现是建筑物容易发生强烈的不均匀下沉，有时还因滑动变形造成地基或边坡失稳。,2019/7/8,地基与基础工程,第6页,软土,2.松砂 最易发生液化的粒度组成特征值是： 平均粒径(d50)为0.02-0.10mm 不均粒系数()为2-8 粘粒含量小于10。 粉粒含量大于40，极易液化；粘粒含量大于12.5，则极难液化。 粗粒土，尤其当其级配不均匀，结构较密实时，透水性又较强，也是难以液化的。 砂土的密实程度也是影响液化的主要因素之一。松砂极易液化，而密砂则不易液化。,2019/7/8,地基与基础工程,第7页,软土,3.冲(吹)填土 疏浚江河过程中，水力冲填法堆积、沉积形成的沉积土。多属粘性土、粉土、粉砂。 4.杂填土 人类活动形成的未经压实的堆积物。成份复杂，可能富含有机物。承载力、压缩性不均。 5.泥炭与泥炭质土 通常形成于低洼的沼泽和灌木林带，高含水量、高压缩性、高有机质含量的土。 泥炭：有机质含量60%； 泥炭质土：10=有机质含量60%。,2019/7/8,地基与基础工程,第8页,地基处理的对象,软弱地基 是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。 地基处理的对象 承载力低、压缩性高，易产生较大或不均匀沉降，在强度、变形、渗流稳定性方面不能满足建筑物要求的地基。具体包括： 软弱地基： 特殊土地基：湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土、岩溶、土洞、山区不良地基等； 动载敏感土地基：饱和状态的松散粉砂、细砂或塑性指数较小的粉土层。 水工结构抗渗处理：P212,2019/7/8,地基与基础工程,第9页,5.1.2地基处理的目的,提高土体抗剪强度、地基承载力、地基稳定性； 降低土体压缩性，减小地基变形； 降低土体渗透性，减少渗流量，避免渗流破坏； 改善土的动力特性，防止振动液化； 消除或减小特殊土造成的地基变形（如湿陷性黄土的湿陷、冻土的冻胀与融沉、膨胀土的胀缩）,2019/7/8,地基与基础工程,第10页,5.1.3地基处理的设计程序,准备工作： 搜集详细的岩土工程勘察资料、上部结构和基础设计资料； 针对工程要求和天然地基存在的问题，确定地基处理的目的、范围和处理后达到的各项经济技术指标； 调查当地地基处理经验和施工条件。有特殊要求的工程，应了解其它地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况； 调查邻近建筑、地下工程和有关管线等情况； 了解建筑场地的环境情况。,2019/7/8,地基与基础工程,第11页,5.1.3地基处理的设计程序,初选两种或多种可行方案：据结构类型、荷载大小、使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水及环境和邻近建筑的影响进行选择。 确定最佳方案：从加固原理、适用范围、预期效果、材料、机具、施工技术与进度和对环境的影响，进行全面技术经济比较，选择最优的方案。 现场试验；对选定的处理方法，按建筑物安全等级和场地复杂程度，选择代表性场地进行现场试验，检验处理效果，必要时修改处理方案。,2019/7/8,地基与基础工程,第12页,5.1.4地基处理方法分类,1）置换法垫层置换+土质桩置换； 2）加密法 （1）浅层压（振）密法 机械压（振）密；重锤夯实； （2）深层压（振）密法 强夯；砂石桩法；预压固结法；爆破压密法；高压灌浆压密 3）胶结法 （1）灌浆法水泥粘土灌浆，化学灌浆 （2）冷热处理法冻结法或烧结法 4）加筋法： （1）土工合成材料加筋法 （2）土钉与锚杆加筋法法,2019/7/8,地基与基础工程,第13页,软弱土地基处理方法分类表,2019/7/8,地基与基础工程,第14页,5.1.5 人工地基基础工程设计的相关规定,建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002规定： 3.0.4 经处理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对本规范确定的地基承载力特征值进行修正时，应符合下列规定: 1 基础宽度的地基承载力修正系数应取零； 2 基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0。 3 处理后的地基，当在受力层范围内仍存在软弱下卧层时，尚应验算下卧层的地基承载力。 