换土垫层碾压与夯实法地基处理技术

换土垫层、碾压与夯实法地基处理技术学习对象软弱土地基特征及处理方法，换土垫层法，碾压与夯实法；

排水固结法，挤密砂(碎石)桩；

化学加固法，土层锚固技术和加筋土结构

学习内容软弱土的工程特点，换土垫层及其作用，砂垫层设计要点；重锤夯实法，碾压与压实及强夯法，排水固结法原理，砂井的应用与设计；振密及振冲法设计和计算原理；化学加固和土层锚固和加筋学习目的了解软弱土的工程特征，能够进行砂垫层的设计，会进行挤密桩的设计；会进行强夯法一些参数的计算；能够进行砂井的设计；对化学加固和土层锚固，加筋结构作简要了解。第一节概述软弱土地基的特征

软弱土是指淤泥，淤泥质土，冲填土，杂填土及其它高压缩性土，由软弱土组成的地基称软弱土地基。软土是指淤泥和淤泥土，它们是在静水或缓慢流水环境中沉积，经生物化学作用形成。天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.5的粘性土称为淤泥，天然孔隙比小于1.5大于1.0时称为淤泥质土。

第一节概述软土的物理力学特征1.天然含水量较高，孔隙比较大；

2.压缩性较高，且压缩性随液限的增高而增高；

3.抗剪强度很低；排水剪时，其抗剪强度随固结程度的增加而增加；

4.渗透性很小；5.具有显著的结构性，一旦扰动，其絮状结构受到破坏，土的强度显著降低；6.具有明显的流变性，在荷载作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形。

第一节概述冲填土的物理力学特征冲填土是用挖泥船或泥浆泵将泥沙夹带大量水分吹送到江河两岸而形成的沉积土层。其成分和分布规律与冲填时的泥沙来源及冲填时的水力条件有关。若冲填物是粘性土为主，土中含有大量的水分，且难于排出，故它在形成初期常处于流动状态，这类土属于强度较低和压缩性较高的欠固结土。在冲填土地基上建造房屋，应具体分析它的状态，考虑它的欠固结影响和不均匀性。

第一节概述杂填土的物理力学特征它的成因很不规律，成分复杂，分布极不均匀，结构松散，杂填土性质随堆龄期而变化。其承载力一般随堆填的时间增长而增高。杂填土的主要特征是强度低，压缩性高和均匀性差。同时，某些杂填土内含有腐植质及亲水和水溶性物质，会给地基带来更大的沉降和浸水湿陷性。第一节概述软弱土地基处理的一般方法，消除其它不利影响。地基处理不仅应用于地基处理的目的主要是改善地基土的工程性质，达到满足建筑物对地基稳定和变形的要求，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度和抗液化能力拟建工程，也可用于已建工程的地基处理，例如建筑物的加层扩建或对建成后出现的一些事故进行处理等。

第一节概述碾压夯实

处理方法:机械碾压法、振动压实法、重锤夯实法、强夯法。原理及作用:通过机械碾压或夯击压实土的表层，而强夯法则利用强大的夯击功迫使深层土液化和动力固结而密实。提高地基土的强度，减少部分沉降量，消除或部分消除黄土的湿陷性，改善土的可液化性。适用范围:一般适用于砂土及含水量不高的粘性土。强夯法应注意其震动对附近建筑物的影响。第一节概述换土垫层处理方法:素土垫层、砂垫层、碎石垫层。原理及作用:挖去浅层土，换用比较好的土料，以提高持力层的承载力，减少部分沉降量，并消除或部分消除土的湿陷性、胀缩性及防止土的冻胀作用，改善土的可液化性能。适用范围:适用于处理浅层软弱土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基。第一节概述排水固结处理方法:堆载挤压法、砂井堆载预压法、排水纸板法、井点降水预压法、真空预压法。原理及作用:通过改善地基的排水的条件和施加预压荷载，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性，并使沉降提前完成。适用范围:适用于处理厚度较大的饱和软土层，但需要具体预压条件(时间)，对于厚的泥炭层则要慎重。第一节概述振动挤密处理方法:砂桩挤密法、土桩挤密法、灰土桩挤密法、生石灰挤密法、振冲法。原理及作用:通过挤密或振动使深层土密实，并振动挤密过程中回填砂，砾石等形成砂桩或碎石桩，与桩间土一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减小沉降量。适用范围:适用于处理砂土、粉砂或部分粘土颗粒含量不高的粘性土。第一节概述化学加固处理方法:硅化法、旋喷法、碱液加固法、水泥灌浆法、深层搅拌法。原理及作用:通过注入化学浆液将土粒胶结，或通过化学作用或机械拌和等改善土的性质，提高地基承载力。适用范围:适用于处理砂土、粘性土、湿陷性黄土等地基，特别适用于工作事故处理。第一节概述其它方法处理方法:加筋法、土层锚固技术、热加固法、冻结法等。原理及作用:通过特殊的技术措施处理。适用范围:根据实际情况确定。第二节换填垫层法换填垫层法：

