土力学地基基础 地基处理..doc

第一节概述土木工程建设中, 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。地基处理的目的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, 达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求, 这些方法主要包括提高地基土的抗剪强度, 增大地基承载力, 防止剪切破坏或减轻土压力; 改善地基土压缩特性, 减少沉降和不均匀沉降: 改善其渗透性, 加速固结沉降过程; 改善土的动力特性防止液化, 减轻振动;消除或减少特殊土的不良工程特性(如黄土的湿陷性,膨胀土的膨胀性等)。近几十年来, 大量的土木工程实践推动了软弱土地基处理技术的迅速发展, 地基处理的方法多样化, 地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善, 地基处理已成为基础工程领域中一个较有生命力的分枝。根据地基处理方法的基本原理, 基本上可以分为如表 6-1 所示的几类。地基处理方法的分类表 6-1 物理处理化学处理热学处理置换排水挤密加筋搅拌灌浆热加固冻结但必须指出, 很多地基处理方法具有多重加固处理的功能, 例如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能;而石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。地基处理的主要方法、适用范围及加固原理,参见表 6-2 。地基处理的主要方法、适用范围和加固原理表 6-2 分类方法加固原理适用范围置换换土垫层法采用开挖后换好土回填的方法;对于厚度较小的淤泥质土层,亦可采用抛石挤淤法。地基浅层性能良好的垫层, 与下卧层形成双层地基。垫层可有效地扩散基底压力, 提高地基承载力和减少沉降量。各种浅层的软弱土地基振冲置换法利用振冲器在高压水的作用下边振、边冲,在地基中成孔,在孔内回填碎石料且振密成碎石桩。碎石桩柱体与桩间土形成复合地基,提高承载力,减少沉降量 c ? 20kPa 的粘性土、松散粉土和人工填土、湿陷性黄土地基等强夯置换法采用强夯时,夯坑内回填块石、碎石挤淤置换的方法, 形成碎石墩柱体,以提高地基承载力和减少沉降量。浅层软弱土层较薄的地基碎石桩法采用沉管法或其他技术,在软土中设置砂或碎石桩柱体,置换后形成复合地基,可提高地基承载力,降低地基沉降。同时,砂、石柱体在软粘土中形成排水通道, 加速固结一般软土地基石灰桩法在软弱土中成孔后,填入生石灰或其他混合料,形成竖向石灰桩柱体,通过生石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩柱体周围土体的性质,形成石灰桩复合地基,以提高地基承载力,减少沉降量人工填土、软土地基 EPS 轻填法发泡聚苯乙烯( EPS )重度只有土的 1/50 ? 1/100 ,并具有较高的强度和低压缩性,用于填土料,可有效减少作用于地基的荷载,且根据需要用于地基的浅层置换软弱土地基上的填方工程分类方法加固原理适用范围排水固结加载预压法在预压荷载作用下,通过一定的预压时间,天然地基被压缩、固结,地基土的强度提高,压缩性降低。在达到设计要求后,卸去预压荷载,再建造上部结构,以保证地基稳定和变形满足要求。当天然土层的渗透性较低时,为了缩短渗透固结的时间,加速固结速率,可在地基中设置竖向排水通道,如砂井、排水板等。加载预压的荷载,一般有利用建筑物自身荷载、堆载或真空预压等软土、粉土、杂填土、冲填土等超载预压法基本原理同加载预压法,但预压荷载超过上部结构的荷载。一般在保证地基稳定的前提下,超载预压方法的效果更好,特别是对降低地基次固结沉降十分有效淤泥质粘性土和粉土振密挤密强夯法采用重量 100 ? 400kN 的夯锤,从高处自由落下,在强烈的冲击力和振动力作用下,地基土密实,可以提高承载力,减少沉降量松散碎石土、砂土,低饱和度粉土和粘性土,湿陷性黄土、杂填土和素填土地基振冲密实法振冲器的强力振动,使得饱和砂层发生液化,砂粒重新排列,孔隙率降低;同时,利用振冲器的水平振冲力, 回填碎石料使得砂层挤密,达到提高地基承载力,降低沉降的目的粘粒含量少于 10% 的疏松散砂土地基挤密碎(砂) 石桩法施工方法与排水中的碎(砂)石桩相同,但是,沉管过程中的排土和振动作用,将桩柱体之间土体挤密,并形成碎(砂)石桩柱体复合地基,达到提高地基承载力和减小地基沉降的目的松散砂土、杂填土、非饱和粘性土地基、黄土地基土、灰土桩法采用沉管等技术,在地基中成孔,回填土或灰土形成竖向加固体,施工过程中排土和振动作用,挤密土体,并形成复合地基,提高地基承载力,减小沉降量地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土地基加筋加筋土法在土体中加入起抗拉作用的筋材,例如土工合成材料、金属材料等,通过筋土间作用,达到减小或抵抗土压力; 调整基底接触应力的目的。可用于支挡结构或浅层地基处理浅层软弱土地基处理、挡土墙结构锚固法主要有土钉和土锚法,土钉加固作用依赖于土钉与其周围土间的相互作用;土