路桥工程中地基加固与处理

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本帖最后由 老板给请个假呗 于 2015-4-1 11:58 编辑  一、地基处理的目的和意义   (1)提高土的抗剪强度,防止过大的剪切变形和剪切破坏,提高地基承载力;   (2)降低土的压缩性,减小地基变形和不均匀沉降;   (3)改善土的渗透性,减小渗流量,防止地基渗透破坏;   (4)改善土的特性,减轻振动反应,防止土体液化。  二、地基处理的对象   包括软弱地基和特殊土地基两方面。

本帖最后由 老板给请个假呗 于 2015-4-1 11:58 编辑  一、地基处理的目的和意义   (1)提高土的抗剪强度,防止过大的剪切变形和剪切破坏,提高地基承载力;   (2)降低土的压缩性,减小地基变形和不均匀沉降;   (3)改善土的渗透性,减小渗流量,防止地基渗透破坏;   (4)改善土的特性,减轻振动反应,防止土体液化。  二、地基处理的对象   包括软弱地基和特殊土地基两方面。   软弱地基:主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土和其它高压缩性土层构成的地基。   软土:淤泥及淤泥质土总称为软土。   软土的工程特性:   (1)天然含水量高, ,呈流塑状态;   (2)孔隙比较大, ;   (3)压缩性高,属高压缩土;   (4)抗剪强度低,其不排水强度约为10~20kPa,标准贯入击数小于5,承载力标准值小于100kPa;   (5)渗透性小,这类建筑地基的沉降往往持续几十年才稳定;   (6)具有结构性,施工时扰动结构,则强度降低。灵敏度一般为4~10,属高灵敏土。   地基加固原理:“将土质由松变实,将土的含水量由高变低”,即可达到地基加固的目的。 在拟定地基加固方案时,应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则,从地基处理、建筑、结构设计和施工方面均应采取相应的措施进行综合治理,绝不能单纯对地基进行加固处理,否则,不仅会增加费用,又难以达到理想效果。具体措施有:   1、改变建筑形体,简化建筑平面;   2、调整荷载差异;   3、合理设置沉降缝 沉降缝位置宜设在:地基不同土层交接处,或地基同一土层厚薄不一处;建筑平面转折处;荷载或高度差异处;建筑结构或基础类型不同处;分期建筑的交界处;局部地下室的边缘;过长房屋的适当部位。   4、采用轻型结构或柔性结构;   5、加强房屋的整体刚度;   6、对地基进行移轴处理,当偏心荷载较大时,可使基础轴线偏离柱的的轴线;   7、施工中正确安排施工顺序和施工进度,如对相邻的建筑,先施工重、高的建筑,后施工轻、低的建筑,对软土地基则应放慢施工速度,以便使地基排水固结,提高承载力。  三、地基加固的方法   (一)预压排水固结法   预压排水固结法:在建筑物建造之前,在场地上进行堆载预压,使土体中部分孔隙水逐渐排出,实现地基固结,土体强度逐渐提高,沉降提前完成的方法。   1、适用范围:处理海相、湖相以及河相沉积的软弱粘性土层。   2、排水固结加固机理   1)排水系统   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。为了加速土层固结,最有效的方法就是在地基中增加排水途径,缩小排水距离。   2)加载系统   堆载法,降水预压法、真空预压法、联合预压法。   等载预压:预压荷载=永久荷载   超载预压:预压荷载>永久荷载   (二)密实法地基处理   土的密实原理:利用各种机械功能,在短时间内促使土的孔隙比减小,密实度提高,从而达到提高地基强度,减少沉降的目的。   利用密实原理处理地基的方法有:碾压、夯实、挤密和振密等四类。 适用:非饱和的各种粘性土类,饱和或非饱和的砂类土。   1、碾压法   利用压实机械,如压路机、铲运机、羊足碾等的机械重量对土进行压实。   2、夯实法   利用冲击能来击实地基。根据冲击能的大小,可以分为重锤夯实和强夯两类。   1)重锤夯实:用起重机械将夯锤提高到一定高度后,然后令其自由下落,利用冲击能量将地基夯实。锤重:15~30kN,落距2.5~4.5m。   2)强夯法:夯击能量特别大,锤重:100~400kN,落距6~40m。