单元6地基处理.

单元6地基处理1地基处理的含义场地（Site）：指工程建设所占有并直接使用的有限面积的土地。场地范围内及其邻近的地质环境都回直接影响着场地的稳定性。建筑物地基(Foundation,Subgrade):指承托建筑物基础的这一部分很小的场地。基础(Foundation，Footing):指建筑物向地基传递荷载的下部结构。地基处理(GroundTreatment，GroundImprovement)：指天然地基很软弱，不能满足地基承载力和变形的要求，而地基需经过人工处理后再营建基础。基础地基地基处理，通过物理、化学或生物等处理方法，改善软弱地基及特殊性土的工程性质，提高地基承载力，改善变形特性或渗透性质，达到满足建筑物上部结构对地基稳定和变形的要求。2学习目标1.了解地基处理的分类和适用范围2.了解换填垫层法的材料要求、施工工艺方法、施工要点、质量检验标准和检查方法3.了解强夯法的施工技术参数、施工工艺方法、施工要点、质量检验标准和检查方法4.了解水泥土搅拌桩材料要求、施工工艺方法、施工要点、质量检验标准和检查方法5.了解高压旋喷桩材料要求、施工工艺方法、施工要点、质量检验标准和检查方法3地基处理对象及其特征软弱地基（SoftFoundation）软土（softsoil）冲填土杂填土淤泥淤泥质土地基处理的对象特殊土地基(SpecialGround)饱和松散粉细砂湿陷性土红粘土膨胀土冻土岩渍土污染土等4软土饱和粉细砂软弱地基包括淤泥和淤泥质土。在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成。（SoftSoil）冲填土（HydraulicFill）杂填土主要由细粒土组成，孔隙比大、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（压缩系数0.5MPa-1）和强度低。广泛分布在我国东南沿海及内地。例如天津、上海、杭州宁波、温州、厦门、广州等沿海地区，以及昆明、武汉等内地地区。整治和疏浚江河航道时，用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹大量水分吹到江河两岸而形成的沉积土。又称吹填土。冲填土是否需要处理和采取何种方法处理，取决于冲填土的颗粒组成、土层厚度和排水条件。由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。组成物质杂乱，分布不均匀，结构松散。因而强度低、压缩性(MiscellaneousFill）高和均匀性差。由于密实度小，容易在动力荷载下产生液化现象，并容易在动水压力作用下产生管涌和流砂现象。（SaturatelooseSand）5冲击压实处理软土地基，经冲压30遍后沉降量16.98cm6湿陷性土（CollapsibleLoess）特殊土地基指土体在一定压力下受水浸湿时产生的湿陷变形量达到一定数值的土。包括：湿陷性黄土、干旱和半干旱地区具有崩解性的碎石土和砂土。黄土在我国分布很广，广泛分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、山东、河北、河南、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等地。指粘粒成分主要由亲水性矿物所组成的粘性土。膨胀土(ExpansiveSoil)红粘土(RedClay)季节性冻土(FrozenSoil)具有吸水膨胀、失水收缩的特性。主要分布在广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、陕西、江苏、广东等地。指石灰岩、白云岩等碳酸类岩石在亚热带温湿气候条件下经风化作用所形成的褐红色的粘性土。由于下卧岩面起伏及存在，一般容易引起不均匀沉降。主要分布在云南、贵州、广西等地。冻土是指温度在0℃以下并含有冰的各种岩土和土壤，可分为短期冻土、季节性冻土和多年冻土。当自然条件改变时，产生冻胀、融陷等不良地质现象。在我国，多年冻土达215万平方公里，青藏高原是我国最大的一片冻土区。季节冻土占中国领土面积一半以上，其南界西从云南章凤，东经昆明、贵阳，绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。