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软土及特殊土质地基处理施工工艺_ppt

第七章 地基处理Ground improvement

第一节 概述浅基础,当承载力,沉降,液化,冻胀不满足设计要求(1) 采用深基础,桩基础(2) 处理地基土,改善土性

哪些土需要处理？淤泥土与淤泥质土muck, mucky soil泥炭,泥炭质土Peat填土,回填土Fill, backfill松砂Loose sand区域性特殊土Regional soil地基处理的对象

黄土高原上的湿陷性黄土

T／CBMF81-2020 混凝土用铜渣粉.pdf3 地基处理方法分类1 置换法 Soil replacement2 加密法 Densification3 胶结法Cementation4 加筋法Soil reinforcement原则：技术经济

地基处理方法1 置换法 Soil replacement2 加密法 Densification3 胶结法Cementation4 加筋法Soil reinforcement原则：技术经济地基处理方法

第二节 置换法 Soil replacement一 垫层置换法二 土桩置换法 1 散体材料桩 2 胶结掺和料桩置换法

4.3 垫层置换法1 材料 块石,抛石挤淤 砾,中粗砂, 压实,防冻,防液化,加速固结 灰土:石灰:粉土(粉质粘土)为2:8,3:7, 三合土:灰土,灰渣及碎砖瓦 工业废渣:粉煤灰,矿渣 素土:Ip=10~17,湿陷性黄土换除,分层压实 加筋土垫层置换法

2 垫层法的适用性 软粘土和淤泥 湿陷性土 填土,一般粘性土(承载力低)3 垫层设计 人工持力层, 软弱下卧层控制(1)垫层承载力 确定基础宽度 垫层宽度(2)垫层厚度设计 一般要求>0.5m垫层的扩散和技术的要求 <3.0m工程量,经济性垫层置换法

z + cz  f ( z + d )B  b+2 z tg  + 2  30cm 便于压实机械施工B  b +  z  = 0 ~ 2.0垫层置换法B

垫层置换法小结可以就地取材人工持力层要进行软弱下卧层承载力验算垫层厚度有限制垫层置换法

二 土桩置换法1 散体材料桩 砂石桩，石灰桩2 胶结掺和料桩 水泥粉煤灰碎石桩 水泥土桩 高压喷射注浆桩土桩置换法

复合地基组成天然地基土土质桩或胶结掺料桩砂石垫层基础土桩置换法

(一) 复合地基概念Composite ground在软土内造孔回填土石料或掺和料，形成刚度比四周软土大的土质桩，与桩周土一起共同承受建筑物荷载。这种地基称为复合地基布置方式：梅花形正方形土桩置换法

(二) 复合地基设计1 适用土性适用：软弱粘性土， 非饱和黄土和人工填土布置：梅花形和正方形处理深度：穿越软土层达到良好土层。如果没有穿透软土层，要求控制变形量。土桩置换法

2 平面布置和设计参数(等价成圆)有效直径de梅花形： de = 1.05 Sa正方形： de = 1.13 Sa面积置换率m ＝ (d0 / de)2Sa 桩中心距土桩置换法

(三) 胶结掺料桩复合地基设计1 适用土性常用材料：水泥粉煤灰砂石桩CFG，水泥土桩，高压喷射注浆桩 CFG桩适用于粘性土、粉土、砂土和自重固结完成的人工填土水泥土桩适用于正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、黄土、素填土、粘性土和饱和松散砂土(静水位)高压喷射注浆桩适用于土类与与水泥土桩类似土桩置换法

深层搅拌法施工工艺流程土桩置换法

深层搅拌桩载荷试验前后土桩置换法

高压喷射注浆法高压旋喷单管:浆液双管:内浆外气三管:气, 水, 浆适用于:人工填土;黄土及一般粘性土;软粘土;砂石土桩置换法

旋喷桩施工顺序振动打桩机硬化剂(浆液)高压水压缩空气高压水压缩空气硬化剂(浆液)土桩置换法

砂土粘性土在标准压实功下达到最密时的含水量称为最优含水量，对应的干密度称为最大干密度砂土：不存在最优含水量；完全风干和饱和两种状态易于击实；潮湿状态不易击实第三节 加密法 Densification目的：降低压缩性，提高强度饱和曲线粘性土dd

