软弱土地基处理

软弱土土地基基处理理软弱土土地基基处理理内容容第1节概概述述第2节夯夯实实法及及碾压压法第3节换换土土垫层层法第4节排排水水固结结预压压法第5节挤挤密密法和和振冲冲法第6节强强夯夯法第7节深深层层搅拌拌法第8节高高压压喷射射注浆浆法第1节概概述述软弱土土系指淤淤泥、、淤泥泥质土土和部部分冲冲填土土、杂杂填土土及其其他高高压缩缩性土土。由由软弱弱土组组成的的地基基称为为软弱土土地基基。淤泥、、淤泥泥质土土在工工程上上统称称为软软土，，其具具有特特殊的的物理理力学学性质质，从从而导导致了了其特特有的的工程程性质质。软土：：指在在静水水或非非常缓缓慢的流水水环境境中沉沉积，，经生生物化化学作用下下形成成的软软弱土土。物理力力学特特性软软土的的天然孔孔隙比比大：e>1天然含含水量量高：w≥wl压缩系系数高高渗透系系数小小抗剪强强度低低灵敏度度高具有明明显的的流变变性淤泥：：e≥1.5淤泥质质土：：1.5>e≥1.0软土工程特特性软土地地基的的地基承承载力力低建筑物物的沉沉降和和差异异沉降降较大大建筑物物沉降降历时时长流变：：在应应力不不变的的情况况下，，土体的的剪应应变和和体应应变仍仍随时时间而增长长的现现象。。由于软软土地地基的的上述述工程程特性性，所所以在在软土土地基基上修修建建建筑物物，必必须重重视地地基的的变形和稳定问题。。由于于软土土地基基的承承载力力较低低，如如果不不做任任何处处理，，一般般不能能承受受较大大的建建筑物物荷载载。因因此在在软土土地基基上建建造建建筑物物，要要求对对软土土地基基进行行处理理。地基处处理的的目的的主要是是改善善地基基的工工程性性质，，包括括改善善地基基土的的变形形特性性和渗渗透性性，提提高其其抗剪剪强度度等。。地基处处理的的原则则：地基基处理理有许许多方方法，，各种种方法法都有有各自自的特特点和和作用用机理理。没没有哪哪一种种方法法是万万能的的，对对于每每一个个工程程都必必须进进行综综合考考虑，，通过过几种种可能能采用用的地地基处处理方方案的的比较较，选选择一一种技术可可靠、经济合合理、施工可可行的方案案，既既可以以是单单一的的地基基处理理方法法，也也可以以是多多种地地基处处理方方法的的综合合。软弱土土地基基处理理方法法编号分类处理方法原理及作用适用范围1碾压及夯实重锤夯实，机械碾压，振动压实，强夯利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地基土压实；强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实。适用于：碎石土，砂土，粉土，低饱和度的粘性土，杂填土等。对饱和粘性土应慎用。2换土垫层砂石垫层，素土垫层，灰土垫层，矿渣垫层。以砂石、素土、灰土、矿渣等强度较高的材料置换地基表层软弱土，提高持力层承载力，扩散应力，减少沉降量。适用于：处理暗沟、暗塘等软弱土地基。软弱土土地基基处理理方法法编号分类处理方法原理及作用适用范围3排水固结天然地基预压，砂井预压，塑料排水带预压，真空预压，降水预压。在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和强度的增长，提高地基的稳定性；加速沉降发展，使基础沉降提前完成。适用于：处理饱和软弱土层。对渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待。4振密挤密振冲挤密，爆破挤密，灰土挤密桩，砂桩，石灰桩采用一定的技术措施，通过振动和挤密，使土体的孔隙减少，强度提高；必要时，在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量。适用于：处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。软弱土土地基基处理理方法法编号分类处理方法原理及作用适用范围5置换及拌入振冲置换，深层搅拌，高压喷射注浆，石灰桩等。采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺加水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未处理部分土组成复合地基，减少沉降量。