4 对水泥土类桩复合地基尚应根据修正后的复合地基承载力特征值，进行桩身强度验算。,2019/7/8,地基与基础工程,第15页,5.1.5 人工地基基础工程设计的相关规定,3.0.5 按地基变形设计或应作变形验算且需进行地基处理的建筑物或构筑物，应对处理后的地基础进行变形验算。 3.0.6 受较大水平荷载或位于斜坡上的建筑物及构筑物，当建造在处理后的地基上时，应进行地基稳定性验算。 3.0.9 对于现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007规定需要进行地基变形计算的建筑物或构筑物，经地基处理后，应进行沉降观测，直至沉降达到稳定为止。 各类地基处理方法的定义，详见建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002 “2.1 术语”一节,2019/7/8,地基与基础工程,第16页,5.2 置换法（换填法）,换填法就是将基础底面下某一范围内的软弱地基土挖除或挤出，然后回填以质量好的土，经压密后直接作为建筑物的持力层，或者与原来软弱的地基土组成复合地基以支撑建筑物。 可分为： 5.1.1换土垫层法 5.1.2土质桩置换法-复合地基,复合地基,2019/7/8,地基与基础工程,第17页,5.2.1换土垫层法,又称为换填法，是将基底以下一定范围内的软弱土挖除，回填以易压实的土，压密后作为建筑物持力层的一种地基处理方法。 1.垫层的作用 提高地基承载力； 减小地基沉降量； 加速软弱土层的排水固结； 用于特殊土地基，防止冻胀、消除湿陷、膨胀土胀缩作用；,2019/7/8,地基与基础工程,第18页,2.垫层的材料 砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、工业废料(煤渣、矿渣等)垫层 3.换填法的适用条件 浅层软弱地基及不均匀地基的处理。处理深度控制在3m以内，一般为12m。 适用土性：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基。 常用于：多层或低层建筑的条形基础、独立基础、地坪、料场及道路工程。,5.2.1换土垫层法,2019/7/8,地基与基础工程,第19页,4.换填法的设计 设计要点：主要确定垫层的厚度、宽度； 设计依据：软弱下卧层承载力。,5.2.1 换土垫层法,2019/7/8,地基与基础工程,第20页,垫层厚度：取决于未挖除的下部软土层！ 先初定厚度(一般在0.53m之间)，再按下式校核： Pz+Pczfaz Pz 荷载效应标准组合时垫层底面处附加应力； Pcz垫层底面处的上覆土体自重应力值； faz 垫层底面(软弱下卧层顶面)经深度修正后的下卧层地基承载力特征值。 附加应力Pz计算公式（P217表5-2） 矩形基础： 条形基础：,5.2.1 换土垫层法,2019/7/8,地基与基础工程,第21页,5. 换填法的施工要点详见JGJ79-2002 垫层材料：必须具良好的压实性。砂料不均匀系数不小于5，以中粗砂为好，容许在砂中掺入一定数量的碎石，但要分布均匀。 垫层压实：分层施工，层厚200300mm，逐层振密或压实(振动法、水撼法、碾压法等) 。 基底土体保护：避免扰动基底土层或破坏其结构；及时回填，不应暴露过久或浸水。采用碎石垫层时，先铺一层砂，以免碎石挤入土中。,5.2.1 换土垫层法,2019/7/8,地基与基础工程,第22页,5.2.1 换土垫层法,2019/7/8,地基与基础工程,第23页,6. 换填法地基的基础设计规定 建筑地基处理技术规范JGJ79-2002规定： 4.2.3 垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定，并应进行下卧层承载力的验算。 4.2.4 垫层下存在软弱下卧层的建筑，地基变形计算时应考虑邻近基础对软弱下卧层顶面应力叠加的影响。 当超出原地面标高的垫层或换填材料的重度高于天然土层重度时，宜早换填，并应考虑其附加的荷载对建筑及邻近建筑的影响。,5.2.1 换土垫层法,2019/7/8,地基与基础工程,第24页,5.2.2土质桩置换法-复合地基,1.基本概念 部分地基土体被增强或被置换成增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷载的地基。 复合地基中独立桩体顶部通常不与基础相连接，区别于桩基础，因此独立桩体亦称竖向增强体桩。 