土木工程新技术、新方法课件.ppt

1、土木工程新技术、新方法土木工程新技术、新方法系统可靠度系统可靠度)(p系统可靠度系统可靠度 系统可靠度现行定义为：一个系统在规定的使系统可靠度现行定义为：一个系统在规定的使用期间内，在预期工作条件下，能正常工作的概用期间内，在预期工作条件下，能正常工作的概率可记为：率可记为：代表该结构使用期间在预定条件下代表该结构使用期间在预定条件下“正常正常工作工作”这一随机事件。这一随机事件。利用可靠度进行工程设计，具有以下明显的优越性利用可靠度进行工程设计，具有以下明显的优越性可靠度表现了安全和经济的统一可靠度表现了安全和经济的统一可靠度协调了近期投资和长远效益可靠度协调了近期投资和长远效益可靠度指标是

2、工程设计的综合性约束条件可靠度指标是工程设计的综合性约束条件土木工程新技术、新方法土木工程新技术、新方法地基加固新技术地基加固新技术一、一、地基处理的目的地基处理的目的二、二、地基处理技术的国内外发展情况地基处理技术的国内外发展情况三、三、地基处理的基本方法地基处理的基本方法四、四、换填法换填法五、五、石灰桩石灰桩六、六、水泥土搅拌法水泥土搅拌法（搅拌桩）（搅拌桩）七、七、高压喷射注浆高压喷射注浆八、八、土钉墙技术土钉墙技术结束一、地基处理的目的一、地基处理的目的 利用各种方法对地基土进行加固，利用各种方法对地基土进行加固，用以改变地基土的工程特性。用以改变地基土的工程特性。二、地基处理技术的

3、国内外发展情况二、地基处理技术的国内外发展情况 近近40年，国外在地基处理方面发展十分迅速，年，国外在地基处理方面发展十分迅速，老方法得到改善，新方法不断涌现。老方法得到改善，新方法不断涌现。从从提高土的抗拉强度提高土的抗拉强度土的土的“加筋法加筋法”土工聚合物土工聚合物从从如何有利于排水和加速固结如何有利于排水和加速固结 砂井预压砂井预压 塑性排水带塑性排水带 强夯法强夯法 振动水冲法振动水冲法另外：另外：真空泵的问世真空泵的问世建立了建立了“真空预压法真空预压法”20000KPa压缩空气机问世压缩空气机问世“高压喷射注浆法高压喷射注浆法”从从如何进行深层密实处理如何进行深层密实处理三、地基

4、处理的基本方法三、地基处理的基本方法（一）地基处理的基本方法（一）地基处理的基本方法 垫层垫层法法 换土垫层法换土垫层法 强夯挤淤法强夯挤淤法1、换填法、换填法 振冲置换法振冲置换法（碎石桩法）（碎石桩法）置换法置换法 石灰置换法石灰置换法 强夯置换法强夯置换法 水泥粉煤灰碎石桩法水泥粉煤灰碎石桩法 相对整体相对整体部分部分（复合地基）（复合地基）表层压实法表层压实法 重锤夯实法重锤夯实法 强夯法强夯法 2、法法 振冲挤压法振冲挤压法 土桩法土桩法 砂桩法砂桩法 爆破法爆破法（一）地基处理的基本方法（续）（一）地基处理的基本方法（续）振密振密挤压挤压以上除以上除表层压实法表层压实法外，均属外，

5、均属“深层密实深层密实”塑料排水带法塑料排水带法 填载预压法填载预压法 砂井法砂井法 真空预压法真空预压法 降低地下水位法降低地下水位法 电渗排水法电渗排水法3、排水（固结）法、排水（固结）法（一）地基处理的基本方法（续）（一）地基处理的基本方法（续）土工聚合物土工聚合物 加筋土加筋土4、加筋法、加筋法 土层锚杆土层锚杆 土钉土钉 树根桩法树根桩法（一）地基处理的基本方法（续）（一）地基处理的基本方法（续）注浆法注浆法5、胶结法、胶结法 高压喷射注浆法高压喷射注浆法 水泥土搅拌法水泥土搅拌法（深层搅拌法）（深层搅拌法）冻结法冻结法 烧结法烧结法 锚杆静压桩锚杆静压桩 沉降控制复合法沉降控制复合