强夯后地基强度提高的过程可分为四个阶段:①强制压缩或振密;②土体液化或结构破坏;③排水固结压密;④触变恢复和固结压密。      3、挤密法   挤密法是指先用带桩靴的工具桩管打入软弱土层中,挤压土壤形成桩孔,从侧向将土挤密,然后再在桩管中灌入砂石或素土、石灰、灰土等填充料进行捣实,随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。形成柔性的桩体,并与原地基形成一种复合型地基,从而改善地基的工程性能。这种方法最适用于加固松软饱和土地基。   根据施工方法和灌入材料不同,挤密法可分为沉管挤密砂(或碎石)桩、振冲碎石桩、石灰桩、灰土桩、渣土桩等。   加固机理:(1)挤密作用(砂土地基);(2)置换作用(粘性土地基)。   (三) 换垫法地基处理   换垫法:当建筑物基础下的持力层比较软弱,不能满足上部荷载对地基的要求时,可采用将基础下一定范围内部分(或全部)软土挖去,然后再回填以强度较大的砂、碎石或素土等材料,经夯实处理使之成为建筑物基础的持力层。   换垫法处理地基时换填材料所形成的垫层,按其材料的不同,可分为砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层等。   作用:
  • 提高地基承载力;
  • 减小地基的沉降;
  • 加速软弱土层的排水固结;
  • 防止地基土冻胀。
  适用范围:淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。   (四) 土的胶结法地基处理   土的胶结法:将某些能固化的化学浆液,采用注入或机械拌入的施工方法,把土颗粒胶结起来,从而改善地基土的物理力学性质。   利用胶结原理加固地基的方法有:注浆法、深层搅拌法等。   1、注浆法   亦称灌浆法,利用液压、气压或电化学的方法,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以充填、渗透等方式,进入颗粒之间的孔隙中或土体的裂隙中,将原来松散的土体胶结成一个整体,形成强度高、防渗和化学稳定性好的固结体。 根据注入材料的不同,注浆法可分为水泥注浆和化学注浆两类。   1)水泥注浆   水泥注浆是把一定水灰比的水泥浆注入土中。对于砂、卵石等有较大裂隙的土,可采用水灰比1:1的水泥浆直接灌注,通常称为渗透注浆。对于细颗粒土,孔隙小,渗透性低,水泥浆液不易进入土的孔隙中,因此常借助于压力把浆液注入。   根据注浆压力的大小和方式,有三种不同的施工方法:压密注浆、劈裂注浆和高压喷注浆。   (1)压密注浆:压密注浆是注入极稠和浆液,形成球形或圆柱体浆泡,压密周围土体,使土体产生塑性变形,但不使土体产生劈裂破坏。   (2)劈裂注浆:劈裂注浆是浆液在孔内随着注浆压力增加,先压密周围土体,当压力大到一定程度时,浆液流动使地层产生劈裂,形成脉状或条带状胶结体。   (3)高压喷射注浆:此法是用钻机钻至需加固的深度后,将喷射管插入地层预定的深度,用高压泵将水泥浆液从喷射管喷出;使土体结构破坏并与水泥浆液混合,胶结硬化后形成强度大、压缩性小、不透水的固结体,达到加固目的。 按注浆形式分类:   (1)旋喷法:此法的喷射管边旋转边喷射水泥浆液,同时缓缓提升,最后加固成圆柱形的水泥浆与土的混合体,称为旋喷桩。   (2)定喷法:此法的喷射管不旋转,固定一个方向,边提升边喷射,固结体形如壁状。   (3)摆喷法:此法的喷射管按一定的角度来回摆动,边摆动、边喷射、边提升,最后形成的固结体为扇形柱体。   按喷射管的结构分类:单管法、二重管法、三重管法。   2)化学注浆   向土中注入一种或几种化学溶液,利用其化学反应的生成物填充土的孔隙或将土的颗粒胶结起来,从而达到改善土性质的目的。   化学浆液种类很多,又可分为无机系和有机系两大类。常用的有:水玻璃(硅酸钠)、氯化钙等。   3)水泥土搅拌法   通过特制的深层搅拌或喷粉机械,就地将软弱土和水泥浆(或粉)等固化剂强制搅拌混合,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩,与桩周土形成复合地基,共同承担建筑物的荷载;或筑成水泥土搅拌桩格式壁状加固体作为开挖基坑的围护体。 根据掺入固化剂的方法不同,分为湿法和干法两类。
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