第三节 加密法 Densification一 机械压密法 1 静重压密 2 冲击荷重压密 3 振动压密二 深层挤密法 1 砂桩、土桩和灰土桩 2 振冲桩目的：降低压缩性，提高强度三 强夯法四 预压固结加密法

1 静重碾压Compaction by rolling一 机械压密加密法

2 冲击荷重压密夯板压密法：适用于填土、松砂荷湿陷性黄土影响深度：1.5~2.5m一 机械压密加密法

2 强夯法锤重：8~25t，最大200t落距：8~25m有效深度：5~10m承载力：180~250kPa1969年，法国1978年，中国强夯设备：夯锤，起重机，脱钩装置加固机理：动态能量, 波的传播和密实固结加固效果：提高承载力、减小沉降量， 降低液化可能、降低湿陷性等优 缺 点：经济；噪音加密法

振动平板碾－级配砂或者砂、砾和粘性土的混合土Vibrating plate for hand operation3 振动板压密加密法

三 预压固结法(1)堆载预压(2)降水预压 提高有效应力wellpoint system(3)真空预压 密封层加密法

1 置换法2 加密法3 胶结法4 加筋法机械压密法深层挤密法强夯法预压固结

(一)堆载预压p kPa变形eze1s加密法1 预压原理，原位自重应力s，建筑物附加应力z, 预加压力t=(1.2~1.5) z

强度适用于饱和软粘土(1)淤泥及淤泥质土(2)冲填土(3)填海(湖)造田。加密法

新加坡人工填海Depositing sand 吹砂砂井预压固结

3 塑料排水板砂井缺点: (1) 砂量 (2)易断 (3)造价高近年更多使用塑料排水板，等效直径砂井预压固结

Area Installed with Vertical Drains 塑料排水板区砂井预压固结

Application of Surcharge 加载 过快会失稳砂井预压固结

砂井预压固结度计算微分方程－轴对称三维渗流固结问题Carrillo假设成两个方向的渗流固结问题叠加砂井预压固结

2 微分方程的解按各自的边界条件分别求解，积分后得到，假设砂井预压固结

De有效直径1.05Sa(三角形), 1.13Sa (正方形)上例中dW = 25cm, D = 2.5 m，U = 94%只需要20天思考题：增加井径dW,减少间距de哪个有效？砂井预压固结

(二) 降水预固结 基坑设计坑底坑底降水深度D坑底降水线降水预压固结

思考题为什么降水预压和真空预压不会引起土体破坏。堆载预压则可能由于速度太快而造成地基破坏？预压固结

预压固结的加载速率快加载—不排水—破坏分级慢—排水—达到密实固结预压固结

加密法小节浅层：碾压、深层：预制混凝土桩，沉管，振冲等 预压固结，爆破、强夯由深层挤密形成桩体与地基土构成复合地基，挤密后的承载力计算砂井排水预压固结计算

第四节 胶结法一 灌浆1 水泥和粘土浆可灌物—净空比 R=Dpore/d=2~3; Dpore、 d为被灌材料的孔隙尺寸和灌浆材料的粒径，防止堵塞可灌比 N=D15/d8510~15, 85%的灌浆材料充填适用于砾石,粗砂，用以防渗，灌注桩加固胶结法

单液硅化法和碱液法 硅酸钠，氢氧化钠＋氯化钙3 化学灌浆丙烯酰胺常州市交通建设工程危险性较大工程专项安全施工方案编制及专家论证审查办法（暂行），聚氨酯真溶液易灌，凝固时间和强度可控，污染，造价高化学灌浆粘土灌浆击实灌浆胶结法

已有桩或墩的持力层加固已有结构地基加固提高水平抵抗力抵抗上浮结构沉井持力层胶结法

第五节 加筋法(一)土工合成材料技术发展(二)土工合成材料功能防渗， 不透水膜反滤，防冲 防止渗透破坏，水土流失 (护坡) 加筋:格栅,土工布,条带,纤维加筋隔离排水,塑料排水板,如清华草地加筋法

防渗， 不透水膜GB50009-2012 建筑结构荷载规范.pdf，三峡二期围堰的防渗墙上部采用土工膜,固体废物填埋场三峡二期围堰加筋法

隔离降低维护频率延长寿命减少路基损失减小沉降提高承载力加筋法

AAB砌块砌块组合式面板L形预制面板装配式面板土工格栅面板面板土工格栅加筋挡土墙加筋法