多年冻土分布在东北大、小兴安岭，西部阿尔泰山、天山、祁连山及青藏高原等地，总面积为全国领土面积的1/5强72011.8.15甘肃盐锅峡镇发生泥石流灾害3条主要道路中断由于当地多为湿陷性黄土层，大暴雨导致当地许多村民的房屋地基下陷，房屋成为危房。湿陷性土8膨胀土9广西隆林-百色高速公路膨胀土路基滑塌和上边坡支护的破坏膨胀土10位于青藏公路可可西里段的“片石—通风管”路基通风管中的空气流动可以带走黑色沥青路面吸收的太阳辐射热量，防止路基下的冻土融化。片石路基可以更好的通风、排水，并减少路基下冻土变形对路面的应力作用。这也是是青藏公路冻土区域路段常见的路基设计方式。青藏高原是我国最大的一片冻土区。冻土对温度极为敏感，对铁路的修建有非常大的影响。在冻结的状态下，冻土就像冰一样，随着温度的降低体积发生膨胀，建在上面的路基和钢轨会被它顶起来。到了夏季，冻土发生融化，体积缩小，钢轨也就随之降下去。冻土的反复冻结、融化交替出现，就会造成路基严重变形，整个钢轨出现高低不平，甚至扭绞成麻花状，影响正常通车。青藏铁路建设首次采取“主动降温、冷却地基、保护冻土”的设计原则，这对“被动保温”是一场革命。施工中，采用片石通风路基、片石通风护道、通风管路基、热棒、铺设保温板等多项措施，提高冻土路基的稳定性。季节性冻土11•软弱地基，指主要由淤泥（ω＞ωL，e≥1.5的黏性土）、淤泥质土（ω＞ωL，1.0≤e＜1.5的黏性土）、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层（可液化如饱和粉细砂与粉土）以及湿陷性黄土（含大孔隙和易溶盐类，有湿陷性特点）、膨胀土（吸水膨胀、失水收缩的高塑性黏土）、盐渍土、红黏土等特殊土层构成的基础。这类土压缩性高、强度低，用作建筑物的地基时，不能满足地基承载力和变形的基本要求，因此需要进行地基处理。相关知识含水量较高，孔隙比较大抗剪强度低压缩性较高渗透性很小结构性明显流变性显著软土的五大特性12地基处理的目的1、改善土的抗剪特性2、改善压缩特性3、改善透水特性4、改善动力特性5、改善特殊土的不良地基特性13地基处理的方法1换填垫层法2预压法3强夯法4振冲法5挤密法6水泥土搅拌法7高压旋喷法14引言当上部结构的荷载较大，地基土质又较软弱，不能作为天然地基时，为提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法称为地基处理。15“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发。地基处理原理真空预压使土的含水量由高变低！引言强力夯实让土质由松变实！16●提高软弱地基的强度、保证地基的稳定性；●降低软弱地基的压缩性、减少基础的沉降；●防止地震时地基土的振动液化；●消除特殊土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。地基处理的目的坚实稳定的建筑地基在可靠地基上建造的基础引言17⑴软弱地基包括：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。引言地基处理的对象⑵特殊土地基包括：软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。冲填土的施工现场淤泥质土湿陷性黄土膨胀土18地基处理的基本原则拟定地基处理方案时，应考虑上部结构、基础和地基的共同作用，进行技术经济论证，选用处理地基或加强上部结构与处理地基相结合的方案。其具体措施有：⑴改变建筑体形，简化建筑平面；⑵调整荷载差异；⑶合理设置沉降缝；⑷采用轻型结构、柔性结构；⑸加强房屋的整体刚度；⑹偏心荷载较大时，对基础进行移轴处理；⑺施工中正确安排施工顺序和施工进度。引言19地基处理的方法众多，分类方法也不统一。归纳起来无非是“挖”、“换”、“压”、“夯”、“挤”、“拌”、“喷”七个字。地基处理常用方法的分类引言排水固结法真空预压法换土垫层法机械碾压法重锤夯实法平板振动法灰土挤密桩堆载预压法降水预压法电渗排水法强夯法强夯法强夯置换法挤密法砂石挤密桩石灰挤密桩化学加固法振冲碎石桩CFG桩深层搅拌法粉体喷射搅拌法高压旋喷桩20相关知识21相关知识22相关知识23相关知识24相关知识25相关知识266.1换填垫层法•1.了解灰土垫层地基处理的材料要求、施工工艺方法、施工要点、质量检验标准和检查方法•2.了解砂和砂石垫层地基的材料要求、施工工艺方法、施工要点、质量检验标准和检查方法学习目标关键概念换填垫层法、灰土垫层地基、砂和砂石垫层地基、最优含水量27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。