第三章軟土地基第六講

第三章軟土地基第六講第一頁，共34頁。三、軟土地基處理二、軟土地基沉降規(guī)律1、在施加荷載初期，沉降速率由小到大，隨著時間增長，沉降的速率由大變小，沉降過程趨于穩(wěn)定。

2、高路堤沉降過程中，有一個明顯的沉降速率增大的階段，在沉降曲線上表現(xiàn)為沉降曲線的斜率明顯增加

3.1概述圖6.1.1路堤沉降過程比較第二頁，共34頁。三、軟土地基處理

三、軟土地基處治方法穩(wěn)定性處治的方法：墊層處理法(表層排水，砂墊層，土工聚合物，加固土)；反壓護道法；慢速加載法(控制路堤填筑速度)等。沉降處治的方法：路堤加載法(等載或超載)和垂直排水法(砂井、袋裝砂井、塑料排水板法)等。綜合處治方法：擠密砂樁法、振動置換法(碎石樁、鋼渣樁)和加固土樁(水泥粉噴樁)等。3.1概述第三頁，共34頁。一、淺層處治法淺層處治法：路床處理深度一般小于5.Om的軟土地基1．硬殼層補強法對于粘土硬殼層下臥砂性軟土，縱向排水條件較差、路基填土高度較低(2.5m以下)及濕陷性黃土地基的處理較為經(jīng)濟適用三、軟土地基處理方法振動碾壓、沖擊壓實及夯壓等方式

改變土層厚度和物理力學指標

第四頁，共34頁。一、淺層處治法2．砂石擠淤法適用于湖塘河底等積水洼地1）采用較大的片石(直徑不宜小于30cm)，拋石從中部開始，逐次向兩旁展開，使淤泥向兩邊擠出，在片石高出水位50cm后，采用重型壓實機械碾壓、夯壓。

2）采用填砂或石屑擠淤，擠淤從中部開始向兩旁展開。

三、軟土地基處理方法第五頁，共34頁。一、淺層處治法

3．墊層法在軟土地基上鋪設厚度為0.5～1.2m的砂礫層，以保證所需的排水能力三、軟土地基處理方法6-7砂墊層斷面圖第六頁，共34頁。一、淺層處治法4．置換法對于軟土厚度不大，埋藏淺，無硬殼層，路床承載力低及路基填土高度不大的路段輔以等載或超載預壓較為適用。一般在路基填土高度5m以下，路床承載力標準值在100kPa以下時，換填80cm，承載力標準值在50kPa以下時，換填120～150cm。當?shù)叵滤坏陀趽Q填基底高程，軟土透水性差，路堤填土高度在2.5m以下時，可采用改良土等隔水型材料換填。當?shù)叵滤桓?，軟土滲水性好，路堤填土高度較大時，宜選用透水性材料換填以加快軟土層固結。置換法通常輔以土工布或土工格柵以擴散應力，減少總沉降量及工后不均勻沉降。三、軟土地基處理方法第七頁，共34頁。置換法將基礎底面以下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后分層填入強度較大的砂、碎石、素土、灰土及其它性能穩(wěn)定和無侵蝕性的材料，并夯實至要求的密實度。換填法在古今應用都十分廣泛。長城的城墻基礎的地基用灰土處理。換填材料砂墊層碎石墊層素土墊層干渣墊層粉煤灰墊層施工機械碾壓法重錘夯實法振動壓實法4、置換法三、軟土地基處理方法第八頁，共34頁。4、置換法6.2軟土地基處理方法各種墊層的承載力施工方法換填材料類別壓實系數(shù)λc承載力標準值碾壓或振密碎石、卵石0.94～0.97200～300砂夾石200～250土夾石150～200中砂、粗砂、礫砂150～200粘性土和粉土（8<Ip<14)）130～180灰土0.93～0.95200～250重錘夯實

土或灰土0.93～0.95150～200第九頁，共34頁。由兩種剛度不同材料組成共同承受上部荷載并協(xié)調(diào)變形的人工地基。二、復合地基變形協(xié)調(diào)指樁和土變形一致共同變形。按材料分類散體樁復合地基柔性樁復合地基剛性樁復合地基砂樁碎石樁土樁灰土樁石灰樁粉噴樁旋噴樁樹根樁CFG樁三、軟土地基處理方法第十頁，共34頁。1）、定義：砂樁指用振動或沖擊荷載在軟弱地基中成孔后，再將砂擠壓入土中形成的大直徑密實柱體。

