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软土地基的加固方法

2020-05-05 17:37:16

兰州地基工程:软土地基的加固方法

1.提高地基土的抗剪切强度

地基的剪切破坏表现在:建筑物的地基承载力不够;由于偏心荷载及侧向土压力的作用使结构物失稳;由于填土或建 筑物荷载,使邻近地基产生隆起;土方开挖时边坡失稳;基坑开挖时坑底隆起。地基的剪切破坏反映在地基土的抗剪强度不足,因此,为了防止剪切破坏,就需要采 取一定措施以增加地基土的抗剪强度。

2.降低地基土的压缩性

地基土的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大;由于有填土或建筑物 荷载,使地基产生固结沉降;作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降;大范围地基的沉降和不均匀沉降;基坑开挖引起邻近地面沉降;由于降水地基产生固 结沉降。地基的压缩性反映在地基土的压缩模量指标的大小。因此,需要采取措施以提高地基土的压缩模量,借以减少地基的沉降或不均匀沉降。

3.改善地基土的透水特性

地基土的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏;基坑开挖工程中,因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。以上都是在地下水的运动中所出现的问题。为此,必须采取措施使地基土降低透水性或减少其水压力。

4.改善地基土的动力特性

地基土的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂(包括部分粉土)将产生液化;由于交通荷载或打桩等原因,使邻近地基产生振动下沉。为此,需要采取措施防止地基液化,并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。

5.改善特殊土的不良地基特性

主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等。

地基处理一般有:1、换土垫层法2、振密、挤密法3、排水固结法4、置换法5、加筋法6、胶结法7、冷、热处理法,7种方法。

1、换土垫层法

基本原理:就是挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实。

分类:按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。

作用:换土垫层法可提高持力层的承载力,减少沉降量;消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性;防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。

适用范围:常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程,一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结 的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2~3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。

注:垫层只解决承载力问题而无助于减少沉降。

2、振密、挤密法

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。学派网

1)表层压实法采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实。也可采用分层回填压实加固。

适用范围:适用于含水量接近于含水量的浅层疏松粘性土;松散砂性土;湿陷性黄土及杂填土等。学派网

2)重锤夯实法利用重锤自由下落时的冲击能来夯击浅层土,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。学派网

适用范围:适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土。

3)强夯法利用强大的夯击能,迫使深层土液化和动力固结,使土体密实,用以提高地基土的强度并降低其压缩性、消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。

适用范围:适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土及湿陷性黄土。

4)振冲挤密法振冲挤密法一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化,颗粒重新排列,孔隙比减少;另一方面依靠振冲器的水平振动力,形成垂直孔洞,在其中加入回填料,使砂层挤压密实。

适用范围:适用于砂性土和小于0.005mm的粘粒含量低于10%的粘性土。

5)土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法是利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔,通过"挤"压作用,使地基土得到"加密",然后在孔中分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土桩(或灰土桩、二灰桩)。

适用范围:适用于处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土。

6)砂桩在松散砂土或人工填土中设置砂桩,能对周围土体或产生挤密作用,或同时产生振密作用。可以显著提高地基强度,改善地基的整体稳定性,并减少地基沉降量。

兰州地基工程

适用范围:适用于处理松砂地基和杂填土地基。

7)夯实水泥土桩利用沉管、冲击、人工洛阳铲、螺旋钻等方法成孔,回填水泥和土的拌和料,分层夯实形成坚硬的水泥土柱体,并挤密桩间土,通过褥垫层与原地基土形成复合地基。

适用范围:适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土和淤泥质土等地基。

8)爆破法这个用的不多,原理是利用爆破产生振动使土体产生液化和变形,从而获得较大密实度,用以提高地基承载力和减小沉降。

适用范围:适用于饱和净砂,非饱和但经灌水饱和的砂、粉土和湿陷性黄土。

3、排水固结法

基本原理:就是软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中,随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散,土的有效应力增加,地基抗剪强度相应增加,并使沉降提前完成或提高沉降速率。

排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性,尤其是软土地区多夹砂薄层的特点,也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之 类的竖向排水体。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘土,在一定条件下,采用电渗排水井点也是合理而有效的。

(1)堆载预压法在建造建筑物以前,通过临时堆填土石等方法对地基加载预压,达到预先完成部分或大部分地基沉降,并通过地基土固结提高地基承载力,然后撤除荷载,再建造建筑物。

一般临时的预压堆载等于建筑物的荷载,但为了减少由于次固结而产生的沉降,预压荷载也可大于建筑物荷载,称为超载预压。

为了加速堆载预压地基固结速度,常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄,透水性较好,也可单独采用堆载预压法。适用于软粘土地基。

(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等)在软粘土地基中,设置一系列砂井,在砂井之上铺设砂垫层或砂沟,人为地增加土层固结排水通道,缩短排水距离,从而加速固结,并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压,称为砂井堆载预压法。

适用范围:适用于透水性低的软弱粘性土,但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。

(3)真空预压法在粘土层上铺设砂垫层,然后用薄膜密封砂垫层,用真空泵对砂垫层及砂井抽气,使地下水位降低,同时在大气压力作用下加速地基固结。

适用范围:适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。

(4)真空-堆载联合预压法当真空预压达不到要求的预压荷载时,可与堆载预压联合使用,其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。

适用范围:适用于软粘土地基。

(5)降低地下水位法通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小,从而增大有效应力,促进地基固结。

适用范围:适用于地下水位接近地面而开挖深度不大的工程,特别适用于饱和粉、细砂地基。

(6)电渗排水法在土中插入金属电极并通以直流电,由于直流电场作用,土中的水从阳极流向阴极,然后将水从阴极排除,而不让水在阳极附近补充,借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。

适用范围:适用于饱和软粘土地基。

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