西安思源学院城市建设学院土力学与地基基础课件 地基处理.pptVIP

第九章 地基处理 §9.1 地基处理概述 §9.2 换土垫层法 §9.3 排水固结法 §9.4 强夯法 §9.5 砂石桩挤密法 §9.6 振冲法 §9.7 化学加固法 主要内容 §9.1 地基处理概述 地基处理的目的 地基处理的目的是采取各种地基处理方法以改善地基土的 工程性质，使其满足工程建设的需要。这些措施包括以下五 个方面内容： （1）改善剪切特性，增加地基土的抗剪强度。 （2）改善压缩特性。 （3）改善透水特性。 （4）改善土的动力特性。 （5）改善特殊土的不良地基特性。主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。 地基处理方法分类、方案选择 §9.2 换土垫层法 换填法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分 层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和 无侵蚀性的材料，并夯实（或振实）至要求的密实度。 1、换填法主要作用包括： ① 提高持力层的强度，并将建筑物基底压力扩散到垫层以下的 软弱地基，使软弱地基土中所受应力减小到该软弱地基土的承 载力范围内，从而满足强度要求； ② 垫层置换了软弱土层，从而可减少地基的变形量； ③ 加速软土层的排水固结。 ④ 防止冻胀。 ⑤ 对湿陷性黄土、膨胀土等特殊土，处理的目的是为了消除或 部分消除地基土的湿陷性、胀缩性等。 2、 垫层的设计要点 按换填材料的不同，将垫层分为砂垫层、碎石垫层、素土垫 层、煤渣垫层和粉煤灰垫层等。 砂垫层设计的主要内容是确定断面的合理厚度和宽度。 ， θ （1）厚度的确定： 垫层厚度一般应根据垫层底部软弱下卧层的承载能力确定， 垫层底面处的附加压力值 通常可按简化的压力扩散角法计算。 垫层压力扩散角 条形基础时： 矩形基础时： 在具体计算时，可先假设一个垫层厚度，然后进行验算。如 不满足，应重新假定一个厚度进行验算，直至满足要求为止。 垫层厚度不宜大于3m，太厚施工较困难，而太薄（0.5m） 则换填垫层的作用不显著。 （2）宽度的确定: 垫层的宽度除应满足应力扩散的要求外，对条形基础，可 按下式计算： 底宽确定后，再根据开挖基坑所要求的坡度延伸至地面，即 得垫层的设计断面。垫层顶面宽度一般宜超出基础底边不小 于300mm。 垫层的承载力应通过现场试验确定，当无实验资料时，可 按下表选用，并验算下卧层承载力。 各种垫层的承载力表 3、垫层材料选择 （1）砂石 应选用级配良好的中粗砂，含泥量不超过3％，并应除去树 皮、草皮等杂质。若用细砂，应掺入30％～50％的碎石，碎石 最大粒径不宜大于50mm。 （2）粘土（均质土） 土料中有机质含量不得超过5％，亦不得含有冻土或膨胀 土。当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。 （3）素土 素土土料中有机质含量不得超过5％，亦不得含有冻土或膨 胀土，不得夹有砖、瓦和石块等渗水材料，碎石粒径不得大于 50mm。 § 9.3 排水固结法 排水固结法是利用地基排水固结的特性，通过施加预压荷 载，并增设各种排水条件（砂井和排水垫层等排水体），使土 体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步 提高的一种软土地基处理方法。 根据所施加的预压荷载不同，排水固结法可分为堆载预压 法、真空预压法和联合预压法。 1、堆载预压加固机理 在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体 积随之逐渐减少，地基发生固结变形。同时随着超静水压力逐 渐消散，有效应力逐渐提高，地基土强度就逐渐增长。 基础工程 2、堆载预压法设计 堆载预压法处理地基的设计应包括下列内容： ①选择竖向排水井，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度； ②确定预压区范围、预压荷载大小、荷载分级、加载速率和预压 时间； ③计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形。 （1）竖向排水井尺寸 竖向排水井直径： 竖向排水井分普通砂井、袋装砂井和塑料排水带。普通砂井 直径可取300～500mm，袋装砂井直径可取70～120mm。塑料 排水带已标准化，一般相当于直径60～70mm。 （2）砂井或塑料排水带间距： 通常砂井的间距可按井径比选用，井径比按下式确定： 普通砂井的间距可按=6～8选用； 袋装砂井或塑料排水带的间距可按=15～22选用。 （3）竖井排列方式： 一根竖井的有效排水圆柱体的直径和 竖井间距的关系按下列规定取用： 梅花形布置： 正方形布置： 由于梅花形排列较正方形紧凑和有 效，应用较多。 竖井的布置范围应稍大于建筑物基 础范围，扩大的范围可由基础轮廓线 向外增大2～4m。 （4）砂井深度： 砂井的深度应根据建筑物对地基的稳定性和变形要求确 定。对以地基抗滑稳定性控制的工程，砂井深度至少应超过最 危险滑动面2m 。对以沉降控制的建筑物，如压缩土层厚