散体材料桩 胶结掺料桩 复合地基的特点 加固区由增强体和地基土组成,非均质且各向异性。 增强体和周围地基土体共同承载、协调变形。,2019/7/8,地基与基础工程,第25页,1.基本概念,复合地基的作用机理 桩体作用：地基应力在桩体和桩间土中重新分配 加速排水固结：碎石、砂土桩的k值大，水泥土桩 挤密作用：振动、挤压、排土 加筋作用：增加抗滑能力 复合地基设计应满足承载力和变形要求。对于地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时，其设计要综合考虑土体的特殊性质选用适当的增强体和施工工艺。,2019/7/8,地基与基础工程,第26页,1） 处理范围,处理深度 一般要穿过松软土层到达相对密实的良好土层。 当松软土层厚度过大时，则要求处理后地基的变形量不超过建筑物变形的允许值，同时满足软弱下卧层承载力的要求。 需验算地基稳定性的工程，砂石桩的处理深度不应小于最危险滑动面以下2m的深度。,桩距1.5-2.5m 300-500mm垫层,平面展布 一般宜自基础外缘扩展1-3排桩的距离。,2019/7/8,地基与基础工程,第27页,2）砂石桩的平面布置,常按等边三角形或正方形布置。,面积置换率,2019/7/8,地基与基础工程,第28页,3）复合地基的承载力,建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002 复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。 荷载试验：单桩和多桩复合地基荷载试验 经验法：小型工程、无荷载测试资料时，可用P220公式（5-7）计算,式中：n-桩土应力比。,2019/7/8,地基与基础工程,第29页,3）复合地基的变形验算,与一般多层地基验算基本相同，复合地基土层的压缩模量为：,2019/7/8,地基与基础工程,第30页,3.胶结材料桩复合地基设计,1）CFG桩和夯实水泥土桩复合地基 CFG(C指Cement、F指Fly-ash、G指Gravel) 方法：由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用振动沉管打桩机或其他桩机制成的一种具有一定粘结强度的桩。,2019/7/8,地基与基础工程,第31页,2）水泥土搅拌桩复合地基,方法：利用水泥、石灰等材料作为固化剂主剂，采用专用设备，将液状或粉状固化剂拌入软弱土体，通过物理化学反应，形成水泥土搅拌桩加固地基。 分类：深层搅拌法（简称湿法）；粉体喷搅法（简称干法）。 适用： 正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂上等地基。,2019/7/8,地基与基础工程,第32页,3）高压喷射注浆法复合地基,利用带有特殊喷嘴的注浆管，喷射钻进到预定深度，而后通过高压(2040MPa)喷射的浆液切削土体，使浆液与土混合，经凝固硬化，形成加固桩体。,适用于 淤泥、淤泥质土、流塑、软塑可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土地基. 可用于既有建筑和新建建筑地基加固，深基坑、地铁等工程的土层加固或防水.,2019/7/8,地基与基础工程,第33页,5.3 加密法,5.3.1机械压密法 5.3.2深层挤密法 5.3.3强化法 5.3.4预压固结法,2019/7/8,地基与基础工程,第34页,5.3.1机械压密法,利用机具在土体中产生瞬时重复荷载，以克服颗粒间的阻力，使颗粒间相互移动，孔隙体积减小，密度增加。常用于大面积填土的压实和杂填土、黄土等地基处理中。 （1）碾子静重压密 （2）冲积荷重压密 （3）振动压密,2019/7/8,地基与基础工程,第35页,5.3.1机械压密法,控制土的压实效果的主要因素有：土的含水量，压实机械、压实功能、添加料。 压实效果用干密度d来衡量， 压实后d =1.61.7g/cm3。,2019/7/8,地基与基础工程,第36页,5.3.1深层挤密法,1.砂桩、土桩和灰土桩 2.振冲法,2019/7/8,地基与基础工程,第37页,1. 砂桩、土桩和灰土桩,是指采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后，再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成的密实桩体，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，由桩及桩周土组成复合地基的地基处理方法。