軟弱土地基處理方法課件

1、軟弱土地基處理1第1頁(yè)，共44頁(yè)。第1節(jié) 概述第2節(jié) 夯實(shí)法及碾壓法第3節(jié) 換土墊層法第4節(jié) 排水固結(jié)預(yù)壓法第5節(jié) 擠密法和振沖法第6節(jié) 強(qiáng)夯法第7節(jié) 深層攪拌法第8節(jié) 高壓噴射注漿法2第2頁(yè)，共44頁(yè)。第1節(jié) 概 述 軟弱土系指淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土。由軟弱土組成的地基稱(chēng)為軟弱土地基。 淤泥、淤泥質(zhì)土在工程上統(tǒng)稱(chēng)為軟土，其具有特殊的物理力學(xué)性質(zhì)，從而導(dǎo)致了其特有的工程性質(zhì)。3第3頁(yè)，共44頁(yè)。 軟土：指在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用下形成的軟弱土。物理力學(xué)特性軟土的天然孔隙比大： e1天然含水量高：wwl壓縮系數(shù)高滲透系數(shù)小抗剪強(qiáng)度低靈敏度高具有

2、明顯的流變性4第4頁(yè)，共44頁(yè)。淤泥：e1.5淤泥質(zhì)土：1.5 e1.0軟土工程特性軟土地基的地基承載力低建筑物的沉降和差異沉降較大建筑物沉降歷時(shí)長(zhǎng) 流變：在應(yīng)力不變的情況下，土體的剪應(yīng)變和體應(yīng)變?nèi)噪S時(shí)間而增長(zhǎng)的現(xiàn)象。5第5頁(yè)，共44頁(yè)。 由于軟土地基的上述工程特性，所以在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基的變形和穩(wěn)定問(wèn)題。由于軟土地基的承載力較低，如果不做任何處理，一般不能承受較大的建筑物荷載。因此在軟土地基上建造建筑物，要求對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。6第6頁(yè)，共44頁(yè)。 地基處理的目的主要是改善地基的工程性質(zhì)，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪強(qiáng)度等。7第7頁(yè)，共44頁(yè)。 地基處理的原

3、則：地基處理有許多方法，各種方法都有各自的特點(diǎn)和作用機(jī)理。沒(méi)有哪一種方法是萬(wàn)能的，對(duì)于每一個(gè)工程都必須進(jìn)行綜合考慮，通過(guò)幾種可能采用的地基處理方案的比較，選擇一種技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工可行的方案，既可以是單一的地基處理方法，也可以是多種地基處理方法的綜合。8第8頁(yè)，共44頁(yè)。第2節(jié) 夯實(shí)法及碾壓法 通過(guò)夯錘或機(jī)械，夯擊或碾壓填土、疏松土層，使其孔隙體積減少、密實(shí)程度提高，這種作用稱(chēng)為壓實(shí)。壓實(shí)能降低土的壓縮性、提高其抗剪強(qiáng)度、減弱土的透水性，使經(jīng)過(guò)處理的表層弱土成為能承擔(dān)較大荷載的地基持力層。9第9頁(yè)，共44頁(yè)。一、土的壓實(shí)原理 大量工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究表明，控制土的壓實(shí)效果的主要因素是：土的

4、含水量，壓實(shí)機(jī)械及其壓實(shí)功能等。土的壓實(shí)效果常用干密度d（單位土體積內(nèi)土粒的質(zhì)量）來(lái)衡量。10第10頁(yè)，共44頁(yè)。 1.最優(yōu)含水量 對(duì)粘性土，當(dāng)壓實(shí)功能和條件相同時(shí)，土的含水量過(guò)大或過(guò)小，土體都不易壓實(shí)，只有把土的含水量調(diào)整到某一適宜值時(shí)，才能收到最佳的壓實(shí)效果。 在一定壓實(shí)機(jī)械的功能條件下，土最易于被壓實(shí)，并能達(dá)到最大密度時(shí)的含水量，稱(chēng)為最優(yōu)含水量wop，相應(yīng)的干密度則稱(chēng)為最大干密度dmax。11第11頁(yè)，共44頁(yè)。wd0dmaxwop12第12頁(yè)，共44頁(yè)。 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明：最優(yōu)含水量wop與土的塑限wp有關(guān)，大致為wop=wp+2%。土中粘土礦物含量大，則最優(yōu)含水量大。 2.壓實(shí)功能 對(duì)于

