软弱土地基处理(PPT_43页).ppt

* 软弱土地基处理 第1节 概述 第2节 夯实法及碾压法 第3节 换土垫层法 第4节 排水固结预压法 第5节 挤密法和振冲法 第6节 强夯法 第7节 深层搅拌法 第8节 高压喷射注浆法 第1节 概 述 软弱土系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱土组成的地基称为软弱土地基。 淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土，其具有特殊的物理力学性质，从而导致了其特有的工程性质。 软土：指在静水或非常缓慢 的流水环境中沉积，经生物化学 作用下形成的软弱土。 物理力学特性软土的 天然孔隙比大： e>1 天然含水量高：w≥wl 压缩系数高 渗透系数小 抗剪强度低 灵敏度高 具有明显的流变性 淤泥：e≥1.5 淤泥质土：1.5 > e≥1.0 软土 工程特性 软土地基的 地基承载力低 建筑物的沉降和差异沉降较大 建筑物沉降历时长 流变：在应力不变的情况下， 土体的剪应变和体应变仍随时间 而增长的现象。 由于软土地基的上述工程 特性，所以在软土地基上修建 建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。由于软土地基的承载力较低，如果不做任何处理，一般不能承受较大的建筑物荷载。因此在软土地基上建造建筑物，要求对软土地基进行处理。 地基处理的目的主要是改 善地基的工程性质，包括改善 地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度等。 地基处理的原则：地基处 理有许多方法，各种方法都有 各自的特点和作用机理。没有哪一种方法是万能的，对于每一个工程都必须进行综合考虑，通过几种可能采用的地基处理方案的比较，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案，既可以是单一的地基处理方法，也可以是多种地基处理方法的综合。 第2节 夯实法及碾压法 通过夯锤或机械，夯击或碾压填土、疏松土层，使其孔隙体积减少、密实程度提高，这种作用称为压实。压实能降低土的压缩性、提高其抗剪强度、减弱土的透水性，使经过处理的表层弱土成为能承担较大荷载的地基持力层。 一、土的压实原理 大量工程实践和试验研究 表明，控制土的压实效果的主要因素是：土的含水量，压实机械及其压实功能等。土的压实效果常用干密度?d（单位土体积内土粒的质量）来衡量。 1.最优含水量 对粘性土，当压实功能和 条件相同时，土的含水量过大或过小，土体都不易压实，只有把土的含水量调整到某一适宜值时，才能收到最佳的压实效果。 在一定压实机械的功能条件下，土最易于被压实，并能达到最大密度时的含水量，称为最优含水量wop，相应的干密度则称为最大干密度?dmax。 w ?d 0 ?dmax wop 试验统计表明：最优含水量 wop与土的塑限wp有关，大致为 wop=wp+2%。土中粘土矿物含量大，则最优含水量大。 2.压实功能 对于同类土，随着压实功能的变化，最大干密度和最优含水量也随之变化。当压实功能较小时，土压实后的最大干密度较小，对应的最优含水量则较大；反之，干密度较大，对应的最优含水量则较小。 第3节 换土垫层法 当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土垫层法来处理软弱土地基，即将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。 实践证明：换土垫层可以 有效地处理某些荷载不大的建 筑物地基问题。换土垫层按其回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层等。 砂垫层的主要作用： 1.提高浅基础下地基的承载力； 2.减少沉降量； 3.加速基底下软弱土层的排水固结； 4.防止冻胀； 5.消除膨胀土的胀缩作用。 第4节 排水固结预压法 排水固结预压法是利用地基土排水固结的特性，通过施加预压荷载，并增设各种排水条件（砂井和排水垫层等排水体），以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。 ?'c e a b c e0 ?e ?'b ?'a ?e' 土层的排水固结效果和它 的排水边界条件有关。当土层 厚度相对于荷载宽度比较小时，土层中孔隙水向上下面透水层排出而使土层发生固结，称为竖向排水固结。根据固结理论，粘性土固结所需时间与排水距离的平方成正比。因此，为了加速土层的固结，最有效的方法是增加土层的排水途径，缩短排水距离。 竖向排水情况 砂井地基排水情况 排水固结预压法主要适用 于处理淤泥、淤泥质土及其他 饱和软粘土。对于砂类土和粉土，因其透水性良好，无需用此法处理。 一、堆载预压法 二、砂井堆载预压法 三、真空预压法 第5节 挤密法和振冲法 在砂土中，通过机械振动挤压或加水振动可以使土密实。挤密法和振冲法就是利用这个原理发展起来的两种地基加固方法。