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1、第5章地基处理,5.1概述,目的,1.提高地基土的抗剪强度2.改善地基土的压缩性3.改善地基土渗透特性4.改善地基土动力特性5改善特殊土的不良地基特性,方法,第一类:减少土体中的孔隙,从而减小其压缩性,提高强度,如换填法、预压法、夯实法。,第二类:用各种胶结剂把土颗粒胶结起来,如深层水泥搅拌法、旋喷法、灌浆法等。,地基处理方法的确定,根据结构类型、荷载、使用要求等,初选几种方案,对初选方案,进行分析与对比,选最佳方案,对已选方案进行现场试验,检验是否能达到要求,并改进,5.2垫层法,是将基础下面一定厚度的软弱土层挖除,分层换以中砂、粗砂、角(圆)砾、碎(卵)石、灰土、粘性土及其他性能稳定、无侵
2、蚀性的材料,并分层夯实或振实至要求的密实度。,垫层法,适用范围,常用于荷载不大的建筑、场地和道路工程等的地基处理。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、填土地基等的浅层处理。处理深度一般控制在3m以内,也不宜小于05m。,1垫层厚度的确定,垫层的厚度z应符合下式要求:,垫层底面处的附加应力(kPa),垫层底面处土的自重应力(kPa),垫层底面处软土层经深度修正后的地基承载力特征值(kPa),pz的确定,条形基础,矩形基础,pk:基底压力(kpa),cd:基础底面标高处土的自重应力(kpa),:垫层的压力扩散角,按表5-2采用,P187.,换填法处理湿陷性黄土地基,垫层厚度的取值,基本概念,湿陷性、
3、自重湿陷性、非自重湿陷性,2垫层宽度的确定,目的,一满足基础底面应力扩散的要求,二防止垫层部分挤入侧面软弱土中,底面宽度的确定,扩散角法,垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300mm。根据垫层底面宽度和基坑开挖坡度,顶面宽度的确定,3垫层的承载力,宜通过现场试验确定,当无试验资料时,可按表22选用,并验算下卧层的承载力。,压实系数,土的干密度,土的最大干密度,击实试验,击实试验曲线,最大干密度dmax,最优含水量op,例题5-1,5.2.3换填垫层施工,施工方法,机械碾压法,重锤夯实法,平板振动法,压路机、推土机、羊足碾等,起重机械、夯锤,振动压实机,压路机,推土机,拖式羊足碾,振动凸块碾,振动
4、凸块碾,重锤夯实法,振动压实机,蛙式夯实机,1.机械碾压法,施工机械的选用,素填土,平碾、羊足碾,砂土、碎石类土,振动碾、振动压实机,狭窄场地、边角,蛙式夯实机,铺填厚度与压实遍数,机械行进速度,平碾,2km/h,3km/h,2km/h,0.5km/h,羊足碾,振动碾,振动压实机,质量检验,每碾压完一层,检验该层土的平均干密度和含水量,干密度检验,环刀法,灌水(砂)法,砂垫层,砂石、碎石、卵石等,取样点位于每层的2/3处,取土环刀,2.重锤夯实法,地下水位距地表08m以上,有效夯实深度内土的饱和度小于并接近06时。,适用条件,主要设备,起重机械、夯锤、钢丝绳和吊钩等,施工要点,控制含水量,调整
5、夯击能。,最优含水量,圆台形,重1.53.0T,底直径为1.01.5m,落距为2.54.5m,控制夯击遍数,按最终下沉量确定,粘性土:1020mm,砂土:510mm,夯击方法:,a.对于条基或大面积基坑,头一循环:挨夯,第二循环:压夯,b.对于独立基础基坑:先外后内,先周边后中间,夯实分层填土地基时,每层的虚铺厚度以相当于锤底直径为宜,夯实范围基底面,3.平板振动法,适用条件,无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基,主要设备,振动压实机,振动时间,炉渣、石块等,1min以上;细粒土,35分钟,手扶式振动压实机,5.2.3砂和砂砾石垫层,提高地基承载力;通过垫层的压力扩散作用,降低对地