适用于：处理粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。振冲置换法对于不排水剪强度Cu<20kpa时慎用。6加筋土工聚合物加筋，锚固树根桩，加筋土。在地基或土体中埋设强度较大的土工聚合物、钢片等加筋材料，使地基或土体能承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变土体的应力、应变场，从而提高地基承载力，改善变形特性。适用于：处理软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土。软弱土土地基基处理理方法法编号分类处理方法原理及作用适用范围7其它灌浆，冻结，托换技术，纠偏技术。通过独特的技术措施处理软弱土地基。根据实际情况确定。第2节夯夯实实法及及碾压压法通过夯夯锤或或机械械，夯夯击或或碾压压填土土、疏疏松土土层，，使其其孔隙体体积减减少、密实程程度提提高，这种种作用用称为为压实。压实实能降降低土土的压压缩性性、提提高其其抗剪剪强度度、减减弱土土的透透水性性，使使经过过处理理的表表层弱弱土成成为能能承担担较大大荷载载的地地基持持力层层。一、土土的压压实原原理大量工工程实实践和和试验验研究究表明，，控制制土的的压实实效果果的主主要因因素是是：土的含含水量量，压实机机械及其压实功能能等。土的的压实效效果常用用干密度d（单位土土体积内内土粒的的质量））来衡量量。1.最优含水水量对粘性土土，当压压实功能能和条件相同同时，土土的含水水量过大大或过小小，土体体都不易易压实，，只有把把土的含含水量调调整到某某一适宜宜值时，，才能收收到最佳佳的压实实效果。。在一定压压实机械械的功能能条件下下，土最易易于被压压实，并并能达到到最大密密度时的的含水量量，称为为最优含水水量wop，相应的的干密度度则称为为最大干密密度dmax。wd0dmaxwop试验统计计表明：：最优含含水量wop与土的塑塑限wp有关，大大致为wop=wp+2%。土中粘粘土矿物物含量大大，则最最优含水水量大。。2.压实功能能对于同类类土，随随着压实实功能的的变化，，最大干干密度和和最优含含水量也也随之变变化。当当压实功功能较小小时，土土压实后后的最大大干密度度较小，，对应的的最优含含水量则则较大；；反之，，干密度度较大，，对应的的最优含含水量则则较小。。第3节换换土垫层层法当建筑物物基础下下的持力力层比较较软弱、、不能满满足上部部荷载对对地基的的要求时时，常采采用换土垫层层法来处理软软弱土地地基，即即将基础础下一定定深度内内的土层层挖去，，然后回回填以强强度较高高的砂、、碎石或或灰土等等，并夯夯至密实实。实践证明明：换土土垫层可可以有效地处处理某些些荷载不不大的建建筑物地基基问题。。换土垫垫层按其其回填的的材料可可分为砂砂垫层、、碎石垫垫层、灰灰土垫层层等。砂垫层的的主要作作用：1.提高浅基基础下地地基的承承载力；；2.减少沉降降量；3.加速基底底下软弱弱土层的的排水固固结；4.防止冻胀胀；5.消除膨胀胀土的胀胀缩作用用。第4节排排水固结结预压法法排水固结结预压法法是利用地地基土排排水固结结的特性性，通过过施加预预压荷载载，并增增设各种种排水条条件（砂砂井和排排水垫层层等排水水体），，以加速速饱和软软粘土固固结发展展的一种种软土地地基处理理方法。。'ceabce0e'b'ae'土层的排排水固结结效果和和它的排排水边界界条件有关。当当土层厚厚度相对对于荷载载宽度比比较小时时，土层层中孔隙隙水向上上下面透透水层排排出而使使土层发发生固结结，称为为竖向排水水固结。根据固固结理论论，粘性土固固结所需需时间与与排水距距离的平平方成正正比。因此，，为了加加速土层层的固结结，最有有效的方方法是增增加土层层的排水水途径，，缩短排排水距离离。竖向排水水情况砂井地基基排水情情况排水固结结预压法法主要适适用于处理淤淤泥、淤淤泥质土土及其他他饱和软粘粘土。对对于砂类类土和粉粉土，因因其透水水性良好好，无需需用此法法处理。。