軟弱土地基處理方法課件

1、軟弱土地基處理軟弱土地基處理軟弱土地基處理第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) 高壓噴射注漿法軟弱土地基處理第1節(jié) 概述第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為軟弱土地基。 淤泥、淤泥質(zhì)土在工程上統(tǒng)稱為軟土，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)。第1節(jié) 概 述 軟弱土系指淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土 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：w

2、wl壓縮系數(shù)高滲透系數(shù)小抗剪強(qiáng)度低靈敏度高具有明顯的流變性 軟土：指在靜水或非常緩慢物理力學(xué)特性軟土的天然孔隙比大： 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 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)間而增長的現(xiàn)象。淤泥：e1.5淤泥質(zhì)土：1.5 e1.0軟土工程特性 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，要求對軟土地基進(jìn)行處理。 由于軟土地基的上述工程特性，

3、所以在軟土地基上修建建筑 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。 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 地基處理的原則：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。沒有哪一種方法是萬能的，對于每一個(gè)工程都必須進(jìn)行綜合考慮，通過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。 地基處理的原則：地基處理有許多方法，各種方法都有各自 軟弱土地基處理方法編號分類處理方法原理及作用適用范圍1碾壓及夯實(shí)重錘夯實(shí)，機(jī)械碾壓，振動(dòng)壓實(shí)，強(qiáng)夯利

4、用壓實(shí)原理，通過機(jī)械碾壓夯擊，把表層地基土壓實(shí)；強(qiáng)夯則利用強(qiáng)大的夯擊能，在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，迫使土動(dòng)力固結(jié)密實(shí)。適用于：碎石土，砂土，粉土，低飽和度的粘性土，雜填土等。對飽和粘性土應(yīng)慎用。2換土墊層砂石墊層，素土墊層，灰土墊層，礦渣墊層。以砂石、素土、灰土、礦渣等強(qiáng)度較高的材料置換地基表層軟弱土，提高持力層承載力，擴(kuò)散應(yīng)力，減少沉降量。適用于：處理暗溝、暗塘等軟弱土地基。 軟弱土地基處理方法編號分類處理方法原理及作用適用范圍碾 軟弱土地基處理方法編號分類處理方法原理及作用適用范圍3排水固結(jié)天然地基預(yù)壓，砂井預(yù)壓，塑料排水帶預(yù)壓，真空預(yù)壓，降水預(yù)壓。在地基中增設(shè)豎向排水體，加速地基

5、的固結(jié)和強(qiáng)度的增長，提高地基的穩(wěn)定性；加速沉降發(fā)展，使基礎(chǔ)沉降提前完成。適用于：處理飽和軟弱土層。對滲透性極低的泥炭土，必須慎重對待。4振密擠密振沖擠密，爆破擠密，灰土擠密樁，砂樁，石灰樁采用一定的技術(shù)措施，通過振動(dòng)和擠密，使土體的孔隙減少，強(qiáng)度提高；必要時(shí)，在振動(dòng)擠密的過程中，回填砂、礫石、灰土、素土等，與地基土組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少沉降量。適用于：處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土。 軟弱土地基處理方法編號分類處理方法原理及作用適用范圍排 軟弱土地基處理方法編號分類處理方法原理及作用適用范圍5置換及拌入振沖置換，深層攪拌，高壓噴射注漿，石灰樁等。采用專門的技術(shù)措施，以砂、碎

6、石等置換軟弱土地基中部分軟弱土，或在部分軟弱土地基中摻加水泥、石灰或砂漿等形成加固體，與未處理部分土組成復(fù)合地基，減少沉降量。適用于：處理粘性土、沖填土、粉砂、細(xì)砂等。振沖置換法對于不排水剪強(qiáng)度Cu20kpa時(shí)慎用。6加筋土工聚合物加筋，錨固樹根樁，加筋土。在地基或土體中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、鋼片等加筋材料，使地基或土體能承受抗拉力，防止斷裂，保持整體性，提高剛度，改變土體的應(yīng)力、應(yīng)變場，從而提高地基承載力，改善變形特性。適用于：處理軟弱土地基、填土及陡坡填土、砂土。 軟弱土地基處理方法編號分類處理方法原理及作用適用范圍置 軟弱土地基處理方法編號分類處理方法原理及作用適用范圍7其它灌漿，凍

