1.浅基础:一般指基础埋深小于5m,或者基础埋深小于基础宽度的基础2.地基处理的目的:1提高土的强度-地基承载力2 增加土的刚度-减少地基沉降量3 改善地基土的水力特性(1)防渗 (2)排水 (3)渗透稳定性: (4)抗冻性4改善抗震性能 (1)液化 (2)震陷软土指淤泥及淤泥质土,是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成的饱和软粘性土。
软土的特征及分类:富含有机质和粘粒,天然含水量大于液限(流塑状态),天然孔隙比大于或等于1。
天然孔隙比大于等于1.5时,称为淤泥;介于1和1.5之间时,称淤泥质土;土中有机质含量介于5%和10%之间时,称有机质土;介于10%和60%之间时,称为泥炭质土;大于60%时泥炭。
变形特征:变形大而不均匀;变形稳定历时长;抗剪强度低;较显著的触变性和蠕变性4.填土分类:杂填土,吹填土,素填土5.吹填土是由水力冲填泥砂形成的沉积土,即在整理和疏浚江河航道时,有计划地用挖泥船,通过泥浆泵夹大量水分,吹送至江河两岸而形成的一种填土。
吹填土与软土:吹填土在工程性质上,很接近软土。
比如富含有机质和粘粒,含水量大,孔隙比高,饱和度高,透水性较弱,强度低,压缩性高等等。
造成这一现象的原因是,吹填土的来源就是海相沉积的淤泥和砂土。
因此,目前国内对吹填土的处理,除了一些吹填初期的预加固之外,多数将之视为软土进行地基处理与加固。
1 地基处理:为提高地基承载力,改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。
2 复合地基:部分土体被增强或被置换形成增强体,由增强体和周围地基土共同承担荷载的地基。
3 地基承载力特征值:由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。
14 换填垫层法:挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层,回填坚硬、较粗粒径的材料,并夯压密实,形成垫层的地基处理方法。
15 预压法:对地基进行堆载或真空预压,使地基土固结的地基处理方法。
16 真空预压法:通过对覆盖于竖井地基表面的不透气薄膜内抽真空,而使地基固结的地基处理方法。
17 强夯法:反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基土夯实的地基处理方法。
1 8 强夯置换法:将重锤提到高处使其自由落下形成夯坑,并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒料,使其形成密实的墩体的地基处理方法。
1 9 振冲法:在振冲器水平振动和高压水的共同作用下,使松砂土层振密,或在软弱土层中成孔,然后回填碎石等粗粒料形成桩柱,并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。
20 砂石桩法:采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后,再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中,形成砂石所构成的密实桩体,并和原桩周土组成复合地基的地基处理方法。
21 水泥粉煤灰碎石桩法:由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏结强度桩,并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。
23 水泥土搅拌法:以水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,将固化剂和地基土强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。
24 深层搅拌法:使用水泥浆作为固化剂的水泥土搅拌法。
简称湿法。
25 粉体喷搅法:使用干水泥粉作为固化剂的水泥土搅拌法。
简称干法。
26 高压喷射注浆法:用高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出,形成喷射流,以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法27 石灰桩法:由生石灰与粉煤灰等掺合料拌和均匀,在孔内分层夯实形成竖向增强体,并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。
28 灰土挤密桩法:利用横向挤压成孔设备成孔,使桩间土得以挤密。
用灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩,并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。
1.换填法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去,然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和无侵蚀性的材料,并夯实(或振实)至要求的密实度。
按换填材料的不同,将垫层分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等。
用作地基的浅层处理,其主要作用包括:(1)提高持力层的强度,并将建筑物基底压力扩散到垫层以下的软弱地基,使软弱地基土中所受应力减少到该软弱地基土的容许承载力范围内,从而满足强度要求;(2)垫层置换了软弱土层,从而可减少地基的变形量;(3)加速软土层的排水固结。
(4)防止冻胀。
(5)对湿陷性黄土、膨胀土等特殊土,处理的目的是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性等。
《建筑地基处理技术规范》中规定:换填法适用于淤泥、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。
2.素土、灰土、二灰垫层总称土垫层,适用于处理1~4m厚的软弱土层。