2）、適用范圍：松散砂土、人工填土、粉土和雜填土地基。3）、作用：提高地基強度、降低壓縮性，或消除地基液化性。建筑物以變形為控制條件，則砂樁處理后的軟弱地基需經(jīng)預壓，消除沉降后可作建筑物地基。

1、砂樁二、復合地基4）、砂樁成樁采用振動或沖擊方法，樁管對周圍砂土產(chǎn)生很大橫向擠壓力，將地基中等于樁管體積的砂擠向周圍砂層，這種強制擠密使砂土相對密度Dr增加，孔隙比e減小，摩擦角φ提高，地基承載力fk增大，同時消除液化

第十一頁，共34頁。1）、置換作用：粘土多為蜂窩結構，成樁過程中受到擾動后，強度降低，起不到擠密加固作用，砂樁加固主要是利用砂樁本身強度形成復合地基，提高地基的承載力和地基的整體穩(wěn)定性。

2）、排水作用蜂窩狀結構絮狀結構粘性土的滲透系數(shù)小，在10-7～10-4cm/s的范圍內(nèi)。砂土的滲透系數(shù)達10-3cm/s，所以設置砂土后，減少了軟弱地基土的排水距離，加快固結速率，有助于地基強度的提高。

1、砂樁軟弱粘性土中的加固機理砂樁二、復合地基第十二頁，共34頁。粘性土地基中砂樁從中間向外圍或隔排施工

在振動機作用下，把帶有底蓋的套管打入到規(guī)定深度，然后投入砂料，排砂入土，并振動密實成樁。

對樁位

打樁投砂排砂

振密

再投料

成樁二、復合地基1、砂樁振動成樁法

第十三頁，共34頁。2碎石樁定義：指用振動、沖擊、或水力等方法在軟弱地基中成孔后，再將碎石擠入土中形成大直徑的由碎石所構成的密實柱體。加固機理：砂土、粉土和碎石土起置換和擠密作用；粘土和填土，置換作用。工程應用：軟弱地基處理、堤壩邊坡加固、消除液化性、消除黃土濕陷性。分類：振沖碎石樁和干法碎石樁。適用土性：砂土、粉土、粘性土、軟土、填土，但對不排水剪強度小于20kpa的軟土地基使用要慎重。二、復合地基第十四頁，共34頁。就位：清理平整施工場地，布置樁位。振沖器對準樁位。

分段成樁成孔：啟動水泵和振沖器，水壓400～600kpa，水量可用200～400l/min，直至達到設計處理深度以上0.3～0.5m。清孔，如果不清孔，泥漿比重大，碎石下降慢不易密實。

提出加料，將振沖器沉入填料中振密，振密判斷標準：電流超過規(guī)定密實電流，達不到標準繼續(xù)向孔內(nèi)加填料。

2碎石樁振沖置換法第十五頁，共34頁。1、定義：利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制深層攪拌機械就地在地基深部將軟土和固化劑強制拌和，使軟土硬結成加固體，從而提高地基強度和增大變形模量。2、用途：（1）建筑物或構筑物地基；（2）進行大面積地基加固，防止碼頭岸壁的滑動，基坑開挖擋土，抗隆起；（3）加固道路、橋梁；（4）地下防滲墻，阻止地下水的滲透。3、特點：（1）基本不存在擠土效應，對周圍地基擾動小。（2）可根據(jù)不同的土質和工程設計要求，合理選擇固化劑及配方，應用靈活。（3）施工無振動，噪音小，可在市區(qū)和建筑物密集地區(qū)施工。3深層攪拌樁第十六頁，共34頁。分類標準類別主要特點固化劑材料種類水泥土深層攪拌法噴射水泥漿或霧狀粉體石灰粉體深層攪拌法噴射霧狀石灰粉體固化劑材料形態(tài)漿液噴射深層攪拌法噴射水泥漿粉體噴射深層攪拌法噴射霧狀石灰粉體或水泥粉體、石灰水泥混合粉體3深層攪拌樁第十七頁，共34頁。1、樁機定位2、預攪下沉，使攪拌機沿導向架切土下沉。3、提升噴漿攪拌4、重復上下攪拌5、完畢（一）漿液噴射深層攪拌法（二）粉體噴射攪拌法1、鉆機就位2、預攪下沉3、到達設計深度4、提升攪拌噴射5、樁孔成型3深層攪拌樁第十八頁，共34頁。3深層攪拌樁第十九頁，共34頁。4排水固結法1、定義：在建筑物建造前，對天然地基或對以設置豎向排水體的地基加載預壓，使土體固結沉降基本完成或完成大部分，從而提高地基土強度的一種方法。砂井塑料排水板豎向排水體水平排水體：砂墊層排水系統(tǒng)加壓系統(tǒng)堆載法真空法降水法電滲法2、對象：軟粘土、吹填土、松散粉土、新近沉積土

