第一篇:地基處理技術(shù)答案1
1.我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007—2002)中規(guī)定,軟弱地基是由高壓縮性土層構(gòu)成的地基,其中不包括哪類地基土?紅粘土
2.在選擇地基處理方案時,應(yīng)主要考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用。3.軟粘土的工程性質(zhì)較差,一般情況下,軟粘土不具備以下哪個工程性質(zhì)?高壓縮模量
1.地基處理所面臨的問題有:強(qiáng)度及穩(wěn)定性問題,壓縮及不均勻沉降問題,滲漏問題,液化問題,特殊土的特殊問題
2.我國的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定:軟弱地基就是指壓縮層主要由:淤泥,淤泥質(zhì)土,沖填土,雜填土,其他高壓縮性土層.構(gòu)成的地基。
3.地基處理的目的有: 提高地基承載力, 減少地基變形, 防止地基液化、震陷、側(cè)向位移.4.對于飽和軟粘土適用的處理方法有:降水預(yù)壓法, 堆載預(yù)壓法,攪拌樁法
5.對于松砂地基適用的處理方法有:強(qiáng)夯法, 擠密碎石樁法, 碾壓法, 振沖碎石樁法
6.對于液化地基適用的處理方法有:強(qiáng)夯法, 擠密碎石樁, 振沖法
7.以下哪些方法屬于地基處理方法? 水泥攪拌樁法,砂樁法,CFG樁法
8.以下土層哪些屬于軟土地基? 泥炭, 淤泥質(zhì)土, 沖填土
9.在選擇確定地基處理方案以前應(yīng)綜合考慮因素:氣象條件因素, 地質(zhì)條件因素, 結(jié)構(gòu)物因素
10.地基處理的對象是不良地基或軟土地基,這些地基的主要問題是: 承載力及穩(wěn)定性的問題, 動荷載下的地基液化、失穩(wěn)和震陷的問題, 沉降變形問題, 滲透破壞的問題
1.試述地基處理的類型。換土墊層法、振密擠密法等等
2.選用地基處理方法時應(yīng)遵循什么原則?p10第6行
3.對較深厚的松散砂土地基有哪幾種方法進(jìn)行處理較經(jīng)濟(jì)?砂樁、表層壓實法、振沖擠密法
4.對較深厚的軟弱飽和粘性土地基有哪幾種
方法進(jìn)行處理較經(jīng)濟(jì)?電滲排水法、砂井法 5.一海港擴(kuò)建碼頭,地基為海積淤泥,厚達(dá)
40m。規(guī)劃在一年后修建公路、辦公樓與倉庫,需大面積進(jìn)行地基加固,試選擇具體地基處理方案。水泥土攪拌法 1.在復(fù)合地基載荷試驗中,當(dāng)壓力—沉降曲線平緩光滑時,砂石樁,粘土地基可按相對
變形s/d(s/b)=o.015確定承載力特征值。
1.輕型動力觸探(N10)試驗可用于以
下哪些地基處理方法的施工質(zhì)量檢測?石灰樁法
C.夯實水泥土樁法
D.水泥土攪拌法
1.試述各種地基處理方法的質(zhì)量檢驗措施及其適用性。3 換土墊層法
1.換填法適用于部分軟弱土 2.換填法不適用于深層松砂地基
3.在人工填土地基的換填墊層法中,膨脹性
土不宜于用作填土材料。
4.在采用粉質(zhì)粘土的換填墊層法中.在驗算
墊層底面的寬度時,當(dāng)z/b<0.25,其擴(kuò)
散角? 采用
?=200
5.采用換填墊層法處理軟弱地基時,確定墊
層寬度時應(yīng)考慮的幾個因素是: 滿足應(yīng)力擴(kuò)散從而滿足下臥層承載力要求 6.采用換土墊層法處理濕陷性黃土?xí)r,對填料分層夯實應(yīng)處狀態(tài)是翻曬晾干
7.對濕陷性土采用墊層法處理時,回填材料
應(yīng)盡量采用就地挖取的凈黃土或一般粘性土.8.在用換填法處理地基時,墊層厚度確定的依據(jù)是下臥土層的承載力
9.當(dāng)選用灰土作為墊層材料進(jìn)行換填法施工時,灰土的體積配合比宜選為2:8 10.換土墊層后的建筑物地基沉降由墊層自
身的變形量和下臥土層的變形量構(gòu)成。11.換填法處理軟土或雜填土的主要目的是
置換可能被剪切破壞的土層。
12.在換填法施工中,為獲得最佳夯壓效果,宜采用墊層材料的最優(yōu)含水量含水量作為施工控制含水量。
13.在換填法中,當(dāng)僅要求消除基底下處理
土層的濕陷性時,宜采用素土墊層 14.在換填法施工時,一般情況下,墊層的分層鋪填厚度應(yīng)取為200—300mm。15.換填法適用于處理各類軟弱土層,其處
理深度通常控制在3m以內(nèi)范圍內(nèi),較為經(jīng)濟(jì)合理。
16.在各類工程中,墊層所起的作用也是不同的,在建筑物基礎(chǔ)下的墊層其主要作用是
換土作用
17.當(dāng)墊層下臥層為淤泥和淤泥質(zhì)土?xí)r,為
防止其被擾動而造成強(qiáng)度降低,變形增加,通常做法是:開挖基坑時應(yīng)預(yù)留一定厚度的保護(hù)層,以保護(hù)下臥軟土層的結(jié)構(gòu)不被破壞,其預(yù)留保護(hù)層厚度為約300m。
18.在換填法中,雜填土不適宜作為墊層材
料。
19.灰土墊層需要分段施工時,不得在柱基、墻角及承重窗間墻下接縫,且上下兩層的縫距不得小于500mm。
20.素土和灰土墊層土料的施工含水量宜控制在最優(yōu)含水率±2%范圍內(nèi)。
21.在采用墊層處理地基時,當(dāng)要求消除地
下處理土層的濕陷性,還需要提高土的承載力或水穩(wěn)定性時,宜采用墊層灰土墊層。
22.對于滿足下臥層承載力要求、墊層底寬
要求、壓實標(biāo)準(zhǔn)的普通建筑物換填墊層處理地基,其變形計算采用可只計算下臥層的變形方法。
1.換填法的墊層設(shè)計主要內(nèi)容是墊層的厚度, 墊層底的寬度,2.換填法墊層的材料是: 塊石, 砂石, 均質(zhì)粘性土, 土工合成材料, 石灰
3.下列適合于換填法的墊層材料是: 砂石, 工業(yè)廢渣
4.在換填法中,《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)規(guī)定灰土墊層中生石灰與土的常用比例為: 2:8, 3:7
5.換填法中用土工合成材料作為加筋墊層時,加筋墊層的工作機(jī)理為增大地基土的穩(wěn)定性, 擴(kuò)散應(yīng)力, 調(diào)整不均勻沉降
6.換填法適用于處理下列地基土人工填土,濕陷性黃土 二.思考題
1.試述墊層的適用范圍及作用? 三.計算題★★★★
1.一辦公樓設(shè)計磚混結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ),作用在基礎(chǔ)頂面中心荷載N=250kN/m。地基表層為雜填土,r1=18.2kN/m3,層厚h1=1.00m;第②層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,r2=17.6kN/m
3。w=42.5%,層厚8.40m,地下水位深3.5m。設(shè)計條形基礎(chǔ)與砂墊層。
(答案:條形基礎(chǔ)底寬b=1.50m,埋深d=1.0m;采用粗砂墊層:厚度Z=2.00m,墊層底面寬度為b‘=3.30m)2.某五層磚混結(jié)構(gòu)的住宅建筑,墻下為條形基礎(chǔ),寬1.2m,埋深lm,上部建筑物作用于基礎(chǔ)上的荷載為150kN/m,基礎(chǔ)的平均重度為20kN/m3,地基土表層為粉質(zhì)粘土,厚1m,重度為17.8kN/m3;第二層為淤泥質(zhì)粘土,厚15m,重度為17.5kN/m3,含水量w=55%,第二層為密實的砂礫石。地下水距地表為1m。因地基土較軟,不能承受上部建筑物的荷載,試設(shè)計砂墊層厚度和寬度。3.某四層混合結(jié)構(gòu)住宅,基礎(chǔ)埋深、寬度及地基土條件如圖所示,淤泥質(zhì)土厚度為10mm,上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載F=120kN/m。試設(shè)計砂墊層。
四.案例題
1.某建筑物內(nèi)墻為承重墻,厚370mm,在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下每延米基礎(chǔ)上荷載力為Fk=250kN/m,地基表層為1米的雜基土,?=17kN/m3。其下為較深的淤泥質(zhì)土,容重為?=17.5kN/m3,承載力的特征值為76kPa。基礎(chǔ)埋深為1.om,基礎(chǔ)寬度1.2m。如果采用換填砂石墊層法處理,墊層的壓實容重為20kN/m3(1)基底的附加壓力(Pk—Pc)最接近于
PF?Gk?A?250?1.2?201.2?228.33,Pc?17Pk?Pc?211.33210kPa
(2)如果已知基底的壓力為P 1.0m厚的雜填土,?k=228kPa,1=17.5kN/m
3;第設(shè)計鋼筋混凝土條形擴(kuò)展基礎(chǔ)和砂墊層,下二層為淤泥質(zhì)粘土,厚15m,面設(shè)計墊層厚度2.5m比較合理。?2=
(3)如果換填開挖坡度為1:o.5,換填厚17.8kN/m3(fk=45kPa);第三層為密實砂礫層,度為2m,每延米換填壓實后的砂石體積接近地下水位距地表為1m。
于9m3
2.有一寬度為3m的條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深1m,作用于基底平面處的平均有效應(yīng)力p=100kPa。軟弱土層的承載力特征值=80kPa,重度為y3=17kN/m3?,F(xiàn)采用砂墊層處理,砂墊層的重度
??=17kN/m3,擴(kuò)散角?=300,地下水位就在基礎(chǔ)底面處。試問墊層(1)基礎(chǔ)底面壓力設(shè)計值P=(120)kPa 的最小厚度應(yīng)為多少1.Om
(2)取砂墊層厚度應(yīng)在(1~2m)范圍 3.墊層地基的變形是由墊層自身變形和下臥(3)壓力擴(kuò)散角的范圍為20~30
壓縮層范圍內(nèi)地基變形兩部分構(gòu)成。若墊層
(4)若取砂墊層厚Z=1.7m、?=300,的厚度1.5m,壓縮模量Es=20MPa,條基則砂墊層底面的附加應(yīng)力
基底附加應(yīng)力P=80kPa,壓力擴(kuò)散角系數(shù)?z=34.46kPa。
=0.65試計算墊層的壓縮變形為5mm
(5)砂墊層底面的自重應(yīng)力
?4.某磚混結(jié)構(gòu)的辦公樓,承重墻傳至基礎(chǔ)頂cz=
面的荷載N=200kN/m,地表為1.5m厚30.8kPa。的雜填土,?=16kN/m3,?sat=17kN/m3;下面為淤
泥層,含水量
?=48%,?sat=19kK/m
3,地下水位
距地表深1.2m;墊層材料選 用中砂,承載力特征值fak 選
(6)淤泥土地基承載力設(shè)計值用180kPa,基礎(chǔ)埋深D=o.8m。fk=78.84kPa。
(1)求軟弱土層的承載力設(shè)計值f=98.6kPa
(7)取fk=72.5kPa,?z=31.3kPa,(2)求淤泥層頂面的附加應(yīng)力67.3kPa。
(3)求淤泥層頂面的自重應(yīng)力28.5kPa。?cz=30.8kPa.承載力滿足系數(shù)為1.17
(4)試確定砂墊層的厚度約1.5m。
一.單選題
(5)試確定砂墊層底部的寬度約3.2m 1.采用堆載預(yù)壓處理軟基時,為加速地基土
5.某磚混結(jié)構(gòu)的辦公樓,如圖所示,承重墻壓縮過程,有時采用超載預(yù)壓,指采用傳至基礎(chǔ)頂面的荷載N=120kN/m,頂部為
比建筑物本身重量更大的荷載進(jìn)行預(yù)壓 2.采用真空預(yù)壓處理軟基時,固結(jié)壓力可一次加上,地基不會發(fā)生破壞 3.砂井堆載預(yù)壓法不適合于砂土
4.砂井或塑料排水板的作用是預(yù)壓荷載下的排水通道
5.排水固結(jié)法使用豎向排水體后其固結(jié)形成沉降計算中起主導(dǎo)作用的是:垂直方向的固結(jié)作用
6.預(yù)壓法分為加載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法兩類,適于處理以下哪類地基土。淤泥質(zhì)土 7.在主要以沉降控制的建筑,受壓土層的平均固結(jié)度應(yīng)達(dá)到90%以上,方可以卸載。8.在確定預(yù)壓法中砂井的深度時,對以地基抗滑穩(wěn)定性控制的工程,砂井深度至少應(yīng)超過最危險滑動面的2m距離時。9.采用預(yù)壓法進(jìn)行地基處理時,必須在地表鋪設(shè)排水砂墊層
10.當(dāng)采用真空預(yù)壓法進(jìn)行地基處理時,真空預(yù)壓的膜下真空度應(yīng)保持在600mmHg。
11.在真空預(yù)壓法中,密封膜一般鋪設(shè)三層,最安全,最起作用是處于最上、最下之間的一層
12.在砂井堆載預(yù)壓法中,通常預(yù)壓荷載的大小宜為接近地基的.設(shè)計荷裁。13.下列施工措施中,井點降水不屬于排水固結(jié)措施。
14.排水固結(jié)法的兩個基本要素是:加荷系統(tǒng)和排水通道。下面措施中,降水屬于加荷系統(tǒng)。
15.在真空預(yù)壓法中,一般要求膜下真空度值大于80kPa。
16.在下列地基處理施工方法中,真空預(yù)壓法屬于排水固結(jié)法。
17.對于較深厚的軟粘土,為提高排水固結(jié)的速度,應(yīng)采用措施排水井。
18.在堆載預(yù)壓法中,塑料排水板的作用是豎向排水體。
19.在加載預(yù)壓法中,布置砂井的作用是形成豎向排水體
20.當(dāng)砂井的平面布置采用等邊三角形排列時,一根砂井的有效排水圓柱體的直徑dc和砂井間距s的關(guān)系按下列公式dc=1.05s確定。
21.下述地基處理方法中,降水預(yù)壓法屬于
排水固結(jié)法。
22.為了消除在永久荷載使用期的變形,現(xiàn)采用砂井堆載預(yù)壓法處理地基,下述設(shè)計方案
中比較有效的是超載預(yù)壓
23.砂井地基的固結(jié)度與單根砂井的影響圓
直徑和砂井的直徑之比n(即井徑比)有關(guān),因此有井徑比n越小,固結(jié)度越大。24.對于松砂地基最不適用的處理方法真空
預(yù)壓。
25.為提高飽和軟土地基的承載力以及減少地基的變形,下列地基處理方法砂井堆載預(yù)壓法比較適宜。
26.對采用堆載預(yù)壓固結(jié)法加固的一般建筑物地基,應(yīng)對預(yù)壓竣工以后的地基土進(jìn)行原位十字板剪切試驗和室內(nèi)試驗正確。27.預(yù)壓方法堆載預(yù)壓要求控制加壓的速率。28.在同樣預(yù)壓壓力下,變堆載預(yù)壓為真空預(yù)壓方法可以加快預(yù)壓固結(jié)的固結(jié)速度。29.砂井排水預(yù)壓固結(jié)適用于下述吹(沖)填土土質(zhì)。
30.對飽和軟粘土地基進(jìn)行加固,在下述方
法中宜首先考慮采用排水固結(jié)法 二.多選題
1.排水堆載預(yù)壓法適合于_________
(A)淤泥
(B)淤泥質(zhì)土
(C)飽和粘性土
(D)濕陷性黃土
(E)沖填土 2.排水固結(jié)法適用何種地基?
(A)粘性土
(B)膨脹土(C)黃土(D)淤泥和淤泥質(zhì)土
(E)沖填土(F)飽水粉細(xì)砂
3.排水固結(jié)法必須滿足兩個基本要素為___________;
(A)固結(jié)度(B)沉降量
(c)預(yù)壓荷載(D)排水通道
4.超載預(yù)壓的作用是:
(A)縮短預(yù)壓時間
(B)消除在使用荷載下的后期全部沉降
(c)增加預(yù)壓土層的固結(jié)度
(D)在使用期荷載下沉降減到最小
5.在排水固結(jié)法中,當(dāng)天然地基土滲透系數(shù)
較小時,為加速土體的固結(jié),須設(shè)置豎向排水通道,目前常用的豎向排水通道有
________。
A.塑料排水帶
B.石灰樁
c.袋裝砂井
D.普通砂井
6.在預(yù)壓法施工中,下列措施_________屬于加壓系統(tǒng)。
A.降低地下水位
B.電滲排水
c.真空預(yù)壓
D.鋪設(shè)砂墊層
7.排水固結(jié)法是利用排水固結(jié)的原理,對地基進(jìn)行預(yù)壓加固的地基處理方法,此法適用于處理的地基土是________。
A.沖填土
B.濕陷性黃土
c.紅粘土
D.飽和軟粘土
8.采用真空預(yù)壓法對地基進(jìn)行處理時,真空預(yù)壓的效果與有關(guān)__________。
A.預(yù)壓區(qū)面積的大小
B.預(yù)壓區(qū)的長寬比
c.真空膜內(nèi)真空度的大小
D.真空膜材質(zhì)的選擇
9.真空預(yù)壓法的有效影響深度是指__________。
A.受壓土層的變化量
B.真
空度在砂井內(nèi)的傳遞深度
c.受壓土層的深度
D.砂
井的長度
10.排水堆載預(yù)壓法適合于處理下列地基土__________。
A.砂土
B.雜填土
c.膨脹
土
D.飽和粘土
11.適合于預(yù)壓法處理的土類有___________。
A.可壓縮粉土
B.沖填土
C.飽和軟粘土
D.有機(jī)質(zhì)粘土
12.在真空預(yù)壓法施工過程中,真空密封膜鋪三層的原因是__________。
A.最上面—層膜易受環(huán)境影響,如老化,刺破等
B.最上面—層膜可以有效隔絕
空氣
c.最下面—層膜和砂墊層相接
觸,膜容易被刺破
D.中間一層膜起備用作用
答案:
1.(ABCE)2.(DE)3.(AB)4.(Ac)5.(ACD)6.(ABC)7.(AD)8.(ABC)9.(BC)10.(BD)11.(ABCD)12.(AC)二.思考題
1.采用預(yù)壓法加固地基時,對豎井深度未貫穿受壓土層的地基,固結(jié)度如何計算?
