第九章 地基處理

1、土力學與基礎工程第九章第九章 地基處理地基處理學習對象學習對象 軟弱土地基特征及處理方法，換土墊層法，碾壓軟弱土地基特征及處理方法，換土墊層法，碾壓與夯實法；與夯實法； 排水固結(jié)法，擠密砂排水固結(jié)法，擠密砂(碎石碎石)樁；樁； 化學加固法，土層錨固技術(shù)和加筋土結(jié)構(gòu)化學加固法，土層錨固技術(shù)和加筋土結(jié)構(gòu) 學習內(nèi)容學習內(nèi)容 軟弱土的工程特點，換土墊層及其作用，砂墊層軟弱土的工程特點，換土墊層及其作用，砂墊層設計要點；設計要點； 重錘夯實法，碾壓與壓實及強夯法，排水固結(jié)法重錘夯實法，碾壓與壓實及強夯法，排水固結(jié)法原理，砂井的應用與設計；原理，砂井的應用與設計； 振密及振沖法設計和計算原理；振密及振沖法

2、設計和計算原理； 化學加固和土層錨固和加筋化學加固和土層錨固和加筋 學習目的學習目的 了解軟弱土的工程特征，能夠進行砂墊層的設計，了解軟弱土的工程特征，能夠進行砂墊層的設計，會進行擠密樁的設計；會進行擠密樁的設計； 會進行強夯法一些參數(shù)的計算；會進行強夯法一些參數(shù)的計算； 能夠進行砂井的設計；能夠進行砂井的設計； 對化學加固和土層錨固，加筋結(jié)構(gòu)作簡要了解。對化學加固和土層錨固，加筋結(jié)構(gòu)作簡要了解。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 軟弱土地基的特征軟弱土地基的特征 軟弱土是指淤泥，淤泥質(zhì)土，沖填土，雜填土軟弱土是指淤泥，淤泥質(zhì)土，沖填土，雜填土及其它高壓縮性土，由軟弱土組成的地基稱軟弱土及其它高壓縮性土

3、，由軟弱土組成的地基稱軟弱土地基地基。 軟土是指淤泥和淤泥土，它們是在靜水或緩慢軟土是指淤泥和淤泥土，它們是在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學作用形成。天然含水流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學作用形成。天然含水量大于液限，天然孔隙比大于量大于液限，天然孔隙比大于1.5的粘性土稱為淤泥，的粘性土稱為淤泥，天然孔隙比小于天然孔隙比小于1.5大于大于1.0時稱為淤泥質(zhì)土時稱為淤泥質(zhì)土。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述軟土的物理力學特征軟土的物理力學特征 1. 天然含水量較高，孔隙比較大天然含水量較高，孔隙比較大； 2. 壓縮性較高，且壓縮性隨液限的增高而增高壓縮性較高，且壓縮性隨液限的增高而增高； 3. 抗剪

4、強度很低；排水剪時，其抗剪強度隨固結(jié)程度的增抗剪強度很低；排水剪時，其抗剪強度隨固結(jié)程度的增加而增加加而增加； 4. 滲透性很小滲透性很??； 5. 具有顯著的結(jié)構(gòu)性，一旦擾動，其絮狀結(jié)構(gòu)受到破壞，具有顯著的結(jié)構(gòu)性，一旦擾動，其絮狀結(jié)構(gòu)受到破壞，土的強度顯著降低土的強度顯著降低； 6. 具有明顯的流變性，在荷載作用下，軟土承受剪應力的具有明顯的流變性，在荷載作用下，軟土承受剪應力的作用產(chǎn)生緩慢的剪切變形作用產(chǎn)生緩慢的剪切變形。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述沖填土的物理力學特征沖填土的物理力學特征 沖填土是用挖泥船或泥漿泵將泥沙夾帶大量水分吹送到?jīng)_填土是用挖泥船或泥漿泵將泥沙夾帶大量水分吹送到江河兩岸而

