第十三章地基处理-唐

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1、第十三章第十三章 地基处理地基处理 第一节第一节 概概 述述 1.人工地基：人工地基：土木工程建设中，有时不可避免地遇到工土木工程建设中，有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软弱土地基，不能满足建筑物要求，需要程地质条件不良的软弱土地基，不能满足建筑物要求，需要先经过人工处理加固，再建造基础，处理后的地基称为人工先经过人工处理加固，再建造基础，处理后的地基称为人工地基。地基。 2. 地基处理的目的：地基处理的目的：是针对软土地基上建造建筑物可能是针对软土地基上建造建筑物可能产生的问题，采取人工的方法改善地基土的工程性质，达产生的问题，采取人工的方法改善地基土的工程性质，达到满足上部结构对地基稳

2、定和变形的要求。到满足上部结构对地基稳定和变形的要求。 3.地基处理方法的分类地基处理方法的分类物理处理物理处理化学处理化学处理热学处理热学处理置换置换排水排水挤密挤密加筋加筋搅拌搅拌灌浆灌浆热加固热加固冻结冻结4.地基处理对象地基处理对象软土地基和不良地基软土地基和不良地基 软土：软土：指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土，具有孔隙比大（一般大于粒土组成的土，具有孔隙比大（一般大于1）、）、天然含水量天然含水量高高（接近或大于接近或大于液限液限）、压缩性高、压缩性高（a

3、1-20.5MPa-1）和强度低的特点，多数还具有）和强度低的特点，多数还具有高灵敏度的结构性。主要包括高灵敏度的结构性。主要包括淤泥、淤泥质粘性淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。 淤泥淤泥是指天然含水量大于液限，天然孔隙比大于等于是指天然含水量大于液限，天然孔隙比大于等于1.5的粘性土；的粘性土； 淤泥质土淤泥质土是指天然孔隙比小于是指天然孔隙比小于1.5但大于等于但大于等于1.0的粘性土。的粘性土。 淤泥、淤泥质土淤泥、淤泥质土松砂松砂冲填土冲填土杂填土杂填土泥炭及泥炭质土泥炭及泥炭质土二、软土的工程特性二、软土的工程特性第二节第二节 碾压法

4、与夯实碾压法与夯实 法法 碾压夯实法对砂土地基及含水量在一定范围内的碾压夯实法对砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘性土软弱粘性土可提高其密实度和强度，减少沉降量。此可提高其密实度和强度，减少沉降量。此法也适用于加固法也适用于加固杂填土和黄土杂填土和黄土等。按采用夯实手段的等。按采用夯实手段的不同可对浅层或深层土起加固作用，常用的压实方法不同可对浅层或深层土起加固作用，常用的压实方法中浅层处理方法中浅层处理方法碾压法、重锤夯实法和振动压实法碾压法、重锤夯实法和振动压实法。深层处理的有强夯法深层处理的有强夯法(也称动力固结法）。也称动力固结法）。(一一)重锤夯实法重锤夯实法 重锤夯实法是运用起重

5、机械将重锤重锤夯实法是运用起重机械将重锤(一般不轻于一般不轻于15kN)提提到一定高度到一定高度(34m)然后锤自由落下，这样重复夯击地基，使然后锤自由落下，这样重复夯击地基，使它表层它表层(在一定深度内在一定深度内)夯击密实而提高强度。它夯击密实而提高强度。它适用于砂土、适用于砂土、稍湿的粘性土，部分杂填土、湿陷性黄土稍湿的粘性土，部分杂填土、湿陷性黄土等，是一种浅层的地等，是一种浅层的地基加固方法基加固方法。重锤的样式：重锤的样式：常为一截头圆锥体，重为常为一截头圆锥体，重为1530kN，锤底直径，锤底直径0.7m1.5m，锤底面自重静压力约为，锤底面自重静压力约为1525kPa，落距一般