换填垫层法是指挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法。换土垫层适用于软弱地基的浅层处理。深度一般不宜大于3m，但太薄效果不显著，因此其厚度不宜小于0.5m。换土垫层由于回填资料的不同，可分为砂垫层，碎石垫层，灰土垫层和素土垫层等。第二节换填垫层法换填垫层的作用和原理：①提高基础底面以下浅层地基的承载力；②减少了沉降量；③加速了软弱土层的排水固结；④防止冻胀，砂垫层材料颗粒粗大，不会产生毛细现象，因而可以防止结冰造成的冻胀。消除膨胀土的胀缩作用。第二节换填垫层法垫层设计要求垫层的设计不但要满足建筑物对地基变形及稳定的要求，且应符合经济合理的原则。垫层设计的主要是确定断面的合理厚度和宽度，以防止产生局部破坏，防止垫层材料向两侧挤出。第二节换填垫层法砂垫层厚度的确定垫层厚度一般是根据垫层底部软弱土层的承载力来确定的，即满足下列条件：第二节换填垫层法附加压力计算条形基础：矩形基础：方形基础：第二慈节甚换栋填垫担层法垫层南宽度斗的确眯定砂垫层腐的宽度亦除了满搁足扩散狱的要求脊外，还史应根据胖垫层侧纹面土的刻承载力冬来确定讽。垫层妇要有足友够的宽捷度，改灭正垫层惹材料向绳两边挤西出，若窑垫层材誓料向两虑边挤出朋，则会辞使基础遍沉降增肢大，一页般是按悲应力扩蛇散的要巴求确定雕砂垫层厕底宽：底宽剖确定卖后，螺再根颜据开塌挖基申坑需伸要的辨边坡施延伸愉至地撤面，芝要求酿垫层歇顶部番距基煌础外共缘距突离大冈于300请mm，这样顶即得砂概垫层断扑面设计。第二请节洋换狗填垫俯层法垫层施鞋工要点1、砂垫侮层所用偏的材料丧，以中私粗砂为玻好，也迫可用砾垄砂，碎进石。细摸砂虽然巷也可作像为垫层个，但不馒易压实炼，而且将强度不来高。2、砂董垫层钻施工炸的关樱键是洒保证绳垫层开的岩克实度仪，采纪用分常层密辈实法凯，分迷层厚征度一摔般为15尸cm～20莲cm。3、开广挖基芹坑铺膝设垫叠层时葵，必屠须避轧免扰的动软型弱层滥的表隔面。4、每层智砂层压拜实后都翻应进行躺质量检邮验。第三节妻重遍锤夯实衡与强夯凑法机械压洪密法利用中一定神的机兼具在考土体岔中产帆生瞬枪时重滨复荷区载，拦以克罩服颗结粒间菌的阻谱力，音使颗魔粒间绕相互夫移动晓，孔避隙体有积减严小，坟密度即增加哑，称欺之为者机械辛压密船法。机械压并密分类职：碾子谷静重魂压密荒：采薯用平你碾、桂羊脚变碾和楚气胎翠碾等甚机具刊压密堵；冲击荷擦重压密劫：采用镜夯板和罢动力夯远等机具讯压密；振动虽压密漏：采厉用振窑动碾兴、振馋动板网凳机有具压桐密。第三胜节片重颂锤夯钢实与窃强夯俘法振冲器第三浊节芒重菜锤夯浅实与畜强夯他法平碾第三附节嗽重挤锤夯细实与版强夯盒法羊脚豆碾第三节宝重联锤夯实惯与强夯开法机械压零密的效状果取决本于土的坑性质和舰机械的咱荷重参缸数。对甜于粘性纳土而言隙，重要盒影响因至素是土惹的含水奸量。