6、法 6、冷热处理法、冷热处理法7、其它、其它（一）地基处理的基本方法（续）（一）地基处理的基本方法（续）（二）新技术、新方法（二）新技术、新方法以上以上黄色加斜体黄色加斜体的方法的方法 四、换填法四、换填法1、概述、概述处理深度（处理深度（0.53m），在国外属于），在国外属于“压实压实”的地表处理范畴。的地表处理范畴。质量取决于换填材料及压实方法。其质量取决于换填材料及压实方法。其“压实压实”可认为是由于排除空气而使空隙减小，它不同于可认为是由于排除空气而使空隙减小，它不同于“固结固结”，“固结固结”是由于排除孔隙水而使空隙是由于排除孔隙水而使空隙体积减少。体积减少。提高地基承载力提高地基承

7、载力 减少沉降量减少沉降量垫层的作用垫层的作用 加速软弱土层的排水固结加速软弱土层的排水固结 防止冻胀防止冻胀 消除膨胀土的胀缩作用消除膨胀土的胀缩作用2、适用范围、适用范围适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。3、垫层厚度的确定、垫层厚度的确定pz+pcqfzPz：垫层底面处的附加应力设计值（：垫层底面处的附加应力设计值（kpa）Pcq：垫层底面处土的自重应力标准值（：垫层底面处土的自重应力标准值（kpa）fz：经深度修正后垫层底面处土层的地基载：经深度修正后垫层底面处土层的

8、地基载 承力设计值（承力设计值（kpa）PzPcq垫层回填土4、垫层宽度的确定、垫层宽度的确定 以满足基础底面应力扩散和防止垫层向两以满足基础底面应力扩散和防止垫层向两侧挤出的原则进行设计。一般按下式或当地经侧挤出的原则进行设计。一般按下式或当地经验确定：验确定：b b+2b+2z zt tananb:垫层底面宽度（垫层底面宽度（m）b:基础底面宽度（基础底面宽度（m）:垫层的压力扩散角（垫层的压力扩散角（）5、垫层施工方法、垫层施工方法机械碾压法（分层碾压）机械碾压法（分层碾压）重锤夯实法重锤夯实法平板振动法平板振动法五、石灰桩五、石灰桩 块灰灌入法块灰灌入法（亦称石灰桩法）（亦称石灰桩法）

9、1、分类、分类 粉灰搅拌法（亦称石灰柱法）粉灰搅拌法（亦称石灰柱法）石灰浆压力喷注法石灰浆压力喷注法 2、加固机理、加固机理 桩间土桩间土：成孔挤密、膨胀挤密、脱水挤密：成孔挤密、膨胀挤密、脱水挤密 桩桩 身身：用掺合料防止石灰桩中心软弱：用掺合料防止石灰桩中心软弱 复合地基复合地基 3、适用范围、适用范围 主要适用于杂填土、素填土、一般粘性土、主要适用于杂填土、素填土、一般粘性土、淤泥质土和淤泥及透水性小的粉土。淤泥质土和淤泥及透水性小的粉土。对于透水性大的砂土和砂质粉土，以及超高对于透水性大的砂土和砂质粉土，以及超高含水量的软土（含水量的软土（W130%）则不适用。）则不适用。4、桩径、桩

10、径：一般为：一般为150400mm5、桩距及布置：、桩距及布置：一般为一般为3倍桩径倍桩径 平面布置平面布置：梅花形或正方形：梅花形或正方形6、桩长、桩长 取决于石灰桩的加固目的和上部结构的条件取决于石灰桩的加固目的和上部结构的条件:若为形成一层压缩小的垫层，则桩长较小，若为形成一层压缩小的垫层，则桩长较小，一般一般2 24 4m m若为减少沉降若为减少沉降,则需较长的桩长则需较长的桩长若为解决深层滑动问题若为解决深层滑动问题,则桩需穿过滑动面则桩需穿过滑动面六、水泥土搅拌法（搅拌桩）六、水泥土搅拌法（搅拌桩）1、概述、概述 水泥土搅水泥土搅拌法是用于加拌法是用于加固饱和粘性土固饱和粘性土地基

11、的一种新地基的一种新方法。方法。左图左图 SJB-1型深层双轴搅拌机型深层双轴搅拌机右图右图 GZB-600型深层单轴搅拌机型深层单轴搅拌机水泥土搅拌法的优点：水泥土搅拌法的优点：最大限量地利用了原土最大限量地利用了原土不产生侧向挤出，对周围建筑物影响小不产生侧向挤出，对周围建筑物影响小施工时无振动、无噪声、无污染施工时无振动、无噪声、无污染加固后重度变化不明显，对软弱下卧层不加固后重度变化不明显，对软弱下卧层不致产生附加沉降致产生附加沉降降低造价降低造价2、水泥渗入比、水泥渗入比%100被加固软土的湿重掺加的水泥重量wa被加固土的体积掺加的水泥重量水泥掺量一般选用一般选用720%或或一般采用