對排水豎井未穿透受壓土層之地基,應(yīng)分別計算豎井范圍土層的平均固結(jié)度和豎井底面以下受壓土層的平均固結(jié)度,通過預(yù)壓使該兩部分固結(jié)度和所完成的變形量滿足設(shè)計要求。
2.真空預(yù)壓加固法為什么不可能使地基的承載力提高到l00kPa? P52*如果要使地基預(yù)壓后提高到100kPa以上,還需采取什么附加措施?p60*
3.采用排水固結(jié)法進(jìn)行地基處理有哪些方法?p45
4.試闡述砂井堆載預(yù)壓加固地基的設(shè)計步驟?p47 三.計算題
1.有一飽和軟土層,厚度l=15m,其下為砂層,砂井打到砂層,砂井直徑d=0.3m,井距dw=2.5m,按等邊三角形布置。根據(jù)土工試驗其豎向固結(jié)系數(shù)Cv=1.5×10-3cm/sec,水平向固結(jié)系數(shù)Ch=2.94×10-7cm/sec,求在120Pa的大面積均布荷載預(yù)壓三個月的固結(jié)度。對最終荷載p=200kPa而言的固結(jié)度。四.案例題
1.某場為20m厚的軟粘土,其下為砂礫石層。采用砂井預(yù)壓固結(jié)法加固地基。砂井直徑dw=400mm,井距2.5m,正三角形布置:豎向固結(jié)系數(shù)Cv=1.2×l0—6m/s,水平固結(jié)系數(shù)Ch為Cv的3倍。加載過程如下圖所示。分別計算下列時間內(nèi)對于最終荷載的平均固結(jié)度。
(1)
15天的平均固結(jié)度最接近于
A.0.43
B.0.55
C.0.65 D.0.23(2)
25天的平均固結(jié)度最接近于
A.0.50
B.0.66
C.0.77 D.0.43(3)
40天的平均固結(jié)度最接近于
A.0.777
B.0.650
C.0.667 D.0.550(4)
66天的平均固結(jié)度最接近于
A.0.666
B.0.777
C.0.888
D.0.999
A.35%
B.67%
C.79%
D.86%
5.有一飽和軟粘土層,砂樁直徑dc=0.3m,粘土層厚度為l=15m,其下為砂層,砂井打至砂層,井距D=2.5m,按梅花形布置,軟粘土垂直向固結(jié)系數(shù)Cv=1.5×10
—
3cm2/s,水平向固結(jié)系數(shù)Cr=2.94 ×10-3
cm2/s。
(1)求豎向平均固結(jié)度()。
A.1O.4%
B.26.9%
C.17.5%
D.40.5%
(2)求水平向平均固結(jié)度()。
A.25.8%
B.37。9%
2.某港口堆場地基,地面18m以下為密實C.56.8%
D.84.O%
砂層,其上為淤泥質(zhì)粘土,w=50%,Cv=(3)求在大面積均布荷載作用下預(yù)壓
1.5/a,在堆場荷載80kPa作用下,求得最三個月的土層平均固結(jié)度()。
終沉降量為60m,若允許沉降量為12cm: A.36.5%
B.45.9%
(1)求可采用的預(yù)壓荷載()。C.86.8%
D.93.8%
A.60kPa
B.80Kpa
6.某大面積飽和軟土層.厚度H=10m,下C.100kPa
D.160kPa
臥層為不透水層?,F(xiàn)采用砂井堆載預(yù)壓法進(jìn)
(2)求在此條件下地基土的固結(jié)度行預(yù)壓,砂井打到不透水層頂面,砂井的直()。
徑為35cm,砂井的間距為200cm,以正三角
A.60%
B.40%
C.60%
形布置。已知土的豎向固結(jié)系數(shù)Cv=1.6D.80%
×l0-3 cm2/s,水平向固結(jié)系數(shù)Ch=3.0×3.某建筑物設(shè)計荷載90kPa,計算最終沉降10-3cm2/s。
量為s=80cm,采用預(yù)壓加固法,允許沉降(1)求井徑比n()。
量為20cm,加固后固結(jié)度達(dá)75%。A.6.65
B.8.06
C.11.29
(1)設(shè)計預(yù)壓荷載有多大()。
D.15.78
A.50~90kPa
B.90~100kPa
(2)求與井徑比n有關(guān)的系數(shù)Fn=()。C.100~250kPa
C.250~400kPa
A.0.98
B.1.17
C.2.56
(2)分析預(yù)壓后建筑物的沉降有多大D.4.34
()。
(3)在大面積荷載150kPa作用下,加荷時
A.40cm
B.60cm
C.80cm
間為5天,求60天的固結(jié)度
D.100cm
A.48.3%
B.67.4%
C.89.2%
4.飽和粘土地基,厚15m,其下為砂層。設(shè)
D.94.5% 計采用砂井預(yù)壓法,設(shè)計長15m,井距答案:
250m,梅花形布置。已知Cvc=Cb=1.5 1.(1)A(2)B(3)C(4)D;2.(1)B(2)D;3.(1)B ×10—
3cm2/s
(2)B;4.(1)B(2)D;5.(1)C(2)D(3)C;6.(1)A
(1)求在預(yù)壓荷載(面積較大)(2)B(3)C;
P=100kPa作用下3個月的固結(jié)度()。強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法
A.35%
B.67%
C.79%
一. 單選題
D.86%
3.強(qiáng)夯法不適用于如下哪種地基土? 飽和軟
(2)若水平向固結(jié)系數(shù)Ch=2.94×10
粘土
-3
cm2/s。求固結(jié)度()。
4.采用強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法加固地基,下列
哪一種說法正確? 前者使地基土體夯實加固,后者在夯坑內(nèi)回填粗顆粒材料進(jìn)行置換
5.強(qiáng)夯擠密法(動力夯實)與強(qiáng)夯置換法(動力置換)主要差別在于:有無粗骨料(砂石)強(qiáng)夯入軟弱土層中
6.利用100kN·m能量強(qiáng)夯擠密土層,其有效加固深度(修正系數(shù)為0.5)如下哪一個?5m
7.強(qiáng)夯法處理地基時,其處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍內(nèi),且每邊應(yīng)超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計處理深度的1/2~2/3,14.對于強(qiáng)夯加密法處理地基,應(yīng)按不需鋪
并不宜小于3m。
8.我國自20世紀(jì)70年代引進(jìn)強(qiáng)夯法施工,并迅速在全國推廣應(yīng)用,至今,我國采用的最大夯錘為40t,常用的夯錘重為10~25t。
9.軟土地區(qū)也可以用強(qiáng)夯法施工,強(qiáng)夯的目的主要是置換。
10.強(qiáng)夯法中,夯點的夯擊次數(shù),應(yīng)按現(xiàn)場
試夯的次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定,且最后兩擊的平均夯沉量不大于多少50mm。
11.強(qiáng)夯法亦稱為動力固結(jié)法。設(shè)墊層鋪設(shè)墊層。
12.在強(qiáng)夯法中,計算強(qiáng)夯的影響深度的Menard公式為
D=W?h10。
13.當(dāng)采用強(qiáng)夯法施工時,兩遍夯擊之間的時間間隔的確定主要依據(jù)是土中超靜孔隙水壓力的消散時間。
15.強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法的處理范圍,每邊超出基礎(chǔ)外緣寬度為:設(shè)計深度的1/2—1/3,并不小于3m 1.夯實法可適用于以下哪幾種地基土? 松砂地基 ,雜填土, 濕陷性黃土 2.強(qiáng)夯法適用下列哪些土層? 飽和砂土, 不飽和粘性土, 黃土
3.強(qiáng)夯法和重錘夯實法的特點是它們的夯擊能特別大,能給地基以沖擊能和振動,其對地基土的作用是提高地基土的強(qiáng)度,降低地基土的壓縮性,如果地基土是濕陷性黃土能消除其濕陷性,改善地基土抵抗液化的能力。
4.強(qiáng)夯法是60年代末由法國開發(fā)的,至今已在工程中得到廣泛的應(yīng)用,強(qiáng)夯法又稱為動力固結(jié)法。
5.在強(qiáng)夯法施工中,兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時間間隔。在下列敘述中,關(guān)于間隔時間的說明,正確的是間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間,對于滲透性較差的粘性土地基的間隔時間,應(yīng)不小于3~4周,當(dāng)缺少實測資料時,可根據(jù)地基土的滲透性確定 1.采用載荷試驗確定承載力時,如何確定采用強(qiáng)夯置換法處理后軟粘土地基承載力?
P75承載力確定
2.采用載荷試驗確定承載力時,如何確定采用強(qiáng)夯置換法處理后飽和粉土地基承載力?
P75承載力確定
3.強(qiáng)夯(壓密)法和強(qiáng)夯置換法的加固原理有何不同?各適用于何種土質(zhì)條件?不要求 4.如何確定強(qiáng)夯的設(shè)計參數(shù)?見教材p72 5.試述強(qiáng)夯法的加固機(jī)理。三.計算題
1.某新建大型企業(yè),經(jīng)巖土工程勘察,地表為耕植土,層厚0.8m;第②層為粉砂,松散,層厚為6.5m;第②層卵石.層厚5.8m。地下水位埋深2.00m。考慮用強(qiáng)夯加固地基,設(shè)計錘重與落距,以進(jìn)行現(xiàn)場試驗。
(答案:錘重為100kN,落距15m)6 復(fù)合地基基本理論 二. 單選題
1.以下哪些地基加固方法屬于復(fù)合地基加固? 深層攪拌法,沉管砂石樁法 2.復(fù)合地基復(fù)合體沉降量計算中主要力學(xué)參數(shù)是:復(fù)合地基的復(fù)合模量 3.下列地基處理方法中的樁,哪些屬于散體材料樁?砂樁 4.在下述復(fù)合地基處理方法中,屬于散體材料樁的是:渣土樁
5.在下列地基處理方法中,不屬于復(fù)合地基的加固原理排水固結(jié)法,強(qiáng)夯法,灌漿法。6.下面的幾種樁中,屬于柔性材料樁的是:石灰樁,灰土擠密樁
1.在下列敘述中,屬于復(fù)合地基定義所規(guī)定的基本特點。加固區(qū)是由基體和增強(qiáng)體兩部分組成的,是非均質(zhì)和各向異性的,在荷載作用下,由基體和增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載作用
2.在下述復(fù)合地基處理方法中,適合于柔性樁復(fù)合地基的是CFC樁,鋼渣樁。3.在下述復(fù)合地基處理方法中,適合于散體材料樁復(fù)合地基的是渣土樁,碎石樁 4.下列地基處理方法中,擠密砂石樁法,高壓噴射注漿法屬于復(fù)合地基加固法。
1. 通常復(fù)合地基分類有哪幾種類型?p84中間圖示
2.復(fù)合地基的沉降變形可由哪幾種方法進(jìn)行估算?p91。6-30下面 三. 案例題
1.某軟土地基上建一座五層住宅樓,天然地基承載力特征值為70kPa,采用水泥攪拌樁進(jìn)行地基處理,設(shè)計樁長為10m,樁徑o.5m,正方形布樁,樁距1.1m,按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)計算復(fù)合地基承載力特征值108.3kPa。7 灰土擠密樁法和土擠密樁法
四. 單選題
1.采用土擠密樁法整片處理濕陷性黃土?xí)r,成孔擠密施工順序宜為由里向外、間隔l~2孔進(jìn)行。2.在整片基礎(chǔ)下設(shè)計主要起擠密作用的土樁或灰土樁時,重復(fù)擠密面積最小的布樁方式為正三角形。3.在灰土樁中,擠密地基所用的石灰不應(yīng)采用生石灰。
4.土樁和灰土樁擠密法適用于處理地下水位以上,深度5—15m的濕陷性黃土 地基土。
5.在下述地基處理方法中,土樁與灰土樁不屬于置換法。
1.在各種地基處理方法中,擠密樁法是一種常用的地基加固方法:砂石樁,土與灰土樁
2.土樁和灰土樁在我國西北、華北地區(qū)應(yīng)用較廣泛,其適用于深度達(dá)5—15m的黃土或人工填土,地下水位以上,含水量小于25%的黃土處理條件下的地基土。
3.土樁與灰土樁應(yīng)歸為下列地基處理方法淺層處理法,復(fù)合地基處理法,振密、擠密法,柔性材料樁法
1. 一濕陷性黃土地基,其干密度?d為=1.35g/cm3,孔隙比e=1.o,最優(yōu)含水量為17%,最大干密度為=1.73g/cm3。為了消除其濕陷性,進(jìn)行土擠密樁法加密。樁直徑d=400mm,要求平均擠密系數(shù)(1)樁按等邊三角形布置,計算其樁距應(yīng)為(0.98m)7-2(2)如果樁距選為o.9m,擠密后的孔隙比為(),?c=o.92。
e?
提示:從樁距求干密度,用干密度代入:0.65 8 砂樁法 一.選擇題
1.砂樁法適用于處理哪類地基土。松散砂土
ds?w?d?1,土粒比重由原條件求=2.7 2.用砂樁處理地基,按地基處理機(jī)理進(jìn)行分類,應(yīng)屬于哪類處理方法。置換法 3.采用砂石樁處理地基,砂石樁孔位宜采用的布置形式為等邊三角形
4.《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(GB50007—2002)規(guī)定砂石樁的間距應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定,但不宜大于砂石樁直徑的4.5倍 5.砂石樁置換法適用于處理飽和軟粘土類地基土。1.采用砂石樁加固軟弱地基時,如何確定施工順序?108頁
1.某建筑物建在較深的細(xì)砂土地基上,細(xì)砂的天然干密度
?d=1.45g/cm,土粒比重Gs=2.65,最大干密度為 1.74g/cm,最小干密度為
331.3g/cm3,擬采用錘擊沉管砂樁加密加固地基,砂樁直徑d =600mm,采用正三角形布置,為了消除地基土的液化可能,要求加固以后的細(xì)砂的相對密度Dr ≥70%。
(1)為了消除地基土的液化可能,松砂地基擠加密后比較合適的孔隙比e1應(yīng)為0.63(2)
要求松砂地基擠加密后的孔隙比e1=o.6,則砂樁的中心距為1.6m
2.建筑物建在松散砂土地基上,松散砂土eo=0.85,?=16kN/m3,ds=2.65,emax=O.9,emin=0.55,采用砂樁加固,等邊三角形布置, d=0.6m,l=6m,ds=2.65,(1)求砂樁的間距()。
?=20%,按抗震要求,加固后地基的相對密度Dr=o.7。
A.1.76m
B.3.46m
C.6.78m
D.8.92m
(2)求單樁的灌砂量()。
A.1.215m
3B.2.150m3
C.3.262m3
D.4.275m3
3.某松砂地基,厚15m,采用砂樁擠密法處理,正三角形布置,砂樁直徑40cm。砂土孔隙比e=o.80,飽和度Sr=o.6,顆粒相對密度ds=2.70,要求把砂土加固到中密狀態(tài),即加固后的孔隙比ey=o.65
(1)求砂樁間距()
A.1.06m
B.2.45m
C.4.21m
D.6.54m
(2)求每根樁的灌砂量()。
A.1.215m3
B.2.150m3
C.3.598m3
D.4.275m3 4.設(shè)天然地基的壓縮模量為Es=2500kPa,豎向平均附加應(yīng)力P=100kPa,固結(jié)土層厚度H=10cm,要求沉降量減小到25cm。
(1)求砂樁置換率m=()。
A.O.3
B.0.5
C.0.7
D.0.9
(2)求當(dāng)砂樁按正三角形布置時的樁距L=()。
A.50cm
B.70cm
C.90cm
D.110cm 5.某天然地基的承載力為100kPa,采用砂樁處理地基。砂樁的承載力為300kPa,要求砂樁加固后復(fù)合地基的承載力達(dá)到150kPa,若砂樁的直徑D=40cm,并按正方形布置,求砂樁的間距71cm。
6.建筑物建在細(xì)砂地基上,采用砂樁加固,砂樁直徑d c=o.6m,正三角形布置,軟粘土地基的孔隙比e1=o.85,=o.9,emin=0.55。依抗震要求,加固后地基的相對密度D r=0.6。
(1)求加固后地基土的孔隙比ey()
A.0.23
B.0.36
C.0.69
D.0.89
?=16kN/m,ds=2.65,emax
(2)求加固后地基土的容重?y()
A.19.4kN/m
B.37.8kN/m
C.51.5kN/m
D.67.3kN/m
(3)求砂樁的中心距L()。
A.1.36m
B.2.50m
C.3.86m
D.4.52m
7.某擠密砂樁處理地基,已知砂樁直徑為45cm.間距1.5m,按三角形布置,樁間土cu=40kPa,土的壓縮模量為4MPa,砂樁的壓縮模量為10MPa。
(1)置換率m=()。
A.0.027
B.0.082
C.0.043
D.0.037
(2)砂樁極限承載力Ps=()kPa
A.512.9
B.139
C.369
D.428
(3)樁間土極限承載力Psf=()kPa
A.254
B.140
C.120
D.180
(4)復(fù)合地基極限承載力Pcf=()kPa
A.160
B.140
C.275
D.120
(5)復(fù)合地基壓縮模量Ec=()MPa。
A.4.49
B.4.0
C.10
D.7.O 答案:
?u=0,另設(shè)基礎(chǔ)寬度為2m,長為3m,樁間1.(1)D(2)C;2.(1)A(2)C;3.(1)A(2)A;4.(1)A(2)B;5.B;6.(1)C(2)A(3)A;7.(1)B(2)A(3)A(4)c(5)A 9 碎石樁法 一.單選題
2.當(dāng)采用振沖置換法中的碎石樁法處理地基時,樁的直徑常為0.8~1.2m。
3.在砂石樁法施工中,砂石樁直徑應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)備等因素確定,規(guī)范規(guī)定,可采用的直徑為300~800mm。
4.碎石樁法從加固機(jī)理來分,屬于哪類地基處理方法:振沖置換法
5.碎石樁和砂樁或其他粗顆粒土樁,由于樁體材料間無粘結(jié)強(qiáng)度,統(tǒng)稱為散體材料樁
1.在振沖碎石樁法中,樁位布置形式,下列陳述正確的是:對獨立或條形基礎(chǔ),宜用正方形、矩形布置,對大面積滿堂處理,宜用等邊三角形布置
2.碎石樁可以歸為復(fù)合地基加固法,振沖法類地基處理方法。
1.某工程采用復(fù)合地基處理、處理后樁間土的容許承載力f ak=339kPa,碎石樁的容許承載力fpk=910kPa,樁徑為2m,樁中心距為3.6m、梅花形布置。樁、土共同工作時的強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)均為1,試求處理后復(fù)合地基的容許承載力fap,k。解:d=2m de=1.05s=1.05*3.6=3.78 m=2*2/3.78*3.78=0.28 fspk=0.28*910+0.72*339=498.88 2.振沖碎石樁樁徑0.8m,等邊三角形布樁,樁距2m,現(xiàn)場載荷試驗結(jié)果復(fù)合地基承載力特征值為fspk=200kPa,樁間土承載力特征值為fsk=150kPa,試求樁土應(yīng)力比。
解:由已知條件求平均面積置換率m,由9-1式子求fpk
d=0.8
de=1.05*2=2.1
m=0.145 200=0.145fpk+0.855*150
fpk=494.8 n=494.8/150=3.3 四.案例題
1.某天然地基土體不排水抗剪強(qiáng)度Cu為23.35kPa,地基極限承載力等于5.14Cu,為120kPa。采用碎石樁復(fù)合地基加固,碎石樁樁體單位截面積極限承載力可采用簡化公式估計,PPf=25.2Cu,碎石樁梅花形布置,樁徑為0.8m,樁中心距為1.40m。設(shè)置碎石樁后樁間土不排水抗剪強(qiáng)度為25.29kPa。破壞時,樁體強(qiáng)度發(fā)揮度為(1)碎石樁復(fù)合地基置換率為:m=0.30
?1=1.0,樁間土強(qiáng)度發(fā)揮度為?2=0.8。問:
(2)若改變樁的平面布置,取復(fù)合地基置換率m=0.20,其他情況不變,則碎石樁復(fù)合地基極限承載力為:210 kPa 2.松散砂土地基加固前,地基承載力特征值fa=100kPa。采用振沖碎石樁加固,直徑400mm,樁距1.2m,正三角形排列。振沖后原地基土承載力特征值fsk提高50%,樁土應(yīng)力比采用n=3(1)其樁土面積置換率最接近于O.11
A.O.12
B.0.15
C
D.0.08(2)
如果其樁土面積置換率已知為o.1,復(fù)合地基承載力fsp最接近于(180kPa)。
A.150kPa
B.