含水量蛙低的土兔，因为斧大量空洗气的存呆在，孔沸隙水都水成为毛友细水，凉土颗粒辰间存在斥可观的利摩擦阻瞎力，阻豪碍颗粒抛的移动弊，所以失土不容烈易被压阻密；对于补含水王量很荐大时评，气辜体处时于封丛闭状令态，追在短捏暂荷垒载作图用下置，水若不容妹易排娘出，锤土也港就不项容易挪被压瘦密；对于砂盗土，由朴于很容倚易排水咸，所以详水的存避在，可柜以较少交颗粒间弦的摩擦乎而不会庭影响颗踢粒间的炭相互挤拘密，所局以压密伴砂土时撇要充分客洒水。第三慰节石重沟锤夯撤实与奔强夯挑法重锤夯葬实法是用啄起重津机将牛夯锤足提高至到一慕定高舟度，绑然后仆自由眠下落具，利站用冲瞧击能友重复鸭夯击户地基彻，使欠地表务面形值成一惹层比退较密强实的侧硬壳抚层，贵从而惹提高班地基仆表土它层的杰强度黑。对粥湿陷急性黄变土，转可减定小表摆层土房诚的湿娇陷性盾。重锤惨夯实焦法适寄用于衬地下滚水距奇地表敞面0.画8m以上稍脾湿的一清般粘性礼土，砂属土，湿厚陷性黄导土和杂郑填土等桌。正式鼠施工前唇，一般嗓应在建朽筑地段拒先行试埋夯。选支定夯锤铃重量，玻底面直绝径，落际距和最过优含水砍量，以霞便确实著夯击的贼最后下曲沉量，鲜相应的靠最少夯新遍数和幻玉总下沉坟量。第三节因重无锤夯实达与强夯合法重锤酸夯实晌的效紫果与刚锤重用，锤测底直均径，被落距菠，夯或击的隆遍数脉，夯简实土给的种虏类和秧含水谊量有况密切泰关系瞧，合确理地夫选定蜻以上柿参数祖和控测制土汁的含剧水量晋，才使能达膨到好妻的夯挠实效全果。芬因此录在施厕工时女，一排方面炎控制俩土的东含水疤量，里使土拣在最称优含刻水量冒条件字下夯拨实，凡另一偿方面抹，若份夯实部土的煌含水绢量发枝生变罢化，给则可组以调神节夯叹实功抵的大呢小。性一般世情况您，增枝大夯膊实功龟或增浩加夯轿击的份遍数牲可以甜提高侵夯实堵的效尘果。第三题节没重薯锤夯纺实与惰强夯衰法强夯法又名品动力狐固结愤法，误是将蓬很重荡的锤(一般10耀0K瞒N～40乔0K贼N)从高帝处自乌由落龟下(一般披为6m～40m浪)，给地柳基以冲承击能和炸振动。篇国外最我大的夯坡击能曾吩达到50M优N·m。它蛮适合吹加固阳从砾宁石到油不饱某和粘绿性土产的各进类地郊基土远。强喉夯法环不仅科能提说高地舱基的童强度浩，降包低其助压缩姓性，背而且齐还能舍改善慈其抵外抗液仔化的卸能力给和消究除黄属土的师湿陷跳性。第三宜节距重喇锤夯跪实与凤强夯震法工程敲实践自表明拼，强倒夯法协具有茄施工丝式简单蹄，加门固效殖果好晕，使结用经放济等盏优点稿，其胸承载坝力可腾提高200震%～500赴%，压闲缩性米可降沿低20糖0%～10袜00嚷%，不找仅可求以在职陆地湾施工神，也俭可在够水下克夯实故，其肠缺点败是施庄工时淡的噪现音和陪振动坊较大唤，因葛而不歪宜在侄人口咬密集熔的城未市内介使用虑。第三节茧重计锤夯实挖与强夯昂法加固释机理强夯站法是绳在极表短的骗时间刺内对姻内地产基土序体施姓加一方个巨排大的成冲击唤能量抓，这肆种突馒然释辰放的嫩巨大喊能量摩将使赵土体冒发生凤一系糖列物商理变棉化，斗如土粱体结驻构破党坏或迹液化稠，排勾水固茅结压灾密，愧触变奇恢复激等。梢强夯锄过程机对地某基土兽状态夸的影贞响如溜图所钱示，强度提厕高较明傲显的区枪段是Ⅱ区，断压密去区深训度即富加固誓深度耍。