5、同類(lèi)土，隨著壓實(shí)功能的變化，最大干密度和最優(yōu)含水量也隨之變化。當(dāng)壓實(shí)功能較小時(shí)，土壓實(shí)后的最大干密度較小，對(duì)應(yīng)的最優(yōu)含水量則較大；反之，干密度較大，對(duì)應(yīng)的最優(yōu)含水量則較小。13第13頁(yè)，共44頁(yè)。第3節(jié) 換土墊層法 當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿(mǎn)足上部荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換土墊層法來(lái)處理軟弱土地基，即將基礎(chǔ)下一定深度內(nèi)的土層挖去，然后回填以強(qiáng)度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密實(shí)。14第14頁(yè)，共44頁(yè)。 實(shí)踐證明：換土墊層可以有效地處理某些荷載不大的建筑物地基問(wèn)題。換土墊層按其回填的材料可分為砂墊層、碎石墊層、灰土墊層等。 砂墊層的主要作用： 1.提高淺基礎(chǔ)下地基的承載力； 2.

6、減少沉降量； 3.加速基底下軟弱土層的排水固結(jié)； 4.防止凍脹； 5.消除膨脹土的脹縮作用。15第15頁(yè)，共44頁(yè)。第4節(jié) 排水固結(jié)預(yù)壓法 排水固結(jié)預(yù)壓法是利用地基土排水固結(jié)的特性，通過(guò)施加預(yù)壓荷載，并增設(shè)各種排水條件（砂井和排水墊層等排水體），以加速飽和軟粘土固結(jié)發(fā)展的一種軟土地基處理方法。16第16頁(yè)，共44頁(yè)。ceabce0ebae17第17頁(yè)，共44頁(yè)。 土層的排水固結(jié)效果和它的排水邊界條件有關(guān)。當(dāng)土層厚度相對(duì)于荷載寬度比較小時(shí)，土層中孔隙水向上下面透水層排出而使土層發(fā)生固結(jié)，稱(chēng)為豎向排水固結(jié)。根據(jù)固結(jié)理論，粘性土固結(jié)所需時(shí)間與排水距離的平方成正比。因此，為了加速土層的固結(jié)，最有效的方

7、法是增加土層的排水途徑，縮短排水距離。18第18頁(yè)，共44頁(yè)。豎向排水情況砂井地基排水情況19第19頁(yè)，共44頁(yè)。 排水固結(jié)預(yù)壓法主要適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土及其他飽和軟粘土。對(duì)于砂類(lèi)土和粉土，因其透水性良好，無(wú)需用此法處理。一、堆載預(yù)壓法二、砂井堆載預(yù)壓法三、真空預(yù)壓法20第20頁(yè)，共44頁(yè)。第5節(jié) 擠密法和振沖法 在砂土中，通過(guò)機(jī)械振動(dòng)擠壓或加水振動(dòng)可以使土密實(shí)。擠密法和振沖法就是利用這個(gè)原理發(fā)展起來(lái)的兩種地基加固方法。21第21頁(yè)，共44頁(yè)。一、擠密法 擠密法的加固機(jī)理主要靠樁管打入地基中，對(duì)土產(chǎn)生橫向擠密作用，在一定擠密功能作用下，土粒彼此移動(dòng)，小顆粒填入大顆粒的空隙，顆粒排列緊密，孔