C.200kPa
D.160kPa
3.某場地為細(xì)砂地基,天然孔隙比eo=0.96,emax=1.14,emin=o.60,承載力的標(biāo)準(zhǔn)值為100kN/m2。由于不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載的要求,決定采用碎石樁加密地基,樁長7.5m,直徑d=500mm,等邊三角形布置,地基擠密后要求砂土的相對密度達(dá)到o.80。
(1)試確定樁的間距(約為1.0m{1.24})。要用到p106
式子8-1
(2)求置換率m=0.227。
(3)求復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值145.4kPa
4.某磚石承重結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)上荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk=160kN/m,基礎(chǔ)布置和地基土層斷面如圖所示,基礎(chǔ)的埋置深度d=1.60m,采用振沖砂石樁置換法處理淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。砂石樁長7.om(設(shè)計地面下8.2m),直徑d=800mm,間距s=2.om,等邊三角形排列。(1)求置換率m=(O.145)。
(2)求復(fù)合地基承載力特征值(122.69kN/m)。
(3)求地基承載力特征值(124.34kN/m2)。
(4)求此條形基礎(chǔ)的寬度(約1.8m)。
(5)求此條形基礎(chǔ)的高度(約0.8m)。石灰樁法
1.按照地基處理機(jī)理進(jìn)行分類,石灰樁應(yīng)屬于哪類地基處理方法:褥墊法
2.石灰樁(含摻合料)的樁徑多采用300-400mm,樁距多為2-3倍樁徑,生石灰和摻合料的常用體積比為1:2。1.對于新回填土的處理,可以適用:振沖碎石樁法
B.石灰樁法
C.強(qiáng)夯法 11 水泥土攪拌法
1.豎向承載水泥土攪拌樁、旋噴樁復(fù)合地基竣工驗收時, 承載力檢驗應(yīng)采用同時需進(jìn)行復(fù)合地基載荷試驗和單樁載荷試驗---156 4.水泥攪拌樁的土層中含有機(jī)質(zhì)(超過0.7%)對水泥土強(qiáng)度不能確定。
5.在水泥攪拌樁單樁承載力(R)公式:
Rk?qaupl?aApqp,式中q是指樁端土承載力標(biāo)準(zhǔn)值。
p6.施工水泥攪拌樁配制漿液其水灰比一般應(yīng)控制在0.45~0.5。
7.深層攪拌法加固地基,按不同的分類方式均不能列入的地基處理方法是振密擠密法。8.在水泥攪拌法中,形成水泥加固土體,其中水泥在其中應(yīng)作為主固化劑。
9.水泥土攪拌法中,如采用大體積塊加固處理,固化劑(水泥)的摻入量宜選7%-12%---152。10.水泥土攪拌樁屬于復(fù)合地基中的.柔性材料樁。
11.水泥土攪拌法中的粉體攪拌法(干法)適用于含水量為50%的淤泥質(zhì)土-------144。
1.水泥攪拌法主要適用于飽水粘性土
(D)淤泥和淤泥質(zhì)土
((F)粉土 2.?dāng)嚢铇吨饕m用防滲帷幕,重力式擋土墻,復(fù)合地基
3.深層攪拌法是利用水泥漿等材料作為固化劑,通過特制的深層攪拌機(jī)械在地基深部就地就將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和,形成攪拌樁的方法。此法應(yīng)屬于注漿加固法,復(fù)合地基處理法,化學(xué)處理法。二.思考題
1.采用水泥土攪拌法處理軟弱地基,計算復(fù)合地基承載力時,如何考慮樁間土承載力?
三.計算題
1.沿海某軟土地基擬建一幢六層住宅樓,天然地基土承載力特征值為70kPa,采用攪拌樁處理地基。根據(jù)地層分布情況,設(shè)計樁長10m,樁徑0.5m,正方形布樁,樁距1.1m。樁周土平均摩擦力15kPa,樁端天然地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值60kPa,樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)取0.5,樁間土承載力折減系數(shù)取0.85,水泥攪拌樁試塊的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值取1.2MPa,強(qiáng)度折減系數(shù)取0.4。試問這種布樁形式的復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)有多少?
四.案例題☆☆☆
1.有一個大型基礎(chǔ),基礎(chǔ)尺寸為11.7m ×16.89m,地基土為淤泥質(zhì)土,樁間天然地基土的承載力特征值fB,k=80kPa,樁間土承載力折減系數(shù)=1,用粉噴攪拌樁施工,樁身材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值fcu,k=900kPa,強(qiáng)度折減系數(shù)基承載力特征值fsp,k=200kPa。
(1)求置換率m(O.33)。200=900*0.5*m+(1-m)*80
(2)求應(yīng)布樁數(shù)n(326根)。由置換率m求de(等效圓的直徑),總面積除以等效圓的面積
(3)求當(dāng)采用正方形布置時的樁間距(O.78m)。除以1.1
3(4)求當(dāng)采用等邊三角形布置時的樁間距(0.84m)。除以1.05 夯實水泥土樁法
1.在對夯實水泥土樁地基施工進(jìn)行檢驗時,需檢驗樁的數(shù)量應(yīng)為總樁數(shù)的0.5%~1%且單體工程不應(yīng)少于3個點。2. 夯實水泥土樁在施工過程中,在樁頂面應(yīng)鋪設(shè)一定厚度的褥墊層。褥墊層厚度應(yīng)取為100~300mm。
3.在夯實水泥土樁法施工時,為保證樁頂?shù)臉扼w強(qiáng)度,現(xiàn)場施工時均要求樁體夯填高度大于樁頂設(shè)計標(biāo)高,其值應(yīng)為200—300mm。4.夯實水泥土樁法處理地基土深度的范圍為不宜超過6m
5.夯實水泥土樁法常用的樁徑范圍為350—450mm。宜為300-600mm 1.夯實水泥土樁法適用于處理:地下水位以上的填土,地下水位以上的粘性土,地下水位以上的粉土 13 高壓噴射注漿法
1.高壓噴射注漿法的三重管旋噴注漿分別使用輸送水、氣和漿三種介質(zhì)的三重注漿管。2.由高壓旋噴樁復(fù)合地基靜載荷試驗按相對變形值確定復(fù)合地基承載力的特征值時,可取承載力特征值。五. 案例題
??=O.5,采用d=o.5m的單管攪拌樁,設(shè)計要求復(fù)合地
s/b或s/d等于0.006所對應(yīng)的壓力作為復(fù)合地基1.某建筑場地,采用高壓噴射注漿樁復(fù)合地基,要求復(fù)合地基承載力特征值達(dá)到25OkPa,擬采用的樁徑為o.5m,單樁承載力特征值為356.2kN,樁間土的承載力特征值為120kPa,承載力折減系數(shù)=o.25,若采用等邊三角形布樁,試計算噴射注漿樁的樁間距(1.36m)。250=(356.2/(3.14*0.25/4))*m+0.25*120*(1-m)
1815m+30-30m=250
m=0.1232
de=1.424
s=1.424/1.05 14 水泥粉煤灰碎石樁法
1.經(jīng)大量工程實踐和實驗研究,CFG樁法中褥墊層的厚度一般取為★10~30cm 2.在CFG樁法中,褥墊層的作用是★調(diào)整樁土豎向和水平荷載分擔(dān)比 3.CFG樁的主要成分是
水泥、碎石、粉煤灰。
4.水泥粉煤灰碎石樁處理地基的墊層應(yīng)為150—300mm砂石墊層。
5.在復(fù)合地基中,合理的褥墊層厚度,既能保證樁在水平荷載作用下不發(fā)生斷裂,又能充分發(fā)揮樁和樁間土的承載力,通過大量工程實踐和試驗研究,適宜的褥墊層厚度為:10—30cm
6.在某些復(fù)合地基中,加有褥墊層,提高復(fù)合地基的承載力不屬于褥墊層的作用?!?7.CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱。
1.CFG樁適用的土層是填土,飽和粘性土,非飽和粘性土
2.CFG樁全稱不正確的為水泥粉煤灰攪拌樁,水泥土粉煤灰樁,水泥、礦渣碎石樁。3.在CFG樁法中,加褥墊層的作用是保證樁、土共同承擔(dān)荷載,調(diào)整樁、土荷載分擔(dān)作用,減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中
4.CFG樁主要由水泥,粉煤灰,碎石和水拌和而成。
第二篇:地基處理技術(shù)論文 。。。
淺談地基處理技術(shù)
摘要:在我國建筑工程的建設(shè)中,經(jīng)常需要對軟弱地基進(jìn)行處理。本文分析了軟弱地基形成的原因,并針對軟弱地基的實際情況,提出了一些處理的方法,從而有于減輕軟弱地基對工程建設(shè)的影響,提高工程的質(zhì)量,獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
關(guān)鍵詞:軟弱地基 處理方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、引言
隨著我國建筑工程項目的不斷增多,軟弱地基的處理變的越來越重要,軟弱地基處理的好壞,不僅關(guān)系到工程建筑的速度,而且關(guān)系到工程建設(shè)的質(zhì)量,因此提高軟弱地基處理方法具有重要的價值和意義。
二、正文
2.1 軟弱地基形成的原因
軟弱地基是由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土沖填土或者其他高壓縮性土層形成的地基,這些地基基本上很少受到地質(zhì)變動或者地形的影響,也沒有受到過地震、荷載等物理作用的影響,更沒有受到土顆粒間化學(xué)作用的影響。軟弱地基是一種不良的地基,其穩(wěn)定性非常的差、強(qiáng)度較低壓縮性較高、容易出現(xiàn)液化,沉降量也很大。因此在工程的建設(shè)過程中,要充分考慮地基的變形和穩(wěn)定等問題。在軟弱地基上建設(shè)的
工程,由于其地基強(qiáng)度不夠和變形,往往不能滿足工程的質(zhì)量,所以要采用一定的措施,對軟弱地基進(jìn)行處理,從而提高地基的穩(wěn)定性,減少地基的沉降的不均勻下降。2.2 軟弱地基的處理方法(1)、軟土地基深層攪拌加固法
據(jù)報道,冶金工業(yè)部建筑研究總院開發(fā)的軟土地基深層攪拌加固法,是利用水泥作為加固劑,用特別的深層攪拌機(jī)械,在地基深部就地將軟粘土與水泥漿強(qiáng)制拌和,使軟粘土硬結(jié)成具有一定強(qiáng)度的水泥加固土(復(fù)合地基),從而提高地基強(qiáng)度。
這種方法的主要技術(shù)特點是:充分利用了軟土,避免了大量挖掘軟土和遠(yuǎn)距離棄土;對軟土地基加固效果顯著,加固后即可投入使用,并可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)狀況靈活采用柱狀、壁狀、格柵狀等加固形式;地基加固過程中對周圍軟土無擾動,不會造成軟土側(cè)向擠出;施工中無振動、無噪音、無污染;施工機(jī)具簡單,便于制造和推廣使用;適合我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件。
這項技術(shù)的主要性能指標(biāo)為:一次加固面積0.71平方米,最大加固深度20米,加固每立方米軟土水泥耗量120~180公斤,所需時間12分鐘;當(dāng)水泥摻量為7~15%時,可在短時間內(nèi)將軟土強(qiáng)度提高數(shù)十倍到上百倍,使之成為承載力高、變形小、遇水穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)地基。深層攪拌法適用于加
固淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高的粘土、粉土等地基。加固后形成的復(fù)合地基可作為興建多層建筑物、中型工業(yè)廠房及設(shè)備基礎(chǔ)的良好地基,同時還可用作地下?lián)跬翗?gòu)筑物。(2)、軟土地基分層注漿加固法
軟土地基分層注漿加固法是上海市隧道工程公司隧道施工技術(shù)研究所,主要針對上海地區(qū)軟土的特點研究和開發(fā)的技術(shù)成果。據(jù)報道,軟土地基分層注漿加固法,主要是依靠壓力的作用使?jié){液均勻地劈入土體,形成交叉的網(wǎng)絡(luò),再注入化學(xué)漿液充填縫隙,使土體形成一種復(fù)合體,從而達(dá)到加固的目的。
分層注漿加固技術(shù)成果配套,它解決了在軟土條件下如何控制流量、壓力和注漿量等參數(shù),做到以最佳的比例達(dá)到預(yù)期的目的;形成了一整套施工工藝,研制了專門的注漿設(shè)備,應(yīng)用電腦技術(shù)對注漿的動態(tài)過程進(jìn)行監(jiān)測,并研制了配套的注漿材料。
該項技術(shù)適用于盾構(gòu)法軟土隧道的施工,地鐵鏡框式車站的施工,城市中房屋密集地區(qū)地下工程的基礎(chǔ)開挖,以及機(jī)場的停機(jī)坪、滑行道的基礎(chǔ)處理等。數(shù)年來推廣應(yīng)用這項技術(shù),已為建設(shè)單位和國家節(jié)省了2000余萬元。工程實踐證明,軟土地基分層注漿加固技術(shù),不僅可以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益,而且既可保證施工安全,提高工程質(zhì)量,又可控制地面沉降,保護(hù)重要建筑物和城市地下管線,其社會效益也
頗為顯著。
(3)、用壓密注漿法處理軟弱地基
據(jù)報道,1995年2月,合肥古井大酒店基坑開挖證明,安徽地礦局第一水文隊?wèi)?yīng)用壓密注漿新技術(shù),在面積為1500平方米、開挖深度達(dá)14米的基坑周圍,施工圍幕、防水、抗?jié)B、加固工程,取得了圓滿成功。
合肥古井大酒店建筑設(shè)計地面22層、地下2層。地基所處位置原來是古河道,有兩層流砂層,地下水水量十分豐富,地下1.7米即見地下水。地基周圍有合肥市3條主要交通干道和許多建筑物。如果按常規(guī)施工方法處理地基,采用人工開挖,積水用水泵大量排水,不僅地基周圍破壞大,土方量大,造成人力、物力、財力的巨大消耗和浪費,而且還有可能造成主要交通干線和建筑物塌陷,施工更是無法進(jìn)行。
該隊提出采用壓密注漿新技術(shù)解決地基防水、抗?jié)B、加固的難題。經(jīng)過兩個月施工,打了800余個鉆孔,鉆孔深度達(dá)23米。利用高壓把水泥漿液灌入地基充填空隙,擠密土體,形成圍幕,從而不僅加固了土體,防止了滲水、塌陷的發(fā)生,而且沒有影響周圍建筑物的正常使用和安全。經(jīng)開挖地基驗收表明,工程質(zhì)量優(yōu)秀。
(4)、用建筑垃圾夯擴(kuò)超短異型樁處理軟弱地基
據(jù)報道,為加快建筑領(lǐng)域科技成果推廣應(yīng)用速度,建設(shè)
部科技發(fā)展促進(jìn)中心、中國專利技術(shù)開發(fā)公司等單位,于1998年8月,聯(lián)合推廣用建筑垃圾夯擴(kuò)超短異型樁施工技術(shù)。
據(jù)介紹,這項技術(shù)已通過建設(shè)部組織的科技成果鑒定,并被列為該部當(dāng)年科技成果重點推廣項目,被中國專利局列為專利技術(shù)推廣示范工程項目。
用建筑垃圾夯擴(kuò)超短異型樁施工技術(shù),是針對軟土地基和松散填土地基的特點,研究開發(fā)出來的一種地基加固處理新技術(shù)。它充分利用天然地表硬層和淺部較好土層,避軟就硬,以建筑垃圾為填料,采用特殊的施工工藝和專利施工工具,在地表及地下數(shù)米范圍內(nèi),夯擴(kuò)成階梯狀人造持力層,從而使地基得以加固。
這項新技術(shù)適用于工業(yè)與民用建筑,對平房改造、安居工程的多層住宅建設(shè)尤其適用。此外,還適用于市政工程、中小型水利工程的地基加固。它可節(jié)約建筑材料60%以上,節(jié)約基礎(chǔ)投資15%~30%;并且由于充分利用建筑垃圾,環(huán)境效益顯著。
(5)、軟弱地基小口徑攪拌樁攪拌固化法
如何在粉煤灰、流砂土等軟弱地基上興建一般工業(yè)與民用建筑物?據(jù)報道,安徽省淮北礦業(yè)(集團(tuán))公司勘探工程處與設(shè)計處,采用的新技術(shù)是:利用水泥漿等作為固化劑,通過小口徑攪拌樁攪拌,在不同深度就地將粉煤灰與固化劑強(qiáng)制攪拌,使軟弱地基硬化,從而提高地基承載力。
這種新技術(shù)可在粉煤灰、流砂土等軟弱地基上使用。采用這種方法加固后的地基,一般可興建單層工業(yè)廠房或5層以下民用建筑物。該公司曾經(jīng)在由粉煤灰充填的某煤礦塌陷區(qū)內(nèi)興建了一座廠房。該廠方已使用了兩年多,狀況良好。經(jīng)有關(guān)部門測試,該建筑物完全滿足國家建設(shè)部門有關(guān)規(guī)定的要求。
(6)、游泳池底板斷裂軟弱地基處理
據(jù)報道,廣東省開平市金山公園游泳池建于1983年,工程造價60余萬元。由于設(shè)計和施工不當(dāng),建成后不久,游泳池深水區(qū)中部底板產(chǎn)生一條橫貫池寬的斷裂縫,鋼筋混凝土底板產(chǎn)生4個洞穴。向池中放水時,水從洞穴處漏掉;把水抽干清洗池區(qū)時,又從裂縫、洞穴處涌出地下水并發(fā)生涌沙。幾經(jīng)修補(bǔ),均未成功。游泳池被閑置10年之久。
廣東地礦局探礦工藝研究隊,采用疏水孔降低地下水位,用帷幕灌漿孔堵截山溝地下水,然后在深水區(qū)池底施工壓密灌漿孔,共施工136個壓密灌漿孔,壓灌水泥53噸。施工半個月后,即開池放水,迎接游泳愛好者。經(jīng)過兩次抽干池水清洗池底表明,治理效果十分理想。(7)、軟土地基粉體噴射攪拌加固
據(jù)報道,1992年9月,在湖北省地礦局召開的評審會上,專家認(rèn)為,由湖北省第4地質(zhì)大隊完成的、粉體噴射攪拌加固軟土地基的應(yīng)用研究,具有國內(nèi)先進(jìn)水平。從1987年底
開始,他們在武漢地區(qū)進(jìn)行試驗性生產(chǎn),逐漸顯示出粉體噴射攪拌技術(shù)的獨特優(yōu)點。1989年下半年,這項技術(shù)推廣到了上海地區(qū),并向長江三角洲廣闊地帶輻射。通過3年生產(chǎn)應(yīng)用和1年應(yīng)用研究,先后在武漢、鄭州、上海等地,用這一方法施工了23項工程,質(zhì)量良好。3年來,湖北4隊用此方法,施工軟土地基處理工程的總產(chǎn)值超過了100萬元,利潤保持在15~18%。
(8)、國外四種地基加固方法
據(jù)報道,1993年9月,俄羅斯刊文介紹了幾種行之有效的地基加固方法,為工程師們選用地基加固方法提供了思路。
①、粘土灌漿法
把粘土泥漿壓入地基空隙。它可以填塞極小的縫隙。但是,僅限于干燥巖層使用。②、硅酸鈉漿和氯化鈣漿壓入法
把管壁上有許多孔的金屬管打入地基,然后通過金屬管把硅酸鈉漿和氯化鈣漿壓入地基中;進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后,地基中的細(xì)小空隙被防水的硅酸鈉凝膠堵住。該法適用于砂質(zhì)地基。
③、合成樹脂灌注法
適用于各種工程地基的加固。采用管式灌漿器灌入合成樹脂??稍讵M窄的空間施工,也可在50米深的地下加固地
基,使地基堅固程度大幅度提高。④、水泥支柱噴射法
往井中放入旋轉(zhuǎn)鉆桿,鉆桿頭部裝有噴射器和研磨器,水柱從鉆桿中噴出,切割、軟化土層,研磨器將土磨碎。鉆桿邊磨邊鉆到達(dá)目的深度后,垂直噴射器停工,兩個水平噴射器同時啟動,在400個大氣壓力下注入水泥漿。撤出鉆桿后,地下形成直徑為80厘米的水泥柱,起到加固地基的作用。
2.3 建筑設(shè)計處理措施
在對各種軟弱地基處理的同時,可以通過對建筑物設(shè)計進(jìn)行有效的處理,來減少建筑物的不均勻沉降,這樣既能節(jié)約工程建設(shè)的成本,又保證了工程建設(shè)的質(zhì)量,對于復(fù)雜的建筑物,應(yīng)根據(jù)建筑物的實際情況,可以吧建筑物進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭澐郑瑥亩纬筛鱾€較好的單元,對于建筑物的差異大的情況,可以把建筑物的距離離開一定的距離。如果拉開一定距離的兩個單元需要進(jìn)行連接時,可以采用自由沉降連接,或者運用其他措施進(jìn)行處理。通過增強(qiáng)建筑物剛度和強(qiáng)度,增加建筑物對地基不均勻變形的調(diào)動能力。在開挖基槽時,如果發(fā)現(xiàn)有淤泥或淤泥質(zhì)土?xí)r,不要擾動其原狀結(jié)構(gòu)。在建筑建設(shè)過程中,可根據(jù)具體的情況,優(yōu)先先蓋建筑物的重點部分,通過對各部分進(jìn)行有效的調(diào)整,降低建筑物的沉降差異。