适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。6.1换填垫层法砂石垫层剖面图垫层厚度：根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定，换填垫层的厚度不宜＜1m，也不宜＞3m。垫层底面宽度：应满足基础底面应力扩散的要求，垫层顶面每边超出基础底边不宜＜300mm。6.1.1垫层厚度及宽度砂石垫层施工28垫层填料：砂石(最大粒径≯50mm)、粉质粘土(有机含量不超过5%)、灰土(粘土与石灰体积比2:8或3:7)、粉煤灰、矿渣或其它工业废渣。称为砂石地基、三合土地基或粉煤灰地基等。6.1.2垫层材料土工合成材料：当设计采用土工合成材料与地基土构成加筋垫层时，应采用抗拉强度较高、受力时伸长率≯4～5%、耐久性好、抗腐蚀的土工格栅、土工格室、土工垫等土工合成材料。土工格栅土工格室三维土工网垫6.1换填垫层法29⑶铺填厚度：垫层的施工方法、分层铺填厚度，每层压实遍数等宜通过试验确定。垫层的分层铺填厚度一般取200～300mm。6.1.3换填垫层法施工三合土垫层施工⑴基坑排水：除采用水撼法施工砂垫层外，换填垫层不得在浸水条件下施工，必要时应采用降低地下水位措施。⑵含水量：粉质粘土和灰土垫层土料宜控制在最优含水量(击实试验确定或按当地经验取用)±2%的范围内。⑷施工顺序：垫层底面如深度不同，基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序进行垫层施工，搭接处应夯压密实。6.1换填垫层法30⑸分段施工：粉质粘土及灰土垫层不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝。上下两层的缝距不得＜500mm。灰土应拌合均匀并当日铺填夯压，3d内不得受水浸泡。⑹加筋材料铺设：铺设时将土工合成材料张拉平直、绷紧，严禁有折皱；切忌曝晒或裸露；连结宜用搭接法、缝接法和胶结法。砂石垫层的三边冲击碾分层压实粘土垫层的振动碾分层压实砂石垫层上的土工格栅铺设6.1.3换填垫层法施工6.1换填垫层法316.1.4换填垫层的质量检验垫层的施工质量检验须分层进行。6.1.4.1检验方法⑴粉质粘土、灰土、粉煤灰和砂石垫层采用环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探或标准贯入试验检验；⑵砂石、矿渣垫层采用重型动力触探检验。⑶设计压实系数所对应的贯入度应通过现场试验确定或采用环刀法、灌砂法、灌水法或其它方法检验。静力触探轻型动力触探圆锥重型动力触探6.1换填垫层法326.1.4.2取样数量⑴环刀法：大基坑每50～100m2不少于1个点,基槽每10～20m不少于1个点，每个独立柱基不少于1个点。取样点位于每层厚度的2/3深度处。⑵贯入仪、动力触探：每分层检验点的间距应小于4m。环刀法测定换填地基土的湿密度瑞雷面波法检测换填地基承载力瑞雷波(面波)检测是测试地基、复合地基标贯值和承载力的无损检测新技术6.1.4换填垫层的质量检验6.1换填垫层法336.2强夯法强夯法进行软土地基处理强夯法是用起重机反复将夯锤提到高处使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实的地基处理方法。适用于处理碎石土、砂土、素填土、杂填土和低饱和度的粉性土。但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，不得采用。强夯可提高地基土的强度,降低土的压缩性,改善土的抗液化条件强夯法施工前应在现场有代表性的场地上进行试夯，其有效加固深度和夯点的夯击次数应根据现场试夯得到的数据或当地经验确定。34夯锤一般重10～60t，通常采用钢板外壳内灌砼。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取25～80kPa。钢板砼组合夯锤夯锤宜设置若干上下贯通的气孔,可减小夯锤起吊时的吸力(夯锤吸力可达3倍锤重)长圆柱夯锤短圆柱夯锤圆锥形夯锤圆锥形夯锤底面积小，会形成很深的夯坑6.2.1夯锤圆柱形夯锤高宽比过大，容易偏锤，要慎用夯锤上的气孔6.2强夯法35自动脱钩装置起重机配三角架起吊起重机配龙门架起吊夯坑6.2.2强夯机械宜采用带有自动脱钩装置的履带