,可参考复合地基进行砂桩设计。,2019/7/8,地基与基础工程,第38页,1. 砂桩、土桩和灰土桩,1）在松散砂土中的作用 在松散砂土中成桩时对周围砂层产生挤密作用和振密作用。有效挤压密范围可达34倍桩径。 2）在软弱粘性土中的作用 砂桩在软弱粘性土中取代了同体积的软弱粘性土，形成“复合地基”，使承载力提高；同时，砂桩在软弱粘性土地基中起排水作用，加快地基的固结沉降。 适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基。,2019/7/8,地基与基础工程,第39页,2.振冲法,与挤密法的作用相同,只是成桩工艺存在差别。 振冲法是利用振冲器边振动边水冲，使松砂地基密实，或在粘性土地基中成孔，填入碎石后形成复合地基。 前者称振冲密实法 振冲置换法适用于处理不排水剪强度20KPa粘性土、粉土、饱和黄 土和人工填土等地基。 后者称振冲置换法 振冲密实法适用于处理砂土和粉土地基。,2019/7/8,地基与基础工程,第40页,2.振冲法,振冲置换法,2019/7/8,地基与基础工程,第41页,2.振冲法,可按砂石桩复合地基设计。 填料选择： 理论上讲，填料越粗，挤密效果越好；但颗粒太粗，容易在孔内形成拱架，阻碍填料下沉到底，故最大粒径宜控制在50mm以内。 可根据粒径分析判断填料的适宜程度。,2019/7/8,地基与基础工程,第42页,5.3.3 强夯法,又称动力固结法，将质量840t(最重200t)的夯锤起吊到一定高度(830m)，自由落下，靠强大的冲击能对地基夯实加固。 机理： 强大的冲击能，挤密土体，诱发高孔隙水压力，甚至改变孔隙水形态，使夯点周围产生裂缝等排水通道，加速排水固结。 实际效果： 一般承载力可提高200500. 适用： 碎石土、砂土、低饱和度的粉土和粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土地基 。最适宜处理地下水在地下23m，深度15m内的地基.,2019/7/8,地基与基础工程,第43页,5.3.3 强夯法,2019/7/8,地基与基础工程,第44页,5.3.3 强夯法,有效加固深度应根据现场试验或当地经验确定，当缺乏试验资料和经验时，可依据下式确定：,参见P235表5-5。 夯点设计等自学。,2019/7/8,地基与基础工程,第45页,强夯置换法 将重锤提到高处使其自由落下形成夯坑，并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒料，使其形成密实的墩体的地基处理方法。 适用：强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。 机理：加速排水固结、软弱土体置换。 置换材料：级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于300mm的颗粒含量不宜超过全重的30%。,5.3.3 强夯法,2019/7/8,地基与基础工程,第46页,规范JGJ79-2002 6.1.3 强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工，试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定 6.2.1 强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。 6.2.6 强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。,强夯、强夯置换法设计、施工技术要点,2019/7/8,地基与基础工程,第47页,6.2.8 强夯地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定，初步设计时也可根据夯后原位测试和土工试验指标按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007有关规定确定。 6.2.9 强夯地基变形计算应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007有关规定。夯后有效加固深度内土层的压缩模量应通过原位测试或土工试验确定。 