5、形成的沉積土層。其成分和分布規(guī)律與沖填時的江河兩岸而形成的沉積土層。其成分和分布規(guī)律與沖填時的泥沙來源及沖填時的水力條件有關。若沖填物是粘性土為主，泥沙來源及沖填時的水力條件有關。若沖填物是粘性土為主，土中含有大量的水分，且難于排出，故它在形成初期常處于土中含有大量的水分，且難于排出，故它在形成初期常處于流動狀態(tài)，這類土屬于強度較低和壓縮性較高的欠固結(jié)土。流動狀態(tài)，這類土屬于強度較低和壓縮性較高的欠固結(jié)土。 在沖填土地基上建造房屋，應具體分析它的狀態(tài)，考慮在沖填土地基上建造房屋，應具體分析它的狀態(tài)，考慮它的欠固結(jié)影響和不均勻性。它的欠固結(jié)影響和不均勻性。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述雜填土的物理力學

6、特征雜填土的物理力學特征 它的成因很不規(guī)律，成分復雜，分布極不均勻，結(jié)構(gòu)松它的成因很不規(guī)律，成分復雜，分布極不均勻，結(jié)構(gòu)松散，雜填土性質(zhì)隨堆齡期而變化。其承載力一般隨堆填的時散，雜填土性質(zhì)隨堆齡期而變化。其承載力一般隨堆填的時間增長而增高。間增長而增高。 雜填土的主要特征是強度低，壓縮性高和均雜填土的主要特征是強度低，壓縮性高和均勻性差。同時，某些雜填土內(nèi)含有腐植質(zhì)及親水和水溶性物勻性差。同時，某些雜填土內(nèi)含有腐植質(zhì)及親水和水溶性物質(zhì)，會給地基帶來更大的沉降和浸水濕陷性。質(zhì)，會給地基帶來更大的沉降和浸水濕陷性。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述軟弱土地基處理的一般方法軟弱土地基處理的一般方法，消除其它不利

7、影響。地基處理不僅應用于地基處理的目的，消除其它不利影響。地基處理不僅應用于地基處理的目的主要是改善地基土的工程性質(zhì)，達到滿足建筑物對地基穩(wěn)定主要是改善地基土的工程性質(zhì)，達到滿足建筑物對地基穩(wěn)定和變形的要求，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高和變形的要求，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪強度和抗液化能力擬建工程，也可用于已建工程的地其抗剪強度和抗液化能力擬建工程，也可用于已建工程的地基處理，例如建筑物的加層擴建或?qū)ǔ珊蟪霈F(xiàn)的一些事故基處理，例如建筑物的加層擴建或?qū)ǔ珊蟪霈F(xiàn)的一些事故進行處理等。進行處理等。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述碾壓夯實碾壓夯實 處理方法處理方法: :機械碾

8、壓法、振動壓實法、重錘夯實法、強機械碾壓法、振動壓實法、重錘夯實法、強夯法。夯法。 原理及作用原理及作用: :通過機械碾壓或夯擊壓實土的表層，而強夯通過機械碾壓或夯擊壓實土的表層，而強夯法則利用強大的夯擊功迫使深層土液化和動力固結(jié)而密實。法則利用強大的夯擊功迫使深層土液化和動力固結(jié)而密實。提高地基土的強度，減少部分沉降量，消除或部分消除黃土提高地基土的強度，減少部分沉降量，消除或部分消除黃土的濕陷性，改善土的可液化性。的濕陷性，改善土的可液化性。 適用范圍適用范圍: :一般適用于砂土及含水量不高的粘性土。強夯一般適用于砂土及含水量不高的粘性土。強夯法應注意其震動對附近建筑物的影響法應注意其震動

9、對附近建筑物的影響。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述換土墊層換土墊層 處理方法處理方法: :素土墊層、砂墊層、碎石墊層。素土墊層、砂墊層、碎石墊層。 原理及作用原理及作用: :挖去淺層土，換用比較好的土料，以提高挖去淺層土，換用比較好的土料，以提高持力層的承載力，減少部分沉降量，并消除或部分消除土的持力層的承載力，減少部分沉降量，并消除或部分消除土的濕陷性、脹縮性及防止土的凍脹作用，改善土的可液化性能。濕陷性、脹縮性及防止土的凍脹作用，改善土的可液化性能。 適用范圍適用范圍: :適用于處理淺層軟弱土地基、濕陷性黃土地適用于處理淺層軟弱土地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基?；?、膨脹土地基、季