灰土垫层中石灰和土的体积比一般以2:8或3:7为最佳。
垫层强度随含灰量的增加而提高。
但含灰量超过一定值后,灰土强度增加很慢。
二灰垫层是将石灰和粉煤灰两种材料按2:8或3:7体积比加适当水拌和均匀后分层夯实。
其强度比灰土垫层高得多,常用于处理湿陷性黄土的湿陷性。
土垫层设计内容主要包括:(一)厚度确定 ; (二)宽度确定 ; (三)平面处理范围厚度确定 1.软土地基上土垫层厚度的确定与砂垫层相同。
2.对非自重湿陷性黄土地基上的垫层厚度应保持天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压力值。
根据试验结果,当矩形基础的垫层厚度为0.8~1.0倍基底宽度,条形基础的垫层厚度为1.0~1.5倍基底宽度时,能消除部分至大部分非自重湿陷性黄土地基的湿陷性。
当垫层厚度为1.0~1.5倍柱基基底宽度或1.5~2.0倍条基基底宽度时,可基本消除非自重湿陷性黄土地基的湿陷性。
3.在自重湿陷性黄土地基上,垫层厚度应大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度,或控制剩余湿陷量不大于20cm才能取得好的效果。
1.复合地基是指由两种刚度(或模量)不同的材料(桩体和桩间土)组成,共同承受上部荷载并协调变形的人工地基。
根据桩体材料的不同,复合地基的分类如下。
散体材料复合地基:砂桩,碎石桩,矿渣桩复合地基柔性桩复合地基:土桩,灰土桩,石灰桩,粉体搅拌石灰桩,水泥土桩复合地基刚性桩复合地基:树根桩,CFG桩复合地基一、作用机理1、桩体作用,复合地基是桩体与桩间土共同工作,由于桩体的刚度比周围土体大,在刚性基础下等量变形时,地基中应力将重新分配,桩体产生应力集中而桩间土应力降低,这样复合地基承载力和整体刚度高于原地基,沉降量有所减少。
2、加速固结作用,碎石桩、砂桩具有良好的透水特性,可加速地基的固结。
另外,水泥土类和混凝土类桩在某种程度上也可加速地基固结。
3、挤密作用,砂桩、土桩、石灰桩、碎石桩等在施工过程中由于振动、挤压、排土等原因,可对桩间土起到一定的密实作用。
另外,采用生石灰桩,由于生石灰具有吸水、发热和膨胀等作用,对桩间土同样起到挤密作用。
4、加筋作用,各种复合地基除了可提高地基的承载力和整体刚度外,还可用来提高土体的抗剪强度,增加土坡的抗滑能力。
二、破坏模式复合地基的破坏形式可分为三种情况:第一种是桩间首先破坏进而发生复合地基全面破坏;第二种是桩体首先破坏进而复合地全面破坏;第三种是桩体和桩间土同时发生破坏。
在实际工程中,第一、第三种情况较少见,一般都是桩体先破坏、继而引起复合地基全面破坏。
(1)刺入破坏模式。
桩体刚度较大,地基土强度较低的情况下较易发生桩体刺入破坏。
桩体发生刺入破坏后,不能承担荷载,进而引起桩间土发生破坏,导致复合地基全面破坏。
刚性桩复合地基较易发生这类破坏。
(2)鼓胀破坏模式。
在荷载作用下,桩间土不能提供足够的围压来阻止桩体发生过大的侧向变形,从而产生桩体的鼓胀破坏。
桩体发生鼓胀破坏引起复合地基全面破坏。
散体材料桩复合地基较易发生这类破坏。
在一定的条件下,柔性桩复合地基也可能产生这类型式的破坏。
(3)整体剪切破坏模式。
在荷载作用下,复合地基产生图中所示的塑性区,在滑动面上桩体和土体均发生剪切破坏。
散体材料桩复合地基较易发生这类型式的整体剪切破坏,柔性桩复合地在在一定条件下也可能发生这类破坏。
(4)滑动破坏模式。
在荷载作用下,复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏。
在滑动面上,桩体和桩间土均发生剪切破坏。
各种复合地基都可能发生这类型式的破坏。
2.若桩体的横截面积为A p,该桩体所承担的复合地基面积为A,则复合地基置换率为:m=A p/A3.桩土应力比是复合地基的一个重要设计参数,它关系到复合地基承载力和变形的计算。
影响桩土应力比的因素:荷载水平、桩土模量比、复合地基面积置换率、原地基土强度、桩长、固结时间和垫层情况等。
1.砂桩是指用振动或冲击荷载在软弱地基中成孔后,再将砂挤入土中,形成大直径的密实柱体。
砂桩适用于松散砂土、人工填土、粘性土、粉土和杂填土等地基,以提高地基的强度,减少地基的压缩性,或提高地基的抗震能力,以防止饱和松散砂土地基的振动液化。
对加固饱和软弱土地基则应慎重,如果建筑物以变形为控制条件,则砂桩处理后的软弱地基需经预压,以消除沉降后才可作为建筑物地基,否则难以满足建筑物对沉降的要求。
根据国内外的使用经验,砂桩适用于中小型工业与民用建筑物、散料堆场、码头、路堤、油罐等工程的地基加固。
砂桩的加固机理一、在松散砂土中的加固机理砂土属单粒结构,可分为疏松和密实两种极端状态。
密实的单粒结构,颗粒间的排列已接近最稳定状态,在动(静)荷载下,一般不再产生大的变形。
而疏松的单粒结构,颗粒间孔隙大,颗粒位置不稳定,在动(静)荷载作用下容易产生位移,因而会产生较大的沉降,特别在动荷载作用下更为显著,可减少20%,因此必须经过人工处理后才可作为建筑物的地基。
在砂桩的成桩过程中,因采用振动或冲击方法,桩管对周围砂土产生很大的横向挤压力,将地基中等于桩管体积的砂挤向周围的砂层,这种强制挤密使砂土的相对密度增加,孔隙比降低,干密度和内摩擦角增大,土的物理力学性能得到改善,地基承载力大幅度提高,一般可提高2~5倍。
当砂土地基被挤密到临界孔隙比以下时,还可防止砂土振动液化。
二、在软弱粘土中的加固机理砂桩在软弱粘性土地基中主要起置换作用和排水作用,这样形成的复合地基,可提高地基的承载力和整体稳定性。
1.置换作用粘性大多为蜂窝结构,在成桩过程中受扰动后,比具有相同密实度和含水量的原状土的力学性质会降低,不仅很难起到挤密加固作用,甚至会使桩周土体强度出现暂时降低。
所以砂桩加固软弱地基主要利用砂桩本身的强度形成复合地基,提高地基的承载力和地基的整体稳定性。
2.排水作用一般软弱地基土的渗透性很小,渗透系数多在1×10-7~1×10-4cm/s范围内。
在软弱地基中设置砂桩后,减少了软弱地基土的的排水距离,加快了固结速率,有助于地基土强度的提高。
1.石灰桩是指用人工或机械在地基中成孔后,灌入生石灰块(或在生石灰块中掺入适量的水硬性掺合料,如粉煤灰、火山灰等),经振密或夯压后形成的桩柱体。