6、采，落距一般采用用2.54.0m。 有效影响深度：有效影响深度：重锤夯实的有效影响深度与锤重、锤底直径、重锤夯实的有效影响深度与锤重、锤底直径、落距及地质条件有关。国内某地经验，一般砂质土，当锤重落距及地质条件有关。国内某地经验，一般砂质土，当锤重为为15kN，锤底直径，锤底直径1.15m，落距，落距34m时，夯击时，夯击68遍，夯击遍，夯击有效深度约为有效深度约为1.101.20m，为达到预期加固密实度和深度，为达到预期加固密实度和深度，应在现场进行试夯，确定需要的落距、夯击遍数等。应在现场进行试夯，确定需要的落距、夯击遍数等。 (二二) 机械碾压法机械碾压法 粘性土的压实，要求有较大的静压

7、力粘性土的压实，要求有较大的静压力，而，而对于对于无粘性土，振动荷载将会起更大的压无粘性土，振动荷载将会起更大的压密效果。密效果。 机械压密方法，除夯板机械压密方法，除夯板(也称重锤也称重锤)夯实外，夯实外，有效的压密厚度都比较小，有效的压密厚度都比较小，在地基处理中在地基处理中一般只用以作为地基表层处理，对于提高一般只用以作为地基表层处理，对于提高地基的承载力作用不大。地基的承载力作用不大。（三）振动压实法（三）振动压实法 振动压实法是使用振动压实机来处理无粘性土或振动压实法是使用振动压实机来处理无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基的一粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基的一种

8、方法。种方法。 有效振实深度为有效振实深度为1.21.5m。 第三节第三节 强夯法强夯法 强夯法亦称为动力固结法，是一种将较大的重锤强夯法亦称为动力固结法，是一种将较大的重锤(一般约一般约为为100400kN，最重达，最重达2000kN)从从1040m高处自由落下，高处自由落下，对较厚的软土层进行强力夯实的地基处理方法。对较厚的软土层进行强力夯实的地基处理方法。特点：特点：夯击能量大，因此影夯击能量大，因此影响深度也大。并具有工艺简单，响深度也大。并具有工艺简单，施工速度快、费用低、适用范施工速度快、费用低、适用范围广、效果好等优点。围广、效果好等优点。加固机理加固机理 强夯法加固地基有三种不

9、同的加固机理：强夯法加固地基有三种不同的加固机理： (1)动力密实动力密实 采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。体变得密实，从而提高地基土强度。 (2)动力固结动力固结 用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助于动力固结的理用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助于动力固结的理论，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固论，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高

10、。结。由于软土的触变性，强度得到提高。 (3)动力置换动力置换 动力置换可分为整式置换和桩式置换。动力置换可分为整式置换和桩式置换。 强夯法适用性：强夯法适用性：适用于适用于碎石类土、砂类土、杂碎石类土、砂类土、杂填土、低饱和粉填土、低饱和粉 土和粘土和粘 土、湿陷性黄土等地基的土、湿陷性黄土等地基的加固，效果较好加固，效果较好。对于。对于高饱和软粘土高饱和软粘土(淤泥及淤泥淤泥及淤泥质土质土) 强夯处理效果较差，但若强夯处理效果较差，但若结合夯坑内回填块结合夯坑内回填块石、碎石或其他粗粒料石、碎石或其他粗粒料，强行夯入，强行夯入 形成复合地基形成复合地基（称为（称为强夯置换或动力挤淤强夯置换

11、或动力挤淤），处理效果较好。），处理效果较好。 强夯法的设计强夯法的设计 (1)有效加固深度：有效加固深度：强夯的有效加固深度影响因素很强夯的有效加固深度影响因素很多，有锤重、锤底面积和落距，还有地基土性质，土层多，有锤重、锤底面积和落距，还有地基土性质，土层分布，地下水位以及其他有关设计参数等。我国常采用分布，地下水位以及其他有关设计参数等。我国常采用的是根据国外经验方式进行修正后的估算公式：的是根据国外经验方式进行修正后的估算公式：MhH（2）强夯的单位夯击能：）强夯的单位夯击能： 指单位面积上所施加的总夯击能，它的大小应根据地基指单位面积上所施加的总夯击能，它的大小应根据地基土的类别、结