8、隙體積減少，地基土的強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。所以擠密法主要是使松軟土地基擠密，改善土的強(qiáng)度和變形特性。 22第22頁(yè)，共44頁(yè)。二、振沖法 振沖法是利用一個(gè)振沖器，在高壓水流的作用下邊振邊沖，使松砂地基變密；或在粘性土地基中成孔，在孔中填入碎石制成一根根的樁體，這樣的樁體和原來(lái)的土構(gòu)成復(fù)合地基。 在砂土中和粘性土中振沖法的加固機(jī)理是不同的。在砂土中主要是振動(dòng)擠密和振動(dòng)液化作用；在粘性土中主要是振沖置換作用，置換的樁體與土組成復(fù)合地基。23第23頁(yè)，共44頁(yè)。第6節(jié) 強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯法是用幾噸至幾十噸的重錘從高處落下，反復(fù)多次夯擊地面，對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。這種強(qiáng)大的夯擊力在地基中產(chǎn)生動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)，從夯擊點(diǎn)發(fā)

9、出縱波和橫波，向地基縱深方向傳播，使地基淺層和深處產(chǎn)生不同程度的加固作用。24第24頁(yè)，共44頁(yè)。第7節(jié) 深層攪拌法 深層攪拌法（Deep Mixing MethodDMM）是一種化學(xué)加固地基的方法。它通過(guò)特制機(jī)械各種深層攪拌機(jī)，沿深度將固化劑（水泥漿、水泥粉或石灰粉，外摻一定的添加劑）與地基土強(qiáng)制就地?cái)嚢?，利用固化劑自身及其與地基土之間所產(chǎn)生的一25第25頁(yè)，共44頁(yè)。系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使地基土硬結(jié)成為具有整體性、水穩(wěn)定性、較低滲透性和一定強(qiáng)度的復(fù)合土樁（體），或與地基土構(gòu)成復(fù)合地基，從而提高軟土地基的承載力、減小地基的變形。26第26頁(yè)，共44頁(yè)。(a)定位 (b)噴漿(粉)攪拌下沉 (

10、c)攪拌上升(d)重復(fù)噴漿(粉)攪拌下沉 (e)重復(fù)攪拌上升(完畢)(a)(b)(c)(d)(e)27第27頁(yè)，共44頁(yè)。 深層攪拌法按固化主劑的不同可分為水泥系深層攪拌法和石灰系深層攪拌法；按施工工藝又可分為漿體噴射深層攪拌法和粉體噴射深層攪拌法。 水泥系深層攪拌法所形成的固化土稱(chēng)為水泥土（水泥加固土），影響水泥土強(qiáng)度的主要因素有： 1.水泥摻入比28第28頁(yè)，共44頁(yè)。 水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻入比的增大而增大。當(dāng)aw5%時(shí)，由于水泥與土的固化反應(yīng)過(guò)弱，對(duì)于提高地基土的強(qiáng)度效果不明顯。工程上常用的aw約為725%。29第29頁(yè)，共44頁(yè)。 水泥土的強(qiáng)度增長(zhǎng)率在不同的摻入量區(qū)域、不同的

11、齡期時(shí)段內(nèi)是不相同的，而且原狀土不同，水泥土的強(qiáng)度增長(zhǎng)率也不同。 30第30頁(yè)，共44頁(yè)。31第31頁(yè)，共44頁(yè)。 2.齡期 水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著齡期的增長(zhǎng)而增大，其強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律不同于混凝土，一般在T28d后強(qiáng)度仍有較大增長(zhǎng)。直到90d后其強(qiáng)度增長(zhǎng)率逐漸變緩。所以，以齡期90天作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。32第32頁(yè)，共44頁(yè)。33第33頁(yè)，共44頁(yè)。 3.地基土的含水量 當(dāng)水泥摻入比相同時(shí)，水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著含水量的降低而增大。含水量的降低使水泥土的密實(shí)性得到增強(qiáng)，從而提高了強(qiáng)度。 4.水泥標(biāo)號(hào) 水泥土的強(qiáng)度隨水泥標(biāo)號(hào)的提高而增大。在水泥摻入比相同的條件下，水泥標(biāo)號(hào)每提高100號(hào)，水泥土的無(wú)