三、總結(jié)
通過對軟弱地基的處理,改良各種不良地基,使得滿足各種大型和高程建筑的需要。在軟弱地基處理的時候,要結(jié)合擬建區(qū)域內(nèi)地基土的組成及力學(xué)性質(zhì)等實際情況,采用不同的地基處理方法,保證工程建設(shè)的質(zhì)量,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
四、參考文獻(xiàn)
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來源:中國論文下載中心 [ 10-05-28 08:30:00 ] 作者:史心靈 楊良 編輯:studa090420
摘 要:介紹了目前我國建設(shè)工程中所采用地基處理方法,并對建筑工程中地基處理方法做了進(jìn)一步介紹與探討。
關(guān)鍵詞:地基問題;地基處理;方法;地基承載力
前言
我國地域遼闊,地質(zhì)復(fù)雜,土的種類繁多。需要處理的地基大多為軟弱土和不良土;軟粘土、雜填土、充填土、濕陷性黃土、泥炭土、膨脹土、多年凍土、巖溶和土洞等。隨著我國建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,新建工程越來越多地遇到不良地基。而上部結(jié)構(gòu)荷載日益增大,變形要求更嚴(yán),相應(yīng)地對地基要求也越高,因此地基處理的要求也就越來越迫切和廣泛。建筑物的地基問題可包括:(1)強(qiáng)度及穩(wěn)定性問題;2)壓縮及不均勻沉降問題;(3)滲漏、潛蝕及管涌;(4)動荷作用下的土體液化等四個方面。當(dāng)建筑物的天然地基存在上述四類問題之一或其中的幾個時,則必須對地基進(jìn)行人工處理,以保證建筑物的安全與正常使用。
地基處理
地基處理是一項歷史悠久的工程技術(shù)。追溯到很久以前,人類就已懂得對天然地基進(jìn)行人工處理,例如我國兩千年前就采用在軟土中夯入碎石等壓密土層的方法。隨著現(xiàn)代建筑事業(yè)對地基處理的要求日益增高,許多新的地基處理技術(shù)也得到開發(fā)和應(yīng)用,如近年來發(fā)展的強(qiáng)夯法、振沖法、真空預(yù)壓法、高壓噴射注漿法以及加筋法等已廣泛用于工程實踐。地基處理技術(shù)的研究和推廣已成為土木工程中一項重要的課題。
地基處理就是按照上部結(jié)構(gòu)對地基的要求,對地基進(jìn)行必要的加固或改良,提高地基土地的承載力,保證地基穩(wěn)定,減少房屋的沉降或不均勻沉降,消失陷性黃土的失陷性,提高抗液化能力等,常用的人工地基處理方法有換土墊層法,重錘表層夯實,強(qiáng)夯法,振沖法,注漿法,深層攪拌,化學(xué)加固等方法。地基處理的對象是軟地基和不良地基。地基處理的目的是:提高地基的強(qiáng)度以保證地基的穩(wěn)定性;降低地基的壓縮性,減少地基的沉降和不均勻沉降;加強(qiáng)地基固結(jié)過程,提早完成沉降;防止地震時液化和震陷等。
地基處理方法及步驟
2.1地基處理方法的確定按下列步驟進(jìn)行。
2.1.1根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求,結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、環(huán)境情況和對鄰近建筑物影響等因素,初步選定幾種可供考慮的地基處理方法。
2.1.2對初步選定的各種地基處理方法,分別從加固原理、適用范圍、預(yù)期效果、材料來源及消耗、機(jī)具條件、施工進(jìn)度和對環(huán)境的影響等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對比選擇最佳的地基處理方法,必要時可選擇兩種或多種地基處理措施組成的綜合處理方法。
2.1.3對已選的地基處理方法,必須根據(jù)建筑物安全等級和場地復(fù)雜程度,在有代表性 的場地上進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗和試驗性施工,并進(jìn)行必要的測試,以檢驗設(shè)計參數(shù)和處理效果。如達(dá)不到設(shè)計要求時,應(yīng)找出原因并采取改進(jìn)措施和修改設(shè)計。
2.1.4經(jīng)地基處理后的地基承載力設(shè)計值應(yīng)按地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值乘以綜合修正系統(tǒng)確定。地基處理技術(shù)人員應(yīng)掌握所承擔(dān)的地基處理目的,加固原理,技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。施工中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)控制和監(jiān)測,并做好施工記錄,在出現(xiàn)異常情況時,必須及時同有關(guān)部門妥善解決。
2.2地基處理途徑。進(jìn)行地基處理時,必須結(jié)合具體情況,慎重選擇,必要時應(yīng)作方案比較,以找出最佳途徑。
2.2.1碾壓與夯實。建筑物地基表面的松散填土、雜填土或其它軟土層,往往需壓實后才能作為地基的持力層。
我國民間常用的夯蛾或蛙夯因夯擊功能小,影響深度淺,通常只用于平整基槽或局部壓實。因此當(dāng)要求壓實影響深度較大時,通常需采用具有較大壓實功能的機(jī)械碾壓、振動壓實、重錘夯實甚至強(qiáng)夯等方法進(jìn)行處理。強(qiáng)夯有一種利用夯擊產(chǎn)生的振動波來處理地基的新技術(shù),目前已廣泛用于工程實踐,并取得了良好的效果。
2.2.2機(jī)械碾壓法。機(jī)械碾壓法是一種采用平碾、羊足碾、壓路機(jī)、推土機(jī)及其它壓實機(jī)械來太實松軟土層的方法,常用于大面積填土的壓實和雜填土地基的處理,碾壓后地基土的承載力主要取決于土地的性質(zhì)、施工機(jī)具和施工質(zhì)量,一般應(yīng)通過試驗確定
2.2.3振動壓實法。振動壓實法是一種在地基表層施加振動把淺層松散土振實的方法,其主要用于處理砂土、爐渣、碎石等無粘性土為主的填土。
2.2.4重錘夯實法。重錘夯實法是利用重機(jī)械將夯錘提高到一定高度,然后使錘自由落下,反復(fù)夯打,在地基表層形成一層較為均勻的硬殼層,從而提高地基表面層的強(qiáng)度,可用于處理離地下水位0.8m以上稍濕的雜填土、粘性土、砂性土、濕陷性黃土和分層填土等地基,但不宜用于有效深度內(nèi)存在有軟粘土層的地基。
2.2.5強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法地基加固施工技術(shù)由20世紀(jì)70年代法國工程師梅那首先創(chuàng)用,通過起重機(jī)械將大噸位夯錘起吊到6~30m高度后,自由落下,給地基土以強(qiáng)大的沖擊能量的夯擊,使土中出現(xiàn)沖擊波和很大的沖擊壓力,迫使土層空隙壓縮,土體局部液化,在夯擊點周圍產(chǎn)生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和氣體逸出,使土粒重新排列,經(jīng)時效壓密達(dá)到固結(jié),從而提高地基承載力,承低其壓縮性并減少或消除土體濕陷性的一種有效的地基處理方法。
實踐證明,經(jīng)強(qiáng)夯處理的地基,其承載力可提高2~5倍,壓縮性可降低200%~500%。影響深度在10m以上。一般可用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土和粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土地基,還可在不深的水中夯實地基。由于強(qiáng)夯效果好,速度快,節(jié)省材料且用廣泛,在界受到廣泛的重視。強(qiáng)夯法的缺點是施工時噪音和振動大,且對鄰近建筑物影響大,因而不宜在人口稠密的城市中使用。
2.2.6換土墊層。換土墊層法(亦稱換填法或開挖置換法)是將天然軟弱土層挖去或部分挖去,分層回填強(qiáng)度較高,壓縮性較低且無腐蝕性的砂石、素土、灰土、工業(yè)廢料等材料,壓(夯)實后作為地基墊層(持力層)。實踐證明,換土墊層法可有效地處理某些荷載不大的建筑物地基問題,如一般的三、四層房屋、路堤、油罐和水閘等地基??捎糜谟倌?、淤泥質(zhì)土、濕限性黃土、膨脹土、素填土、雜填土、季節(jié)性凍土地基以及暗溝、暗塘等的淺層處理。
結(jié)語:地基處理是一項技術(shù)性很強(qiáng)的工作,合理的方案還需要落實到技術(shù)措施和施工質(zhì)量的保證上,才能獲得地基處理預(yù)期的效果,這不但要求認(rèn)真制訂技術(shù)措施的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),保證施工質(zhì)量,還要進(jìn)行施工現(xiàn)場質(zhì)量檢驗、試驗和現(xiàn)場監(jiān)測與控制,監(jiān)視地基加固動態(tài)變化,控制地基的穩(wěn)定性和變形的發(fā)展,檢驗加固的效果,確保地基方案順利的實施。
隨著具有中國特色的社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展,規(guī)模宏大的工業(yè)與民用建筑、水利工程、環(huán)境工程、港口工程、高速鐵路、高速公路、機(jī)場跑道、大型油罐基礎(chǔ)工程等的興建,不可避免的在不良的地基場地上建造,而且對地基質(zhì)量的要求也將越來越高,現(xiàn)有的地基處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的需求。地基處理技術(shù)將在在原有的基礎(chǔ)上有所改善,原來笨重的工人夯實轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)行的機(jī)械操作,甚至發(fā)展為用化學(xué)藥品來處理地基。舊事物在短時間內(nèi)被新事物的發(fā)展所取代是社會發(fā)展的需要,同樣,地基處理技術(shù)也是如此。由此可見地基處理技術(shù)的發(fā)展前景是遠(yuǎn)大和美好的,地基處理的新技術(shù)、新工藝也將不斷涌現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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第三篇:地基處理課后答案
一般建筑物地基所面臨的有哪些問題
強(qiáng)度及穩(wěn)定性問題、變形問題、滲漏問題、液化問題 根據(jù)地基的概念,地基處理的范圍應(yīng)該如何確定
地基是指工程直接影響的這一部分范圍很小的場地,若天然地基很軟弱效果,不能滿足地基強(qiáng)度和變形等要求,則事先通過人工處理后再建造基礎(chǔ),這種地基加固方式叫做地基處理。對于某一工程來講,在選擇處理時要考慮綜合地質(zhì)條件,上部結(jié)構(gòu)要求,周圍環(huán)境條件,材料來源,施工工期,設(shè)備狀況和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等 何謂”軟土”“軟弱土””軟弱地基”
軟土:是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱,他是在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積,經(jīng)過生物化學(xué)作用形成的 軟弱土:指淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土 軟弱地基:是指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土或其他高壓性土層構(gòu)成的地基 軟弱地基主要包括哪些地基,具有何種工程特性
軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。這種地基天然含水量過大,承載力低,在荷載作用下易產(chǎn)生滑動或固結(jié)沉降。
特殊土地基主要包括哪幾類,具有何種工程特性
特殊土地基大部分帶有地區(qū)特點,它包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土、凍土和巖溶。軟土地基:抗剪強(qiáng)度低、透水性低、不均勻性、高壓縮性
濕陷性黃土地基:顆粒,礦物組成,含水量低,孔隙比大,欠壓密,容易引起不均勻沉降 膨脹土地基:吸水膨脹失水收縮,具有較大的張縮變形性能且是變形往復(fù)的高黏性土 試論述地基處理的目的和其方法分類
目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對地基土進(jìn)行加固,用以改良地基土的工程特性,提高地基土的抗剪強(qiáng)度,降低地基土的壓縮性,改善地基的透水特性,改善地基的動力特性,改善特殊土的不良地基特性
分類方法:按時間可分為臨時處理和永久處理,按處理深度可分為淺層處理和深層處理,按土性對象可分為砂性土處理和黏性土處理,飽和土處理和非飽和土處理,也可按地基處理的作用機(jī)理分物理處理、化學(xué)處理 選用地基處理方法時應(yīng)考慮哪些因素
地基處理受上部結(jié)構(gòu)、地基條件、環(huán)境影響和施工條件、設(shè)備狀況和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等 對濕陷性黃土地基,一般可采用哪幾種地基處理方法
土工聚合物法、砂樁擠密法、振動水沖法、石灰樁擠密法、砂井、真空預(yù)壓法、降水預(yù)壓法、電滲排水法、高壓噴射注漿法 對防止地基土液化,一般可采用哪幾種地基處理方法 換土墊層法、強(qiáng)夯法、振動擠密法、排水固結(jié)法 對軟土地基,一般可采用哪幾種地基處理方法
堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、水泥土攪拌樁法、換填墊層法、強(qiáng)夯法 試論述地基處理的施工質(zhì)量控制的重要性以及主要措施
地基處理工程與其它建筑工程不同,一方面,大部分地基處理方法的加固效果并不是施工結(jié)束后就能全部發(fā)揮和體現(xiàn)的,另一方面每一項地基處理工程都有它的特殊性,同一種方法在不同地區(qū)應(yīng)用其施工工藝也不盡相同,對每一個工程都有它的特殊要求,而且地基處理往往是隱蔽工程,很難直接檢測質(zhì)量,因此必須在施工中和施工后加強(qiáng)管理和檢測。
具體檢測方法:鉆孔取樣、靜力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、載荷試驗、取芯試驗、波速試驗、注水試驗、拉拔試驗等 試論述土的壓實機(jī)理以及利用室內(nèi)擊實實驗資料以求得現(xiàn)場施工參數(shù)的方法
當(dāng)黏性土的土樣含水量較小時,其粒間引力較大,在一定的外部壓實功能作用下,如還不能有效的克服引力而使土粒相對移動,這是壓實效果就比較差。當(dāng)增大土樣含水量時,結(jié)合水膜逐漸增厚,減小了引力,土粒在相同壓實功能條件下易于移動而擠密,所以壓實效果好。當(dāng)土樣含水量增大到一定程度后,孔隙中就出現(xiàn)了自由水,結(jié)合水膜的擴(kuò)大作用就不大了,因而引力的減少就顯著,此時自由水填充在孔隙中,從而產(chǎn)生了阻止土粒移動的作用,所以壓實效果又趨下降,因而設(shè)計時要選擇一個“最優(yōu)含水量”。這就是土的壓實機(jī)理。
擊實試驗采用擊實儀器進(jìn)行,主要包括實筒,擊錘和導(dǎo)筒。在標(biāo)準(zhǔn)的擊實儀器,土樣大小和擊實能量的條件下,對于不同含水量的土樣,可擊實得到不同干密度,從而繪制干密度和制備含水兩之間的關(guān)系曲線,從而求得最大干密度和與之對應(yīng)的制備含水量,即最優(yōu)含水量
何謂”虛鋪厚度””最大干密度””最優(yōu)含水量””壓實系數(shù)”
虛鋪厚度:虛鋪厚度,沒有經(jīng)過碾壓的回填土,呈現(xiàn)表面松散壓實前的攤鋪厚度稱虛鋪厚度。最大干密度:擊實或壓實試驗所得的干密度與含水率關(guān)系曲線上峰值點對應(yīng)的干密度。最優(yōu)含水量:是指在一定功能的壓實作用下,能使填土達(dá)到最大干密度時相應(yīng)的含水率。壓實系數(shù):土的控制干密度與最大干密度之比
土和灰土墊層的設(shè)計方法與砂墊層的設(shè)計方法相比有何異同
砂墊層:砂墊層與灰土墊層均屬于換填法,當(dāng)軟弱土地基承載力和變形不能滿足要求時,厚度又不很大時,常采用砂墊層提高地基承載力,施工簡單,可有效提高承載力,加速軟弱土層排水固結(jié),防止凍脹,消除膨脹土
灰土墊層:通過處理基底下的部分濕陷性土層,可達(dá)到減小地基的總濕陷量,并控制未處理土層濕陷量的處理效果。但灰土墊層僅適用于不受地下水浸泡的基土地面上進(jìn)行。
試論述砂墊層,粉煤灰墊層,干渣墊層,土及灰土墊層的適用范圍及其選用條件
砂墊層:要求有足夠的厚度以置換可能被剪切破壞的軟弱土層,又要求有足夠大的寬度以防止砂墊層向兩側(cè)擠出 粉煤灰墊層:適用于廠房、機(jī)場、港區(qū)陸域和維場等工程大面積填筑
干渣墊層:適用于中、小型建筑工程,尤其適用于地坪和維場等工程大面積地基處理和場地平整。對易受酸堿廢水影響的地基不得用礦渣墊層材料
土及灰土墊層:常用于濕陷性黃土地區(qū),但是灰土墊層僅適用于不受地下水浸泡的基土地面上進(jìn)行 各種墊層施工控制的關(guān)鍵指標(biāo)是什么
砂墊層:干密度為砂墊層施工質(zhì)量控制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),其中中砂1.6t/m3,粗砂1.7,碎石2.0~2.2 素土(灰土)墊層:壓實系數(shù)要求1)當(dāng)墊層厚度不大于3m時,λc>=0.93。2)當(dāng)墊層厚度大于3m時,λc>=0.95 粉煤灰墊層:粉煤灰應(yīng)瀝干運裝,含水量15%-25%,壓實系數(shù)取0.9~0.95,施工壓實含水量控制在±4% 干渣墊層:松散度不小于1.1t/m3,泥土與有機(jī)質(zhì)含量不大于5%,對于一般場地平整不受其限制 相對于常規(guī)碾壓法,沖擊碾壓法有什么優(yōu)點
沖擊碾壓法具有填方量大,行進(jìn)速度高和功效高的特點 闡述聚苯乙烯板塊(EPS)的工程特性及適用范圍
特點:超輕質(zhì),強(qiáng)度和模量較高,應(yīng)力應(yīng)變特性,回彈模量高,摩擦特性,耐水性,吸水膨脹率小,耐腐蝕,耐熱性,自立性,耐久性
廣泛應(yīng)用于軟土地基中地基承載力不足,沉降量過大,地基不均勻沉降,需要快速施工的路堤,人造山體及地下管道保護(hù)的換填工程 敘述強(qiáng)夯法的適用范圍以及對于不同土性的加固機(jī)理
適用范圍:處理碎石土,砂土,低飽和度的粉土與黏性土,濕陷性黃土,素填土和雜填土等地基。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟一流塑的黏性土等地基上對變形控制要求不嚴(yán)的工程 加固機(jī)理:動力密實,動力固結(jié),動力置換 闡述強(qiáng)夯法的動力密實機(jī)理
采用強(qiáng)夯加固多孔隙,粗顆粒,非飽和土是基于動力密實機(jī)理,即用沖擊型動力荷載,使土體中孔隙減小,土體變得密實,從而提高地基土強(qiáng)度
闡述動力固節(jié)理論以及在強(qiáng)夯法中的應(yīng)用
用強(qiáng)夯法處理細(xì)顆粒飽和土?xí)r,則是借助于動力固結(jié)理論,即巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波,破壞了土體原有的結(jié)構(gòu),使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙,增加了排水通道,使孔隙水得以順利逸出,待超孔隙水壓力消失后,土體固結(jié)。闡述強(qiáng)夯法有效加固深度的影響因素
影響因素有很多,除了錘重和落距,還有地基土的性質(zhì),不同土層的厚度和埋藏順序,地下水位以及其他強(qiáng)夯設(shè)計參數(shù)等 闡述“觸變恢復(fù)”“時間效應(yīng)”“平均夯擊能”“飽和能”“間歇時間”的含義