6.2.10 强夯置换墩的深度由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，应穿透软土层，到达较硬土层上，深度不宜超过7m。,强夯、强夯置换法设计、施工技术要点,2019/7/8,地基与基础工程,第48页,6.2.21 确定软粘性土中强夯置换墩地基承载力特征值时，可只考虑墩体，不考虑墩间土的作用，其承载力应通过现场单墩载荷试验确定，对饱和粉土地基可按复合地基考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试验确定。 6.3.5 当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有害的影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振或防振措施。,强夯、强夯置换法设计、施工技术要点,2019/7/8,地基与基础工程,第49页,5.3.4 预压加固法,排水固结预压法是利用地基排水固结的特性，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，提高土体强度的一种软土地基处理方法。 其基本原理是： 软土地基在附加荷载作用下，排出孔隙水，孔隙比减小，产生固结变形。随超静孔隙水压力消散，有效应力增加，地基抗剪强度逐渐增长。 各类软弱地基，包括天然沉积土层和人工冲填土层，如沼泽土、淤泥、淤泥质土以及水力冲填土，广泛用于冷藏库、油罐、机场跑道、集装箱码头等沉降要求比较高的地基。,2019/7/8,地基与基础工程,第50页,5.3.4 预压加固法,系统组成：以提高土体的有效应力为核心。 加载系统： 地面堆载：最常用； 真空预压：适用于软粘土地基； 降低水位：最适于砂性土地基。 排水系统： 竖向排水体：砂井、袋装砂井、塑料排水板等. 水平排水体：地基表面的砂垫层。,2019/7/8,地基与基础工程,第51页,1. 堆载预压法,砂井堆载预压法设计规范JGJ79-2002 (1) 砂井布置方案初步设计： 砂井直径、深度、间距、布置方式，排水砂垫层的材料与厚度等。 (2) 加载计划初步设计 每级荷载增量、范围及加载持续时间。,(3) 计算每级荷载下地基的固结度、强度增长量; (4) 验算每级荷载下地基的抗滑稳定性； (5) 验算地基的沉降量是否满足要求。 如验算不满足，调整加载计划，重新计算。,2019/7/8,地基与基础工程,第52页,1. 堆载预压法,排水固结法地基处理插打塑料排水板,2019/7/8,地基与基础工程,第53页,预压法加载相关规定,预压法加载相关规定规范JGJ79-2002 5.1.2 应先通过勘察查明土层的水平和竖向分布、层理变化，查明透水层位置、地下水类型及水源补给情况等。并应通过土工试验确定土层的先期固结压力、孔隙比与固结压力的关系、渗透系数、固结系数、三轴试验抗剪强度指标以及原位十字板抗剪强度等。 5.1.3 重要工程应开展现场预压试验，监测地基竖向变形、侧向位移、孔隙水压力、地下水位等，并进行原位十字板剪切和室内士工试验。据试验区监测资料确定加载速率控制指标、推算土的固结系数、固结度及最终竖向变形等，分析处理效果，对原设计做修正，指导全场设计与施工。,2019/7/8,地基与基础工程,第54页,预压法加载相关规定,5.1.4 对堆载预压工程，预压荷载应分级逐渐施加，确保每级荷载下地基的稳定性，而对真空预压工程，可一次连续抽真空至最大压力。 5.1.5 对主要以变形控制的建筑，当塑料排水带或砂井等排水竖井处理深度范围和竖井底面以下受压土层经预压所完成的变形量和平均固结度符合设计要求时，方可卸载。 对主要以地基承载力或抗滑稳定性控制的建筑，当地基土经预压而增长的强度满足建筑物地基承载力或稳定性要求时，方可卸载。,2019/7/8,地基与基础工程,第55页,2. 真空预压法,为了避免堆卸土、石等笨重预压荷载时费时费力,也可利用大气压力作为预压荷载的真空预压法。,若地质条件允许，可在场地埋设井点系统来降低地下水位，既加速排水，又使土的自重加大起到预压作用 此法可与堆载法联合使用，两种加固效果可叠加，合理协调后可取得良好效果。,2019/7/8,地基与基础工程,第56页,5.4 胶结法,5.4.1 灌浆法 注浆机理：渗透、劈裂、压密 5.4.2 冷热处理法（自学）,2019/7/8,地基与基础工程,第57页,5.4 胶结法,按灌浆理论分类： 渗透灌浆： 水泥或粘土水泥浆液灌浆： 浆液可注性：裂/孔隙、浆液颗粒尺度。 