《地基处理复习资料4.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地基处理复习资料4.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第四章碎石桩 第一节概述碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方式在脆弱地基中成孔后，再将碎石或砂压入已成的孔中，形成大直径的碎石所构成的密室桩体适用土层：处理沙土、粉土、粉质粘土、杂填土和素填土等地基(1) 目前国内外碎石桩的施工方法多种多样，按其成桩过程和作用可分四类类，如表4. 2. 4-1所示。表丸2.4-1碎石桩施工方法分类分类施工方法成桩工艺适用土类挤振冲挤密法采用振冲器振动水冲成孔，再振动密实填料成 桩，并挤密桩间土砂性土、非饱和粘 性土，以炉灰、炉密沉管法采用沉管成孔，振动或锤击密实填料成桩，并 挤密桩间土渣、建筑垃圾为主 的杂填土，松散的法干振法采用振孔器成孔，再用振孔器振动密实填料
2、成 桩，并挤密桩间土素填土置换振冲置换法采用振冲器振动水冲成孔，再振动密实填料成 桩饱和粘性土法钻孔锤击法采用沉管且钻孔取土方法成孔，锤击填料成桩振动气冲法采用压缩气体成孔，振动密实填料成桩沉管法采用沉管成孔，振动或锤击填料成桩饱和粘性土强夯置换法采用重锤夯击成孔和重锤夯击填料成桩水泥碎石桩法在碎石内加水泥和膨润土制成桩体裙围碎石桩法在群桩周围设置刚性的(混凝土)裙围来约束 桩体的侧向鼓胀饱和粘性土袋装碎石桩法将碎石装入土工聚合物袋而制成桩体，土工聚 合物可约束桩体的侧向鼓胀振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。(2) 目前国内外砂桩常用的成桩方法有振动成桩法和冲击成桩法
3、。加固原理：一、对松散砂土加固原理1 .挤密作用2 .排水减压作用3 .砂基预震效应目的：提高地基土承载力、削减变形、增加抗液化性二、对黏性土加固原理1、形成复合地基2、排水加固，形成良好的排水通道，加速骨节目的：提高承载力、削减沉降量、抗剪强度增加、抗滑稳定性增加。碎石桩的五种作用：挤密、置换、排水、垫层和加筋第五章石灰桩第一节概述石灰桩法是采纳钢套管成孔，然后在孔中灌入新奇生石灰块，活在生石灰块中掺入适 量的水硬性掺和料和火山灰，阅历比为8:2或7:3适用土层：饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基，用于地下水位以 上的土其次节加固机理一、桩间土1、 成孔挤密2、 膨胀挤密3、
4、脱水挤密4、 胶凝作用二、桩身三、复合地基第六章土桩第一节概述土桩是采用沉管、冲击或暴扩等方法在地基中挤土成孔，通过挤压作用，使地基土 得到加密，然后在孔中分层填入素土或者灰土，然后夯实呈土桩。该方法主要通 过成孔和成桩时对桩周土的挤密，因此称为挤密桩特点是：就地取材，以土治土，原位处理，深层加密，和费用较低适用土层：深度在515m、地下水位以上、含水量在14%23%的湿陷性黄土、 素填土、杂填土、及其他非饱和黏性土、粉土等土层。以消退地基的湿陷性为主要目的时，宜选用土桩以提高地基承载力或水稳性为主要目的时，宜用灰土桩。其次节加固机理一、 挤密作用1 土桩挤压成孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向
5、挤压。使 桩周肯定范围密实度提高。二、 绘图性质作用、在化学性能上具有气硬性和水硬性，石灰中带正电荷钙 离子与带负电荷粘土颗粒相互吸附，形成胶体分散，并随着灰土龄期增 长，土体固化作用提高，使土体增加强度。三、桩体作用灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，荷载向桩上产 生应力集中，从而降低了基础底面肯定深度内土中的应力，消退了持力 层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素、土桩挤密地基由桩间机密土和分层填夯的素土桩组成第七章水泥粉煤灰碎石桩第一节 概述 水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩的基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量 水泥，加水拌合制成的一种具有肯定粘结强度的桩。这种加固方法吸取了振冲碎石桩和水
6、泥搅拌桩的优点：1 .施工工艺与一般振动沉 管灌注桩一样，工艺简洁，与振冲碎石桩相比，无场地污染，振动影 响较小。2.所用材料需要少量水泥，便于就地取材，基础工程不会与 上部结构争三材3,受力特性与水泥搅拌桩类似。碎石桩与CFG桩的对比：1.单桩承载力，碎石桩的承载力主要靠桩顶一下有限场 地范围内桩周土的侧向约束，当桩长大于有效桩长时，增加桩长对承 载力的提高作用不大。CFG桩的桩的承载力主要来自于桩长的摩阻力 及桩端承载力，桩越长承载力越高。2.复合地基承载力。碎石桩加固 黏性土复合地基承载力的提高幅度较小，一般为0.51倍；CFG桩承 载力提高幅度有很大的可调性，可提高4倍，或者更高。3,