10、節(jié)性凍土地基。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述排水固結(jié)排水固結(jié) 處理方法處理方法: :堆載擠壓法、砂井堆載預壓法、排水紙板法、堆載擠壓法、砂井堆載預壓法、排水紙板法、井點降水預壓法、真空預壓法。井點降水預壓法、真空預壓法。 原理及作用原理及作用: :通過改善地基的排水的條件和施加預壓荷通過改善地基的排水的條件和施加預壓荷載，加速地基的固結(jié)和強度增長，提高地基的穩(wěn)定性，并使載，加速地基的固結(jié)和強度增長，提高地基的穩(wěn)定性，并使沉降提前完成。沉降提前完成。 適用范圍適用范圍: :適用于處理厚度較大的飽和軟土層，但需要適用于處理厚度較大的飽和軟土層，但需要具體預壓條件具體預壓條件(時間時間)，對于厚的泥炭層則要

11、慎重。，對于厚的泥炭層則要慎重。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述振動擠密振動擠密 處理方法處理方法: :砂樁擠密法、土樁擠密法、灰土樁擠密法、砂樁擠密法、土樁擠密法、灰土樁擠密法、生石灰擠密法、振沖法。生石灰擠密法、振沖法。 原理及作用原理及作用: :通過擠密或振動使深層土密實，并振動擠通過擠密或振動使深層土密實，并振動擠密過程中回填砂，礫石等形成砂樁或碎石樁，與樁間土一起密過程中回填砂，礫石等形成砂樁或碎石樁，與樁間土一起組成復合地基，從而提高地基承載力，減小沉降量。組成復合地基，從而提高地基承載力，減小沉降量。 適用范圍適用范圍: :適用于處理砂土、粉砂或部分粘土顆粒含量適用于處理砂土、粉砂或部分粘

12、土顆粒含量不高的粘性土。不高的粘性土。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述化學加固化學加固 處理方法處理方法: :硅化法、旋噴法、堿液加固法、水泥灌漿法、硅化法、旋噴法、堿液加固法、水泥灌漿法、深層攪拌法深層攪拌法。 原理及作用原理及作用: :通過注入化學漿液將土粒膠結(jié)，或通過化通過注入化學漿液將土粒膠結(jié)，或通過化學作用或機械拌和等改善土的性質(zhì)，提高地基承載力。學作用或機械拌和等改善土的性質(zhì)，提高地基承載力。 適用范圍適用范圍: :適用于處理砂土、粘性土、濕陷性黃土等地適用于處理砂土、粘性土、濕陷性黃土等地基，特別適用于工作事故處理?；?，特別適用于工作事故處理。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述其它方法其它方法 處理方

13、法處理方法: :加筋法、土層錨固技術(shù)、熱加固法、凍結(jié)法加筋法、土層錨固技術(shù)、熱加固法、凍結(jié)法等。等。 原理及作用原理及作用: :通過特殊的技術(shù)措施處理。通過特殊的技術(shù)措施處理。 適用范圍適用范圍: :根據(jù)實際情況確定。根據(jù)實際情況確定。第二節(jié)第二節(jié) 換填墊層法換填墊層法 換填墊層法：換填墊層法： 換填墊層法換填墊層法是指挖去地表淺層軟弱土層或不均勻土層，是指挖去地表淺層軟弱土層或不均勻土層，回填堅硬、較粗粒徑的材料，并夯壓密實，形成墊層的地基回填堅硬、較粗粒徑的材料，并夯壓密實，形成墊層的地基處理方法。換土墊層適用于軟弱地基的淺層處理。深度一般處理方法。換土墊層適用于軟弱地基的淺層處理。深度一

14、般不宜大于不宜大于3m，但太薄效果不顯著，因此其厚度不宜小于，但太薄效果不顯著，因此其厚度不宜小于0.5m。換土墊層由于回填資料的不同，可分為砂墊層，碎石。換土墊層由于回填資料的不同，可分為砂墊層，碎石墊層，灰土墊層和素土墊層等。墊層，灰土墊層和素土墊層等。 第二節(jié)第二節(jié) 換填墊層法換填墊層法換填墊層的作用和原理：換填墊層的作用和原理： 提高基礎底面以下淺層地基的承載力；提高基礎底面以下淺層地基的承載力； 減少了沉降量；減少了沉降量； 加速了軟弱土層的排水固結(jié)；加速了軟弱土層的排水固結(jié)； 防止凍脹，砂墊層材料顆粒粗大，不會產(chǎn)生毛細現(xiàn)象，因防止凍脹，砂墊層材料顆粒粗大，不會產(chǎn)生毛細現(xiàn)象，因而可以

