cA軟弱地基處理

1、軟弱地基處理1概 述 軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。在建筑地基的局部范圍內(nèi)有高壓縮性土層時，應(yīng)按局部軟弱土層考慮。 由于軟土具有強度較低、壓縮性較高和透水性很小等特性，因此在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基的變形和穩(wěn)定問題。在軟弱土地基上的建筑物往往會出現(xiàn)地基強度和變形不能滿足設(shè)計要求的問題，因而常常需要采取措施，進行地基處理。處理的目的是要提高軟弱地基的強度，保證地基的穩(wěn)定，降低軟弱土的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降。 從土力學的角度來看，軟弱地基存在以下四方面的問題： 1.穩(wěn)定問題 2.沉降問題 3.液化問題 4.滲透問題 2概 述地基

2、處理的對象1軟弱地基 2 不良地基 天然孔隙比大： e1 濕陷性黃土 天然含水量高 膨脹土 壓縮系數(shù)高 泥炭土地基 滲透系數(shù)小 多年凍土地基 抗剪強度低 巖溶與土洞地基 靈敏度高 具有明顯的流變性3機械壓實法一、土的壓實原理 大量工程實踐和試驗研究 表明，控制土的壓實效果的主要因素是：土的含水量，壓實機械及其壓實功能等。土的壓實效果常用干密度d（單位土體積內(nèi)土粒的質(zhì)量）來衡量。方法：分層碾壓法 適用于地下水位以上，大面積回填壓實，也可用于含水率較低的素填土或雜填土地基處理振動壓實法 適用于松散狀態(tài)的砂土、砂性雜填土、含少量粘性土的建筑垃圾、工業(yè)廢料和爐灰填土地基4最優(yōu)含水量 對粘性土，當壓實功

3、能和 條件相同時，土的含水量過大或過小，土體都不易壓實，只有把土的含水量調(diào)整到某一適宜值時，才能收到最佳的壓實效果。 在一定壓實機械的功能條件下，土最易于被壓實，并能達到最大密度時的含水量，稱為最優(yōu)含水量wop，相應(yīng)的干密度則稱為最大干密度dmax。 試驗統(tǒng)計表明：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5強 夯 法 采用80400kN的重錘，從很高處(820m)自由落下，對土體進行強力夯實的方法。這是在重錘夯實法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項技術(shù)。 強夯法是用很大的沖擊能，使土體中出現(xiàn)沖擊波和很大的應(yīng)力，致使孔隙被壓縮，土體局部液化，夯實點

4、周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好排水通道，土體迅速固結(jié)。最大加固深度可達1112m或更大。 此法不僅能加固陸上土層，也能加固水中土層；適用于多種土類：粗粒土、低飽和度的細粒土、雜填土、素填土、濕陷性黃土；不僅能提高地基承載力，也可防止地基液化。對于飽和細粒土，要慎用。 6強 夯 法強夯施工可按下列步驟進行：1）清理并平整施工場地； 2）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；3）起重機就位，使夯錘對準夯點位置； 4）測量夯前錘頂高程；5）將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時將坑底整平； 6）按設(shè)計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準，完成一個夯點的

5、夯擊重復(fù)步驟3）至6），完成第一遍全部夯點的夯擊； 7）用推土機將夯坑填平，并測量場地高程； 8）在規(guī)定的時間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。7強 夯 法設(shè)計1、 強夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當?shù)亟?jīng)驗確定。在缺少試驗資料或經(jīng)驗時可按下表預(yù)估。單擊夯擊能（KNm）碎石土、砂土等粉土、黏性土、濕陷性黃土等1000 5.06.0 4.05.02000 6.07.0 5.06.03000 7.08.0 6.07.04000 8.09.0 7.08.05000 9.09.5 8.08.56000 9.510.0 8.59.0注：強

6、夯法的有效加固深度應(yīng)從起夯面算起8強 夯 法2、強夯的單位夯擊能量，應(yīng)根據(jù)地基土類別、結(jié)構(gòu)類型荷載大小和要求處理的深度等綜合考慮，并通過現(xiàn)場試夯確定。在一般情況下，對于粗顆粒土可取10003000KNm/m2；細顆粒土可取15004000KNm/m2.3、夯點的夯擊次數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，且應(yīng)同時滿足下列條件：A.最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，當單擊夯擊能量較大時不大于100mm.B.夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起。C.不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。9強 夯 法4、夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，一般情況下，可采用23遍，最后再以低能量夯擊一遍。對于滲透性弱的

7、細粒土，必要時夯擊遍數(shù)可適當增加。5、兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時間間隔。間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間。當缺少實測資料時，可根據(jù)地基土的滲透性確定，對于滲透性較差的黏性土地基的間隔時間，應(yīng)不少于34周；對于滲透性好的地基土可連續(xù)夯擊。6、夯擊點位置可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型，采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯擊點間距可取59m，以后各遍夯擊點間距可與第一遍相同，也可適當減小。對于處理深度較大或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點間距宜適當增大。 7、強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍。每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計處理深度的1/2至2/3.并不宜小于3m. 8、根據(jù)初步確定的強夯參

