第五章 地基处理

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1、第5章 地基处理本章提要掌握换土垫层法、堆载预压与真空预压法、深层搅拌法、砂石桩法、强夯法、土工合成材料及托换技术等各类地基处理方法的加固原理、适用条件和设计计算，并要求了解这些地基处理方法的施工工艺和加固效果检验。5.1概述5.1.1地基处理的目的与意义5.1.2地基处理的对象(1)软弱地基2)软弱土的分布(2)不良地基5.1.3地基处理方案的确定(1)准备工作(2)地基处理方法确定的步骤5.1.4地基处理施工注意事项(1)技术交底与质量监理(2)做好监测工作(3)处理效果检验5.2地基处理原理和方法分类(1)排水固结法排水固结法是由排水系统和加压系统组成。根据排水系统和加压系统的

2、不同，排水固结法可分为下述几种方法。(2)振密、挤密法振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。根据采用的手段可分为下述几种方法。(3)置换及拌入法(4)灌浆法(5)加筋法(6)冷热处理法(7)托换技术5.3换填法(1)换土垫层法(2)换土垫层的作用1)提高地基承载力2)减小地基沉降量3)加速软土的排水固结4)防止冻胀5)消除膨胀土的胀缩作用(3)换土垫层法的适用范围5.3.2垫层设计(1)垫层的厚度条形基础：矩形基础：(2)垫层的宽度①垫层的顶宽②垫层的底宽(3)垫层的承载力(4)沉降量验算垫层自身变形可按式(5.5)进行

3、计算：下卧层变形可用分层总和法按式(5.6)计算［1］：表5.2垫层的承载力注：压实系数λc为土的控制干密度ρd与最大干密度ρdmax的比值，土的最大干密度宜采用击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取(2.0～2.2)t/m3。图5.1垫层设计5.3.3垫层的施工(1)材料要求(2)含水量要求(3)分层厚度(4)分层质量检验5.4排水固结法(1)排水固结法(2)排水固结法的组成与分类(3)排水固结法的推广应用5.4.2排水固结法的原理此时固结度U表示为：(a)竖向排水情况(b)砂井排水情况图5.2排水法的原理5.4.3预压法预压法是在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预压，使地基的

4、固结沉降基本完成和提高地基土强度的方法。(1)堆载预压1)预压荷载的大小:2)堆载的平面范围:3)加载的速率:4)堆载预压固结度计算5)堆载预压抗剪强度计算6)堆载预压最终竖向变形量计算(2)真空预压法1)基本原理2)真空预压面积:3)膜内真空度:4)真空预压设备:5)密封膜:6)加固区要求达到的平均固结度7)竖向排水体8)沉降计算-(3)降低地下水位法(4)电渗法土层的压缩量为：5.4.4砂井排水法1)砂井的直径2)砂井的平面布置等边三角形布置正方形布置图5.4砂井的平面布置形式3)砂井的间距：4)砂井的深度5)砂井的砂料：6)砂井的施工要求7)排水砂垫层：5.4.5质量检验1)地

5、基强度的检验2)地基变形的检验3)真空度量测5.5深层搅拌法(1)深层搅拌法的定义深层搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂。(2)深层搅拌法的适用范围(3)深层搅拌法的优点5.5.2水泥系深层搅拌法(1)水泥加固土的原理1)水泥的水解和水化反应2)离子交换和团粒化作用3)硬凝反应4)碳酸化作用(2)水泥土室内配比试验1)水泥土的重度2)水泥土的相对密度3)无侧限抗压强度及其影响因素4)抗拉强度σt5)抗剪强度6)变形模量7)水泥土的抗冻性能(3)搅拌桩的加固型式和范围根据深层搅拌法的施工工艺，搅拌桩分为三种加固型式：①柱(桩)状。②壁状

6、。③块状。(4)搅拌桩的单桩竖向承载力计算或(5)搅拌桩复合地基的计算(6)下卧层地基的验算图5.5搅拌桩下卧层强度验算(7)地基沉降计算5.5.3施工技术(1)施工机具及配套机械(2)施工工艺1)定位2)预搅下沉3)制备水泥浆4)提升喷浆搅拌5)重复上、下搅拌6)清洗7)移位(3)施工注意事项表5.5施工中常见问题和处理方法5.5.4加固效果检验(1)质量控制(2)质量检验(3)工程实例5.6砂石桩法(1)砂石桩法的定义砂石桩是一种散体材料桩，它是指用振动和冲击等方法在松软地基中成孔后，再将砂或碎石挤入土孔中，形成大直径的由砂石所构成的密实桩体。(2)砂石桩法的发展概述(3)砂石桩

7、法的特点和适用范围5.6.2砂石桩的作用原理(1)在松散砂土中的作用1)挤密作用2)挤密和振密作用(2)在粘性土中的作用1)置换作用2)排水作用5.6.3砂石桩的设计计算［4］(1)砂石桩填料(2)砂石桩直径与平面布置(3)砂石桩长度(4)砂石桩挤密地基的宽度(5)垫层(6)砂石桩的间距1)松散砂土地基等边三角形布置正方形布置2)粘性土地基等边三角形布置正方形布置(7)砂石桩孔内砂石的填量(8)砂石桩地基的承载力对小型工程的粘性土地基如无现场载荷试验资料，