地基处理讲稿(第3章)

地基处理

（第3章）张发明河海大学土木工程学院HohaiUniversity第3章深层密实法采用爆破、夯击、挤压及振动等方法，对松软地基土进行振密和挤密等方法深层密实法的基本类型分类基本工艺爆破法采用爆破方法，使爆炸源附近的土挤密强夯法采用数十吨的重锤，从数十米的高空自由落下，对土进行强力夯实的方法挤密法以振动、冲击或带套管的方法成孔，然后在孔中填入砂、碎石、土、石灰等再加以振动，形成直径较大桩体的方法水泥粉煤灰碎石桩法在碎石桩的基础上，掺入适量的石屑、粉煤灰及少量的水泥加水拌和，具有一定胶结强度的桩体3.1强夯法一强夯法的加固机理动力密实动力加固动力置换动力密实采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实加固机理。

用冲击型动力荷载，使土体中孔隙变小，土体密实，从而提高土的强度

非饱和土的夯实过程，就是土中的气相被挤出的过程。动力固结

强夯法处理细粒饱和土，是借助于动力固结理论。

巨大冲击能量在土中产生巨大应力波，破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水排出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。动力置换（1）整式置换：采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，作用机理类似于换土垫层；（2）桩式置换：将碎石填埋于土体中，部分碎石间隔地夯入软土中，形成桩式的碎石墩，作用机理类似于振冲法形成的碎石桩。二强夯法的设计计算（一）有效加固深度

有效加固深度：指经强夯加固后，该土层的强度与变形指标等能满足设计要求的土层范围。计算公式：H=(M*h)1/2

M—夯锤重（T）h—落距（M）（二）夯锤与落距单击夯击能：锤重与落距的乘积单击夯击能越大，夯击击数越少，夯击遍数越少。单位夯击能：整个场地的总夯击能量（锤重*落距*总夯击数）除以加固面积称为单位夯击能。

单位夯击能应根据地基土类别、结构类型、处理深度及荷载大小综合考虑。国内：夯锤10~20T，最大40T（圆形、方形）。落距—夯锤确定后，可根据单点夯击能确定。（三）最佳夯击能当地基中出现的孔隙水压力达到土的自重压力时，所对应的夯击能称为最佳夯击能。（1）粘性土最佳夯击能：根据孔隙水压力的叠加值确定；（2）砂性土最佳夯击能：通过绘制孔隙水压力增量与夯击击数的关系曲线来确定（增量稳定值对应的夯击能）（四）夯击点布置与间距的确定（1）夯击点布置根据建筑物结构类型布置：基础面积较大的建筑物：等边三角形或正方形布置办公楼与住宅楼：等腰三角形布置工业厂房：根据柱网布置（2）夯击点间距通常5~15米。（五）夯击击数与遍数击数----根据现场试夯时得到的击数与夯沉量的关系曲线确定，同时应满足：1）最后两击的夯沉量不大于50mm;若单击能量大时，不大于100mm;2）夯坑周围地面不发生过大隆起；3）不因夯坑过深而起锤困难。

夯击遍数一般2~3遍。（六）垫层铺设砂垫层：厚度0.5-2.0cm（七）间歇时间视孔隙水压力的消散情况2施工步骤（1）平整施工场地（2）铺设垫层（3）标夯点位置，测场地标高（4）起重机就位（5）测量夯前锤顶标高（6）夯锤起吊到预定高度（7）夯击1施工机械履带式起重机（西欧）、轮胎式起重机（日本）三施工方法四质量检测（一）质量检测室内试验（土性指标）十字板剪切试验动力触探旁压试验载荷试验波速测试（二）现场测试（选择400平方米场地）地面及深层变形、孔隙水压力、侧向挤压力、震动加速度

3.2碎（砂）石桩一、基本概念碎石桩：用震动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤入已成的孔中，形成大直径的碎石（砂）所构成的密集桩体的地基处理方法。碎石桩按施工方法分：挤密法----振冲挤密法、沉管法、干振法置换法----振冲置换法、钻孔锤击法排土法----振动气冲法、沉管法、强夯置换法其它方法----水泥碎石桩法、袋装碎石桩法、裙围碎石桩法。砂桩加固目的----提高地基土的承载力、减少变形及增强抗液化能力适用范围：

中小型工民建工程港湾构筑物（码头、护岸）土工构筑物（土石坝、路基）材料堆放场（电厂堆煤场）其它（轨道、机场滑道）二、加固机理（一）松散砂土的加固机理（1）挤密作用（2）排水减压作用（3）砂基预震效应（二）粘性土的加固机理置换、排水、挤密、垫层、加筋国外将这类加固归属于“加筋法”三、设计计算（一）振冲法施工要点四、施工方法1）载荷板----刚性2）试坑深度、长度、宽度----深度与基础底面设计高程相同，长与宽应大于载荷板尺寸3倍3）垫层----50CM4）载荷与等级----载荷量应为设计要求值的1.2~1.5倍，分5~7级5）沉降测读----第一小时内为1‘、5’、10‘、20’、30‘、45’、60‘各读一次，以后隔半小时读一次，至稳定五、单桩与复合地基载荷试验（7）稳定标准----一小时内沉降量小于单桩---0.1mm/h复合地基---0.25mm/h(8)试验终止条件

累计沉降量大于载荷板宽度或直径的10%总加荷量已为设计值的2倍以上沉降量大于前一级的2倍,并未稳定周围土体破坏(9)极限承载力的确定一基本概念施工工艺分类:1)块状灌入法----采用钢套管成孔,再在孔中灌入新鲜生石灰;2)粉灰搅拌法----粉体喷射搅拌3)石灰浆压力喷注法----采用压力将石灰浆或石灰—粉煤灰浆喷注于地基孔隙或钻孔中.3.3石灰桩二加固机理从桩间土、桩身及复合地基三方面考虑。（一）桩间土（1）成孔挤密----振动钢管下沉成孔时，使桩间土发生挤密；（2）膨胀挤密----生石灰吸水膨胀；（3）脱水挤密----生石灰与土中水反应放热；（4）胶凝作用----水化物对粘土矿物的作用3.5水泥粉煤灰碎石桩优点：施工工艺简单；材料仅需少量水泥；受力特性同水泥搅拌桩材料：粉煤灰；石子、石屑、水泥加固机理：1）桩体作用（应力集中到桩体上）2）挤密作用（桩间土挤密）3）褥垫层作用（保证桩土共同作用、减少基础底面应力集中、调整桩土荷载分布设计参数1）桩径：采用振动沉管法施工，一般桩径为350~400MM；2）间距：一般（4~6）倍桩径；施工方法沉管；投料；拔管；桩头处理；褥垫铺设。质量检测：桩间土检验、载荷试验第6章加筋土的加筋：在人工填土的路堤或挡墙内铺设土工合成材料，或在边坡内打入土锚（土钉、树根桩、碎石桩）的地基处理方法6.1加筋土加筋土挡墙:（面板+筋）筋:扁钢带、钢筋混泥土带、土工布6.2土工合成材料土工网土工格栅土工膜合成材料的主要功能:反滤作用;排水作用;隔离作用;加筋作用(加固土坡;加固地基;挡墙的拉筋)土工合成材料的试验压缩性抗拉强度撕裂强度握持拉伸强度顶破强度刺破试验落锤试验直接剪切摩擦试验;抗拔摩擦试验水理性孔隙率开孔面积率等效孔径(不同大小孔)垂直渗透系数平面渗透系数耐久性6.3土层锚杆加固机理:抗剪切破坏抗倾覆抗竖向位