一、堆载载预压法法二、砂井井堆载预预压法三、真空空预压法法第5节挤挤密法和和振冲法法在砂土中中，通过过机械振振动挤压压或加水水振动可可以使土土密实。。挤密法法和振冲冲法就是是利用这这个原理理发展起起来的两两种地基基加固方方法。一、挤密密法挤密法的的加固机机理主要要靠桩管打入入地基中中，对土土产生横横向挤密密作用，，在一定定挤密功功能作用用下，土土粒彼此此移动，，小颗粒粒填入大大颗粒的的空隙，，颗粒排排列紧密密，孔隙隙体积减减少，地地基土的的强度也也随之增增强。所所以挤密密法主要要是使松松软土地地基挤密密，改善善土的强强度和变变形特性性。二、振冲冲法振冲法是是利用一一个振冲冲器，在高压水水流的作作用下边边振边冲冲，使松松砂地基基变密；；或在粘粘性土地地基中成成孔，在在孔中填填入碎石石制成一一根根的的桩体，，这样的的桩体和和原来的的土构成成复合地地基。在砂土中中和粘性性土中振振冲法的的加固机机理是不不同的。。在砂土土中主要要是振动挤密密和振动液化化作用；在粘性性土中主主要是振冲置换换作用，置换的的桩体与与土组成成复合地地基。第6节强强夯法强夯法是是用几吨吨至几十十吨的重重锤从高高处落下下，反复复多次夯夯击地面面，对地地基进行行强力夯夯实。这这种强大大的夯击击力在地地基中产产生动应应力和振振动，从从夯击点点发出纵纵波和横横波，向向地基纵纵深方向向传播，，使地基基浅层和和深处产产生不同同程度的的加固作作用。第7节深深层层搅拌拌法深层搅搅拌法法（DeepMixiMethod───DMM）是一一种化化学加加固地地基的的方法法。它它通过过特制制机械械──各种深深层搅搅拌机机，沿沿深度度将固固化剂剂（水水泥浆浆、水水泥粉粉或石石灰粉粉，外外掺一一定的的添加加剂））与地地基土土强制制就地地搅拌拌，利利用固固化剂剂自身身及其其与地地基土土之间间所产产生的的一系系列物物理、、化学学反应应，使使地基基土硬硬结成成为具具有整整体性性、水水稳定定性、、较低低渗透透性和和一定定强度度的复复合土土桩（（体）），或或与地地基土土构成成复合合地基基，从从而提提高软软土地地基的的承载载力、、减小小地基基的变变形。。(a)定位(b)喷浆(粉)搅拌下下沉(c)搅拌上上升(d)重复喷喷浆(粉)搅拌下下沉(e)重复搅搅拌上上升(完毕)(a)(b)(c)(d)(e)深层搅搅拌法法按固固化主主剂的的不同可可分为为水泥泥系深深层搅搅拌法法和石灰灰系深深层搅搅拌法法；按按施工工工艺艺又可可分为为浆体体喷射射深层层搅拌拌法和和粉体体喷射射深层层搅拌拌法。。水泥系系深层层搅拌拌法所所形成成的固固化土土称为为水泥泥土（（水泥泥加固固土）），影影响水水泥土土强度度的主主要因因素有有：1.水泥掺掺入比比水泥土土的无无侧限限抗压压强度度随水水泥掺掺入比比的增增大而而增大大。当当aw<5%时，，由于水水泥与与土的的固化化反应应过弱弱，对于提提高地地基土土的强强度效效果不不明显显。工工程上上常用用的aw约为7~25%。水泥土土的强强度增增长率率在不不同的掺掺入量量区域域、不不同的的龄期期时段内内是不不相同同的，，而且且原状状土不不同，，水泥泥土的的强度度增长长率也也不同同。2.龄期水泥土土的无无侧限限抗压压强度度随着着龄期期的增增长而而增大大，其其强度度增长长规律律不同同于混混凝土土，一一般在在T＞28d后强度度仍有有较大大增长长。直直到90d后其强强度增增长率率逐渐渐变缓缓。所所以，，以龄龄期90天作为为标准准强度度。3.地基土土的含含水量量当水泥泥掺入入比相相同时时，水水泥土的的无侧侧限抗抗压强强度随随着含含水量量的降降低而而增大大。含含水量量的降降低使使水泥泥土的的密实实性得得到增增强，，从而而提高高了强强度。。4.水泥标标号水泥土土的强强度随随水泥泥标号号的提提高而而增大大。在在水泥泥掺入入比相相同的的条件件下，，水泥泥标号号每提提高100号，水水泥土土的无无侧限限抗压压强度度约增增大20％～30％。5.添加剂剂不同的的添加加剂对对水泥泥土强强度有着不不同的的影响响，选选用合合适的的添加加剂可可以提提高水水泥土土强度度或节节省水水泥用用量。。在水水泥系系深层层搅拌拌法中中，常常选用用木质质素磺磺酸钙钙、石石膏和和三乙乙醇胺胺等添添加剂剂。添添加剂剂对水水泥土土强