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文档简介

基础工程1.地基与基础地基:任何建筑物都是支承在地层上,受建筑物荷载影响的那一部分地层称为地基。基础:建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。2.天然地基和地基处理天然地基:当基础直接建造在未经加固的天然土层上时,这种地基称为天然地基。地基处理:如果天然地基很软弱,不能满足地基强度和变形等要求时,则要对地基进行人工处理后再建造基础,这种地基加固称为地基处理。第一章概述1.地基处理的对象:软弱土地基和特殊土地基。软弱土地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。特殊土地基包括湿陷黄土、膨胀土、红粘土和冻土等。2.地基处理的方法是:利用置换、夯实、排水、胶结、加筋和热学等方法;

目的是:对地基土进行加固,以改善地基土的强度、压缩性、渗透性、动力特征和特殊土地基的特性。4.建筑物建造在软弱地基和特殊土地基时面临的四个问题:

⑴强度及稳定性:当地基的抗剪强度不足以承受上部结构的自重及附加荷载时,地基就会发生局部或整体破坏。⑵变形:当地基在上部结构的自重及附加荷载作用下产生过大的变形时,会影响建筑物的正常使用;当超过建筑物所能容许的不均允沉降时,结构可能产生开裂;湿陷性黄土遇水湿陷,膨胀土遇水膨胀、失水收缩也属于这类问题。

⑶渗漏:渗漏是由地下水在运动中产生的动水压力而引起的,当地基的渗漏或水力坡降超过容许值时,会导致流砂(土)和管涌事故。

⑷液化:在地震、机器及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载作用下,会引起饱和松散粉细砂(包括部分粉土)产生液化,使土体类似于液体而失去抗剪强度,从而造成地基失稳和震陷。7.选择地基处理方案的因素和步骤

⑴根据结构类型、荷载大小及使用要求,结合地形地貌、地层结构、工程地质及水文地质条件、环境情况和对相邻建筑的影响等因素,初步选定几种处理方案。⑵对初步选定的各种地基处理方案,分别从加固机理、适用范围、预期效果以材料来源及消耗、机具条件、工期要求、施工队无素质和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比,确定最优处理方案。⑶对已确定的处理方案,在有代表性的场地上进行相应的现场试验,并进行必要的测试,以检验设计参数和处理效果,如果达不到设计要求时,应查找原因、采取措施或对方案进行修改。第二章换填法2.分类

按回填材料分类:砂垫层、碎石垫层、素土垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层1.换填法

换填法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去,然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和无侵蚀性的材料,并夯实(或振实)至要求的密实度。按施工机械可分为:重锤夯实法,机械碾压法和振动压实法

。3.换填法的作用:(1)提高持力层的强度,并将建筑物基础压力扩散到垫层以下的软弱地基;(2)垫层置换了软弱土层,可以减少地基的变形量;(3)加速软土层的排水固结;(4)调整不均匀地基的刚度;(5)对湿陷性黄土、膨胀土或季节性冻土等特殊土,其处理目的主要是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性。4.换填法适用土类:淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层处理。一、垫层的设计(一)砂垫层的设计1.垫层的设计原则

⑴足够的厚度以置换可能受剪破坏的软弱土层;⑵足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出;⑶设计垫层为排水垫层。

2.砂垫层的厚度z的确定

3.垫层宽度

应根据垫层侧面土的承载力来决定,砂垫层底部宽度b′可由下式或根据当地经验确定。(二)土垫层设计素土、灰土、二灰土垫层总称土垫层。适于处理1~4m厚的软弱土层。灰土垫层即通常讲的2:8或3:7灰土。垫层强度随灰量的增加而提高。二灰垫层是将石灰和粉煤灰两种材料按2:8或3:7体积比加适当水拌和均匀后分层夯实。其强度比灰土垫层高得多,常用于处理湿陷性黄土。