15、防止結(jié)冰造成的凍脹。而可以防止結(jié)冰造成的凍脹。 消除膨脹土的脹縮作用。消除膨脹土的脹縮作用。第二節(jié)第二節(jié) 換填墊層法換填墊層法墊層設計要求墊層設計要求 墊層的設計不但要滿足建筑物對地基變形及穩(wěn)定的要求，墊層的設計不但要滿足建筑物對地基變形及穩(wěn)定的要求，且應符合經(jīng)濟合理的原則。且應符合經(jīng)濟合理的原則。 墊層設計的主要是確定斷面的合理厚度和寬度，以防止墊層設計的主要是確定斷面的合理厚度和寬度，以防止產(chǎn)生局部破壞，防止墊層材料向兩側(cè)擠出。產(chǎn)生局部破壞，防止墊層材料向兩側(cè)擠出。第二節(jié)第二節(jié) 換填墊層法換填墊層法砂墊層厚度的確定砂墊層厚度的確定 墊層厚度一般是根據(jù)墊層底部軟弱土層的承載力來確定的，即滿足

16、墊層厚度一般是根據(jù)墊層底部軟弱土層的承載力來確定的，即滿足下列條件下列條件：zczazf第二節(jié)第二節(jié) 換填墊層法換填墊層法附加壓力計算附加壓力計算條形基礎：條形基礎：矩形基礎：矩形基礎：方形基礎：方形基礎：()2 tankczpbbz()(2 tan )(2 tan )kczpblbzlz22()(2 tan )kczpbbz第二節(jié)第二節(jié) 換填墊層法換填墊層法墊層寬度的確定墊層寬度的確定 砂墊層的寬度除了滿足擴散的要求外，還應根據(jù)墊層側(cè)砂墊層的寬度除了滿足擴散的要求外，還應根據(jù)墊層側(cè)面土的承載力來確定。墊層要有足夠的寬度，改正墊層材料面土的承載力來確定。墊層要有足夠的寬度，改正墊層材料向兩邊擠

17、出，若墊層材料向兩邊擠出，則會使基礎沉降增大，向兩邊擠出，若墊層材料向兩邊擠出，則會使基礎沉降增大，一般是按應力擴散的要求確定砂墊層底寬：一般是按應力擴散的要求確定砂墊層底寬： 底寬確定后，再根據(jù)開挖基坑需要的邊坡延伸至地面，底寬確定后，再根據(jù)開挖基坑需要的邊坡延伸至地面，要求墊層頂部距基礎外緣距離大于要求墊層頂部距基礎外緣距離大于300mm，這樣即得砂墊層，這樣即得砂墊層斷面設計斷面設計。 第二節(jié)第二節(jié) 換填墊層法換填墊層法墊層施工要點墊層施工要點1、砂墊層所用的材料，以中粗砂為好，也可用礫砂，碎石。、砂墊層所用的材料，以中粗砂為好，也可用礫砂，碎石。細砂雖然也可作為墊層，但不易壓實，而且強

18、度不高。細砂雖然也可作為墊層，但不易壓實，而且強度不高。2、砂墊層施工的關鍵是保證墊層的巖實度，采用分層密實、砂墊層施工的關鍵是保證墊層的巖實度，采用分層密實法，分層厚度一般為法，分層厚度一般為15cm20cm。3、開挖基坑鋪設墊層時，必須避免擾動軟弱層的表面。、開挖基坑鋪設墊層時，必須避免擾動軟弱層的表面。 4、每層砂層壓實后都應進行質(zhì)量檢驗。、每層砂層壓實后都應進行質(zhì)量檢驗。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法機械壓密法機械壓密法 利用一定的機具在土體中產(chǎn)生瞬時重復荷載，以克服顆利用一定的機具在土體中產(chǎn)生瞬時重復荷載，以克服顆粒間的阻力，使顆粒間相互移動，孔隙體積減小，密度增加

19、，粒間的阻力，使顆粒間相互移動，孔隙體積減小，密度增加，稱之為機械壓密法。稱之為機械壓密法。 機械壓密分類：機械壓密分類： 碾子靜重壓密：采用平碾、羊腳碾和氣胎碾等機具壓密；碾子靜重壓密：采用平碾、羊腳碾和氣胎碾等機具壓密； 沖擊荷重壓密：采用夯板和動力夯等機具壓密；沖擊荷重壓密：采用夯板和動力夯等機具壓密； 振動壓密：采用振動碾、振動板凳機具壓密。振動壓密：采用振動碾、振動板凳機具壓密。第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法振沖器振沖器第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 機械壓密的