7、变形。碎 石桩的削减地基变形的幅度较小，总的变形量交大；CFG桩增加桩长 可有效的削减变形，总的变形量小。4.三轴应力应变曲线。应力应变 曲线不呈直线关系，增加围压，破坏主应力增大；CFG桩应力应变曲 线呈直线关系，围压对应力应变曲线没有多大影响。5,适用范围。 碎石桩适用于多层建筑物；CFG桩适用于多层和高层建筑物八适用土层：黏性土、粉土、淤泥质土、人工填土、松散砂土拄干地质条件，尤 其适用于松散的粉土、粉细砂的加固。其次节加固机理一、 桩体作用CFG桩是具有肯定粘结强度的混合料。在荷载作用下CFG 桩的压缩性明显比其四周软土小，因此基础传给符合地基的附加应力 岁随地基的变形渐渐的集中到桩体
8、上，消失应力集中的现象。CFG起 到桩体作用。二、挤密作用CFG桩采纳振动沉管法施工，由于振动和挤压作用使桩间 土得到挤密三、 褥垫层作用有级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫。1、保 证桩、土共同担当荷载2.削减基础底面的应力集中3.可以调整桩土荷 载分担比、4.可以调整桩、土水平荷载分担比。第八章排水固结排水固结法亦称预压法，是对地下水位以下的自然 地基或设置有砂井（袋装砂井或塑料排 水带）等竖向排水体的地基,通过加载系统在地基土中产生水头差，使土体中的孔隙水排出， 渐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。常用于解决软黏土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉降在加载预压期间基本完
9、成或大部 分完成，使建筑物或构筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时可增加地基土的 抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。排水固结法由排水系统和加压系统组成。排水系统（转变原有的排水条件，缩短排水距离）： 竖向排水体（一般砂井、袋装砂井、塑料排水带）水平排水体。加压系统（在地基中产生水 力梯度，使地基土的自由水排出孔隙比减小）：堆载法、真空法、降低地下水位法、电渗法、 联合法。8.2加固机理1、排水固结法原理通过堆载预压，使原来正常固结黏土层变为处于超固结土，而超固结土与正常固结土相比具 有压缩性小和强度高的特点，从而达到减小沉降和提高承载力的目的。2 ,堆载预压法原理用填土等加荷对
10、地基进行预压，是通过增加总应力5并使孔隙水压力u消散来增加有效应 力。的方法。堆载预压是在地基中形成超静水压力的条件下排水固结，成为正常固结。依 据土质状况分为单级加荷和多级加荷；依据堆载材料分为自重预压、加荷预压和加水预压。 3.真空预压法原理真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透 气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装 置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。真空预压法原理反映在几个方面：1）薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载2）地下水位降低，相应增加附加应力3 ）封 闭气泡排出，土的渗透性加大堆载预
11、压法和真空预压法加固原理对比：加载方式：堆载预压法采纳堆重，如土，水，油和建筑物自重；真空预压法则通过真空泵， 真空管、密封膜来供应一稳定负压。地基土中总应力：堆载预压过程中地基土中总应力是增加的，是正压固结；真空预压过程 中地基土中总应力不变，是负压固结。排水系统中水压力：堆载预压过程中排水系统中的水压力接近静水压力；真空预压过程中 排水系统中的水压力小于净水压力。地基土中水压力：堆载预压过程中地基土中水压力由超孔压渐渐消散至净水压力；真空预 压过程中地基土中水压力是由净水压力渐渐消散至一稳定负压。地基土水流特征：堆载预压过程中地基土中水由加固区向四周流淌，相当于“挤水”过程； 真空预压过程
12、中地基土中水由四周向加固区流淌，相当于“吸水”过程。加载速率：堆载预压法需要严格掌握加载，地基有可能失稳；真空预压法不需要掌握加载速 率，地基不行能失稳。4.降低地下水位法原理（集水坑降水法、井点降水法、轻型井点降水法）采用井点抽水降低地下水位以增加土的自重应力，达到预压加固的目的。降低地下水位能使 土的性质得到改善，使地基发生附加沉降。最适用于砂性土或在软黏土层中存在砂或者粉土 的状况。5电渗法原理在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中水分从阳极流向阴极，这种现 象称为电渗。如将水在阴极排解而在阳极不予补充的状况下土就会固结，引起土层压缩。 电渗法应用于饱和粉土和粉质黏土。砂