觸變恢復(fù):是土體強(qiáng)度在動荷載作用下強(qiáng)度會暫時降低,但隨時間的增長會逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象 時間效應(yīng):
平均夯擊能(單位夯擊能):整個加固場地的總夯擊能量除以加固面積稱為單位夯擊能 飽和能:土體產(chǎn)生液化的臨界狀態(tài)時的能量級別稱為飽和能 間歇時間:所謂間歇時間,是指相鄰夯擊兩遍之間的時間間隔。闡述現(xiàn)場試夯確定強(qiáng)夯夯擊擊數(shù)和間歇時間的方法
擊數(shù)確定:常以夯坑的壓縮量最大,夯坑周圍隆起量最小為原則,根據(jù)試夯得到的強(qiáng)夯擊數(shù)和夯沉量,隆起量的監(jiān)測曲線來確定 間歇時間:各遍間的間歇時間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時間來決定 闡述強(qiáng)夯施工過程中夯擊點分遍施工的含義
強(qiáng)夯需要分遍進(jìn)行,所有夯點不是一定夯完,而是分幾遍,這樣做的好處是1)大的間距可避免強(qiáng)夯過程中淺層硬殼的形成,從而加大處理深度2)對飽和細(xì)粒土,由于存在單遍飽和能,每遍夯后需要孔壓消散后才可進(jìn)行第二次3)對于飽和粗顆粒土,夯坑深度大時,或積水,為方便操作采取的措施
為減少強(qiáng)夯施工對鄰近建筑物的振動影響,在夯區(qū)周圍常采用何種措施 設(shè)置墊層,在夯區(qū)周圍設(shè)置隔振溝。
闡述降水聯(lián)合低能級強(qiáng)夯法加固飽和黏性土地基的機(jī)理
在夯擊過程中,同時結(jié)合降排水體系降低地下水位,以提高地基處理效果 敘述碎石樁和砂樁處理砂土液化的機(jī)理
作用機(jī)理主要有下列三方面作用:擠密作用、排水減壓作用、砂基預(yù)震效應(yīng) 敘述碎石樁和砂樁對黏性土加固的機(jī)理
對于黏性土地基主要作用是置換,以性能良好的碎石來替換不良地基土,在地基中形成具有密室度高而直徑大的樁體,它與原黏性土構(gòu)成復(fù)合地基而共同工作。加固作用主要有擠密,置換,排水,墊層和加筋 敘述碎石樁和砂樁的承載力影響因素及樁體破壞模式 破壞形式:鼓出破壞、刺入破壞、剪切破壞 承載力主要取決于樁間土的側(cè)向約束能力 闡述“樁土應(yīng)力比”“置換率”的概念
樁土應(yīng)力比:對一復(fù)合土體單元,在荷載作用下,樁頂應(yīng)力和樁間土表面應(yīng)力之比為樁土應(yīng)力比 置換率(面積置換率):樁的截面積與其影響面積之比
砂樁和碎石樁在黏性土和砂性土中,其設(shè)計長度主要取決于哪些因素 當(dāng)相對硬層的埋藏深度不大時,應(yīng)按相對硬層埋藏深度確定
當(dāng)相對硬層埋藏深度較大時,按變形控制的工程,加固深度應(yīng)滿足碎石樁或砂樁復(fù)合地形變形不超過建筑物地基容許值并滿足軟弱下臥層承載力要求
對按穩(wěn)定性控制的工程,加固深度應(yīng)不小于最危險滑動面以下2m 在可液化的地基中,加固深度應(yīng)按要求的抗震處理深度確定 樁長不宜短于4m 闡述振沖法碎石樁施工過程 清理平整施工場地,布置樁位 施工機(jī)具就位,使振沖器對準(zhǔn)樁位 啟動供水泵和振沖器
造孔后邊提升振沖器邊沖水直至孔口,再放至孔底,重復(fù)兩三次擴(kuò)大孔徑并使孔內(nèi)泥漿變稀,開始填料制樁 重復(fù)以上步驟 關(guān)閉振沖器和水泵
闡述沉管法碎石樁施工過程 樁靴閉合,樁管垂直就位 將樁管沉入土層中到設(shè)計值 將料斗插入樁管,向樁管內(nèi)灌碎石 邊振邊拔出樁管地面
試述振沖施工質(zhì)量控制的三要素
施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵是填料量,密實電流和留振時間,這三者實際上是相互聯(lián)系和保證的。只有一定的填料量的情況下,才能把填料擠密振密。
闡述石灰樁的對樁間土的加固作用
1)成孔擠密2)膨脹擠密3)脫水?dāng)D密4)膠凝作用 施工過程中應(yīng)采用哪些措施以保證石灰樁成樁質(zhì)量
1)控制灌灰量2)靜探測定樁身阻力,并建立Ps與Es關(guān)系3)挖樁檢驗與樁身抽取試樣,這是最為直觀的檢驗方法4)載荷試驗,是比較可靠的檢驗樁身質(zhì)量的方法,如再配合樁間土小面積載荷試驗,可推算復(fù)合地基的承載力和變形模量 闡述石灰樁的成樁方法
1)灰塊灌入法(石灰樁法):塊灰灌入法是采用鋼套管成孔,然后在孔中灌入新鮮生石灰塊,或在生石灰塊中摻入適量的水硬性摻合料和火山灰,一般的經(jīng)驗配合比為8:2或7:3。在拔管的同時進(jìn)行振密或搗密。利用生石灰吸取樁周土體中水分進(jìn)行水化反應(yīng),此時生石灰的吸水、膨脹、發(fā)熱以及離子交換作用,使樁四周的土體含水量降低,孔隙比減小,使土體擠密和樁體硬化。樁和樁間土共同承受荷載,成為一種復(fù)合地基
2)粉灰攪拌法(石灰柱法):粉灰攪拌法是粉體噴射攪拌法的一種,所用的原料是石灰粉,通過特制的攪拌機(jī)將石灰粉加固料與原位軟土攪拌均勻,促使軟土硬結(jié),形成石灰柱 闡述石灰樁的施工順序 石灰柱一般在加固范圍內(nèi)施工時,先外排后內(nèi)排,先周邊后中間,單排樁應(yīng)施工兩端后中間,并按每間隔1~2孔的施工順序進(jìn)行,不允許由一邊向另一邊平行推移。如對原建筑物地基加固,其施工順序應(yīng)由外及里的進(jìn)行,如鄰近建筑物或緊貼水源邊,可先施工部分隔斷樁將其與施工區(qū)隔開,對很軟的黏性土地基,應(yīng)先在較大距離打石灰樁,過四個星期后再按設(shè)計間距補(bǔ)樁 土樁和石灰樁在應(yīng)用范圍上有何不同
石灰樁適用于處理飽和黏性土,淤泥,淤泥質(zhì)土,素填土和雜填土等地基,用于地下水位以上的土層時,宜增加摻合料的含水量并減少生石灰用量,或采用土層浸水等措施
土樁適用于處理5~15m,地下水位以上,含水量14%~23%的濕陷性黃土,素填土,雜填土和其他非飽和黏性土,粉土等土層。當(dāng)以消除地基的濕陷性黃土為主要目的時,宜采用土樁,當(dāng)以提高地基承載力或水穩(wěn)性為主要目的時,宜采用灰土樁或雙灰樁,當(dāng)?shù)鼗看笥?4%,飽和度大于0.65,由于無法擠密成孔,故不宜采用該方法 闡述土樁(灰土樁)的加固機(jī)理
1)擠密作用2)灰土性質(zhì)作用3)樁體作用 闡述土樁(灰土樁)設(shè)計中樁間距的確定原則
樁孔宜按等邊三角形布置,樁孔之間的中心距離,可按樁孔直徑的2~2.5倍,也可按公式計算,對于重要工程或缺乏經(jīng)驗的地區(qū),在樁間距正式設(shè)計之前,應(yīng)通過現(xiàn)場成孔擠密試驗,按照不同樁距實測擠密效果再正式確定樁孔間距 闡述土樁(灰土樁)施工的樁身質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
1)成孔施工時,地基土宜接近最優(yōu)含水量,當(dāng)含水量低于12%時,宜對擬處理范圍內(nèi)的土層進(jìn)行增濕2)成孔和孔內(nèi)回填夯實應(yīng)符合下列要求1成孔和孔內(nèi)回填夯試的施工順序,當(dāng)整片處理時,宜從里向外間隔1~2孔進(jìn)行,對大型工程可采用分段施工,當(dāng)局部處理時,宜從外向里間隔1~2孔進(jìn)行2向孔內(nèi)填料前,孔底應(yīng)夯實,并應(yīng)抽樣檢查樁孔的直徑、深度和垂直度3樁孔的垂直度偏差不大于1.5%5經(jīng)檢驗合格后,應(yīng)按照設(shè)計要求,向孔內(nèi)分層填入篩好的素土、灰土或其他填料并應(yīng)分層夯實至設(shè)計標(biāo)高3)對沉管法,其直徑和深度應(yīng)與設(shè)計值相同,對沖擊法和爆破法,樁孔直徑不得超過設(shè)計值的±70mm,樁孔深度不應(yīng)小于設(shè)計深度的0.5m4)向孔內(nèi)填料前,孔底必須夯實,然后用素土或灰土在最優(yōu)含水量狀態(tài)下分層回填夯實。闡述水泥粉煤灰碎石樁與碎石樁的區(qū)別,水泥粉煤灰碎石樁的特點
水泥粉煤灰碎石樁是在碎石樁的基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑,粉煤灰和少量水泥,加水拌合制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁,相比碎石樁水泥粉煤灰碎石樁適用于高層建筑物地基處理,應(yīng)力應(yīng)變呈直線關(guān)系,圍壓對應(yīng)力應(yīng)變曲線沒多大影響,增加樁長可有效減少變形,總變形量小,承載力提高幅度有較大的可調(diào)節(jié)性
特點:1)施工工藝與普通振動沉管灌注樁一樣,工藝簡單,與振沖碎石樁相比,無場地污染,震動影響也小2)所用材料僅需少量水泥,便于就地取材,基礎(chǔ)工程不會與上部結(jié)構(gòu)爭“三材”3)受力特性與水泥攪拌樁類似 闡述褥墊層在水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的主要作用
1)保證樁、土共同承擔(dān)荷載2)減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中3)褥墊層厚度可以調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比4)褥墊層厚度可以調(diào)整樁、土水平荷載分擔(dān)比
闡述水泥粉煤灰碎石樁的承載力計算方法,分析其與碎石樁承載力計算方法不同的原因
當(dāng)CFG樁體標(biāo)號較高時,具有剛性樁的性狀,但在承擔(dān)水平荷載方面與傳統(tǒng)的樁基有明顯區(qū)別。樁在樁基中可承受垂直荷載也可承受水平荷載,他傳遞水平荷載的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳遞垂直荷載的能力。而CFG樁復(fù)合地基通過褥墊層把樁和承臺斷開,改變了過分依賴樁承擔(dān)垂直荷載和水平荷載的傳統(tǒng)思想。其承載力計算方法按規(guī)范公式計算。闡述水泥粉煤灰碎石樁的施工方法及適用地質(zhì)條件
1)長螺旋鉆孔關(guān)注成樁,屬于非擠土成樁法,適用于地下水位以上的黏性土,粉土,素填土,中等密實以上的砂土
2)長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁,屬于非擠土成樁法,適用于黏性土、粉土、砂土、以及對噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場地 3)振動沉管灌注成樁,屬于擠土成樁法,適用于粉土、黏性土和素填土地基
長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工工序:鉆機(jī)久違、混合料攪拌、鉆進(jìn)成孔、灌注及拔管、移機(jī)
振動沉管灌注成樁法施工工序:設(shè)備組裝、樁基就位、沉管到預(yù)定標(biāo)高、停機(jī)后管內(nèi)投料、留振、拔管和封頂 排水固結(jié)法中的排水系統(tǒng)有哪些類型
豎向排水體(普通砂井、袋裝砂井、塑料排水帶)水平排水體(砂墊層)排水固結(jié)法中的加壓系統(tǒng)有哪些類型
加壓系統(tǒng)(堆載法、真空法、降低地下水位法、電滲法、聯(lián)合法)試論述采用排水固結(jié)法提高地基強(qiáng)度和壓縮模量的原理
排水固結(jié)法就是通過不同加壓方式進(jìn)行預(yù)壓,使原來正常固結(jié)黏土層變?yōu)樘幱诔探Y(jié)土,而超固結(jié)土與正常固結(jié)土相比具有壓縮性小和強(qiáng)度高的特點,從而達(dá)到減小沉降和提高承載力的目的 對比真空預(yù)壓法與堆載預(yù)壓法的原理
1)堆載預(yù)壓法:是用填土等加荷對地基進(jìn)行預(yù)壓,是通過增加總應(yīng)力,并使孔隙水壓力消散來增加有效應(yīng)力的方法。堆載預(yù)壓法是在地基中形成超靜水壓力的條件下排水固結(jié),稱為正壓固結(jié)
2)真空預(yù)壓法:是在需要加固的軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層,然后埋設(shè)垂直排水管道,再用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕,薄膜四周埋入土中,通過砂墊層內(nèi)設(shè)的吸水管道,用真空裝置進(jìn)行抽氣,使其形成真空,增加地基的有效應(yīng)力。真空預(yù)壓法過程中地基土中應(yīng)力不變,是負(fù)壓固結(jié)
3)對比1)加載方式:堆載預(yù)壓法采用堆重,真空預(yù)壓法則通過真空泵,真空管,密封膜來提供穩(wěn)定負(fù)壓2)地基土中總應(yīng)力:堆載預(yù)壓過程中,總應(yīng)力是增加的,是正壓固結(jié)。真空預(yù)壓法過程中地基土中應(yīng)力不變,是負(fù)壓固結(jié)3)排水系統(tǒng)中水壓力:堆載預(yù)壓過程中排水系統(tǒng)中的水壓力接近靜水壓力,真空預(yù)壓過程中排水系統(tǒng)中的水壓力小于靜水壓力4)地基土中水壓力:堆載預(yù)壓過程中地基土中水壓力由超孔壓逐漸消散至靜水壓力,真空預(yù)壓過程中地基土中水壓力是由靜水壓力逐漸消散至一穩(wěn)定負(fù)壓5)地基土水流特征:堆載預(yù)壓過程中地基土中水由加固區(qū)向四周流動,相當(dāng)于擠水過程,真空預(yù)壓過程中地基土中水由四周向固區(qū)流動,相當(dāng)于吸水過程6)加載速度:堆載預(yù)壓法需要嚴(yán)格控制加載,地基可能失穩(wěn),真空預(yù)壓法不需要控制加載速率 闡述砂井固結(jié)理論的假設(shè)條件
1)每個砂井的有效影響范圍一直是直徑為de的圓柱體,圓柱體內(nèi)的土體中水向該砂井滲流,圓柱體邊界處無滲流,即處理為非排水邊界
2)砂井地基表面受均部荷載作用,地基中附加應(yīng)力分布不隨深度而變化,故地基土僅產(chǎn)生豎向的壓密變形 3)荷載是一次施加上去的,加荷開始時,外荷載全部由孔隙水壓力承擔(dān) 4)在整個壓密過程中,地基土的滲透系數(shù)保持不變 5)井壁上面受砂井施工所引起的涂抹作用的影響不計
闡述“涂沫作用”“井阻”的含義,在何種情況下要考慮砂井的井阻和涂沫作用
涂沫作用:地基設(shè)置砂井時,施工操作將不可避免地擾動井壁周圍的土體,使其滲透性降低,這是涂抹效應(yīng) 井阻效應(yīng):砂井中的材料對水的垂直滲流有阻力,使砂井內(nèi)不同深度的孔壓不全等于大氣壓,這是井阻效應(yīng) 在真空預(yù)壓法中,密封系統(tǒng)該如何設(shè)計保證穩(wěn)定的真空度
真空預(yù)壓的面積不得小于基礎(chǔ)外緣所包圍的面積,真空預(yù)壓區(qū)邊緣比建筑基礎(chǔ)外緣每邊增加量不得小于3m,另外每塊預(yù)壓的面積應(yīng)盡可能大,根據(jù)加固要求彼此間可搭接或有一定間距,加固面積越大,加固面積與周邊長度之比越大,氣密性就越好,真空度就越高 堆載預(yù)壓法中如何通過現(xiàn)場監(jiān)測來控制加載速率
1)根據(jù)沉降s和側(cè)向位移δh判別2)根據(jù)側(cè)向位移速率判別3)根據(jù)側(cè)向位移系數(shù)判別4)根據(jù)土中孔隙水壓力判別 應(yīng)用實測沉降—時間曲線推測最終沉降量的方法 p110 闡述灌漿法所具有的廣泛用途
1)增加地基土的不透水性,防止流砂、鋼板樁滲水、壩基漏水和隧道開挖時涌水,以及改善地下工程開挖條件2)防止橋墩和邊坡護(hù)岸的沖刷3)整治坍方滑坡,處理路基病害4)提高地基土承載力,減少地基的沉降和不均勻沉降5)進(jìn)行托換技術(shù),對古建筑的地基加固
闡述灌漿材料的“分散度”“沉淀析水性”“凝結(jié)性”的意義
分散度:分散度是影響可灌性的主要因素,一般分散度越高,可灌性越好
沉淀析水性:在漿液攪拌過程中,水泥顆粒處于分散和懸浮于水中的狀態(tài),但當(dāng)漿液制成和停止攪拌時,除非漿液極為濃稠,否則水泥顆粒將在重力的作用下沉淀,并使水向漿液頂端上升
凝結(jié)性:漿液的凝結(jié)過程分為兩個階段:1漿液的流動性減少到不可泵送的程度2凝結(jié)后漿液隨時間而逐漸硬化 闡述工程中使用的漿液材料應(yīng)該具有的特性
分散度、沉淀析水性、凝結(jié)性、熱學(xué)性、收縮性、結(jié)石強(qiáng)度、滲透性和耐久性 闡述漿液材料的種類和主要特點
灌漿法按漿液材料可分為粒狀漿材(懸浮液)和化學(xué)漿材(真溶液),其中粒狀漿液又分為不穩(wěn)定粒狀漿材和穩(wěn)定粒狀漿材,化學(xué)漿材可分為無機(jī)漿材和有機(jī)漿材
粒狀漿材特性:他是一種懸濁液,能形成強(qiáng)度較高和滲透性較小的結(jié)石體。即適用于巖土加固,也適用于地下防滲 化學(xué)漿液特性:能夠灌入裂隙較小的巖石,孔隙小的土層及有地下水活動的場合。闡述水泥類漿液材料的主要優(yōu)缺點以及各類添加劑的作用
水泥漿材屬于懸濁液,其主要問題是析水性大,穩(wěn)定性差,純水泥漿的凝結(jié)時間較長,在地下水流速較大的條件下灌漿時漿液易受沖刷和稀釋等。為了改善其性質(zhì),常在水泥漿中摻入各種附加劑。速凝劑(加速凝結(jié)和硬化)緩凝劑(增加流動性)流動劑、加氣劑(產(chǎn)生空氣)、膨脹劑(產(chǎn)生膨脹)防析水劑(產(chǎn)生空氣)闡述“水灰比”的概念以及對漿液特性的影響
水灰比指的是水的重量與水泥重量之比。水泥漿配比采用水灰比表示,水灰比越大,漿液越稀,一般變化范圍為0.6~2.0,常用水灰比為1:1。對于水泥漿材,水灰比越大,其析水性越大,穩(wěn)定性越差。闡述滲透灌漿,劈裂灌漿和壓密灌漿不同灌漿原理以及適用范圍
滲透灌漿:是指在壓力作用下使?jié){液填充土的孔隙和巖石的裂隙,排擠出孔隙中存在的自由水和氣體,而基本上不改變原狀土的結(jié)構(gòu)和體積,所用灌漿壓力相對較小。這類灌漿只適用于中砂以上的砂性土和有裂隙的巖石。
劈裂灌漿:劈裂灌漿是指在壓力作用下,漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度,引起巖石和土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動,使其沿垂直于小主應(yīng)力的平面上發(fā)生劈裂,使地層中原有的裂隙或孔隙張開,形成新的裂隙或孔隙,漿液的可灌性和擴(kuò)散距離增大,而所用的灌漿壓力相對較大
壓密灌漿:是指通過鉆孔在土中灌入極濃的漿液,在注漿點使土體擠密,在注漿管端部逐漸形成漿泡,使土體擠密。擠密灌漿可用于非飽和土體,以調(diào)整不均勻沉降以及在大開挖或隧道開挖時對鄰近土進(jìn)行加固 闡述滲透灌漿,劈裂灌漿和壓密灌漿方法中,漿液在地基土中的存在形態(tài)
漿液在滲透灌漿中呈球形擴(kuò)散和柱形擴(kuò)散,劈裂灌漿中順地層中的裂隙擴(kuò)散,壓密灌漿中在注漿管附近形成漿泡 闡述雙層管雙拴塞注漿施工方法
1)鉆孔—通過優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行固壁,很少用套管護(hù)壁
2)插入袖閥管—為使套殼料的厚度均勻,應(yīng)設(shè)法使袖閥管位于鉆孔中心
3)澆注套殼料—用套殼料置換孔內(nèi)泥漿,澆注時應(yīng)避免套殼料進(jìn)入袖閥管內(nèi),并嚴(yán)防孔內(nèi)泥漿混入套殼料中 4)灌漿—待套殼料具有一定強(qiáng)度后,在袖閥管內(nèi)放入帶雙塞的灌漿管進(jìn)行灌漿 闡述在有地下水流動的地基中進(jìn)行灌漿施工應(yīng)采取的施工措施
采用水泥水玻璃等快凝材料,必要時在漿液中摻入砂等粗料,在流速特別大的情況下,尚可采取特殊措施,例如在水中預(yù)填石塊或級配砂石后再灌漿
試比較水泥土攪拌樁采用濕法施工和干法施工的優(yōu)缺點
干法施工特點:1)使用的固化材料可更多的吸收軟土地基中的水分,對加固含水量高的軟土,極軟土以及泥炭土地基效果更為明顯2)固化材料全面的被噴射到靠攪拌葉片旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的空隙中,同時又靠土的水分把他黏附到空隙內(nèi)部,隨著攪拌葉片的攪拌使固化劑均勻的分布在土中,不會產(chǎn)生不均勻的散亂現(xiàn)象,有利于提高地基土的加固強(qiáng)度3)與高壓噴射注漿和水泥漿攪拌法相比,輸入地基土中的固化材料要少的多,無漿液排除,無地面隆起現(xiàn)象4)粉體噴射攪拌法施工可以加固成群樁,也可以交替搭接加固成壁狀、格柵狀或塊狀
闡述影響水泥土攪拌樁的強(qiáng)度因素
1)水泥摻入比2)齡期對強(qiáng)度的影響3)水泥強(qiáng)度等級4)土樣含水量5)土樣中有機(jī)質(zhì)含量6)外摻擠對強(qiáng)度的影響7)養(yǎng)護(hù)環(huán)境的濕度和溫度
