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1、第12章地基處理重點(diǎn)內(nèi)容:1.軟土的物理力學(xué)性質(zhì)及其工程特性2.各種地基處理方法的基本原理地基處理的:對(duì)象主要是軟弱地基和特殊土地基。軟弱地基系指主要由軟土(淤泥、淤泥質(zhì)土)、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基?!?2.1概述一.地基處理的對(duì)象和目的軟土的特性是含水率高、孔隙比大、滲透系數(shù)小、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低。軟土地基承載力低,在外荷載作用下,地基變形大,不均勻變形也大,且變形穩(wěn)定歷時(shí)較長(zhǎng),在比較深厚的軟土層上,建筑物基礎(chǔ)的沉降往往持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年之久。軟土地基是在工程實(shí)踐中最需要人工處理的地基。1.軟土:淤泥及淤泥質(zhì)土的總稱為軟土。雜填土主要特性是強(qiáng)
2、度低、壓縮性高和均勻性差,即使在同一建筑場(chǎng)地的不同位置,其地基承載力和壓縮性也有較大差異。雜填土未經(jīng)人工處理一般不宜作為持力層。2.雜填土:由人類活動(dòng)所形成的建筑垃圾、工業(yè)廢棄物和生活垃圾等無規(guī)則堆填物。3.沖填土:在整治和疏浚江河航道時(shí),用挖泥船通過泥漿泵將夾大量水分的泥砂吹到江河兩岸而形成的沉積土。沖填土的工程性質(zhì)主要取決于顆粒組成、均勻性和排水固結(jié)條件,如以粘性土為主的沖填土往往是欠固結(jié)的,其強(qiáng)度較低且壓縮性較高,一般需經(jīng)過人工處理才能作為建筑物地基;如以砂性土或其它粗顆粒土所組成的沖填土,其性質(zhì)基本上與砂性土相類似,可按砂性土考慮是否需要進(jìn)行地基處理。對(duì)軟弱
3、土和特殊土進(jìn)行地基處理。目的:為了提高地基的強(qiáng)度和保證地基的穩(wěn)定、降低地基的壓縮性、減少地基的沉降和不均勻沉降、防止地震時(shí)地基土的振動(dòng)液化以及消除特殊性土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。4.其它高壓縮土:飽和松散粉細(xì)砂及部分粉土,在機(jī)械振動(dòng)、地震等動(dòng)力荷載的重復(fù)作用下,有可能會(huì)產(chǎn)生液化或震陷變形。另外,在基坑開挖時(shí),也可能會(huì)產(chǎn)生流砂或管涌。因此,對(duì)于這類地基土,往往需要進(jìn)行地基處理。5.特殊土地基:大部分帶有地區(qū)性特點(diǎn),包括濕陷性黃土、膨脹土和凍土等。二、地基處理方法的分類地基處理方法的分類可有多種多樣。按時(shí)間:可分為臨時(shí)處理和永久處理;按處理深度:可分為淺層處理和深層處
4、理;按處理土性對(duì)象:可分為砂性土處理和粘性土處理,飽和土處理和非飽和土處理;按地基處理作用機(jī)理:可分為置換、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和冷熱等處理方法。最本質(zhì)的是根據(jù)地基處理作用機(jī)理進(jìn)行分類,其具體分類以及加固原理、適用范圍見表12-1。五大類:換土墊層法、深層密實(shí)法、排水固結(jié)法、加筋法、化學(xué)加固法。三地基處理的原則及其注意事項(xiàng)地基處理是一門技術(shù)性和經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科。在選擇地基處理方法之前,必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn),并結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn),選擇經(jīng)濟(jì)有效的處理方法。地基處理的幾條原則。1.針對(duì)地質(zhì)條件和工程特點(diǎn)選用合適的地基處理方法;2.所選用的處理方法
5、必須符合土力學(xué)的基本原理;3.根據(jù)地基處理的時(shí)效特點(diǎn)進(jìn)行工程驗(yàn)算與控制;4.重視地基處理的工程經(jīng)驗(yàn)。在眾多的地基處理方法中,加固機(jī)理、理論分析和計(jì)算方法等都尚需進(jìn)一步研究,因此,經(jīng)驗(yàn)具有相當(dāng)重要的作用。巖土工程師必須不斷的研究和總結(jié)。因地制宜,切忌機(jī)械地搬用。換填墊層法就是將基礎(chǔ)底面下一定深度范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去,然后換填強(qiáng)度較大的砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、干渣等性能穩(wěn)定且無侵蝕性的材料,并分層夯壓至要求的密實(shí)度。換填墊層法適用條件:適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層處理,且建筑物荷載不太大的地基。換填法的處理深度
6、通常宜控制在3m以內(nèi)較為經(jīng)濟(jì)合理,但不應(yīng)小于0.5m。換填墊層法處理地基時(shí)換填材料所形成的墊層,按其材料的不同,可分為砂墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層等。不同材料墊層上建筑物沉降特點(diǎn)基本相似,各種材料墊層的設(shè)計(jì)都可參照砂墊層方法?!?2.3換填墊層法換填墊層法處理地基的作用主要有以下幾個(gè)方面:(1)提高地基承載力地基中的剪切破壞是從基礎(chǔ)底面開始的,并隨著基底壓力的增大而逐漸向縱深發(fā)展。因此,若以強(qiáng)度較大的砂或其它填筑材料代替軟弱土層,就可提高地基承載力,從而避免地基破壞。(2)減少地基沉降量基礎(chǔ)下地基淺層部分的應(yīng)力較大,其沉降量一般在地基總沉降中所占
7、的比例也較大,若以密實(shí)的砂或密實(shí)填筑材料代替淺層軟弱土,就可減少地基的大部分沉降量。另外,由于密實(shí)墊層對(duì)應(yīng)力的擴(kuò)散作用,使作用在下臥土層上的壓力較小,因此也相應(yīng)減少了下臥土層的沉降量。一、換填墊層法的作用和適用范圍由于粗顆粒墊層材料的孔隙較大,不易產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象,因此可以防止寒冷地區(qū)土中結(jié)冰所造成的凍脹。(3)加速軟弱土層的排水固結(jié)由于砂或碎石等墊層材料的透水性大,當(dāng)軟弱土層受壓后,墊層可作為良好的排水面,使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力得以迅速消散,加速墊層下軟弱土層的固結(jié),從而提高地基土強(qiáng)度。(4)防止地基土凍脹在各類工程中,墊層所起的主要作用有時(shí)是不同的,如建筑物基