软弱土地基处理.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,软弱土地基处理,软弱土地基处理内容,第,1,节 概述,第,2,节 夯实法及碾压法,第,3,节 换土垫层法,第,4,节 排水固结预压法,第,5,节 挤密法和振冲法,第,6,节 强夯法,第,7,节 深层搅拌法,第,8,节 高压喷射注浆法,第,1,节 概 述,软弱土,系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱土组成的地基称为,软弱土地基,。,淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土，其具有特殊的物理力学性质，从而导致了其特有的工程性质。,软土：指在静水或非常缓慢,的流水环境中沉积，经生物化学,作用下形成的软弱土。,物理力学特性软土的,天然孔隙比大,：,e,1,天然含水量高,：,w,w,l,压缩系数高,渗透系数小,抗剪强度低,灵敏度高,具有明显的流变性,淤泥：,e,1.5,淤泥质土：,1.5,e,1.0,软土,工程特性,软土地基的,地基承载力低,建筑物的沉降和差异沉降较大,建筑物沉降历时长,流变：在应力不变的情况下，,土体的剪应变和体应变仍随时间,而增长的现象。,由于软土地基的上述工程特性，所以在软土地基上修建建筑物，必须重视地基的,变形,和,稳定,问题。由于软土地基的承载力较低，如果不做任何处理，一般不能承受较大的建筑物荷载。因此在软土地基上建造建筑物，要求对软土地基进行处理。,地基处理的目的,主要是改善地基的工程性质，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度等。,地基处理的原则,：地基处理有许多方法，各种方法都有各自的特点和作用机理。没有哪一种方法是万能的，对于每一个工程都必须进行综合考虑，通过几种可能采用的地基处理方案的比较，选择一种,技术可靠,、,经济合理,、,施工可行,的方案，既可以是单一的地基处理方法，也可以是多种地基处理方法的综合。,软弱土地基处理方法,编号,分类,处理方法,原理及作用,适用范围,1,碾压及夯实,重锤夯实，机械碾压，振动压实，强夯,利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地基土压实；强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实。,适用于：碎石土，砂土，粉土，低饱和度的粘性土，杂填土等。对饱和粘性土应慎用。,2,换土垫层,砂石垫层，素土垫层，灰土垫层，矿渣垫层。,以砂石、素土、灰土、矿渣等强度较高的材料置换地基表层软弱土，提高持力层承载力，扩散应力，减少沉降量。,适用于：处理暗沟、暗塘等软弱土地基。,软弱土地基处理方法,编号,分类,处理方法,原理及作用,适用范围,3,排水固结,天然地基预压，砂井预压，塑料排水带预压，真空预压，降水预压。,在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和强度的增长，提高地基的稳定性；加速沉降发展，使基础沉降提前完成。,适用于：处理饱和软弱土层。对渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待。,4,振密挤密,振冲挤密，爆破挤密，灰土挤密桩，砂桩，石灰桩,采用一定的技术措施，通过振动和挤密，使土体的孔隙减少，强度提高；必要时，在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量。,适用于：处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。,软弱土地基处理方法,编号,分类,处理方法,原理及作用,适用范围,5,置换及拌入,振冲置换，深层搅拌，高压喷射注浆，石灰桩等。,采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺加水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未处理部分土组成复合地基，减少沉降量。,适用于：处理粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。振冲置换法对于不排水剪强度,Cu20kpa,时慎用。,6,加筋,土工聚合物加筋，锚固树根桩，加筋土。,在地基或土体中埋设强度较大的土工聚合物、钢片等加筋材料，使地基或土体能承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变土体的应力、应变场，从而提高地基承载力，改善变形特性。,适用于：处理软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土。,软弱土地基处理方法,编号,分类,处理方法,原理及作用,适用范围,7,其它,灌浆，冻结，托换技术，纠偏技术。,通过独特的技术措施处理软弱土地基。,根据实际情况确定。,第,2,节 夯实法及碾压法,通过夯锤或机械，夯击或碾压填土、疏松土层，使其,孔隙体积减少,、,密实程度提高,，这种作用称为,压实,。压实能降低土的压缩性、提高其抗剪强度、减弱土的透水性，使经过处理的表层弱土成为能承担较大荷载的地基持力层。,一、土的压实原理,大量工程实践和试验研究,表明，控制土的压实效果的主要因素是：,土的含水量,，,压实机械,及其,压实功能,等。土的压实效果常用,干密度,d,（单位土体积内土粒的质量）来衡量。,1.,最优含水量,对粘性土，当压实功能和,条件相同时，土的含水量过大或过小，土体都不易压实，只有把土的含水量调整到某一适宜值时，才能收到最佳的压实效果。,在一定压实机械的功能条件下,，土最易于被压实，并能达到最大密度时的含水量，称为,最优含水量,w,op,，相应的干密度则称为,最大干密度,dmax,。,w,d,0,dmax,w,op,试验统计表明：最优含水量,w,op,与土的塑限,w,p,有关，大致为,w,op,=,w,p,+2%,。土中粘土矿物含量大，则最优含水量大。,2.,压实功能,对于同类土，随着压实功能的变化，最大干密度和最优含水量也随之变化。