8、數(shù)，提出強夯試驗方案，進行現(xiàn)場試夯。10換填墊層法 當建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對地基的要求時，常采用換填土墊層來處理軟弱地基。即將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強度較大的砂、砂石或灰土等，并分層夯實至設(shè)計要求的密實程度，作為地基的持力層。換填法適于淺層地基處理，處理深度可達23米。在飽和軟土上換填砂墊層時，砂墊層具有提高地基承載力，減小沉降量，防止凍脹和加速軟土排水固結(jié)的作用。本法的優(yōu)點是：可就地取材，施工方便，不需特殊的機械設(shè)備，既能縮短工期，又能降低造價，因此，得到較為普遍的應(yīng)用。 適用范圍換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、

9、暗塘等淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。 換填時應(yīng)根據(jù)建筑體型、結(jié)構(gòu)特點、荷載性質(zhì)和地質(zhì)條件，并結(jié)合施工機械設(shè)備與當?shù)夭牧蟻碓吹染C合分析，進行換填墊層的設(shè)計，選擇換填材料和夯壓施工方法。11換填墊層法加固機理 (1)置換作用。將基底以下軟弱土全部或部分挖出，換填為較密實材料，可提高地基承載力，增強地基穩(wěn)定。(2)應(yīng)力擴散作用?；A(chǔ)底面下一定厚度墊層的應(yīng)力擴散作用，可減小墊層下天然土層所受的壓力和附加壓力，從而減小基礎(chǔ)沉降量，并使下臥層滿足承載力的要求。(3)加速固結(jié)作用。用透水性大的材料作墊層時，軟土中的水分可部分通過它排除，在建筑物施工過程中，可加速軟土的固結(jié)，減小建筑物建成后的工后沉降。(4

10、)防止凍脹。由于墊層材料是不凍脹材料，采用換土墊層對基礎(chǔ)地面以下可凍脹土層全部或部分置換后，可防止土的凍脹作用。 因此，換填的目的就是：提高承載力，增加地基強度；減少基礎(chǔ)沉降；墊層采用透水材料可加速地基的排水固結(jié)。 12換填墊層法墊層設(shè)計 一墊層材料 (1)砂石。宜選用碎石、卵石、角礫、原礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑(粒徑小于2 mm的部分不應(yīng)超過總重的45)，應(yīng)級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜質(zhì)。當使用粉細砂或石粉(粒徑小于0.075mm的部分不應(yīng)超過總重的9)時，應(yīng)摻人不少于總重30的碎石或卵石。最大粒徑不宜大于50mm。 (2)粉質(zhì)黏土。土料中有機質(zhì)含量不得超過5，亦不得含有凍土或膨脹土。

11、當含有碎石時，其粒徑不宜大于50mm。用于濕陷性黃土地基或膨脹土地基的粉質(zhì)黏土墊層，土料中不得夾有磚、瓦和石塊。 (3)灰土。體積配合比宜為2：8或3：7。 (4)礦渣。墊層使用的礦渣是指高爐重礦渣，可分為分級礦渣、混合礦渣及原狀礦渣。礦渣墊層主要用于堆場、道路和地坪，也可用于小型建筑、構(gòu)筑物地基。 (5)其他工業(yè)廢渣。 13換填墊層法二墊層的寬度 墊層底面的寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴散的要求，并且要考慮墊層側(cè)面土的側(cè)向支承力來確定， 墊層底面寬度可按下式計算并根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗確定： bb+2ztan 式中：b為墊層底面寬度；為墊層的壓力擴散角，可按表采用，當zb0.25時，仍按表中zb=0.25取

12、值。整片墊層的寬度可根據(jù)施工的要求適當加寬。墊層頂面每邊宜超出基礎(chǔ)底邊不小于 300mm三墊層的厚度四墊層的承載力墊層的承載力宜通過現(xiàn)場載荷試驗確定，并應(yīng)進行軟弱下臥層驗算，驗算下臥層的承載力是否滿足要求。 14換填墊層法 施工方法和注意事項： 1） 墊層施工應(yīng)根據(jù)不同的換填材料選擇施工機械。2） 墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實遍數(shù)等宜通過實驗確定。除接觸下臥軟土層的墊層底部應(yīng)根據(jù)施工機械設(shè)備及下臥層土質(zhì)條件確定厚度外，一般情況下，墊層的分層鋪填厚度可取200300mm。為保證分層壓實質(zhì)量，應(yīng)控制機械碾壓速度。 3） 粉質(zhì)粘土和灰土墊層土料的施工含水量宜控制在最優(yōu)含水量wop2%范圍內(nèi)，粉煤灰墊層的施工含水量宜控制在wop4%的范圍內(nèi)。最優(yōu)含水量可通過擊實試驗確定，也可按當?shù)亟?jīng)驗取用。 4） 基坑開挖時應(yīng)避免坑底土層受到擾動，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪填墊層前再挖至設(shè)計標高。嚴禁擾動墊下的下臥層，防止其被踐踏、受凍或受水浸泡。在碎石或卵石墊層底部宜設(shè)置150300mm厚的砂墊層或鋪一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞，同時必須防止基坑邊坡坍土混入墊層。 15換填墊層法 5） 換填墊層施工應(yīng)注意基坑排水，除采用水撼法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必要時應(yīng)采用降低地下水位的措施。 6） 墊層底面宜設(shè)在同一標高上，如深度不同，基坑底土面應(yīng)挖成階