软弱土地基处理课件.ppt
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- 软弱 土地 处理 课件
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1、1软弱土地基处理软弱土地基处理2第第1节节 概述概述第第2节节 夯实法及碾压法夯实法及碾压法第第3节节 换土垫层法换土垫层法第第4节节 排水固结预压法排水固结预压法第第5节节 挤密法和振冲法挤密法和振冲法第第6节节 强夯法强夯法第第7节节 深层搅拌法深层搅拌法第第8节节 高压喷射注浆法高压喷射注浆法3第第1节节 概概 述述 软弱土软弱土系指淤泥、淤泥质土和部分冲系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱土组成的地基称为土组成的地基称为软弱土地基软弱土地基。淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土,淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土,其具有特殊的物理
2、力学性质,从而导致了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。其特有的工程性质。4 软土:指在静水或非常缓慢软土:指在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,经生物化学的流水环境中沉积,经生物化学作用下形成的软弱土。作用下形成的软弱土。物理力学特性物理力学特性软土的软土的天然孔隙比大天然孔隙比大:e1天然含水量高天然含水量高:wwl压缩系数高压缩系数高渗透系数小渗透系数小抗剪强度低抗剪强度低灵敏度高灵敏度高具有明显的流变性具有明显的流变性5淤泥:淤泥:e1.5淤泥质土:淤泥质土:1.5 e1.0软土软土工程特性工程特性软土地基的软土地基的地基承载力低地基承载力低建筑物的沉降和差异沉降较大建
3、筑物的沉降和差异沉降较大建筑物沉降历时长建筑物沉降历时长 流变:在应力不变的情况下,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土体的剪应变和体应变仍随时间而增长的现象。而增长的现象。6 由于软土地基的上述工程由于软土地基的上述工程特性,所以在软土地基上修建特性,所以在软土地基上修建建筑物,必须重视地基的建筑物,必须重视地基的变形变形和和稳定稳定问题。问题。由于软土地基的承载力较低,如果不做任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。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,要求对软因此在软土地基上建造建筑物,要求对软土地基进行
4、处理。土地基进行处理。7 地基处理的目的地基处理的目的主要是改主要是改善地基的工程性质,包括改善善地基的工程性质,包括改善地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度等。强度等。8 地基处理的原则地基处理的原则:地基处:地基处理有许多方法,各种方法都有理有许多方法,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,选择一种案的比较,选择一种技术可靠技术可靠、经济合理经济合理、施
5、工可行施工可行的方案,既可以是单一的地基处的方案,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理方法,也可以是多种地基处理方法的综合。合。9第第2节节 夯实法及碾压法夯实法及碾压法 通过夯锤或机械,夯击或碾压填土、通过夯锤或机械,夯击或碾压填土、疏松土层,使其疏松土层,使其孔隙体积减少孔隙体积减少、密实程度密实程度提高提高,这种作用称为,这种作用称为压实压实。压实能降低土。压实能降低土的压缩性、提高其抗剪强度、减弱土的透的压缩性、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。较大荷载的地基持力层。10一、土的
6、压实原理一、土的压实原理 大量工程实践和试验研究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:表明,控制土的压实效果的主要因素是:土的含水量土的含水量,压实机械压实机械及其及其压实功能压实功能等。等。土的压实效果常用土的压实效果常用干密度干密度 d(单位土体积(单位土体积内土粒的质量)来衡量。内土粒的质量)来衡量。11 1.最优含水量最优含水量 对粘性土,当压实功能和对粘性土,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。某一适宜值时,
7、才能收到最佳的压实效果。在一定压实机械的功能条件下在一定压实机械的功能条件下,土最,土最易于被压实,并能达到最大密度时的含水易于被压实,并能达到最大密度时的含水量,称为量,称为最优含水量最优含水量wop,相应的干密度则,相应的干密度则称为称为最大干密度最大干密度 dmax。12w d0 dmaxwop13 试验统计表明:最优含水量试验统计表明:最优含水量wop与土的塑限与土的塑限wp有关,大致为有关,大致为wop=wp+2%。土中粘土矿物含量大,则最。土中粘土矿物含量大,则最优含水量大。优含水量大。2.压实功能压实功能 对于同类土,随着压实功能的变化,对于同类土,随着压实功能的变化,最大干密度
8、和最优含水量也随之变化。当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,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。干密度较大,对应的最优含水量则较小。14第第3节节 换土垫层法换土垫层法 当建筑物基础下的持力层比较软弱、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,常采不能满足上部荷载对地基的要求时,常采用用换土垫层法换土垫层法来处理软弱土地基,即将基来处理软弱土地基,即将基础下一定深度内的土层挖去,然后回填以础下一定深度内的土层挖去,然后回填以强度
9、较高的砂、碎石或灰土等,并夯至密强度较高的砂、碎石或灰土等,并夯至密实。实。15 实践证明:换土垫层可以实践证明:换土垫层可以有效地处理某些荷载不大的建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。可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层等。砂垫层的主要作用:砂垫层的主要作用:1.提高浅基础下地基的承载力;提高浅基础下地基的承载力;2.减少沉降量;减少沉降量;3.加速基底下软弱土层的排水固结;加速基底下软弱土层的排水固结;4.防止冻胀;防止冻胀;5.消除膨胀土的胀缩作用。消除膨胀土的胀缩作用。16第第4节节 排水固
10、结预压法排水固结预压法 排水固结预压法排水固结预压法是利用地基土排水固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),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以加速饱和软粘土固结发展的一种软土地基处理方法。基处理方法。17 ceabce0 e b a e18 土层的排水固结效果和它土层的排水固结效果和它的排水边界条件的排水边界条件有关。当土层有关。当土层厚度相对于荷载宽度比较小时,土层中孔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隙水向上下面透水层排出
11、而使土层发生固结,称为结,称为竖向排水固结竖向排水固结。根据固结理论,。根据固结理论,粘性土固结所需时间与排水距离的平方成粘性土固结所需时间与排水距离的平方成正比正比。因此,为了加速土层的固结,最有。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,缩短排效的方法是增加土层的排水途径,缩短排水距离。水距离。19竖向排水情况竖向排水情况砂井地基排水情况砂井地基排水情况20 排水固结预压法主要适用排水固结预压法主要适用于处理淤泥、淤泥质土及其他于处理淤泥、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。水性良好,无需用此法处
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