13、井可能的质量事故：缩颈、断颈、错位影响砂井固结度的几个因素：关于初始空隙水压力关于涂抹作用关于砂料的阻力 现场观测项目包括：孔隙水压力观测，沉降观测，边桩水平位移观测，真空度观测，地基土 物理力学指标检测。第九章灌浆法第一节概述灌浆法是指采用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液匀称地注入地层 中，浆液以填充、渗透、挤密等方式。赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位 子，经人工掌握肯定时间之后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结呈一个整体，形成一个结 构新、强度大、防水性好和化学稳定性良好的结石体。加固目的：1）增加地基土的不透水性。防止流砂、钢板桩渗水、坝基漏水和隧道开挖时涌水，以及改
14、善地下工程的开挖条件；2）防止桥墩和边坡护岸的冲刷；3）整治坍方滑坡，处理路基病害；4）提高地基土的承载力，削减地基的沉降和不匀称沉降；5）进行托换技术，对古建筑的地基加固。加固机理的分类：渗透灌浆；劈裂灌浆；挤密灌浆；电动化学灌浆在岩土工程治理中的应用：1、建筑工程。应用场所：建筑物因地基土强度不足 发生不匀称沉降；在摩擦桩侧面或端承桩底。目的：改善图的力学性质，对地基 进行加固或纠偏处理。提高桩的周摩阻力和桩端抗压强度，或处理桩底沉渣过厚 引起的质量问题。2 .坝基工程。应用场所：基础岩溶发育或受构造断裂切割破坏； 帷幕灌浆；重力坝灌浆。目的：提高岩土密实度，匀称性，弹性模量和承载力; 切
15、断渗流；提高坝体整体性、稳定性。3.地下工程。应用场所：在建筑物基础下 面挖地铁、隧道、涵洞、管线路等；洞室围岩；目的：防止地面沉降过大、限制 地下水活动及制止土体位移；提高洞室稳定性，防渗。4.其他。场所：边坡；路 基；桥基。目的：维护边坡稳定，防止支挡建筑的涌水和邻近建筑物沉降、桥墩 支座加固、处理路基病害。第十章水泥土搅拌法水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。它是采用水泥（或 石灰）等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化 剂（浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理-化学反应， 使软土硬结成具有整体性、水稳定性和肯定强度的水泥加固土
16、，从而提高地基强 度和增大变形模量。依据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体 喷射搅拌两种。前者是用水泥浆和地基土搅拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基 土搅拌。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、 粘性土以及无流淌地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的自然 含水量小于 30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采纳干 法。水泥加固土的室内试验表明，有些软土的加固效果较好，而有的不够抱负。 一般认为含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好，而 含有伊里石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸
17、碱度（pH 值）较低的粘性土的加固效果较差。加固机理1 .水泥的水解和水化反应用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应, 生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物所生成的氢氧化 钙、含水硅酸钙能快速溶于水中，使水泥颗粒表面重新暴露出来，再与水发生反 应，这样四周的水溶液就渐渐达到饱和。当溶液达到饱和后，水分子虽连续深化 颗粒内部，但新生成物已不能再溶解，只能以细分散状态的胶体析出，悬浮于溶 液中，形成胶体。2,土颗粒与水泥水化物的作用 当水泥的各种水化物生成后，有的自身连续硬化, 形成水泥石骨架；有的则与其四周具有肯定活性的粘土颗粒发生反应。（1）