20、效果取決于土的性質(zhì)和機械的荷重參數(shù)。對機械壓密的效果取決于土的性質(zhì)和機械的荷重參數(shù)。對于粘性土而言，重要影響因素是土的含水量。于粘性土而言，重要影響因素是土的含水量。 含水量低的土，因為大量空氣的存在，孔隙水都成為毛細含水量低的土，因為大量空氣的存在，孔隙水都成為毛細水，土顆粒間存在可觀的摩擦阻力，阻礙顆粒的移動，所以水，土顆粒間存在可觀的摩擦阻力，阻礙顆粒的移動，所以土不容易被壓密；土不容易被壓密； 對于含水量很大時，氣體處于封閉狀態(tài)，在短暫荷載作用對于含水量很大時，氣體處于封閉狀態(tài)，在短暫荷載作用下，水不容易排出，土也就不容易被壓密；下，水不容易排出，土也就不容易被壓密； 對于砂土，由于很

21、容易排水，所以水的存在，可以較少顆對于砂土，由于很容易排水，所以水的存在，可以較少顆粒間的摩擦而不會影響顆粒間的相互擠密，所以壓密砂土時粒間的摩擦而不會影響顆粒間的相互擠密，所以壓密砂土時要充分灑水。要充分灑水。第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 重錘夯實法重錘夯實法是用起重機將夯錘提高到一定高度，然后自是用起重機將夯錘提高到一定高度，然后自由下落，利用沖擊能重復夯擊地基，使地表面形成一層比較由下落，利用沖擊能重復夯擊地基，使地表面形成一層比較密實的硬殼層，從而提高地基表土層的強度。對濕陷性黃土，密實的硬殼層，從而提高地基表土層的強度。對濕陷性黃土，可減小表層土的濕陷性?？蓽p小表層

22、土的濕陷性。 重錘夯實法適用于地下水距地表面重錘夯實法適用于地下水距地表面0.8m以上稍濕的一般以上稍濕的一般粘性土，砂土，濕陷性黃土和雜填土等。正式施工前，一般粘性土，砂土，濕陷性黃土和雜填土等。正式施工前，一般應在建筑地段先行試夯。選定夯錘重量，底面直徑，落距和應在建筑地段先行試夯。選定夯錘重量，底面直徑，落距和最優(yōu)含水量，以便確實夯擊的最后下沉量，相應的最少夯遍最優(yōu)含水量，以便確實夯擊的最后下沉量，相應的最少夯遍數(shù)和總下沉量。數(shù)和總下沉量。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 重錘夯實的效果與錘重，重錘夯實的效果與錘重，錘底直徑，落距，夯擊的遍錘底直徑，落距，夯擊的遍數(shù)，夯實

23、土的種類和含水量數(shù)，夯實土的種類和含水量有密切關系，合理地選定以有密切關系，合理地選定以上參數(shù)和控制土的含水量，上參數(shù)和控制土的含水量，才能達到好的夯實效果。因才能達到好的夯實效果。因此在施工時，一方面控制土此在施工時，一方面控制土的含水量，使土在最優(yōu)含水的含水量，使土在最優(yōu)含水量條件下夯實，另一方面，量條件下夯實，另一方面，若夯實土的含水量發(fā)生變化，若夯實土的含水量發(fā)生變化，則可以調(diào)節(jié)夯實功的大小。則可以調(diào)節(jié)夯實功的大小。一般情況，增大夯實功或增一般情況，增大夯實功或增加夯擊的遍數(shù)可以提高夯實加夯擊的遍數(shù)可以提高夯實的效果。的效果。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 強夯法強夯

24、法又名動力固結(jié)法，是將很重的錘又名動力固結(jié)法，是將很重的錘(一般一般100KN400KN)從高處自由落下從高處自由落下(一般為一般為6m40m)，給地基以沖擊能，給地基以沖擊能和振動。國外最大的夯擊能曾達到和振動。國外最大的夯擊能曾達到50MNm。它適合加固從。它適合加固從礫石到不飽和粘性土的各類地基土。強夯法不僅能提高地基礫石到不飽和粘性土的各類地基土。強夯法不僅能提高地基的強度，降低其壓縮性，而且還能改善其抵抗液化的能力和的強度，降低其壓縮性，而且還能改善其抵抗液化的能力和消除黃土的濕陷性。消除黃土的濕陷性。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 工程實踐表明，強夯法具有施工簡單