砂垫层的厚度一般不宜大于3m,太厚则施工困难;也不宜小于0.5m,太簿则换土垫层的作用不显著。

(一)厚度确定软土地基上土垫层厚度的确定与砂垫层相同。1.对非自重湿陷性黄土地基上的垫层厚度应保证天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压力值。2.对自重湿陷性黄土地基上,垫层厚度应大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度,或控制剩余湿陷量不大于20cm才能取得好的效果。(二)宽度确定:灰土垫层的宽度可取(三)平面处理范围素土垫层或灰土垫层可分为局部垫层和整片垫层。

三、粉煤灰垫层 1.化学性质粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相似性,具有火山灰的特性,在潮湿条件下具有凝硬性,与二氧化硅,三氧化二铝等物质进行水化反应,生成水化产物,使碾压密实的粉煤灰颗粒胶结固化形成块状结构,可提高粉煤灰的强度,降低压缩变形,增强抗渗性和水稳定性。2.物理性质粉煤灰的压实曲线与粘性土相似,具有相对较宽的最优含水量区间,其干密度对含水量的敏感性比粘性土小,最优含水量易于控制。第二节土的压实作用

土一般由固体颗粒、水、空气组成。土中固、液、气三相组成的比例反映干湿、密实程度,对评价土的工程性质有重要意义,是垫层压实参数选择的依据。一、土的压实机理实践证明,要使土的压实效果最好,其含水量一定要适当。对过湿的土进行碾压会出现“橡皮土”,不能增大土的密实度。对很干的土进行碾压,也不能把土充分压实。1.最优含水量:在干密度—含水量曲线上干密度的峰值即为最大干密度,与之对应的含水量即为最优含水量。2.干密度—含水量曲线的物理意义⑴当粘性土的含水量较小时,水化膜很薄,以结合水为主,颗粒间引力大,在一定的外部压实功作用下,还不能克服这种引力而使土粒相对移动,压实效果差,土的干密度较小;⑵当增加土的含水量时,结合水膜逐渐增厚,颗粒间引力减弱,土粒在相同的压实功能下易于移动而挤密,压实效果提高,土的干密度也随之提高;⑶当土中含水量增大到一定程度后,孔隙中开始出现自由水,结合水膜的扩大作用并不明显,颗粒间引力很弱,但自由水充填在孔隙中,阻止了土粒间的移动,并随着含水量的继续增大,移动阻力逐渐增大,压实效果反而下降,土的干密度随之减少。压实系数可参考表1.2-1选用。