闡述“水泥摻入比”的概念以及對水泥土強(qiáng)度的影響
水泥土的強(qiáng)度隨著水泥摻入比的增加而增大,當(dāng)<5%時,由于水泥與土的反映過弱,水泥土固化程度低,強(qiáng)度離散性也較大,故水泥攪拌法的實際施工中,選用水泥摻入比必須大于10%。在其他條件相同的前提下,兩個不同水泥摻入比的水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比值隨水泥摻入比之比增大而增大
在水泥土攪拌樁中可摻入哪些外加劑,這些外加劑的作用是什么
為改善水泥土的性能和提高強(qiáng)度,可用木質(zhì)素磺酸鈣、石膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣和硫酸鈉等外摻擠,結(jié)合工業(yè)廢料處理,還可以摻入不同比例的粉煤灰
在水泥土攪拌樁承載力計算公式中,“樁身強(qiáng)度折減系數(shù)”含義及取值依據(jù)
樁身強(qiáng)度折減系數(shù)是一個與工程經(jīng)驗以及擬建工程的性質(zhì)密切相關(guān)的參數(shù)。取值與施工時樁端施工質(zhì)量以及樁端土質(zhì)條件有關(guān),當(dāng)樁較短且樁端為硬土層時取高值。,干法可取0.2~0.3,濕法可取0.25~0.33 闡述水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力計算公式中“樁間土承載力折減系數(shù)”的含義及取值措施
樁間土承載力折減系數(shù)是反映樁土共同作用的一個參數(shù),他的取值與樁間土的性質(zhì)、攪拌樁的樁身強(qiáng)度和承載力、養(yǎng)護(hù)齡期等因素有關(guān)。樁間土較好、樁端土較弱、樁身強(qiáng)度較低,養(yǎng)護(hù)齡期較短,則取高值,反之,則取低值 闡述水泥土攪拌樁“有效樁長”的概念及計算方法 有效樁長:樁體發(fā)揮有效承載作用段的長度
計算方法:計算單樁和復(fù)合地基承載力時樁長取有效樁長,有效樁長以樁身強(qiáng)度來控制 選用水泥土攪拌樁作支護(hù)檔墻時,應(yīng)進(jìn)行那些設(shè)計計算工作
1)土壓力計算2)抗傾覆計算3)抗滑移計算4)整體穩(wěn)定性計算5)抗?jié)B計算6)抗隆起計算 闡述對水泥加固土應(yīng)進(jìn)行哪些室內(nèi)外試驗以及如何進(jìn)行這些試驗
水泥土的室內(nèi)配合比試驗:按照試驗計劃,根據(jù)配方分別稱量土、水泥、水和外摻擠,按不同比例攪拌均勻,裝入選定的試摸內(nèi),試件成型一天后,編號,拆摸,進(jìn)行不同方法的養(yǎng)護(hù)和物理力學(xué)特性試驗 闡述高壓噴射注漿法的施工工藝
1)鉆機(jī)就位2)鉆孔3)插管4)噴射作業(yè)5)沖洗6)移動機(jī)具 闡述高壓射流破壞土體形成水泥土加固體的機(jī)理
破壞土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的最主要因素是噴射動壓,需要增加平均射流,這樣就使射流像剛體一樣,沖擊破壞土體,使土與漿液攪拌混合,凝固成圓柱狀的固結(jié)體。噴射流在終期區(qū)域,能量衰減很大,不能直接沖擊土體使土顆粒剝落,但能對有效射程邊界土產(chǎn)生擠壓力,對四周土有擠密作用,并使部分漿液進(jìn)入土粒之間的空隙里,使固結(jié)體與四周土緊密相依,不產(chǎn)生脫離 試對高壓噴射注漿法繪出噴射最終固結(jié)狀況示意圖 p182 闡述影響高壓噴射加固體強(qiáng)度因素
影響固結(jié)體形狀的主要因素是1)土質(zhì)2)噴射材料及水灰比3)注漿管類型和提升速度 闡述影響高壓噴射加固體幾何形狀的因素
按噴嘴的運動規(guī)律不同而形成均勻圓柱體、非均勻圓柱體、圓盤狀、板墻狀、扇形壁狀等,同時因土質(zhì)和工藝的不同而有所差異 闡述高壓噴射注漿法處理基坑工程中坑底軟弱土層的布置方法 1)排列布置形式:塊狀、格柵狀、墻狀、柱狀
2)平面設(shè)計形式:滿堂式、中空式、格柵式、抽條式、裙邊式、墩式、墻式 3)豎向設(shè)計形式:平板式、夾層式、滿坑式、階梯式 闡述土工合成材料的分類
四大類:土工織物(機(jī)織、非織造)、土工膜、特種土工合成材料、復(fù)合型土工合成材料 闡述土工合成材料的幾種主要功能以及這些作用主要表現(xiàn)在何種類的工程中
1)反濾作用:在滲流出口區(qū)鋪設(shè)土工合成材料作為反濾層,這和傳統(tǒng)的砂礫石濾層一樣,均可提被保護(hù)土的抗?jié)B強(qiáng)度
2)排水作用:具有一定厚度的土工織物具有良好的三維透水性,可使水經(jīng)過土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走,構(gòu)成水平排水層
3)隔離作用:一般在修筑道路時,路基、路床材料和一般材料都混合在一起,使原設(shè)計強(qiáng)度、排水、過濾功能減弱。為防止這種現(xiàn)象,可將土工合成材料設(shè)置在兩種不同特性的材料間,不使其混雜,但又能保持統(tǒng)一的作用
4)防滲作用:土工膜和復(fù)合土工合成材料可以防止液體的滲漏、氣體的揮發(fā),保護(hù)環(huán)境或建筑物的安全,例如水壩和庫區(qū)的防滲 5)防護(hù)作用:對土體或水體起防護(hù)作用,防止河岸或海岸被沖刷、防止土體的凍害等 6)加筋作用:給土體提供抗拉強(qiáng)度,加固土坡、堤壩、地基及擋土墻 闡述一些常用土工合成材料的工程特性及適用范圍
1)非織造型土工織物(無紡織物):這種材料的主要用途是作為排水反濾層,以代替天然粒狀率層作用。在這種情況下,無紡織物有時還可以起一定隔離作用。至于加筋加固作用則只有當(dāng)加固要求不高的情況下,無紡織物能附帶的起一定作用
2)織造型徒工織物(有紡織物):這種織物應(yīng)用很廣,主要做成各種土工合成材料,如編織袋、土工摸袋、土工管等,同時也可直接作隔離層或作為加筋材料
3)土工膜或復(fù)合土工膜:主要用在防滲或需要密封的部位,因此在水利工程和環(huán)保工程中應(yīng)用廣泛
4)土工加筋帶或土工格柵:用于土加緊和加固。土工格柵因其具有很高的強(qiáng)度和很低的延伸率,以及與土之間高摩擦力和咬合力,常用于要求很高的場合
5)排水帶和排水軟管:用于土體的排水,促進(jìn)土體的固結(jié),在公路,水閘和房屋地基中應(yīng)用廣泛 6)土工摸袋:用于岸坡和堤坡的護(hù)坡
7)聚苯乙烯板塊:應(yīng)用于軟土地基中地基承載力不足,沉降量過大,地基不均勻沉降,需要快速施工的路堤,人造山體 闡述加筋土墊層提高地基承載力,減小地基不均勻變形的機(jī)理
1)擴(kuò)散應(yīng)力:加筋墊層剛度較大,增大了壓力擴(kuò)散角,有利于上部荷載擴(kuò)散,降低了墊層底面壓力
2)調(diào)整不均勻沉降:由于加筋墊層的作用,加大了壓縮層范圍內(nèi)地基的整體剛度,均化傳遞到下臥土層上的壓力,有利于調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降
3)增大地基穩(wěn)定性:由于加筋墊層的約束,整體上限制了地基土的剪切,側(cè)向擠出和隆起 闡述土工合成材料施工中連接的方法
連接時可采用搭接法、縫合法、膠結(jié)法和U形釘法 闡述加筋土檔墻的特點
1)充分利用材料性能以及土與拉筋的共同作用,因而使擋墻結(jié)構(gòu)輕化。構(gòu)件全部預(yù)制,實現(xiàn)了工廠生產(chǎn)化,降低了原材料消耗 2)它可做成很高的垂直填土檔墻,大大節(jié)省了占地面積,減少土方量 3)由于結(jié)構(gòu)較輕,施工簡便,質(zhì)量易于控制,施工時無噪聲 4)適應(yīng)性好,具有柔性結(jié)構(gòu),可承受較大的地基變形。5)面板形式可根據(jù)需要進(jìn)行選擇,造型美觀 6)工程造價低
7)加筋土檔墻這一復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體性好,有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,良好的抗震性 闡述通過加筋對土體改良的基本原理
由三軸試驗確定,當(dāng)土的加筋達(dá)到一定程度時,加筋產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度得以發(fā)揮,隨著應(yīng)變的增大,加筋土內(nèi)摩擦角基本不變,但黏聚力則隨應(yīng)變的增大而增大 闡述加筋土檔墻破壞形式
拉筋拔出破壞、拉筋斷裂、面板與拉筋間接頭破壞、面板斷裂、貫穿回填破壞、沿拉筋表面破壞、土坡整體失穩(wěn)、滑動破壞、傾覆破壞、承載力破壞
闡述加筋土檔墻中筋體受力的特點
當(dāng)土體的主動土壓力充分作用時,每根拉筋除了通過摩擦阻止部分填土水平位移外,還能拉緊一定范圍的面板,使得土體中的拉筋能和主動土壓力保持平衡。因此每根拉筋所受的拉力隨深度的增加而增大,最下一根拉筋的拉力最大 闡述加筋土檔墻的施工工藝流程 p223圖
闡述復(fù)合地基的概念
天然地基中部分土體得到加強(qiáng)或置換而形成與原地基土共同承擔(dān)荷載的地基 闡述復(fù)合地基中樁分類
1)散體材料樁2)柔性樁3)半剛性樁4)剛性樁 闡述復(fù)合地基作用機(jī)理
1)樁體作用2)墊層作用3)加速固結(jié)作用4)擠密作用5)加筋作用 復(fù)合地基中樁體破壞模式
刺入破壞、鼓脹破壞、整體剪切破壞、滑動破壞
闡述復(fù)合地基中樁土應(yīng)力分布特點及樁土荷載分擔(dān)的影響因素
1)基地反力呈馬鞍形分布2)附加應(yīng)力分布不均勻,但仍呈現(xiàn)出隨深度增加而明顯衰減的特性3)在承受由基礎(chǔ)傳遞的均部荷載時,樁體由于剛度較大而具有比樁間土較大的應(yīng)力
影響因素:它與荷載水平、樁土模量比、樁土面積置換率、原地基土強(qiáng)度、樁長、固結(jié)時間、墊層情況有關(guān) 闡述復(fù)合地基能夠提高地基抗液化能力的機(jī)理
1)提高地基土的密實度2)改善了地基的排水條件3)地基土受到一定時間的預(yù)振動4)由于樁對樁間土的約束作用,使得地基剛度增大
闡述復(fù)合地基承載力的計算的應(yīng)力復(fù)合法和變形復(fù)合法及其適用樁型
應(yīng)力復(fù)合法認(rèn)為復(fù)合地基在達(dá)到其承載力的時候,復(fù)合地基中的樁與樁間土也同時達(dá)到各自的承載力
變形復(fù)合法復(fù)合地基在達(dá)到其承載力的時候,復(fù)合地基中的樁與樁間土并不同時達(dá)到自己承載力,樁的承載力全部發(fā)揮而土的承載力并未全部發(fā)揮
闡述碎石樁復(fù)合地基和攪拌樁復(fù)合地基固結(jié)度的計算方法 碎石樁:巴倫解—固結(jié)系數(shù)等代法 攪拌樁:太沙基解—復(fù)合參數(shù)法
闡述通過復(fù)合地基荷載試驗確定復(fù)合地基承載力特征值的方法 p234
第四篇:軟土地基處理技術(shù)
軟土地基處理技術(shù)
摘要:軟土地基的處理質(zhì)量是保證建筑物安全、高效運營的關(guān)鍵,也直接影響到地基的基礎(chǔ)承栽力。目前在國內(nèi)較為常用的地基處理方法有:墊層法、強(qiáng)夯法、和灰土擠密樁、石灰樁、砂樁、碎石樁、深層攪拌法和高壓旋噴注漿法等。不同的軟土地基應(yīng)該結(jié)合工程的實際采取有效經(jīng)濟(jì)的處理辦法。關(guān)鍵詞:軟土地基處理 主要類型 危害 地基承載力 地基土 變形
一、緒論
1、什么是軟土
研究工程的軟土地基處理,首先我們需要去了解什么是軟土。具體該如何定義軟土,各行業(yè)部門如建筑、鐵路、公路等,根據(jù)行業(yè)特點和習(xí)慣,給出的定義或判定條件不盡相同。
例如,在建筑工程中認(rèn)為:軟(弱)土是指淤泥、淤泥質(zhì)土、充填土、雜填土或其他高壓縮性土。其中淤泥是在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積并經(jīng)生物化學(xué)作用而形成,為天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土稱為淤泥質(zhì)土。[1] 此外公路工程中認(rèn)為:軟土為天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑到流塑狀的粘性土,如淤泥、淤泥質(zhì)土,以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥質(zhì)土的特征解釋為,在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積,經(jīng)生物化學(xué)作用而形成的飽和粘性土,含有機(jī)質(zhì),天然含水量大于液限。當(dāng)孔隙比大于1.5時稱為淤泥;天然孔隙比小于1.5而大于1.0時稱為淤 泥質(zhì)土。當(dāng)土的燒失量大于5%時,稱有機(jī)質(zhì)土;大于60%時稱為泥炭。[2] 關(guān)于軟土定義,除以上所述的兩點觀點外還有一些,但大同小異??偠灾こ探缤ǔ?谡Z稱呼的軟土指天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的土。
一般而言,軟土是指近代水下沉積的飽和粘性土,是淤泥、淤泥質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等一類土體的簡稱。軟土廣泛分布在我國沿海內(nèi)陸平原或間盆地。不同地域軟土的成因、結(jié)構(gòu)和形態(tài)各不相同,但都具有基本相同的物理力學(xué)特征:天然含水量高、天然孔隙比大、滲透系數(shù)小、壓縮性高、強(qiáng)度低,可呈靈敏性結(jié)構(gòu)。如果軟土作為工程建筑的地基,由于其承載力低、往往就會產(chǎn)生不同程度的坍滑或沉降。所以當(dāng)一個工程在遇到地基土為軟土?xí)r,如何做到正確且經(jīng)濟(jì)的處理就顯得尤為重要。
2、軟土地基的特性
軟土的性質(zhì)與地基土的成層構(gòu)造、沉積年代、成因類型有密切關(guān)系。不同年代和成因的軟土,其物理性質(zhì)指標(biāo)盡管可能相近,但作為地基,工程性質(zhì)卻可能相差很大,其大概特點總結(jié)如下:
1.含水量較高。因為軟土的成分主要是由粘土粒組和粉土粒組組成,并含少量的有機(jī)質(zhì)。粘粒的礦物萬分之二為蒙脫石、高嶺石和伊利石。這些礦物晶粒很細(xì),呈薄片狀,表面帶負(fù)電荷,它與周圍介質(zhì)的水和陽離子相互作用,形成偶極水分子,并吸附于表面形成水膜,在不同的地質(zhì)環(huán)境下沉積形成各種絮狀結(jié)構(gòu)。因此這類土的含水量比較高。
2.透水性差。軟土的滲透系數(shù)一般在1×10-6~1×10-8cm/s之間,所以在荷載作用下固結(jié)速度很慢。當(dāng)?shù)鼗杏袡C(jī)質(zhì)含量較大時,土中可能產(chǎn)生氣泡,堵塞滲流通道而降低其滲透性。所以在軟土層上的建筑物基礎(chǔ)的沉降拖延很長時間才能穩(wěn)定,同樣在荷載作用下地基土的強(qiáng)度增長也是很緩慢的。
3.壓縮性較高。一般正常固結(jié)的軟土層的壓縮系數(shù)約為0.5~1.5Mpa-1,最大可達(dá)到4.5Mpa-1;壓縮指數(shù)約為0.35~0.75。天然狀態(tài)的軟土層大多數(shù)屬于正常固結(jié)狀態(tài),但也有部分是屬于超固結(jié)狀態(tài),近代海岸灘涂沉積為欠固結(jié)狀態(tài)。欠固結(jié)狀態(tài)土在荷重作用下產(chǎn) 1 生較大沉降。超固結(jié)狀態(tài)土,當(dāng)應(yīng)力未超過先期固結(jié)壓力時,地基的沉降很小。
4.流變性強(qiáng)。在荷載的作用下,軟土承受剪應(yīng)力的作用產(chǎn)生緩慢的剪切變形,并可能導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減,在主固結(jié)沉降完畢之后還可能繼續(xù)產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降。
3、軟土地基的危害
軟土地基的危害是承載力低,變形大,特別是不均勻變形大,而且變形穩(wěn)定時間很長,幾年甚至幾十年。往往造成建筑物沉降大且不均勻,造成建筑物開裂,傾斜等。
例1:2009年6月27日上海閔行區(qū)“蓮花河畔景苑”一在建13層住宅樓于清晨連根“臥倒”的事件。事后專家分析,最有可能是地基出現(xiàn)問題,因為蓮花河畔景苑所在的區(qū)域?qū)儆谏虾A魃潮容^嚴(yán)重的區(qū)域,其地基是屬于我們常說的軟土地基,如果地基不經(jīng)過加固處理,很容易引起房屋傾斜。專家認(rèn)為由于是對土芯取樣出現(xiàn)問題,導(dǎo)致設(shè)計存在偏差;或者是打樁不深、水泥標(biāo)號等存在問題。因為地樁的水泥有高標(biāo)要求,如果沒有達(dá)到會發(fā)生斷裂。
例2:2010年8月,福建正得房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)的格林蘭景3號樓地基塌陷一事,以及各地不斷傳來的“樓薄薄”、“樓脆脆”、“樓歪歪”等新聞,如此多的房屋出現(xiàn)質(zhì)量問題,已經(jīng)讓老百姓不寒而栗。
例3:2004年4月4日下午4點左右,福建羅長高速公路馬尾到琯頭段長柄高架橋往北500米處發(fā)生大面積塌方,塌方路段長度約70米,塌陷落差達(dá)15米左右。陷下去的公路上有一輛小轎車。駕駛員心有余悸地告訴記者,當(dāng)時的感覺就像乘電梯往下掉,所幸人車都沒有受損。據(jù)福建省高速公路公司負(fù)責(zé)人介紹,造成事故的主要原因是路基軟、土質(zhì)差,淤泥又深又厚,雨季來臨使地下淤泥產(chǎn)生流動。
根據(jù)以上三個例子可見,工程中軟土地基處理的重要性和必要性。
二、軟土地基處理目的和意義以及發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題
1、軟土地基處理的目的和意義
意義:眾所周知,地基與建(構(gòu))筑物的關(guān)系極為密切,建(構(gòu))筑物的安全與正常使用,地基基礎(chǔ)起著非常重要的作用。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,世界各國各種土建,水利、交通等類的工程事故中,因地基問題造成的工程事故的比例最大。軟基處理恰當(dāng)與否,關(guān)系到整個工程質(zhì)量、投資和進(jìn)度,其重要性已越來越多的被人們所認(rèn)識。
目的是:利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對地基土進(jìn)行加固,2 用以改良地基土的工程特性。
1、提高地基的抗剪強(qiáng)度
2、降低地基的壓縮性
3、改善地基的透水特性
4、改善地基的動力特性
5、改善特殊土的不良地質(zhì)特性
2、軟土地基處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題 2.1發(fā)展現(xiàn)狀
近40年來,國外的地基處理技術(shù)發(fā)展的十分迅速,老方法得到改進(jìn),新方法不斷涌現(xiàn)。在20世紀(jì)60年代中期,從如何提高土的抗拉性質(zhì)這一思路上,發(fā)展到土的加筋法;從如何有利于土的排水和排水固結(jié)這一基本觀點出發(fā),發(fā)展到了土工合成材料、砂井預(yù)壓和塑料排水帶;從如何進(jìn)行深層密實處理的方法考慮,采用加大擊實工的措施,發(fā)展到了強(qiáng)夯法和振動水沖法等。另外,國外現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,對地基工程提供了強(qiáng)大的生產(chǎn)手段,如能制造重達(dá)幾十噸的強(qiáng)夯起重機(jī)械;潛水電機(jī)的出現(xiàn),帶來了振動水沖法中振動器等施工機(jī)械;真空泵的問世,建立真空預(yù)壓法,生產(chǎn)了大于20MPa氣壓的空氣壓縮機(jī),從而產(chǎn)生了高壓噴射注漿法。通過不斷的發(fā)展使得如今對軟土地基處理變得更加簡單快捷。
2.2現(xiàn)有軟土地基處理方法所存在的問題
為什么在世界各國各種土建,水利、交通等類的工程事故中地基問題造成的工程事故的比例最大,現(xiàn)有的處理方法中存在哪些問題?