当压实功能较小时，土压实后的最大干密度较小，对应的最优含水量则较大；反之，干密度较大，对应的最优含水量则较小。,第,3,节 换土垫层法,当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用,换土垫层法,来处理软弱土地基，即将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。,实践证明：换土垫层可以,有效地处理某些荷载不大的建,筑物地基问题。换土垫层按其回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层等。,砂垫层的主要作用：,1.,提高浅基础下地基的承载力；,2.,减少沉降量；,3.,加速基底下软弱土层的排水固结；,4.,防止冻胀；,5.,消除膨胀土的胀缩作用。,第,4,节 排水固结预压法,排水固结预压法,是利用地基土排水固结的特性，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），以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。,c,e,a,b,c,e,0,e,b,a,e,土层的排水固结效果和它的排水边界条件,有关。当土层厚度相对于荷载宽度比较小时，土层中孔隙水向上下面透水层排出而使土层发生固结，称为,竖向排水固结,。根据固结理论，,粘性土固结所需时间与排水距离的平方成正比,。因此，为了加速土层的固结，最有效的方法是增加土层的排水途径，缩短排水距离。,竖向排水情况,砂井地基排水情况,排水固结预压法主要适用,于处理淤泥、淤泥质土及其他,饱和软粘土。对于砂类土和粉土，因其透水性良好，无需用此法处理。,一、堆载预压法,二、砂井堆载预压法,三、真空预压法,第,5,节 挤密法和振冲法,在砂土中，通过机械振动挤压或加水振动可以使土密实。挤密法和振冲法就是利用这个原理发展起来的两种地基加固方法。,一、挤密法,挤密法的加固机理主要靠,桩管打入地基中，对土产生横向挤密作用，在一定挤密功能作用下，土粒彼此移动，小颗粒填入大颗粒的空隙，颗粒排列紧密，孔隙体积减少，地基土的强度也随之增强。所以挤密法主要是使松软土地基挤密，改善土的强度和变形特性。,二、振冲法,振冲法是利用一个振冲器，,在高压水流的作用下边振边冲，使松砂地基变密；或在粘性土地基中成孔，在孔中填入碎石制成一根根的桩体，这样的桩体和原来的土构成复合地基。,在砂土中和粘性土中振冲法的加固机理是不同的。在砂土中主要是,振动挤密,和,振动液化作用,；在粘性土中主要是,振冲置换作用,，置换的桩体与土组成复合地基。,第,6,节 强夯法,强夯法是用几吨至几十吨的重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。这种强大的夯击力在地基中产生动应力和振动，从夯击点发出纵波和横波，向地基纵深方向传播，使地基浅层和深处产生不同程度的加固作用。,第,7,节 深层搅拌法,深层搅拌法（,Deep MixiMethodDMM,）是一种化学加固地基的方法。它通过特制机械,各种深层搅拌机，沿深度将固化剂（水泥浆、水泥粉或石灰粉，外掺一定的添加剂）与地基土强制就地搅拌，利用固化剂自身及其与地基土之间所产生的一系列物理、化学反应，使地基土硬结成为具有整体性、水稳定性、较低渗透性和一定强度的复合土桩（体），或与地基土构成复合地基，从而提高软土地基的承载力、减小地基的变形。,(a),定位,(b),喷浆,(,粉,),搅拌下沉,(c),搅拌上升,(d),重复喷浆,(,粉,),搅拌下沉,(e),重复搅拌上升,(,完毕,),(a),(b),(c),(d),(e),深层搅拌法按固化主剂的,不同可分为水泥系深层搅拌法,和石灰系深层搅拌法；按施工工艺又可分为浆体喷射深层搅拌法和粉体喷射深层搅拌法。,水泥系深层搅拌法所形成的固化土称为水泥土（水泥加固土），影响水泥土强度的主要因素有：,1.,水泥掺入比,水泥土的无侧限抗压强度随水泥掺入比的增大而增大。当,a,w,5%时，,由于水泥与土的固化反应过弱，,对于提高地基土的强度效果不明显。工程上常用的,a,w,约为,725%,。,水泥土的强度增长率在不,同的掺入量区域、不同的龄期,时段内是不相同的，而且原状土不同，水泥土的强度增长率也不同。,2.,龄期,水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大，其强度增长规律不同于混凝土，一般在,T,28d,后强度仍有较大增长。直到,90d,后其强度增长率逐渐变缓。所以，以龄期,90,天作为标准强度。,3.,地基土的含水量,当水泥掺入比相同时，水,泥土的无侧限抗压强度随着含水量的降低而增大。含水量的降低使水泥土的密实性得到增强，从而提高了强度。,4.,水泥标号,水泥土的强度随水泥标号的提高而增大。在水泥掺入比相同的条件下，水泥标号每提高,100,号，水泥土的无侧限抗压强度约增大,20,30,。,5.,添加剂,不同的添加剂对水泥土强度,有着不同的影响，选用合适的添加剂可以提高水泥土强度或节省水泥用量。在水泥系深层搅拌法中，常选用木质素磺酸钙、石膏和三乙醇胺等添加剂。添加剂对水泥土强度的影响程度可通过试验来确定。,6,土中的有机质含量,由于有机质使土壤具有较大,的水容量和塑性，较大的膨胀性和低渗透性，并使土壤具有酸性，这些因素都会阻碍水泥水化反应的进行，影响水泥土的固化，从而降低水泥土的强度。因此，有机质含量的增高将会明显地降低水泥土的强度。,第,8,节 高压喷射注浆法,高压喷射注浆法,（,High Pressure Jet Grouting,）是利用高压射流技术，喷射化学浆液，破坏地基土体，并强制土与化学浆液混合，形成具有一定强度的加固体，来处理软弱地基的一种方法。,按注浆喷射形式的不同，,加固体的形状不同。喷射形,式主要有：,1.,旋转喷射注浆,；,2.,定向喷射注浆,；,3.,摇摆喷射注浆,。,高压喷射注浆法在工程上,的应用主要有两方面：,1.,加固地基，提高建筑物地基的承载力，改善地基的变形性质，既可应用于拟建建筑物的地基处理，又可应用于已建建筑物的事故处理。,2.,地基或土体的防渗处理，形成防渗帷幕，防止渗流破坏、流土或管涌。,