7、結(jié)，托換技術(shù)，糾偏技術(shù)。通過獨(dú)特的技術(shù)措施處理軟弱土地基。根據(jù)實(shí)際情況確定。 軟弱土地基處理方法編號分類處理方法原理及作用適用范圍其第2節(jié) 夯實(shí)法及碾壓法 通過夯錘或機(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)過處理的表層弱土成為能承擔(dān)較大荷載的地基持力層。第2節(jié) 夯實(shí)法及碾壓法 通過夯錘或機(jī)械，夯擊或碾壓填一、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）來衡量。一、土的壓實(shí)原理 1.最

8、優(yōu)含水量 對粘性土，當(dāng)壓實(shí)功能和條件相同時(shí)，土的含水量過大或過小，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，稱為最優(yōu)含水量wop，相應(yīng)的干密度則稱為最大干密度dmax。 1.最優(yōu)含水量wd0dmaxwopwd0dmaxwop 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 對于同類土，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，對應(yīng)的最優(yōu)含水量則較大；反之

9、，干密度較大，對應(yīng)的最優(yōu)含水量則較小。 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明：最優(yōu)含水量第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、不能滿足上部荷載對地基的要求時(shí)，常采用換土墊層法來處理軟弱土地基，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)。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、 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.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。 實(shí)踐證明：

10、換土墊層可以第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。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ceabce0ebaeceabce0ebae 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)，最有效的方法是增加土層的排水途徑，縮短排水距離。 土層的排水固結(jié)效果和它的排水邊界條件有

11、關(guān)。當(dāng)土層厚度豎向排水情況砂井地基排水情況豎向排水情況砂井地基排水情況 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。對于砂類土和粉土，因其透水性良好，無需用此法處理。一、堆載預(yù)壓法二、砂井堆載預(yù)壓法三、真空預(yù)壓法 排水固結(jié)預(yù)壓法主要適用第5節(jié) 擠密法和振沖法 在砂土中，通過機(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)展起來的兩種地基加固方法。第5節(jié) 擠密法和振沖法 在砂土中，通過機(jī)械振動(dòng)擠壓或一、擠密法 擠密法的加固機(jī)理主要靠樁管打入地基中，對土產(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，孔隙體積減少，地基

12、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。 一、擠密法二、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。二、振沖法第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)出縱波和橫波，向地基縱深方向傳播，使地基淺層

13、和深處產(chǎn)生不同程度的加固作用。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第7節(jié) 深層攪拌法 深層攪拌法（Deep MixiMethodDMM）是一種化學(xué)加固地基的方法。它通過特制機(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。第7節(jié) 深層攪拌法 深層攪拌法（Deep MixiM(a)定位 (b)噴漿(粉)攪拌下沉 (c)攪拌上升(d)

14、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)(a)定位 (b)噴漿(粉)攪拌下沉 (c)攪拌上升(a 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 深層攪拌法按固化主劑的 水泥土的無側(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)過弱，對于提高地基土的強(qiáng)度效果不明顯。工程上常用的aw約為725%。 水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻入比的增大而增大。當(dāng)a

15、水泥土的強(qiáng)度增長率在不同的摻入量區(qū)域、不同的齡期時(shí)段內(nèi)是不相同的，而且原狀土不同，水泥土的強(qiáng)度增長率也不同。 水泥土的強(qiáng)度增長率在不軟弱土地基處理方法 2.齡期 水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著齡期的增長而增大，其強(qiáng)度增長規(guī)律不同于混凝土，一般在T28d后強(qiáng)度仍有較大增長。直到90d后其強(qiáng)度增長率逐漸變緩。所以，以齡期90天作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。 2.齡期軟弱土地基處理方法 3.地基土的含水量 當(dāng)水泥摻入比相同時(shí)，水泥土的無側(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 水泥土的強(qiáng)度隨水泥標(biāo)號的提高而增大。在水泥摻入比相同的條件下，水泥標(biāo)號每提高10

16、0號，水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度約增大2030。 3.地基土的含水量 5.添加劑 不同的添加劑對水泥土強(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。添加劑對水泥土強(qiáng)度的影響程度可通過試驗(yàn)來確定。 5.添加劑 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。 6土中的有機(jī)質(zhì)含量軟弱土地基處理方法第8節(jié) 高壓噴射注漿法 高壓噴射注漿法（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