3、工程應用：路堤、倉庫、罐體、飛機跑道、輕型建筑第二十頁，共34頁。排水固結法就是其應用。建造建筑物前預先對地基施加荷載，使地基完成大部分沉降，抗剪強度也得到提高；卸荷后，再建建筑物，地基在建筑物荷載作用下產(chǎn)生沉降將大大減少。排水固結法關鍵在于排出孔隙水，使孔隙減少及有效應力增加，從而產(chǎn)生固結沉降。粘性土固結所需的時間為時間因數(shù)固結系數(shù)第二十一頁，共34頁。3.5特殊路基施工3.軟土地基的加固措施及其施工（1）塑料排水板法塑料排水板是帶有孔道的板狀物體，插入土中形成豎向排水通道，改善了地基的排水條件、縮短了排水途徑。第二十二頁，共34頁。3.5特殊路基施工（2）砂井是利用打樁機具擊入鋼管，或利用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼，再向孔中灌入中、粗砂，形成砂柱的加固形式。1）砂井的特點在軟弱地基層中，設置砂井作為豎向排水體，在堆土加載的情況下，使土體中的水沿豎向排水體排出，從而加速了土壤固結和地基沉降，提高了地基的強度。第二十三頁，共34頁。3.5特殊路基施工2）砂井施工的方法主要有套管法、射水法和螺旋成孔法三種。套管法砂井的施工過程第二十四頁，共34頁。3.5特殊路基施工（3）袋裝砂井是普通砂井的發(fā)展與提高，為了既縮小砂井的直徑，又能保證施工的順利實施，利用透水性良好的網(wǎng)狀織物制作的袋子（其直徑一般為7～12cm），向袋中裝滿砂子，沉入井內(nèi)的軟土地基加固方法。袋裝砂井的施工方法根據(jù)裝砂的順序不同有兩種：一種方法是裝有空袋（底部裝有20～30cm的砂）的導管，按設計的井位就位，然后灌砂。另一種方法是將灌好干砂的砂袋，在沉管前全部裝入管中。第二十五頁，共34頁。3.5特殊路基施工袋裝砂井（后裝砂法）施工工藝流程圖

第二十六頁，共34頁。四、砂井設計1、直徑及間距砂井有效排水范圍內(nèi)等效直徑，30-50cm砂井直徑井徑比普通砂井取6～8袋裝砂井或塑料排水板取15～202、深度：壓縮層不厚時，砂井應貫穿壓縮土層壓縮層深厚時，由附加壓力和自重應力之比為0.1～0.2處定。第二十七頁，共34頁。3、砂井排列正方形：正三角形：4、砂井布置范圍及砂墊層砂井布置范圍一般比建筑物基礎外擴大2～4m或更大，并在砂頂面鋪設砂墊層，形成一個連續(xù)的有一定厚度的砂墊層，厚度可達0.3～0.5m；水下施工時，可取0.8～1.0m。一、水平排水墊層的施工1、墊層材料：砂墊層砂料宜用中粗砂，滲透系數(shù)不低于1×10-3cm/s，含泥量小于5%，無雜質，無有機質；砂料中可混有少量粒徑小于50mm的石粒。不宜用粉砂或細砂；砂墊層的干密度應大于1.5t/m3

第二十八頁，共34頁。2、水平排水系統(tǒng)的設置在水平墊層預壓區(qū)應設置與砂墊層相連的盲溝，盲溝可平行布置，并與集水井相連。若砂粒來源較困難，可用網(wǎng)狀布置的砂溝代替整片砂墊層，并與集水井相連。砂溝的寬度為2～3倍砂井直徑，一般深度40～60cm。3、墊層厚度：30～50cm。明溝盲溝二、豎向排水體的施工1、砂井材料第二十九頁，共34頁。采用中粗砂，其滲透系數(shù)宜大于1×10-2cm/s，砂料應干凈，含泥量不超過3%。2、施工順序砂井的作用是為地基土提供良好的排水