第三节控重茎锤夯实饼与强夯夏法解释强候夯效应虾，目前嚷有两种作理论即Men加ard动力滥固结渠理论脏和冲倘击破绵坏压索缩理筛论，猫以下召对Me淘na灯rd理论隆作简促要介携绍。对饱和绩细颗粒今土，其桶渗透性诵低，因砍而在瞬奶时荷载叠作用下靠，孔隙路水不能锦迅速排锯出，这春样土体豆就不会佩立即产国生很大钥的沉降涉，与强炭夯法有杨所矛盾匠。Men翠ard认为，系由于土被中有机嘱物的分析解，第搏四纪土勒中大都沸含1%～4%的以微篇气泡形笼式出现默的气体矛，进行绕强夯时携，气体追体积压叫缩，产作生瞬间乘变形。及由于强款夯冲击建能量大坦，致使腹土体内靠有些点烘的拉应呆力大于金抗拉能僻力，形识成树枝过裂缝排贪水网络蒸，孔隙毁水得以浮顺利透料出，其抓动力固火结模型对如图所窑示。图宜是太沙吧基模型其即静力排固结模板型。这拌两种模锄型分别斧说明静叹力固结歼理论和培动力固简结理论剧。第三节清重策锤夯实适与强夯全法第三车节沈重侍锤夯逐实与瓜强夯欧法强夯守法设道计计伞算①恶机具书设备递，起览重设档备和滩夯锤赠夯忌锤重农：15佛0K扯N～200姓0KN，碎落邪距：10m～25乡丰m；旷夯锤词底面果积：絮砂性颂土一锻般为3m～4m，粘羊性土杀不宜酷小于6m；②铺恭设垫层场地地某下水位丢在-2辫m以下复的沙岸砾石娇土层萌，直唐接强成夯场豆地地愁下水念位较估高的仆饱和腾粘性侨土与进易液军化饱圾和砂抖土，甚铺0.贪5m～2m垫层，塌若地下欣水上升猴到夯坑处，要降晋水。第三节含重姥锤夯实龙与强夯侨法③夯距通常为5m～15话m，加筛固面侍积比拆建筑杯物基狐础平后面有聋所扩市大，迟通常从在基卫础平涨面外乏扩大凤一个胀等于H/兽2～2H艳/3的宽度(H为加固耳深度)，或多邮布置一阿圈夯击恰点进行助加固定颤。为了车使深层粮土体得迟到加固甘，第一颜遍夯击聚点的间至距要大鬼，这样弹可以使丢夯击能堡量传递馆到深处规，下一希遍夯点纱往往布睛置在上涉一遍点旺的中间掠。最后冬一遍则拨以较低崖的夯击服能，一狮夯搭一屿夯地拍办夯，用罢以确保羡地表土吸的均匀迅性和较沃高的密氏实度。④单释位夯击条能哈粗颗矮粒土单饺位夯击笋能可取10秧00～30骑00糊KN港·m雀/m，细颗都粒土可便取150绞0～40绍00耻KN莲·m音/m。第三节泄重死锤夯实倘与强夯枪法⑤夯击的诉次数和饼遍数妄各泰夯击点立的击数臭一般为4m～10弯m，夯割击遍宁数为1～8遍，国岭内采用描“搭夯软”，一遣般为2～5遍。奶最后兔再用赶小能球量满挪堂拍吉夯一有遍，降加固责表层返土。月⑥银间歇去时间乎砂观性土2～4mi冲n，可翼连续本夯击离；沸粘性撒土3～4周。第三节份重奖锤夯实寇与强夯仗法⑦加固纷范围钟加碎固深等度：式中额：H——有效暮加固驰深度余；M——夯锤发重量竞；h——落距街；k——修正系详数，粘毙性土取0.效5，砂棉性土店取0.摧7，黄洗土取0.乌35～0.友5。第四涌节夸固博结法预压玩加固搞法1、预压情加固法预压井加固性法是资在拟智建的捷建筑爬物的么地基挽上，杆预先影施加狸荷载闹，使胸地基甘产生宣相应眯的压娘缩固碰结，犬然后蹦将这孔些荷旗载卸缴除以稳后再牵进行贞建筑笛物的掉施工密。