18、离子交换和团粒化作用 粘土和水结合时就表现出一种胶体特征，如土 中含量最多的二氧化硅遇水后，形成硅酸胶体微粒，其表面带有阴离子Na+或 钾离子K+,它们能和水泥水化生成的氢氧化钙中钙离子Ca+进行当量吸附交 换，使较小的土颗粒形成较大的土团粒，从而使土体强度提高。硬凝反应 随着水泥水化反应的深化，溶液中析出大量的钙离子，当其数量 超过离子交换的需要量后，在碱性环境中，能使组成粘土矿物的二氧化硅及三氧 化二铝的一部分或大部分与钙离子进行化学反应，渐渐生成不溶于水的稳定结晶 化合物，增大了水泥土的强度3 ,碳酸化作用 水泥水化物中游离的氢氧化钙能汲取水中和空气中的二氧化碳， 发生碳酸化反应，生成不
19、溶于水的碳酸钙，这种反应也能使水泥土增加强度，但 增长的速度较慢，幅度也较小水泥土的力学性质1 .无侧限抗压强度及其影响因素 水泥土的无侧限抗压强度一般为3004000kPa,即比自然 软土大几十倍至数百倍。其变形特征随强度不同而介于脆 性体与弹塑体之间。影响水泥土的无侧限抗压强度的因素有：水泥掺入比、水泥标号、龄期、含 水量、有机质含量、外掺剂、养护条件及土性等。2 .抗拉强度。水泥土的抗拉强度随无侧限抗压强度的增长而提高3 .抗剪强度。水泥土的抗剪强度随抗压强度的增加而提高4,变形模量。垂直应力的50%无侧限抗压强度，水泥土的应力与应变的比值。5 .系数与压缩模量第十一章高压喷射注浆法高压
20、喷射注浆法是采用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设施 使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以肯定 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。主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度、改善土的变形性质，也可组成闭合的帷幕, 用于阻断地下水流和治理流砂。工艺类型：单管法、二重管法、三重管法、多重管法。高压喷射注浆法特征：1、适用范围较广2、施工简便、3、制固结体的外形4、可垂直、 倾斜和水平喷射。5、耐久性好。6、材料宽阔7、设施简洁土质条件适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉性土、砂土、素填土等地基工程使用
21、范围（二）高压喷射注浆法的工程应用范围1、增加地基强度。提高地基承载力，整治已有建筑物沉降和不匀称沉降的托换工程；削减建筑物沉降，加固持力层或脆弱下卧层；加强盾构法和顶管法的后座，形成反力后座基础。2、挡土围堰及地下工程建设。爱护邻近建、构筑物；爱护地下工程建设；防止基坑底部隆起。3、增大土的摩擦力和黏聚力。防止小型坍方滑坡；锚固基础。4、削减振动、防止液化。削减设施基础振动；防止砂土地基液化。5、降低土的含水量。整治路基翻浆冒泥；防止地基冻隆。6、防渗帷幕。河堤水池的防漏及坝基防渗；帷幕井筒；防止盾构和地下管道漏水漏气；地下连续墙补缺；防止涌砂冒水。三、加固地基的机理（-）高压喷射流对土体的
22、破坏作用破坏土体的结构强度的最主要因素是喷射动压。射流在终期区域，能量衰 减很大，不能直接冲击土体使土颗粒剥落，但能对有效射程的边界土产生挤压力, 对四周土有压密作用，并使部分浆液进入土粒之间的空隙里，使固结体与四周土 紧密相依，不产生脱离现象。（二）水（浆）、气同轴喷射流对土的破坏作用单射流虽然具有巨大的能量，但由于压力在土中急剧衰减，因此破坏土的有 效射程较短，致使旋喷固结体的直径较小。（三）水泥与土的固结机理水泥与水拌合后，首先产生铝酸三钙水化物和氢氧化钙，它们可溶于水中， 但溶解度不高，很快就达到饱和，这种化学反应连续不断地进行，就析出一种胶 质物体。第十二章土工合成材料土工合成材料是
23、各种由聚合物制成的土工产品的总称，是由煤、石油、自 然气等原材料制成的高分子聚合物通过纺丝和后处理制成纤维，再加工而成应 用于岩土工程领域的建筑材料。质量轻、强度高、弹性好、耐磨、耐酸碱、不易腐烂、不易虫蛀、吸湿性 小等阳光照耀下易老化1、物理性质指标（1）比重（2）单位面积质量3）厚度2、力性质指标1）渗透性（2）等效孔径3、性质指标（1）抗拉强度（2）撕裂强度（3）握持拉伸强度（4）摩擦试 验强度（5）拉拔试验强度（6）压缩性（7）蠕变性4、主要功能1、滤层作用2、排水作用3、加筋作用4、隔离作用 5、防护作用6、防渗、隔水和封闭作用第十三章加筋土挡墙概述：是指由填土、在填土中布置肯定量的带状筋体以及直立的墙面板 三部分组成一个整体的复合结构。特点：1、充分采用材料的性能以及土与拉筋的共同作用，因而使挡墙结构 轻型化。2、做成很高的垂直挡墙，大大节约了占地面积，削减了土方量3、构 件较轻，施工便利4、适应性好5、面板形式可选，造型美观。6、工程造价低7、 整体性好，抗震性能好加筋土把抗拉力量很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩 擦力形成一个整体，用以提高土体的稳定性。适用于人工填土的路堤和挡墙结构