(1)未能因地制宜合理選用處理方法。在合理選用地基處理方法方面有時存在一定的盲目性。例如飽和軟粘土地基不適宜采用振密、擠密法加固。根據(jù)工程地質(zhì)條件和地基加固原理,因地制宜合理選用處理方法特別重要。在這方面,現(xiàn)在的問題是對幾個技術(shù)上可行方案進(jìn)行比較、優(yōu)化不夠。采用的不是較好的方法,更不是最好的方法。有時工程問題是解決了,但造價高和工期長。
(2)不能正確評價每種地基處理方法的適用性。人人都承認(rèn)每種地基處理方法都有一定的適用范圍,但遇到具體問題就會盲目擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,對這種情況施工單位更應(yīng)注意。
(3)施工單位素質(zhì)差影響地基處理質(zhì)量。這方面最典型的例子是攪拌樁施工。幾年前上海市建委發(fā)文禁用粉噴深層攪拌法,接著不少地區(qū)也采取類似措施。深層攪拌法不能滿足地基處理要求并不是深層攪拌法工法本身不成熟,也不是深層攪拌法加固地基設(shè)計方法不對。影響施工質(zhì)量主要是施工單位素質(zhì)和施工機(jī)械兩方面問題。先分析施工單位素質(zhì)存在的問題。前些年,地基處理施工隊伍的快速膨脹,造成絕大多數(shù)施工隊伍缺乏必要的技術(shù)培訓(xùn),熟練技術(shù)工人缺乏是普遍現(xiàn)象。除此之外,還存在偷工減料現(xiàn)象。其它地基處理方或輕或重也存在類似問題。
(4)施工機(jī)械簡陋影響地基處理水平和質(zhì)量。近二十幾年來,我國地基處理施工機(jī)械發(fā)展很快,許多已形成系列化產(chǎn)品。但應(yīng)看到與我國工程建設(shè)需要相比較,差距還很大。還以深層攪拌法為例,不能很好保證施工質(zhì)量不僅與施工單位素質(zhì)有關(guān),也與目前應(yīng)用的施工機(jī)械水平有關(guān)。簡陋的機(jī)械要保持穩(wěn)定良好的施工質(zhì)量是困難的。
(5)地基處理理論落后于實踐。從實踐一理論一再實踐的角度看,實踐先于理論是一般規(guī)律,對土木工程更是如此。但重視理論研究,用理論指導(dǎo)實踐也是很重要的。對地基處理各種工法及一般理論缺乏深入系統(tǒng)的研究也是發(fā)展中存在的問題之一。
(6)不少工法缺乏完善的質(zhì)量檢驗手段。完善的質(zhì)量檢驗手段是保證施工質(zhì)量的重要措施。目前不少工法缺乏完善的質(zhì)量檢驗手段。
三、簡要介紹常用的軟土地基處理方法及其原理
隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步以及新的加固技術(shù)、新型材料的不斷研發(fā),使得軟土地基處理技術(shù)日趨完善。(1)換土墊層法
換土墊層法的原理是:將基礎(chǔ)底面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土或不良土挖去,以質(zhì)地堅硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、壓縮性較小、具有抗侵蝕性的砂、礫、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填,并同時以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動,使之達(dá)到要求的密實度,形成良好的人工地基。墊層能有效擴(kuò)散基底壓力,提高地基承載力、減少沉降、加速軟弱土層的排水固結(jié)、防止凍脹、消除膨脹土的脹縮作用等。適用于各種軟弱土及山地不良地基的淺層處理。使用的主要材料:砂、礫石、石渣、粉煤灰、礦渣等。使用的主要機(jī)械設(shè)備:人工挖土或機(jī)械挖土、墊層材料運輸、壓實或夯實機(jī)械。
(2)擠淤置換法
擠淤置換法的原理是:依靠換填材料的自重以及借助于其他外力,如壓載、振動、爆炸、強(qiáng)夯或卸荷等,使軟弱層遭受破壞后被強(qiáng)制擠出而進(jìn)行的換填處理。適用于厚度較小的淤泥地基。
(3)強(qiáng)夯置換法
強(qiáng)夯置換法是一種普遍運用的方法,其原理是采用邊填碎石邊強(qiáng)夯的強(qiáng)夯置換法在地基中形成碎石墩體,由碎石墩、墩間土以及碎石墊層形成復(fù)合地基,以提高地基承載力、減少沉降。適用于人工填土、砂土、粘性土和黃土、淤泥和淤泥土地基。使用的主要材料:碎石、礦渣等。使用的主要機(jī)械設(shè)備:夯錘、起重設(shè)備、脫鉤裝置及運輸裝卸機(jī)械。
(4)碎石樁(置換)法
原理是在軟粘土地基中采用沉管法或其它方法設(shè)置密實的砂樁或碎石樁,以置換同體積的粘性土形成砂石樁復(fù)合地基,以提高地基承載力。同時砂石樁還可以同砂井一樣起排水作用,以加速地基土固結(jié)。適用于軟粘土地基。使用的主要材料:砂或碎石、礫石。使用的主要機(jī)械設(shè)備:打樁機(jī)。
(5)振沖置換法
振沖置換法的原理是利用振沖器在高壓水流作用下邊振邊沖在地基中成孔,在孔內(nèi)填入碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石樁。碎石樁與樁土間形成復(fù)合地基,以提高承載力,減小沉降。適用于不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kPa的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基。使用的主要材料:碎石、礫石。使用的主要機(jī)械設(shè)備:振沖器、起重機(jī)或施工專用平臺和水泵。
(6)加載預(yù)壓法
原理是在建造建筑物之前,天然地基在預(yù)壓荷載作用下壓密、固結(jié),地基產(chǎn)生變形,地基土強(qiáng)度提高,卸去預(yù)壓荷載后再建造建筑物,完工后沉降小,地基承載力也得到提高。堆載預(yù)壓有時也利用建筑物自重進(jìn)行。當(dāng)天然地基土滲透性較小時,為了縮短土體排水固結(jié)的排水距離,加速土體固結(jié),在地基中設(shè)置豎向排水通道,常用形式有普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板等。當(dāng)采用豎向排水通道時,也分別稱為袋裝井法、袋裝砂井法或塑料排水帶法等。[7]適用于軟粘土、粉土、雜填土、沖填土、泥炭土地基等。使用的主要材料:堆載用料可用土石方或其他填料;墊層材料用滲透系數(shù)大于10-3 m/s、含泥量小于3%、級配較好的中粗砂;豎向排水通道之砂井法需用同墊層材料要求相同的砂,袋裝砂井法還需聚丙烯機(jī)織土工物,塑料排水帶法需塑料排水帶。使用的主要機(jī)械設(shè)備:堆載用料的運輸、裝卸機(jī)械,也可用人工運輸,靜壓沉管機(jī)械、錘擊沉管機(jī)械,動力螺旋鉆機(jī),袋裝砂井專用打設(shè)機(jī),塑料排水帶插板機(jī)。
(7)降低地下水位法
原理是通過降低地下水位,改變地基土受力狀態(tài),其效果如堆載預(yù)壓,使地基土固結(jié)。在基坑開挖圍護(hù)設(shè)計中可減小作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力。適用于砂性土或透水性較好的軟粘土層。
4(8)石灰樁法
原理是通過機(jī)械或人工成孔,在軟弱地基中填入生石灰或生石灰塊加其他摻合料,通過石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作用改善樁周土的物理力學(xué)性質(zhì),并形成石灰樁復(fù)合地基,可提高地基承載力、減少沉降。適用于雜填土、軟粘土地基。使用的主要材料:生石灰。使用的主要機(jī)械設(shè)備:打樁機(jī)或洛陽鏟成孔。
(9)深層攪拌法
原理是利用深層攪拌機(jī)將水泥或石灰和地基土原位攪拌形成圓柱狀、格柵狀或連續(xù)墻水泥土增強(qiáng)體,形成復(fù)合地基以提高地基承載力,減小沉降。深層攪拌法分為噴漿攪拌法和噴粉攪拌法兩種,也可用它形成防滲帷幕。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高、地基承載力不大于120KPa的粘性土、粉土等軟土地基。用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時宜通過試驗確定其適用性。使用的主要材料:水泥。使用的主要機(jī)械設(shè)備:深層攪拌機(jī),按攪拌軸分為單軸和雙軸兩種,按噴射方式分為漿液噴射和粉體噴射兩種。配套設(shè)備:漿液噴射主要有灰漿攪拌機(jī)、灰漿泵,粉體噴射主要有粉體發(fā)送器、空氣壓縮機(jī)以及計量器等。
(10)高壓旋噴注漿法
原理是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)預(yù)定位置,然后用20Mpa左右的漿液或水的高壓流沖切土體,形成水泥土增強(qiáng)體。有單管法、二重管法、三重管法。在噴射漿液的同時通過旋轉(zhuǎn)、提升形成定噴、擺噴和旋噴??尚纬蓮?fù)合地基以提高承載力,減少沉降,也常用它形成防滲帷幕。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。當(dāng)土中含有較多的大塊石,或有機(jī)質(zhì)含量較高時應(yīng)通過試驗確定其適用性。使用的主要材料:水泥。使用的主要機(jī)械設(shè)備:鉆機(jī)、高壓泵、泥漿泵、空氣壓縮機(jī)、注漿管、噴嘴、流量計、輸漿管、制漿機(jī)等。
以上論述的幾種軟土地基處理方法,僅僅是眾多處理方法中較具代表性的,在各個不同的工程建設(shè)過程中,建設(shè)人員要針對不同的地質(zhì)條件、技術(shù)條件、設(shè)備條件、資金力度等因地制宜的采用一種最為經(jīng)濟(jì)合理,施工方便的地基處理技術(shù)。本文將要重點介紹的噴粉樁加固地基處理技術(shù),就是一種具有加固工藝合理、施工簡單、技術(shù)可靠、成本低廉、進(jìn)度快、無振動、無噪音、工期短、占地面積小等優(yōu)點的處理技術(shù)。
四、噴粉樁加固地基的處理方法
1、噴粉樁加固地基處理技術(shù)的概述
粉噴樁是粉體噴射深層攪拌樁加固軟土技術(shù)的簡稱。國外定名為DJM工法(Dry Jet Mixing Method)噴粉樁最早是由瑞典和日本于20世紀(jì)60年代后期提出的加固地基的技術(shù)工藝。80年代初,國內(nèi)開始研究,1984年7月在廣東省云浮硫鐵礦鐵路專用線上用石灰攪拌樁加固單孔4.5m蓋板箱涵軟土地基獲得成功,1985年4月通過鐵道部部級技術(shù)鑒定。此后,很多設(shè)計單位將噴粉樁技術(shù)進(jìn)行了推廣應(yīng)用,特別是地下水位較高的地區(qū)。
2、該技術(shù)的工作原理
通過噴射攪拌機(jī)將粉狀加固料如水泥、石灰粉等用壓縮空氣噴入地基深部憑借攪拌機(jī)的回轉(zhuǎn)鉆頭葉片使加固料與原位軟土混合就地攪拌形成具有整體性、水穩(wěn)性及一定強(qiáng)度的樁體。樁體中的加固料與軟土產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)使軟土硬結(jié)從而使樁體與樁間土一起組成復(fù)合地基起到加固地基的目的。
2.1噴粉樁所采用固化劑的分類
當(dāng)前在實際工程中噴粉樁所用的固化劑主要是水泥或石灰兩鐘,噴拌成水泥土樁或石灰土樁。
采用水泥作為固化劑時,水泥的水化與其在混凝土中的變化機(jī)理不同,混凝土的硬化是水泥在粗骨料中進(jìn)行,而水泥土硬化是水泥在具有活性的粘土介質(zhì)中進(jìn)行,作用緩慢而復(fù) 5 雜。采用生石灰作固化劑時,石灰在土層中吸水、膨脹、發(fā)熱和進(jìn)行復(fù)雜的離子交換,土微粒凝聚、火山灰、碳酸鈣、固結(jié)等一系列物理化學(xué)反應(yīng),生成復(fù)雜的化合物,這些化合物在水和空氣中逐漸硬化、使土粒得到牢固結(jié)合和加強(qiáng),促使周邊土體固結(jié),從而形成較高強(qiáng)度的石灰土。
3、噴粉樁處理的特性
噴粉樁是由水泥或石灰作固化劑而形成的灰土樁,因為它既不能摻入高強(qiáng)度的粗石骨料,也不能通過用配置鋼筋的方法來提高自身的承載力,所以噴粉樁僅考慮豎直荷載的作用,不象砼樁那樣,承受豎向力的同時還能承受水平力。噴粉樁自身性質(zhì)介于剛性樁(鋼筋混凝土灌注樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁、木樁、鋼管樁等)與柔性樁(碎石樁、砂樁、土樁等)之間的一種樁型,它的剛度、抗壓強(qiáng)度和抗側(cè)向壓力作用均小于剛性樁而大于柔性樁。由于噴粉樁所用的固化劑是在鉆孔過程中、通過鉆桿噴入土層中的,樁載面中心的鉆桿占去一定的空間,鉆頭葉片距端頭越近攪拌力矩越大,使灰土攪拌愈均勻;因此樁身截面的強(qiáng)度是不均勻的,中心軸處強(qiáng)度最低,沿截面經(jīng)向由中心軸向外邊緣強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),在噴粉樁施工過程中應(yīng)空桿復(fù)鉆一次,以便提高混合土的均勻性是非常必要的。噴粉樁的軸向應(yīng)力分布是不均勻的,從樁頂自上而下軸向力逐漸減小,最大軸向力位于樁頂3-5倍樁徑范圍內(nèi),再往下軸向力收斂很快,所以,噴粉樁的破壞機(jī)理是,以淺層樁向縱向壓縮變形增長,外荷載繼續(xù)增加,樁向達(dá)到抗裂極限狀態(tài),而使樁體失去傳力功能。
4、噴粉樁在工程施工中的應(yīng)用
1、提高基礎(chǔ)地耐力:噴粉樁適用于加固軟土地基,增強(qiáng)軟土地基的承載力,使之提高建筑物的基礎(chǔ)地耐力。
2、加固軟土邊坡:當(dāng)此次工程進(jìn)行建筑物基坑開挖時,我們遇到地面寬度不夠使放坡受到限制,開挖邊坡的穩(wěn)定性不夠等問題。由于噴粉樁可用于加固軟土邊坡,所以采用單個噴粉樁互相搭接而形成豎壁狀墻體作護(hù)岸結(jié)構(gòu),這樣比起砼連續(xù)墻、預(yù)制鋼筋砼樁、鋼板樁等護(hù)岸方案,不但施工簡便,而且經(jīng)濟(jì)效益可觀。
3、基坑的施工:采用水泥作固化劑制成的噴粉樁,由于水泥與原位土混合后,原位土變成較密實的水泥土,大大降低軟土的滲透系數(shù),可有效地起到阻水作用,避免坑壁流砂發(fā)生。同時,由于噴粉樁下端入土深度校長,切斷了地下水的滲透途徑,使得基坑降水漏斗變陡,減小了由于降水量大對周圍環(huán)境的危害,從而使基坑排水作業(yè)簡便化,有利于基坑的施工。
具有的優(yōu)點:
加固工藝合理、施工簡單、技術(shù)可靠、成本低廉、進(jìn)度快、無振動、無噪音、工期短、占地面積小、對環(huán)境無污染、對周圍建筑物無影響、加固效果好等,更引人注意的還有:
(1)可以直接在含有地下水的地層中施工成型。
(2)雖然負(fù)溫下固化料與土的反應(yīng)減弱,但溫度回升后,反應(yīng)可繼續(xù)進(jìn)行,故在地溫為-10℃以上的情況下進(jìn)行施工,毫不影響樁的質(zhì)量。
(3)施工過程中只向土層中噴射固化料干粉,無需向地層中注入附加水分,不但減少了施工污染,而且使固化料能充分吸收軟土中的水分,從而增強(qiáng)加固效果。
(4)施工原料除原位軟土外,僅摻入少量固化劑,因此施工工藝簡單,施工成本低。
5噴粉樁施工程序:
1、平整場地,整套設(shè)備根據(jù)實際地形安裝就位。
2、噴粉樁機(jī)自動縱橫向移動,鉆頭對準(zhǔn)孔位。
3、啟動攪拌機(jī),鉆頭正向旋轉(zhuǎn),實施鉆進(jìn)作業(yè)。為了不至堵塞鉆頭上的噴射口,鉆進(jìn)過程中不噴固化料,只噴射壓縮空氣,即確保順利鉆進(jìn),又減小負(fù)載扭矩。隨著鉆進(jìn),使 6 被加固的軟土體在原位受到攪動。
4、鉆至設(shè)計孔底標(biāo)高后停鉆。
5、再次啟動攪拌機(jī),反向旋轉(zhuǎn)提升鉆頭,同時打開發(fā)送器前面的控制閥,按需要量向被攪動的疏松土體中噴射固化料——水泥粉(或石灰粉),邊提升邊噴射邊攪拌,盡量達(dá)到攪拌均勻,使軟土與固化料充分混合,噴射量與控制閥的開放大小成正比,與鉆頭的提升速度成反比。
6、當(dāng)鉆頭提升至高出樁頂40cm~50cm時,發(fā)送器停止向孔內(nèi)噴射粉料,樁柱已形成,將鉆頭提出地面。
7、為了確保固化劑與土體充分混合或感到某一根樁噴粉質(zhì)量欠佳時,對原孔應(yīng)復(fù)鉆一次,以達(dá)到圖紙設(shè)計要求。
8、實踐證明:在噴粉過程中,當(dāng)鉆頭提升到最后階段時應(yīng)注意控制,使鉆頭距地表面≥50cm時停止噴粉,不然粉體被帶出地面而向空中飛散污染環(huán)境。
6.1噴粉樁施工程序圖
a.鉆機(jī)定位 b.噴氣鉆井 c.終孔停鉆 d.噴粉提升 e.成樁、鉆頭提至地面
1.噴鉆機(jī) 2.鉆架 3.鉆桿 4.鉆頭 5.鉆孔 6.成樁
結(jié)束語:
軟土地基有極大的危害性,如果不處理或處理不當(dāng),就會造成地基失穩(wěn),使構(gòu)造物沉降過大或不均勻沉降,對構(gòu)造物造成不同程度的危害。軟土地基的處理方法很多,但是結(jié)合實際情況,我國各地區(qū)的環(huán)境,土質(zhì)皆有不同。前輩們的工程實踐經(jīng)驗很寶貴,值得我們借鑒,但在實際工程中需要我們勇于探索,力求用最簡單、最經(jīng)濟(jì)的施工方法完成任務(wù)。
參考文獻(xiàn):
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第五篇:地基處理
軟土地基處理技術(shù)
摘要
近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,多高層建筑蓬勃發(fā)展,大量建筑不可避免的會建在一些軟土地層,然而由于軟土地基具有孔隙密度比大、天然含水量高、壓縮性強(qiáng)、承載能力低等特點,使得在地基填土和建筑自重作用下,會出現(xiàn)不均勻沉降、承載力和穩(wěn)定性、滲流等地基問題。當(dāng)天然地基不能滿足建筑物要求時,需要采用各種地基處理措施,形成人工地基以滿足建筑物對地基的各種要求,保證其安全與正常使用。本文介紹了地基處理方法及分類以及軟弱地基處理的方法及選擇?,F(xiàn)實中應(yīng)結(jié)合實際,選出最優(yōu)的處理方案。
一、引言
基礎(chǔ)是建筑物和地基之間的連接體。基礎(chǔ)把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基。從平面上可見,豎向結(jié)構(gòu)體系將荷載集中于點,或分布成線形,但作為最終支承機(jī)構(gòu)的地基,提供的是一種分布的承載能力。
如果地基的承載能力足夠,則基礎(chǔ)的分布方式可與豎向結(jié)構(gòu)的分布方式相同。但有時由于土或荷載的條件,需要采用滿鋪的伐形基礎(chǔ)。伐形基礎(chǔ)有擴(kuò)大地基接觸面的優(yōu)點,但與獨立基礎(chǔ)相比,它的造價通常要高的多,因此只在必要時才使用。不論哪一種情況,基礎(chǔ)的概念都是把集中荷載分散到地基上,使荷載不超過地基的長期承載力。因此,分散的程度與地基的承載能力成反比。有時,柱子可以直接支承在下面的方形基礎(chǔ)上,墻則支承在沿墻長度方向布置的條形基礎(chǔ)上。當(dāng)建筑物只有幾層高時,只需要把墻下的條形基礎(chǔ)和柱下的方形基礎(chǔ)結(jié)合使用,就常常足以把荷載傳給地基。這些單獨基礎(chǔ)可用基礎(chǔ)梁連接起來,以加強(qiáng)基礎(chǔ)抵抗地震的能力。只是在地基非常軟弱,或者建筑物比較高的情況下,才需要采用伐形基礎(chǔ)。多數(shù)建筑物的豎向結(jié)構(gòu),墻、柱都可以用各自的基礎(chǔ)分別支承在地基上。中等地基條件可以要求增設(shè)拱式或預(yù)應(yīng)力梁式的基礎(chǔ)連接構(gòu)件,這樣可以比獨立基礎(chǔ)更均勻地分布荷載。
