第5章地基处理ppt课件.ppt

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1、基础工程第5章地基处理§5.3~5.4上一讲内容回顾§5.1概述§5.2垫层法本讲内容§5.3排水固结法§5.4水泥土搅拌法定义及适用范围:预压法是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。预压法包括堆载预压法和真空预压法。预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。§5.3排水固结法(预压法)地基土的排水固结效果与它的排水边界有关,根据固结理论,粘性土固结所需的时间与排水距离的平方成正比。5.3.1原理与应用5-6应用实例坝基下淤泥质黏土厚16m,强度17.8kPa,只能填筑至4-5m,设计坝高17.5m,采用砂井处理,分级逐渐加荷,在历时约两

2、年后顺利填筑至设计坝高。坝底沉降达2.5m。图5-95.3.2砂井地基固结理论1.砂井有效排水范围砂井平面布置有梅花形和正方形两种。每根砂井的影响范围以等面积圆代替,其等效影响直径为de,梅花形布置时:de=1.05l(5-3a)正方形布置:de=1.13l(5-3b)图5-65.3.2砂井地基固结理论2.固结度计算(1)荷载一次施加竖向和径向排水平均固结度(2)一级或多级等速加载公式中参数的意义自学图5-125.3.3排水固结设计排水系统加载系统1.排水系统排水系统分为水平排水系统和竖向排水系统两种。(一)水平排水系统水平排水系统是指软土层顶面的排水砂层,厚度不小于5

3、00mm。排水垫层的材料,一般采用透水性好的砂料。(二)竖向排水系统(表5-3)大致有以下几种形式:30~50cm直径的普通砂井;7~12cm直径的袋装砂井;各种类型的塑料排水带等。塑料排水带(图5-8,一般为4.5×100mm)的当量换算直径可按下式计算:b——塑料排水带宽度(mm);——塑料排水带厚度(mm)。排水竖井的间距(p207)排水竖井的间距可根据地基土的固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定。设计时,竖井的间距可按井径比n选用(新规范)。塑料排水带或袋装砂井的间距可按n=15~22选用,普通砂井的间距可按n=6~8选用。排水竖井的深度(P207)软土层

4、厚度小于10m时,竖井宜穿透受压软土层。对以地基抗滑稳定性控制的工程,竖井深度至少应超过最危险滑动面2.0m。对以变形控制的建筑,竖井深度应根据在限定的预压时间内需完成的变形量确定。2.加载系统土体孔隙水是靠地面荷载所产生的应力将其挤出的,所以加载系统的设计和选择关系到预压排水固结的效果。(一)堆载预压法(二)真空预压法(三)降水预压法(四)真空堆载联合预压法(一)堆载预压法(1)等载预压(2)超载预压(二)真空预压法真空预压设备:抽气设备;密封膜§5.4水泥土搅拌法(补)水泥土搅拌法是以水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,将固化剂和地基土强制搅拌,形成具有一定强度

5、的桩体的地基处理方法。根据施工方法的不同,水泥土搅拌法分为深层搅拌法(湿法)和粉体搅拌法(干法)两种,前者是用水泥浆和地基土搅拌,后者是用水泥粉和地基土搅拌。山东省以粉喷为主。施工机械工艺流程搅拌头单头、双头交叉喷射复合搅拌头(图5-22)一、适用范围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(含水量较高且承载力小于120kPa)以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。二、加固机理1.水泥的水解和水化反应普通硅酸盐水泥主要是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫等组成。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

6、生水解和水化反应,生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙等化合物。2.土颗粒与水泥水化物的作用(1)离子交换和团粒化作用粘土表面带有钠离子Na+或钾离子K+,它们能和水泥水化生成的钙离子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。(2)硬凝反应随着水泥水化反应的深入,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与钙离子进行化学反应,逐渐生成不溶于水的稳定结晶化合物,增大了水泥土的强度。三、设计1.固化剂宜选用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量宜为天然湿土重量

7、的12%~20%,500mm直径的桩,约50kg/m。2.水泥土搅拌法的设计,主要是确定搅拌桩的置换率和长度。竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定,并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层;水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。3.竖向承载水泥土搅拌桩复合地基的承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验确定。初步设计时也可按公式(5-46)估算:m-置换率Ap-桩的横截面积Ae-一根桩承担的处理地基面积4.单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定。初步设计时也可按下式估算,取小者。qsi见课本,qp桩端土的天

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