ρd——现场土的实际控制干密度;ρdmax——土的最大干密度。1.压实系数λc室内击实试验:二、土的压实系数2.含水量施工含水量应尽量接近最优含水量。可按表2.2-2选用。应通过现场试验确定,可参考表2.2-3及2.2-4。采用不同的施工机械,要选择与之相应的参数。3.铺填厚度及压实遍数§3纵垫层施包工一、垫迫层施工沟方法机械碾泡压法、肢重锤夯梅实法和灯振动压主实法三俩种。(一)机挪械压实法机械碾节压法是快采用压平路机、柳推土机答、羊足酱碾、振拜动碾或老其它压集实界些径来压实残软弱地兵基土或值分层填鲜土垫层知。施工步葛骤1.现将拦拟建范围喊内一定深宅度内的软堆弱土挖出补至设计要骑求,2.晃再将底部召土体碾压狭加固,3沙.然后分废层填筑,证逐层加密危。机械碾宏压法是纱采用各截种压实川机械来万压实地甲基土,假此法常结用于基落坑面积金宽大和百开挖土铺方量较韵大的工但程。在工程实妙践中,对伏垫层碾压贼质量的检制验,要求懒获得填土掩最大干密打度。施工参数作:如施工具机械、铺援筑厚度、貌碾压遍数春与填筑含足水量等都会必须由工遗地试验确海定。土类和萍场地对层碾压设或备选用倦的影响粘性土等软弱土杂填土砂土、湿陷性黄土、碎石土狭窄场地,边角平碾或羊足碾平碾振动碾或振动压实机蛙式夯实机施工中视,随层拆检验平遭均干密找度、含被水量。摧采用环首刀法或折贯入测作定法。耻每个基泄坑或1做00~作500胁m2设恋一个检甚验点。质量检法验(二)重吸锤夯实法重锤夯区实法是雁用起重仿机械将进夯锤提荐升到一冷定高度尼,然后孩自由落进锤,不扬断重复取夯击以链加固地额基。施工顺序重锤夯列实宜一源夯挨一茫夯顺序前进行。足在独立订柱基基选坑内,惩宜按先乳外后里四的顺序倦夯击。缝同一基耀坑底面秘标高不攀同时,戴应按先薯深后浅炒的顺序阳逐层夯纺实。2.施工叹要点⑴现场试冲夯⑵夯击前链应检查坑进中土的含平水量⑶施工夯同打工艺⑷现场有拼边坡或邻奸近建筑物洁时,应当蹦采用必要风的防护措杯施。3.质腥量检验不仅要检厦查施工记版录及试夯断最后下沉番量,而且熟要检查加斑固质量。羽基槽每3赖0m一点耳,整片地兴基每10芬0m22煎点以上(三)平侵板振动法振动压提实法是宵利用各法种振动皱压实机供,将松冶散土振虽压密实港。适用于处帽理无粘性遇土或粘粒民含量少,洞透水性较微好的松散宏杂填土地边基。振动压率实机的哲工作原盏理是由哪电动机刮带动两局个偏心译块以相两同速度兵反向转汤动而产胆生很大询的垂直挽振动力拖。压实效果盗:一般杂末填土经振未实后,地砌基承载力讲特征值可完达100外~120炊kPa。振动压喜实的效屑果与填白土成分字、振动事时间等掀因素有蛮关,一夏般振动文时间越爆长,效忌果越好锈,但振汪动时间秒超过某就一值后能,振动选引起的狠下沉基苗本稳定察,再继捆续振动尝就不能厨起到进敲一步的桂压实作匪用。振实范围陷应从基础毅边缘放出秒0.6m石左右,先技振基槽两谅边,后振库中间,其遭振实的标怜准是以振浆动机原地尼振实不再炮继续下沉瞧为合格,厉并辅以轻浸便触探试卖验检验其畜均匀性及且影响深度菊。二、砂(叹砂砾、碎鞋石)垫层组施工1.垫层冬材料砂石:歼颗粒级王配良好耗、质地港坚硬的境砂石,略不得含非有草根渴、垃圾续,含泥浸量应小昏于5%医。2.施工爸要点⑴施工略机具宜颗采用振等动碾和稀振动压络实机,穴压实参絮数由现同场试验恳确定;⑵不同施偿工机具应尺采用不同登的最优含梁水量;⑶如存燥在不良医地质现找象,应盆先进行之清理,漏然后再熊施工垫看层;⑷施工过营程中严禁小扰动垫层兔下卧的淤垮泥和淤泥民质土等软违弱土层;⑸砂石垫呆层的底面艇宜铺设在啦同一标高兄上;⑹当地下民水位高于完基坑底面武时,应采悉取排降水便措施3.质堆量检验采用环贫刀法或闯贯入测虏定法⑴环刀法:用容浴积不小雾于20惭0cm雾3的环检刀压入王每层2附/3的少深度处症取样,且测定其哥干密度讲,干密崇度应不蜻小于该仁砂石料雁在中密泰状态的煮干密度盈值。⑵贯入矛测定法:先将砂籍垫层表面燥3cm左会右厚的砂绳刮去,然迫后用贯入轿仪、钢叉劈燕或钢筋以母贯入度的践大小来定篇性地检查厌砂垫层质蜡量。⑶采用亿贯入法挥时,检泽验点的转间距应谅小于4穴m;环榴刀法:迈基坑5罗0~1柿00m英2不小津于1个教,基槽微每10岛~20轿m不应求少于1慈个。作业题1某条形趴基础,逢宽1.感2m,暂埋深为走1.0弟m,作护用于基键础的荷兰载每米陵125疲kN,孙基础平浮均重度钻为20硬kN/南m3。罚表层土认为粉质坛粘土,棕厚1.甩

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