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1、地基处理备课讲义地基处理备课讲义( (换土垫层换土垫层 2011)2011)地基处理魏焕卫土木工程学院Tell：13181718169Emaiill：1PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 第一节、换土垫层法当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大时将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理的方法称为换填法2PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 1.前提条件
2、：v 承载力和变形满足不了建筑物的要求，p= F+G f ssA av 软弱土层的厚度又不很大*软弱层厚度不宜大于 3mfk=60KPa,Es=2.4MPa施工困难厚度大 fk=110KPa,Es=4.3MPa造价高3PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2.处理方法v 将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去v 分层换填强度较大或其它性能稳定、无侵蚀性等材料v 压（夯、振）实至要求的密实度4PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3.材料要求v 强度大 v 砂垫层v 碎石垫层v 性能稳定v 素土垫层 有什么不同吗？v 无侵蚀性
3、是不是有么用v 灰土垫层 么？不是，要根据具体情况而定，下面一一介绍一下。5PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 一、砂石垫层的作用v 提高地基承载力v 减少地基沉降量v 加速软弱土层的排水固结v 隔水：素土或灰土垫层防止冻胀v 消除膨胀土的胀缩作用6PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 1、 提高地基承载力地基承载力特征值的计算fa = Mbb+Mdmd +Mcck例： 淤泥：c=15kPa,=10中粗砂：c=0kPa,=30土名 M M Mb d c中粗砂 1.90 5.59 7.95淤泥 0.18 1.73 4.17比值 10.56
4、 3.23 1.917PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2、减少地基沉降量一般地基浅层 1.5b3b 部分沉降量在总沉降量 F中所占的比例约占 50%左右。n Gp0s= (z i z i1)sE i i1i=1 si1.53b 沉降影响范围相差 11例： 淤泥： Es=1.86MPa 附加应力倍啊！中粗砂：Es=20.5MPaq 条形基础取 3.0b如以中粗砂代替上部软弱淤泥，就可以 q 矩形基础取 1.5b减少基础的沉降量。8PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 附加应力在土中的传递规律：v 土越硬消散的越快 v 土越软消散的越慢
5、F F FG GG中粗砂 完全是水淤泥以中粗砂代替上部软弱淤泥，由于砂垫层比淤泥具有较大的扩散作用，使作用在下卧层土上的压力较小，这样也会相应减少下卧层土的沉降量。9PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3、加速软弱土层的排水固结土体平均固结度：2 k(1+e)t 28 4wHUz =1 e2渗透系数 k 越大，Uz 越大例： 淤泥： k=0.05m/d中粗砂：k=10m/d意味着完成同样的沉 用中粗砂可以降量，淤泥需要的时 快 200 倍了！间是中粗砂的 200 倍10PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 4、防止冻胀因为粗颗粒的垫层材
6、料孔隙大，不易产生毛细管现象，因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。这时，砂垫层的底面应满足当地冻结深度的要求。5、消除膨胀土的胀缩作用膨胀土：遇水膨胀，失水收缩11PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 二、砂石垫层的设计v 用力学的观点分析问题重复一 v 用数学语言表达问题下俺的 v 用数学语言表达问题“名言”v 用经济头脑解决问题12PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 1、用力学的观点分析（1）分析对象 砂石垫层 软弱下卧层（2）分析方法 强度控制 变形控制13PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2
7、、用数学语言表达（1）砂石垫层p= F+G fA ap = F+G + M 1.2fmax A W ap = F+G M 0min A W* 砂石垫层的地基承载力特征值，利用静载试验得到 fa14PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 1承压板 4平台2千斤顶 5支墩3百分表 6堆载15PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 （2）软弱下卧层v 土越硬消散的越快 v 土越软消散的越慢对于软弱下卧层顶面，其受力为：v 自重应力 czv 附加应力 z满足条件cz +z fa* 深度修正后的软弱层地基承载力特征值 fa16PDF 文件使用 “pdf