6、基的压应力,减少沉降;由于砂石材料透水性大,可作为良好的排水层,加速软弱土层的排水固结。,作用,适用条件,适用于处理3.0m以内的具有一定透水性的软弱粘性土地基,不能用于湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。,材料要求,颗粒级配良好、质地坚硬的中、粗砂,细砂、粉砂,掺加2530的碎石或卵石,施工要点,验槽,将浮土清除。垫层底面标高不同时,土面应挖成阶梯或斜坡搭接,按先深后浅的顺序施工,搭接处应夯压密实。严禁扰动垫层下卧层及侧壁的软弱土层。垫层应分层铺设,分层夯实或压实。加强基坑内及外侧四周的排水工作,宜用振动碾或振动压实机。平板振动:op=1520%平碾、蛙式夯op=812%,质量检验,环刀
7、法。取样前刮去3050mm松砂。贯入测定法。,方法一、土壤贯入阻力仪,平头钢筋:20,长1.25m,自700mm高处自由落下,贯入深度以不大于根据该砂的控制干密度测定的深度为合格,方法二、简易方法,5.2.4素土垫层,优点,不用建筑材料,施工简便,造价低,适用条件,厚度为14m的软土、湿陷性黄土和杂填土地基;上部建筑荷载不大;在湿陷性黄土地区使用广泛,典型的以土治土,材料要求,一般用粘土或粉质粘土,有机物含量不得超过5%,亦不得含有冰土或膨胀土,施工要点,含水量应控制在最优含水量op2。,一般粘性土的op在19%21%之间,小面积填土,人工铺土,人力夯或蛙式打夯机,大面积填土,人力或推土机铺土
8、,碾压机,夯实必须夯迹叠合一半。分层铺土厚度合夯实(碾压)遍数,一般进行现场夯实(碾压)试验确定。施工中每班所铺平的土料,必须当班夯实(碾压)完毕,不得隔日夯实。,5.2.5灰土垫层,石灰与土按一定体积比(2:8或3:7)配合而成的灰土,适用条件,适用于加固深14m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等,材料要求,土料宜用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4的粉土;石灰宜用新鲜的消石灰,使用前l2d消解并过筛,其颗粒不得大于5mm.,施工要点,施工前应先验槽,消除松土,并打两遍底夯。灰土配合比应符合设计规定。均匀且颜色一致。应适当控制含水量,铺灰应分段分层夯筑,每层虚铺厚度可参见表24,灰土分段施工时,
9、不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝,上下两层的接缝距离不得小于500mm,接缝处应夯压密实。,5.2.6碎石垫层,优点,就地取材,施工简便,经济适用,适用条件,14m厚的软弱土层,材料要求,碎石要求质地坚硬、密致、未风化,粒径一般为540min,吸水率不大于5,含泥量不大于5。,构造要求,构造要求,厚度和宽度的确定方法与其他垫层相同,150300mm厚的砂框,阶梯垫层,施工要点,先验槽,然后作砂框,用平板振动器振实,再作碎石垫层。,垫层应分层铺设和压实,一般用碾压法或振捣法压实,碾压法的压实机械为812t压路机、610t振动压路机或用拖拉机牵引4t重平碾;每层铺设厚度为250300mm,用人工
10、摊平或推土机推平后,往返碾压46遍。,振捣法的压实机械为功率不小于2.2kw、重量大于65kg的平板式振动器;每层铺设厚度为200250mm,单位面积上振动时间不少于60s,一般振34遍,每遍间隔不少于40min,垫层顶面抹2040mm厚水泥砂浆一层封闭,即可施工上部基础。,5.2.7废渣垫层,利用废料、施工简便、经济实用选用的材料应质地坚硬、性能稳定和无侵蚀性。,符合“绿色建造”的环保理念,1碎砖三合土垫层碎砖三合土垫层,是碎砖与石灰砂浆(或石灰浆)拌匀夯实而成。适用于深1.2m以内的民用建筑地基加固或做地面垫层。,材料要求,石灰采用未粉化的块灰,临时加水化开;砂采用中砂、粗砂或泥砂均可碎砖采用废旧断砖加工成粒径为2060mm的颗粒碎砖。,施工要点,1)铺设前先验槽,并夯槽底两遍2)碎砖三合土常用体积配合比为:石灰:砂:碎砖=1:2:4或1:3:63)垫层厚度在300mm以内,可一次浇筑;大于300mm时应分层浇筑4)夯实用人力木夯或机械夯,做到夯实均匀。夯打时,如发现碎砖三合土太干,应补浇灰浆,并随浇随打。,