适用：水工岩基、粗砂以上地基防渗。 化学浆液灌浆 注：此法亦可单独列出，归入化学加固法一类。 浆材类型：聚氨酯、丙烯酰胺、硅酸盐、氢氧化钠类； 特点：可注性好，凝固时间可控，强度高。,2019/7/8,地基与基础工程,第58页,5.4 胶结法,劈裂灌浆: 通过提高注浆压力，劈裂岩土体，加大浆液扩散范围。 适用：渗透性差，无法开展渗透注浆时，水工岩土地基的防渗治理。 压密灌浆； 通过注入粘稠、不能入渗的浆液，在土体中形成浆泡，进而提高注浆压力，挤密周围土体。 适用：加固软弱的粘性土包括淤泥、淤泥质土等。,2019/7/8,地基与基础工程,第59页,5.4 胶结法,适用：土体渗透系数k10cm/s，一般静压力难以使浆液入渗的地基土。 相关概念参见土力学教材“粘性土的特性”： 电渗：直流电场作用下，水分子向阴极移动的现象。 电泳：直流电场作用下，粘性土中的胶粒(粒径小于0.001mm,表面多带负电荷)向阳极移动的现象。,2019/7/8,地基与基础工程,第60页,5.5 加筋法,5.5.1 土工合成材料 5.5.3土工织物的反滤作用 5.5.3 土工合成材料加筋作用 5.5.4 土工合成材料的其他问题,2019/7/8,地基与基础工程,第61页,5.5.1 土工合成材料,概念：以人工合成聚合物为原料的新型岩土工程材料。 土工合成材料的分类： 土工膜: 土工合成材料表面涂树脂或橡胶防水材料,或与塑料薄膜复合形成防水防渗材料 。 土工织物:起隔离、排水、反滤、加固约束作用 土工格栅：拉伸格栅、编织格栅 土工复合材料：土工垫、土工网、土工栅格、土工泡沫塑料等,2019/7/8,地基与基础工程,第62页,5.5.1 土工合成材料,土工格栅,2019/7/8,地基与基础工程,第63页,5.5.1 土工合成材料,土工织物,2019/7/8,地基与基础工程,第64页,5.5.1 土工合成材料,土工膜,2019/7/8,地基与基础工程,第65页,5.5.1 土工合成材料,土工合成材料的特点： 质地柔软、质量轻、整体连续性好； 施工方便、抗拉强度高、质地均匀、各向同性； 弹性、耐磨、耐久性和抗微生物侵蚀性好； 渗透性(土工织物)、抗渗性(土工膜)好。,2019/7/8,地基与基础工程,第66页,5.5.1 土工合成材料,土工合成材料的作用 排水：三维透水性，可构成排水层。 反滤：防止土粒随渗流而流失。 隔离：隔离不同粒径的土颗粒或材料，或将其与地基或建筑基础隔开，避免混杂、流失；并靠其优良特性适应受力、变形和环境变化而不破损。 加筋：利用其高强和韧性，与填土间有较大摩擦力，分散荷载，扩散应力，将作用土层上的力均匀地分布传递于地基，从而起到加筋作用。 防渗：土工膜用于水工结构防渗。,2019/7/8,地基与基础工程,第67页,5.5.2 土工织物的反滤作用,反滤层 料物本身有足够的渗透稳定性 能阻止被保护土的颗粒过量流失 排水通畅 具体要求见P252 当水流从被保护土自右向左流入堆,石体时，部分细土粒将被水流挟带进入堆石体。在被保护土一侧的土工织物表面附近，较粗土粒首先被截留，使透水性增大； 同时，这部分较粗粒层将阻止其后面的细土粒继续被水流带走，而且越往后细土粒被流失的可能性越小，于是就在土工织物的右侧形成一个从左往右颗粒逐渐变细的“天然反滤层”。该层发挥着保护土体的作用。,2019/7/8,地基与基础工程,第68页,5.5.3 土工合成材料加筋作用,将土工合成材料置于地基土中形成加筋增强体，使地基承载力和稳定性提高、沉降减小。,2019/7/8,地基与基础工程,第69页,5.5.3 土工合成材料加筋作用,加筋土挡墙 常用土工材料：土工格栅、土工织物。 加固机理：约束应力，提高整体性。 设计计算：,挡墙外部稳定性计算视为重力式挡墙： 深层滑动稳定性； 水平滑移稳定性； 墙体地基承载力。 墙内筋材稳定性计算： 筋材强度、筋材抗拔稳定性计算。,2019/7/8,地基与基础工程,第70页,5.5.3 土工合成材料加筋作用,加筋土坡 筋材铺设：水平向铺设，垂直于土坡走向； 土坡稳定性计算： 圆弧条分法； 计入筋材的水平抗拉强度(极限拉应力)。,2019/7/8,地基与基础工程,第71页,5.5.3 土工合成材料加筋作用,软弱地基加筋 筋材铺设：地基表面水平向铺设； 加固机理：约束地基土体的水平向变形(挤出) 地基稳定性计算： 圆弧条分法； 筋材的抗拔验算。,2019/7/8,地基与基础工程,