8、Factory Pro“ 试用版本创建 力的数学表达-定量分析v 软弱下卧层顶面自重应力 = hcz i iv 软弱下卧层顶面附加应力b(p pc)z =条形基础： b+2ztgbl(p pc)矩形基础： z =(b+2ztg)(l+2ztg)* 垫层的压力扩散角（）17PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 压力扩散角（）换填材料 中砂、粗砂、砾砂、 粘性土和粉土 灰土z/b 圆砾、角砾卵石、碎石 (810u 60 10式中 d10，d60 分别相当于累计百分含量为10和 60的粒径，d10 称为有效粒径，d60 称为限制粒径。v 若用细砂，不宜压实，强度也不高，因
9、此使用时应掺入 3050的碎石，碎石最大粒径不宜大于 50mm。v 含泥量不超过 3，并应除去树皮、草皮等杂质。23PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2、施工要点（1）加密方法v 平振法：w=1520%v 插振法：饱和 机动夯实机钢叉v 夯实：w=812%v 碾压法：w=812%压路机汽油冲击夯 24PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 （2）分层铺设一般为 150200mm，施工时在下层密实度经检验合格后，方可进行上层的施工密实度指标压实系数 c，为控制干密度与最大干密度的比值。土的最大干密度采用击实试验确定。25PDF 文件使用
10、“pdfFactory Pro“ 试用版本创建 （3）验槽铺设垫层前，应先行验槽，清除浮土，若存在孔洞、沟、井、墓穴等，应进行填实处理。建筑工程基础土方开挖后都要对槽底地质进行勘探，一般称钎探，以确定基础下一定深度内地质的均匀度，看是否有局部过硬或过软的地质情况，以便于地基处理。一般进行人工钎探，实际操作时，由至少两个人一组，一人扶钢钎，另一人双手托起 10 公斤的钎锤抬高约 50 公分后，使之自由落下锤击钢钎，然后再重复上述动作，一般每隔 30 公分计录一次捶击次数。最后通过比较每个钎探点的捶击次数来判断地质的软硬程度和均匀程度。自动钎探机26PDF 文件使用 “pdfFactory Pro
11、“ 试用版本创建 （4）避免扰动基槽v 基槽土方开挖时，预留 200mm 采用人工开挖。v 采用碎石垫层时，先铺设一层砂垫层，在铺设碎石垫层。（5）施工顺序v 对于不同标高处的搭接部分应捣实v 施工应先浅后深27PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 四、砂石垫层的质量检验1、环刀取样法用容积小于 200cm3 的环刀压入垫层中每层 2/3 深度取样，测砂垫层的干容重和压实系数。填土类别 压实系数 cfak(kPa)（地基土类别）碎石 200-400土夹石（碎石占全 0.94-0.97重 30%） 180-200杂填土 100-120压实系数 c 和地基承载力 fak
12、28PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2、标准贯入试验测量砂垫层的承载力和密实度，是否满足承载力的要求。29PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3、重型动力触探测量砂垫层的承载力和密实度，是否满足承载力的要求。30PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3、载荷板试验测量地基承载力特征值，是否满足承载力的要求。1承压板 4平台2千斤顶 5支墩3百分表 6堆载31PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 1承压板 4平台2千斤顶 5支墩3百分表 6堆载32PDF 文件使用 “pdfFa
13、ctory Pro“ 试用版本创建 第二节、素土、灰土垫层v 素土：没有杂质的原状土v 灰土：石灰与土的体积配合比一般为 2：8 或 3：7注意是 就是经常说体积比 的二八或三七灰土一般用于处理湿陷性黄土地基33PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 一、素土垫层1、垫层设计v 垫层厚度：同砂石垫层厚度计算方法t 2m 时v 垫层宽度：B B 11 t，且700mmt 2m 时 2 334PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2、垫层施工v 土料：以粘性土为好，有机质含量500mm，接缝处应夯压密实q 分层夯实，夯打遍数现场试验确定38PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 地基处理设计计算书一.设计参数1.基本参数地基处理方法： 换填垫层法39PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2.基础参数基础参数 ： 矩形基础基础埋深 d ： 1.500(m)基础宽度 3.600(m)