由奶于地域基沉狗降大巨部分行在预域压的乔过程盯中已耐完成朝，所雄以建破筑物雪实际洁的沉眠降量幼打打复减小灰；同炼时软皱弱土印层已炎被压绞密，挤强度束提高弃，因叼而增参加地梨基的欧承载宫能力宾。降水攀预压予法真空预歌压法第四既节他固肾结法排水蚀固结垒法（积预压倒法）是在建解筑物建非造前，译对天然助地基或营对已设走各种排松水体的定地基施己加预压浆荷载，谷使土体亭固结沉更降基本票完成或料完成大扮部分，鬼从而提苍高地基逃土强度框的一种让地基处浩理方法艺。排水盯固结拦法可岩分为提：堆址载预哭压法稼、真窄空预浇压法霜和联脖合预渣压法窃。第四节尾固雷结法在e～σc′压缩颠曲线真中，撑当试智样的兴天然血压力薄为σc′时，惹对应状的孔凭隙比葱为e。如图倡中a点；当怠压力增惩加Δσ至固貌结完涌成Δσ棋′时，份在抗境剪强忘度与山固结那压结σc且′的变化有曲线τf～σc燥′中，抗乖剪强度忍随固结算压力的识增大也奴由a点提富高至c点，矮增加友了Δτ毛f。如事果从c点卸迅除压唉力Δσ袍′，则岩土样奥产生墨膨胀片，曲侵线由c点返壁回到f点，怨然后分又从f点再加Δσ涉′压力笔至完晕全固忧结，滴土样傍再加爸压缩并沿虚钟线至c′点，相乖应的强亭度也从f点增汁大至c′点。由此可袖见，地厕基受压坊固结时障，一方济面孔隙颜比减小犯，土体抚被压缩樱，抗剪凳强度也央相应提赵高，另花一方面同，卸荷炮再压缩率时，固盟结压力壤同样从σc′增加Δσ疮′，而聋孔隙穴比减量少了Δe′，因为暗土体已拍由固结绿状态变削为超固香结状态脑的压缩影，所以Δe′比Δe小得多够，抗剪标强度也族相应有恒所提高若。第四节笔固漆结法排水晒固结箭增大仪地基切土密阵度的和原理第四岂节畏固用结法排水固作结就是花利用这般一变化府规律来游处理软魄弱土地荒基，主耕要有两访方面问跃题:①沉降贴问题预先削拟建司的建馋筑物凭场地愤上施什加一槽预压述荷载龟，使远土层基固结忘，然垒后卸威去预茧压荷脾载建碰造建切筑物订，称通为预蝇压法泊，这望样由百建筑袍物引迅起的膛沉降霜和沉魔降差单就大熊大地怪减小巧了。②商稳定党问题勒利松用建泻筑物挖荷载负作用屿，促活使地神基土究排水竞固结准引起胸抗剪好强度联的增扑长，添提高懂地基跪承载艰力，粥控制漏施工棉加荷音速率化，满扁足建顾筑物派荷载券对地项基稳更定性祥的要吗求。第四节倾固筐结法地基土诉层的排抵水固结买效果与弱它的排攻水边界摔有关。涌根据固他结理论疑，在达皂到同一线固结度宏时，固严结所需难时间与吹排水距步离的长絮短的平什方成正他比。为了永加速讽固结尺，最听有效堪的办掀法就借是在元天然制土层丧中增致加排谱水途睬径，竞缩短扬排水漠距离肥。在枝天然记地基朴中设铲置垂戏直向较排水善体(砂井或超塑料排再水带)，这就朵是缩短哄排水距恶离的最抖好措施白。第四嫌节前固日结法第四节然固嚼结法砂井或花塑料带长的作用摇就是增珠加排水夹条件，拨缩短排影水距离址，加速栋地基的烛固结，揪加速抗醉剪强度料的增长份，加速返沉降的凯发展。继在地基馋处理中骆，主要劳是利用迫这些加型速作用降，缩短副预压工程程的预夕压期，唇在短期证内达到础较好的放固结效致果，使辰沉降提泪前完成使，加速昼地基土弟强度增絮长，使颤地基承著载力提谈高的速挥率始终兔大