25、，加固效果好，使工程實踐表明，強夯法具有施工簡單，加固效果好，使用經(jīng)濟等優(yōu)點，其承載力可提高用經(jīng)濟等優(yōu)點，其承載力可提高200%500%，壓縮性可降，壓縮性可降低低200%1000%，不僅可以在陸地施工，也可在水下夯實，不僅可以在陸地施工，也可在水下夯實，其缺點是施工時的噪音和振動較大，因而不宜在人口密集的其缺點是施工時的噪音和振動較大，因而不宜在人口密集的城市內(nèi)使用。城市內(nèi)使用。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法加固機理加固機理 強夯法是在極短的時間強夯法是在極短的時間內(nèi)對內(nèi)地基土體施加一個巨內(nèi)對內(nèi)地基土體施加一個巨大的沖擊能量，這種突然釋大的沖擊能量，這種突然釋放的巨大能量將

26、使土體發(fā)生放的巨大能量將使土體發(fā)生一系列物理變化，如土體結(jié)一系列物理變化，如土體結(jié)構(gòu)破壞或液化，排水固結(jié)壓構(gòu)破壞或液化，排水固結(jié)壓密，觸變恢復等。強夯過程密，觸變恢復等。強夯過程對地基土狀態(tài)的影響如圖所對地基土狀態(tài)的影響如圖所示，示，強度提高較明顯的區(qū)段強度提高較明顯的區(qū)段是是區(qū)，壓密區(qū)深度即加固區(qū)，壓密區(qū)深度即加固深度。深度。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 解釋強夯效應，目前有兩種理論即解釋強夯效應，目前有兩種理論即Menard動力固結(jié)理動力固結(jié)理論和沖擊破壞壓縮理論，以下對論和沖擊破壞壓縮理論，以下對Menard理論作簡要介紹。理論作簡要介紹。 對飽和細顆粒土，其滲透性低

27、，因而在瞬時荷載作用下，對飽和細顆粒土，其滲透性低，因而在瞬時荷載作用下，孔隙水不能迅速排出，這樣土體就不會立即產(chǎn)生很大的沉降，孔隙水不能迅速排出，這樣土體就不會立即產(chǎn)生很大的沉降，與強夯法有所矛盾。與強夯法有所矛盾。Menard認為，由于土中有機物的分解，認為，由于土中有機物的分解，第四紀土中大都含第四紀土中大都含1%4%的以微氣泡形式出現(xiàn)的氣體，進的以微氣泡形式出現(xiàn)的氣體，進行強夯時，氣體體積壓縮，產(chǎn)生瞬間變形。由于強夯沖擊能行強夯時，氣體體積壓縮，產(chǎn)生瞬間變形。由于強夯沖擊能量大，致使土體內(nèi)有些點的拉應力大于抗拉能力，形成樹枝量大，致使土體內(nèi)有些點的拉應力大于抗拉能力，形成樹枝裂縫排水網(wǎng)

28、絡，孔隙水得以順利透出，其動力固結(jié)模型如圖裂縫排水網(wǎng)絡，孔隙水得以順利透出，其動力固結(jié)模型如圖10.4.5b所示。圖所示。圖10.4.5a是太沙基模型即靜力固結(jié)模型。這兩是太沙基模型即靜力固結(jié)模型。這兩種模型分別說明靜力固結(jié)理論和動力固結(jié)理論。種模型分別說明靜力固結(jié)理論和動力固結(jié)理論。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法強夯法設計計算強夯法設計計算 機具設備，起重設備和夯錘機具設備，起重設備和夯錘 夯錘重：夯錘重：150KN2000KN， 落距：落距：10m25m； 夯錘底面積：砂性土一般為夯錘底面積：砂性土一般為3m 4m ，粘性土不

29、宜小于，粘性土不宜小于6m ； 鋪設墊層鋪設墊層 場地地下水位在場地地下水位在-2m以下的沙礫石土層，直接強夯場地以下的沙礫石土層，直接強夯場地地下水位較高的飽和粘性土與易液化飽和砂土，鋪地下水位較高的飽和粘性土與易液化飽和砂土，鋪0.5m2m墊層，若地下水上升到夯坑，要降水。墊層，若地下水上升到夯坑，要降水。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 夯距夯距 通常為通常為5m15m，加固面積比建筑物基礎平面有所擴大，加固面積比建筑物基礎平面有所擴大，通常在基礎平面外擴大一個等于通常在基礎平面外擴大一個等于H/22H/3的寬度的寬度(H為加固為加固深度深度)，或多布置一圈夯擊點進行加固