如果地基承載力不足,就可以判定為軟弱地基,就必須采取措施對軟弱地基進(jìn)行處理。軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。在建筑地基的局部范圍內(nèi)有高壓縮性土層時,應(yīng)按局部軟弱土層考慮。勘察時,應(yīng)查明軟弱土層的均勻性、組成、分布范圍和土質(zhì)情況,根據(jù)擬采用的地基處理方法提供相應(yīng)參數(shù)。沖填土尚應(yīng)了解排水固結(jié)條件。雜填土應(yīng)查明堆積歷史,明確自重下穩(wěn)定性、濕陷性等基本因素。
在初步計算時,最好先計算房屋結(jié)構(gòu)的大致重量,并假設(shè)它均勻的分布在全部面積上,從而等到平均的荷載值,可以和地基本身的承載力相比較。如果地基的容許承載力大于4倍的平均荷載值,則用單獨基礎(chǔ)可能比伐形基礎(chǔ)更經(jīng)濟(jì);如果地基的容許承載力小于2倍的平均荷載值,那么建造滿鋪在全部面積上的伐形基礎(chǔ)可能更經(jīng)濟(jì)。如果介于二者之間,則用樁基或沉井基礎(chǔ)。
二、地基處理的目的及其處理對象
當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度穩(wěn)定性不足或壓縮性很大, 不能滿足設(shè)計要求時,可以針對不同情況對地基進(jìn)行處理。處理的目的是增加地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、減少地基變形等。地基處理的對象包括軟弱地基與不良地基兩方面,軟弱地基是指在地表下相當(dāng)深度范圍內(nèi)存在的軟弱土,包括淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細(xì)砂與粉土。這類土的工程特性為壓縮性高、強(qiáng)度低、通常很難滿足地基承載力和變形要求。而不良地基包括施陷性黃土地基、膨脹土地基、泥炭土地基、山區(qū)地基及巖溶與土洞地基等。
三、地基的處理方法分類
利用軟弱土層作為持力層時,可按下列規(guī)定執(zhí)行:1)淤泥和淤泥質(zhì)土,宜利用其上覆較好土層作為持力層,當(dāng)上覆土層較薄,應(yīng)采取避免施工時對淤泥和淤泥質(zhì)土擾動的措施;2)沖填土、建筑垃圾和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料,當(dāng)均勻性和密實度較好時,均可利用作為持力層;3)對于有機(jī)質(zhì)含量較多的生活垃圾和對基礎(chǔ)有侵蝕性的工業(yè)廢料等雜填土,未經(jīng)處理不宜作為持力層。局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等,可采用基礎(chǔ)梁、換土、樁基或其他方法處理。在選擇地基處 理方法時,應(yīng)綜合考慮場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑物對地基要求、建筑結(jié)構(gòu)類型和基礎(chǔ)型式、周圍環(huán)境條件、材料供應(yīng)情況、施工條件等因素,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較分析后擇優(yōu)采用。
地基處理設(shè)計時,應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)和地基的共同作用,必要時應(yīng)采取有效措施,加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應(yīng)能力。對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級,選擇代表性場地進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗,并進(jìn)行必要的測試,以檢驗設(shè)計參數(shù)和加固效果,同時為施工質(zhì)量檢驗提供相關(guān)依據(jù)。
經(jīng)處理后的地基,當(dāng)按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進(jìn)行修正時,基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)取零,基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)取1.0;在受力范圍內(nèi)仍存在軟弱下臥層時,應(yīng)驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構(gòu)筑物,以及鋼油罐、堆料場等,地基處理后應(yīng)進(jìn)行地基穩(wěn)定性計算。結(jié)構(gòu)工程師需根據(jù)有關(guān)規(guī)范分別提供用于地基承載力驗算和地基變形驗算的荷載值;根據(jù)建筑物荷載差異大小、建筑物之間的聯(lián)系方法、施工順序等,按有關(guān)規(guī)范和地區(qū)經(jīng)驗對地基變形允許值合理提出設(shè)計要求。地基處理后,建筑物的地基變形應(yīng)滿足現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的要求,并在施工期間進(jìn)行沉降觀測,必要時尚應(yīng)在使用期間繼續(xù)觀測,用以評價地基加固效果和作為使用維護(hù)依據(jù)。復(fù)合地基設(shè)計應(yīng)滿足建筑物承載力和變形要求。地基土為欠固結(jié)土、膨脹土、濕陷性黃土、可液化土等特殊土?xí)r,設(shè)計要綜合考慮土體的特殊性質(zhì),選用適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)體和施工工藝。復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定,或采用增強(qiáng)體的載荷試驗結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗確定。
常用的地基處理方法有:換填墊層法、強(qiáng)夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預(yù)壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴(kuò)樁法、單液硅化法和堿液法等。
1、換填墊層法 適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力,減少沉降量,加速軟弱土層的排水固結(jié),防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。
2、強(qiáng)夯法
適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴(yán)的工程,在設(shè)計前必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性和處理效果。強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法主要用來提高土的強(qiáng)度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。對飽和粘性土宜結(jié)合堆載預(yù)壓法和垂直排水法使用。
3、砂石樁法
適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。對飽和粘土地基上變形控制不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理,使砂石樁與軟粘土構(gòu)成復(fù)合地基,加速軟土的排水固結(jié),提高地基承載力。
4、振沖法
分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kPa的粘性土和飽和黃土地基,應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。不加填料振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來提高地基承載力,減少地基沉降量,還可用來提高土坡的抗滑穩(wěn)定性或提高土體的抗剪強(qiáng)度。
5、水泥土攪拌法
分為漿液深層攪拌法(簡稱濕法)和粉體噴攪法(簡稱干法)。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數(shù)大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機(jī)質(zhì)含量較高的地基。若需采用時必須通過試驗 確定其適用性。當(dāng)?shù)鼗奶烊缓啃∮?0%(黃土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用于法。連續(xù)搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕,受其攪拌能力的限制,該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應(yīng)用有一定難度。
6、高壓噴射注漿法
適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當(dāng)?shù)鼗泻休^多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機(jī)質(zhì)時,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大,除地基加固外,也可作為深基坑或大壩的止水帷幕,目前最大處理深度已超過30m。
7、預(yù)壓法
適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和粘性土地基。按預(yù)壓方法分為堆載預(yù)壓法及真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當(dāng)軟土層厚度小于4m時,可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理,當(dāng)軟土層厚度超過4m時,應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對真空預(yù)壓工程,必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。預(yù)壓法主要用來解決地基的沉降及穩(wěn)定問題。
8、夯實水泥土樁法
適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制,目前在北京、河北等地的舊城區(qū)危改小區(qū)工程中得到不少成功的應(yīng)用。
9、水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法
適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗或現(xiàn)場試驗確定其適用性?;A(chǔ)和樁頂之間需設(shè)置一定厚度的褥墊層,保證樁、土共同承擔(dān)荷載形成復(fù)合地基。該法適用于條基、獨立基礎(chǔ)、箱基、筏基,可用來提高地基承載力和減少變形。對可液化地基,可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復(fù)合地基,達(dá)到消除地基土的液化和提高承載力的目的。
10、石灰樁法
適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時,可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強(qiáng)度。該法不適用于地下水下的砂類土。
11、灰土擠密樁法和土擠密樁法
適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,可處理的深度為5~15m。當(dāng)用來消除地基土的濕陷性時,宜采用土擠密樁法;當(dāng)用來提高地基土的承載力或增強(qiáng)其水穩(wěn)定性時,宜采用灰土擠密樁法;當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時,不宜采用這種方法。灰土擠密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同,土擠密樁法地基的承載力和水穩(wěn)定性不及灰土擠密樁法。
12、柱錘沖擴(kuò)樁法
適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基,對地下水位以下的飽和松軟土層,應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。地基處理深度不宜超過6m。
13、單液硅化法和堿液法
適用于處理地下水位以上滲透系數(shù)為0.1~2m/d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場地,對Ⅱ級濕陷性地基,應(yīng)通過試驗確定堿液法的適用性。在確定地基處理方案時,宜選取不同的多種方法進(jìn)行比選。對復(fù)合地基而言,方案選擇是針對不同土性、設(shè)計要求的承載力提高幅質(zhì)、選取適宜的成樁工藝和增強(qiáng)體材料。
四、軟弱地基形成的原因 軟弱地基是由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土或者其他高壓縮性土層形成的地基,這些地基基本上很少受到地質(zhì)變動或者地形的影響,也從沒有受到過地震、荷載等物理作用的影響,更沒有受到土顆粒間化學(xué)作用的影響。軟弱地基是一種不良的地基,其穩(wěn)定性非常的差、強(qiáng)度較低、壓縮性較高、容易出現(xiàn)液化,沉降量也很大。因此在工程的建設(shè)過程中,要充分考慮地基的變形和穩(wěn)定等問題。在軟弱地基上建設(shè)的工程,由于其他基強(qiáng)度不夠和變形,往往不能滿足工程的質(zhì)量,所以要采用一定的措施,對軟弱地基進(jìn)行處理,從而提高地基的穩(wěn)定性,減少地基的沉降和不均勻下降。
五、軟弱地基處理方法的選擇
地基處理設(shè)計時,應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)和地基的共同作用,必要時應(yīng)采取有效措施,加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應(yīng)能力。對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級,選擇代表性場地進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗,并進(jìn)行必要的測試,以檢驗設(shè)計參數(shù)和加固效果,同時為施工質(zhì)量檢驗提供相關(guān)依據(jù)。
地基處理工程要做到確保工程質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)的原則??筛鶕?jù)下列條件進(jìn)行選擇:
1、地質(zhì)條件:查明巖土的性質(zhì)、成因類型、地質(zhì)年代、厚度和分布范圍。對于巖層,還應(yīng)查明風(fēng)化程度及地層的接觸關(guān)系,調(diào)查天然地基的地質(zhì)構(gòu)造,查明水文及工程地質(zhì)條件,確定有無不良地質(zhì)現(xiàn)象:如滑坡,崩塌、巖溶、土洞、沖溝、泥石流、岸邊沖刷及地震等。
2、設(shè)計施工條件:設(shè)計時應(yīng)考慮工期及用料情況:工期不宜安排得太緊應(yīng)該時間充分在施工工期緊迫,時間有限的情況下,除個別路堤在不影響總體施工的情況下,可適當(dāng)?shù)牟蛔鞯鼗幚?。橋梁基礎(chǔ)處,可用多種方案進(jìn)行優(yōu)選,選擇最合適經(jīng)濟(jì)的方案,同時選用有資質(zhì)有大型先進(jìn)設(shè)備的建設(shè)單位以保證施工的質(zhì)量和安全性。施工時地基穩(wěn)定性一定要好,而且對于工程遺留問題一定要少。工程用料要求就地取材。施工時應(yīng)采用科學(xué)的管理方法。
3、場地環(huán)境條件:首先要弄清楚軟土地區(qū)的水文地質(zhì)情況,由于軟土地基的復(fù)雜性,用于強(qiáng)度計算的土工參數(shù),無論從測定方法中還是測定過程中都存在 諸多的不確定性,理論上也無法達(dá)到完善。所以勘察人員要考察地質(zhì)資料,實地進(jìn)行多元勘探。工程地質(zhì)條件復(fù)雜,還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū),做到勘探詳細(xì)化。在勘察設(shè)計時如地質(zhì)工作做的不詳細(xì),在施工時如有不能實施或?qū)嵤┪kU性高,必須進(jìn)行補(bǔ)充勘察及勘探工作,對地質(zhì)情況作進(jìn)一步了解之后在作出修改方案。還要考慮施工時對周圍環(huán)境的影響。如:新填土?xí)D壓原有道路、房屋,產(chǎn)生側(cè)向位移或附加沉降;用砂樁、砂井時,施工有噪聲,靠近居民點會擾民;采用降低水位法時,要考慮引起周圍地基的下沉和對周圍居民用水的影響故應(yīng)預(yù)先調(diào)查或做隔水墻,并考慮施工后注水復(fù)原的問題;采用填土堆載時要有大量的土料運進(jìn)運出工地,會影響交通和環(huán)境衛(wèi)生;打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時,會污染周圍地下水,應(yīng)慎重對待。
六、總結(jié)
我國地域遼闊,工程地質(zhì)條件千變?nèi)f化,公路穿越軟土地區(qū)是經(jīng)常發(fā)生的事情。軟土地基的危害性很大,如果在公路施工過程中處理不當(dāng)或干脆不處理,或者因為工作中的細(xì)小疏溜,往往會給建筑物的正常使用留下隱患,一旦發(fā)生問題再進(jìn)行處理,便直接造成經(jīng)濟(jì)損失和社會形象的負(fù)面影響。因此根據(jù)不同施工條件選用合適的方法處理軟土地基,可以有效的防止或解決出現(xiàn)的問題,保證工程的順利完成,減少財務(wù)支出,避免更大的事故或破壞情況發(fā)生。軟土地基的處理方法很多,每種處理方法都有一定的試用范圍、局域性、優(yōu)缺點。沒有一種方法是萬能的。要根據(jù)具體的工程情況,因地制宜確定適合的地基處理方法。