12、一般采用180250kg/m33、单桩竖向承载力的设计计算、单桩竖向承载力的设计计算pppsdkqAluqp值天然地基土承载力标准桩的截面积天然地基土折减系数桩长桩周长桩间土平均摩擦力：q：A：l：u：qppps4、复合地基承载力、复合地基承载力kspdkkspfmARmf,)1(主要通过现场复合地基载荷试验确定，主要通过现场复合地基载荷试验确定，也可按下式计算：也可按下式计算：桩间承载力标准值桩间土承载力折减系数桩的截面积单桩竖向承载力标准值面积置换率：f：A：Rm：ksPdk,水泥土搅拌法施工工艺流程图水泥土搅拌法施工工艺流程图七、高压喷射注浆七、高压喷射注浆1、概述、概述 60年代始于日

13、本，它是利用钻机把带有喷年代始于日本，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为设备使浆液或水成为2040mpa的高压射流从喷的高压射流从喷嘴中喷射出，冲出破坏土体，同时钻杆以一定嘴中喷射出，冲出破坏土体，同时钻杆以一定的速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌的速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。（1）型式）型式 高压喷射注浆法所形成的固体形状与喷射流移高压喷射注浆法所形成的固体形状与喷射流移动方向有关，一般分以下三种型式：动方向有关，一

14、般分以下三种型式：旋喷旋喷：形成圆柱体，移为旋喷桩：形成圆柱体，移为旋喷桩 定喷定喷：形成板状、壁状：形成板状、壁状 摆喷摆喷：形成厚墙状：形成厚墙状高压喷射注浆的三种型式高压喷射注浆的三种型式单管法：喷浆单管法：喷浆 二重管法：喷浆、喷气二重管法：喷浆、喷气三重管法：喷水、气、浆三重管法：喷水、气、浆多重管法：喷水、气、浆、真空抽多重管法：喷水、气、浆、真空抽!（2）喷射工）喷射工 艺类型艺类型单单管管法法高高压压喷喷射射注注浆浆示示意意图图二重管法高压喷射注浆示意图二重管法高压喷射注浆示意图三三重重管管法法高高压压喷喷射射注注浆浆示示意意图图2、适用范围、适用范围土质适用范围土质适用范围

15、主要适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性主要适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填写土和碎石土、粉土、黄土、砂土、人工填写土和碎石土等地基。土等地基。对地下水流速过大，无充填岩溶地段、对地下水流速过大，无充填岩溶地段、永冻土以及对水涨有严重腐蚀的地基，均不永冻土以及对水涨有严重腐蚀的地基，均不宜采用。宜采用。工程使用范围工程使用范围a、增加地基强度、增加地基强度b、挡土围堰及地下工程建设、挡土围堰及地下工程建设c、增大土的摩擦力和粘聚力、增大土的摩擦力和粘聚力d、减少振动、防止液化、减少振动、防止液化e、防渗帷幕、防渗帷幕（如下图）（如下图）上：保护邻近建筑物上：保护邻近建筑物

16、下：防止基坑底部隆起下：防止基坑底部隆起上：地下管道或涵洞护推上：地下管道或涵洞护推拱拱下：防止小型坍方滑坡下：防止小型坍方滑坡上：坝基防渗上：坝基防渗右：右：帷帷幕幕井井筒筒左：防止眉构和左：防止眉构和 地下水管道地下水管道 漏水漏气漏水漏气上图：地下连续墙补缺上图：地下连续墙补缺下图：防止涌砂冒水下图：防止涌砂冒水3、加固土直径、加固土直径单管旋喷单管旋喷 d0.30.8m 三重管旋喷三重管旋喷 d0.71.8m多重管旋喷多重管旋喷 d2.04.0m二重管二重管八、土钉墙技术八、土钉墙技术1、概述、概述 二钉墙由被加固土体、放置在土中的土二钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。钉体和面板组成。70年代后发展起来。年代后发展起来。2、适用范围、适用范围a、对标准贯入击数、对标准贯入击数 1010或相对密度低于或相对密度低于0.30.3的砂的砂土边坡，不经济土边坡，不经济b、对不均匀系数、对不均匀系数 C18，常挂网，常挂网国外土钉施工专利方法国外土钉施工专利方法喷栓系统喷栓系统1-高频锤高频锤 1-高压水泥浆泵高压水泥浆泵 3-土钉土钉 4-预加固的土层预加固的土层