12、側(cè)限抗壓強(qiáng)度約增大2030。34第34頁(yè)，共44頁(yè)。 5.添加劑 不同的添加劑對(duì)水泥土強(qiáng)度有著不同的影響，選用合適的添加劑可以提高水泥土強(qiáng)度或節(jié)省水泥用量。在水泥系深層攪拌法中，常選用木質(zhì)素磺酸鈣、石膏和三乙醇胺等添加劑。添加劑對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響程度可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。35第35頁(yè)，共44頁(yè)。 6土中的有機(jī)質(zhì)含量 由于有機(jī)質(zhì)使土壤具有較大的水容量和塑性，較大的膨脹性和低滲透性，并使土壤具有酸性，這些因素都會(huì)阻礙水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行，影響水泥土的固化，從而降低水泥土的強(qiáng)度。因此，有機(jī)質(zhì)含量的增高將會(huì)明顯地降低水泥土的強(qiáng)度。36第36頁(yè)，共44頁(yè)。37第37頁(yè)，共44頁(yè)。第8節(jié) 高壓噴射注漿法 高壓噴

13、射注漿法（High Pressure Jet Grouting）是利用高壓射流技術(shù)，噴射化學(xué)漿液，破壞地基土體，并強(qiáng)制土與化學(xué)漿液混合，形成具有一定強(qiáng)度的加固體，來(lái)處理軟弱地基的一種方法。38第38頁(yè)，共44頁(yè)。 按注漿噴射形式的不同，加固體的形狀不同。噴射形式主要有： 1.旋轉(zhuǎn)噴射注漿； 2.定向噴射注漿； 3.搖擺噴射注漿。 39第39頁(yè)，共44頁(yè)。 高壓噴射注漿法在工程上的應(yīng)用主要有兩方面： 1.加固地基，提高建筑物地基的承載力，改善地基的變形性質(zhì)，既可應(yīng)用于擬建建筑物的地基處理，又可應(yīng)用于已建建筑物的事故處理。 2.地基或土體的防滲處理，形成防滲帷幕，防止?jié)B流破壞、流土或管涌。40第4

14、0頁(yè)，共44頁(yè)。第9章 內(nèi)容勘誤1.p359：倒數(shù)第13行“砂墊層底面的附加應(yīng)力由式（9-3a）得”（6-25）2.p360：9-4節(jié)下第4行“固結(jié)預(yù)壓法的基本原理可用圖9-6來(lái)說(shuō)明”9-541第41頁(yè)，共44頁(yè)。3.p373：倒數(shù)第4行“土粒便向低墊能位置轉(zhuǎn)移，.”勢(shì)4.p386：倒數(shù)第11行“（1）按土泥土配方的原理，.”水42第42頁(yè)，共44頁(yè)。第9章 重點(diǎn)內(nèi)容1.軟土的物理力學(xué)性質(zhì)及其工程特性2.各種地基處理方法的基本原理43第43頁(yè)，共44頁(yè)。樹(shù)立質(zhì)量法制觀(guān)念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。7月-227月-22Friday, July 29, 2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。03:42:

15、3403:42:3403:427/29/2022 3:42:34 AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。7月-2203:42:3403:42Jul-2229-Jul-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。03:42:3403:42:3403:42Friday, July 29, 2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。7月-227月-2203:42:3403:42:34July 29, 2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年7月29日3:42 上午7月-227月-22追求至善憑技術(shù)開(kāi)拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹(shù)立形象。29 七月 20223:42:34 上午03:42:347月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。七月 223:42 上午7月-2203:42July 29, 2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/7/29 3