30、定。為了使深層土體，或多布置一圈夯擊點進行加固定。為了使深層土體得到加固，第一遍夯擊點的間距要大，這樣可以使夯擊能量得到加固，第一遍夯擊點的間距要大，這樣可以使夯擊能量傳遞到深處，下一遍夯點往往布置在上一遍點的中間。最后傳遞到深處，下一遍夯點往往布置在上一遍點的中間。最后一遍則以較低的夯擊能，一夯搭一夯地拍夯，用以確保地表一遍則以較低的夯擊能，一夯搭一夯地拍夯，用以確保地表土的均勻性和較高的密實度。土的均勻性和較高的密實度。 單位夯擊能單位夯擊能 粗顆粒土單位夯擊能可取粗顆粒土單位夯擊能可取10003000KNm/m ，細顆粒，細顆粒土可取土可取15004000KNm/m 。第三節(jié)第三節(jié) 重錘

31、夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 夯擊的次數(shù)和遍數(shù)夯擊的次數(shù)和遍數(shù) 各夯擊點的擊數(shù)一般為各夯擊點的擊數(shù)一般為4m10m，夯擊遍數(shù)為，夯擊遍數(shù)為18遍，遍，國內(nèi)采用國內(nèi)采用“搭夯搭夯”，一般為，一般為25遍。最后再用小能量滿堂拍遍。最后再用小能量滿堂拍夯一遍，加固表層土。夯一遍，加固表層土。 間歇時間間歇時間 砂性土砂性土24min，可連續(xù)夯擊；，可連續(xù)夯擊； 粘性土粘性土34周。周。 第三節(jié)第三節(jié) 重錘夯實與強夯法重錘夯實與強夯法 加固范圍加固范圍加固深度：加固深度：式中：式中：H有效加固深度；有效加固深度；M夯錘重量；夯錘重量；h落距；落距；k修正系數(shù)，粘性土取修正系數(shù)，粘性土取0.5，砂性土取

32、，砂性土取0.7，黃土取，黃土取0.350.5。10MhHk第四節(jié)第四節(jié) 固結(jié)法固結(jié)法預壓加固法預壓加固法1、預壓加固法、預壓加固法 預壓加固法是在擬建的建筑物的地基上，預先施加荷載，預壓加固法是在擬建的建筑物的地基上，預先施加荷載，使地基產(chǎn)生相應的壓縮固結(jié)，然后將這些荷載卸除以后再進使地基產(chǎn)生相應的壓縮固結(jié)，然后將這些荷載卸除以后再進行建筑物的施工。由于地基沉降大部分在預壓的過程中已完行建筑物的施工。由于地基沉降大部分在預壓的過程中已完成，所以建筑物實際的沉降量打打減??；同時軟弱土層已被成，所以建筑物實際的沉降量打打減??；同時軟弱土層已被壓密，強度提高，因而增加地基的承載能力。壓密，強度提高

33、，因而增加地基的承載能力。 降水預壓法降水預壓法 真空預壓法真空預壓法第四節(jié)第四節(jié) 固結(jié)法固結(jié)法 排水固結(jié)法（預壓法）排水固結(jié)法（預壓法）是在建筑物建造前，對天然地基是在建筑物建造前，對天然地基或?qū)σ言O各種排水體的地基施加預壓荷載，使土體固結(jié)沉降或?qū)σ言O各種排水體的地基施加預壓荷載，使土體固結(jié)沉降基本完成或完成大部分，從而提高地基土強度的一種地基處基本完成或完成大部分，從而提高地基土強度的一種地基處理方法。理方法。 排水固結(jié)法可分為：堆載預壓法、真空預壓法和聯(lián)合預排水固結(jié)法可分為：堆載預壓法、真空預壓法和聯(lián)合預壓法。壓法。第四節(jié)第四節(jié) 固結(jié)法固結(jié)法 在在ec壓縮曲線中，當試樣的天然壓力為壓縮曲

34、線中，當試樣的天然壓力為c時，對應時，對應的孔隙比為的孔隙比為e。如圖中。如圖中a點；當壓力增加點；當壓力增加至固結(jié)完成至固結(jié)完成時，時，在抗剪強度與固結(jié)壓結(jié)在抗剪強度與固結(jié)壓結(jié)c的變化曲線的變化曲線fc中，抗剪強度中，抗剪強度隨固結(jié)壓力的增大也由隨固結(jié)壓力的增大也由a點提高至點提高至c點，增加了點，增加了f。如果從。如果從c點卸除壓力點卸除壓力，則土樣產(chǎn)生膨脹，曲線由，則土樣產(chǎn)生膨脹，曲線由c點返回到點返回到f點，然點，然后又從后又從f點再加點再加壓力至完全固結(jié)，土樣再加壓縮沿虛線至壓力至完全固結(jié)，土樣再加壓縮沿虛線至c點，相應的強度也從點，相應的強度也從f點增大至點增大至c點。點。 由此可

35、見，地基受壓固結(jié)時，一方面孔隙比減小，土體由此可見，地基受壓固結(jié)時，一方面孔隙比減小，土體被壓縮，抗剪強度也相應提高，另一方面，卸荷再壓縮時，被壓縮，抗剪強度也相應提高，另一方面，卸荷再壓縮時，固結(jié)壓力同樣從固結(jié)壓力同樣從c增加增加，而孔隙比減少了，而孔隙比減少了e，因為土體，因為土體已由固結(jié)狀態(tài)變?yōu)槌探Y(jié)狀態(tài)的壓縮，所以已由固結(jié)狀態(tài)變?yōu)槌探Y(jié)狀態(tài)的壓縮，所以e比比e小得多，小得多，抗剪強度也相應有所提高?？辜魪姸纫蚕鄳兴岣?。第四節(jié)第四節(jié) 固結(jié)法固結(jié)法排水固結(jié)增大地基土密度的原理排水固結(jié)增大地基土密度的原理第四節(jié)第四節(jié) 固結(jié)法固結(jié)法 排水固結(jié)就是利用這一變化規(guī)律來處理軟弱土地基，主排水固結(jié)

36、就是利用這一變化規(guī)律來處理軟弱土地基，主要有兩方面問題要有兩方面問題: 沉降問題沉降問題 預先擬建的建筑物場地上施加一預壓荷載，使土層固結(jié)，預先擬建的建筑物場地上施加一預壓荷載，使土層固結(jié)，然后卸去預壓荷載建造建筑物，稱為預壓法，這樣由建筑物然后卸去預壓荷載建造建筑物，稱為預壓法，這樣由建筑物引起的沉降和沉降差就大大地減小了。引起的沉降和沉降差就大大地減小了。 穩(wěn)定問題穩(wěn)定問題 利用建筑物荷載作用，促使地基土排水固結(jié)引起抗剪強利用建筑物荷載作用，促使地基土排水固結(jié)引起抗剪強度的增長，提高地基承載力，控制施工加荷速率，滿足建筑度的增長，提高地基承載力，控制施工加荷速率，滿足建筑物荷載對地基穩(wěn)定性

37、的要求。物荷載對地基穩(wěn)定性的要求。第四節(jié)第四節(jié) 固結(jié)法固結(jié)法 地基土層的排水固結(jié)效果與它的排水邊界有關。根據(jù)固地基土層的排水固結(jié)效果與它的排水邊界有關。根據(jù)固結(jié)理論，在達到同一固結(jié)度時，固結(jié)所需時間與排水距離的結(jié)理論，在達到同一固結(jié)度時，固結(jié)所需時間與排水距離的長短的平方成正比。長短的平方成正比。 為了加速固結(jié)，最有效的辦法就是在天然土層中增加排為了加速固結(jié)，最有效的辦法就是在天然土層中增加排水途徑，縮短排水距離。在天然地基中設置垂直向排水體水途徑，縮短排水距離。在天然地基中設置垂直向排水體(砂井或塑料排水帶砂井或塑料排水帶)，這就是縮短排水距離的最好措施。，這就是縮短排水距離的最好措施。第四節(jié)第四節(jié) 固結(jié)法固結(jié)法第四節(jié)第四節(jié) 固結(jié)法固結(jié)法 砂井或塑料帶的作用就是增加排水條件，縮短排水距離，砂井或塑料帶的作用就是增