一土方工程PPT课件

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排水系统
预压法
加压系统 排水系统：主要在于改变地基 原有的排水边界条件，增加孔 隙水排出的途径，缩短排水距 离。
竖向排水体 （垂直排水 体） 水平排水 体堆载法 真空法 降低地下水位 法电法渗法 联合法
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普通砂井 袋装砂井 塑料排水 带 砂垫层
加压系统：通 过对地基施加 预压荷载，使 地基土的固结 压力增加而产 生固结。
1.6 软土地基加固
软土地基定义
由软弱土层构成的地基就是软土地基。 软弱土：（1）从性质上理解：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天 然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。（2） 从具体土层上理解：由淤泥、淤泥质土、松软冲填土与杂填土，或 其他高压缩性软弱土层。
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软土地基的基本特点
（1）、高压缩性：软土由于孔隙比大于1，含水量大，容Hale Waihona Puke Baidu较小，
（6）、不均匀性：软土层中因夹粉细砂透镜体，在平面及垂直 方向上呈明显差异性，易产生建筑. 物地基的不均匀沉降。 3
软土地基要解决的问题
（1）强度和稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以承受外荷载时， 可能会产生局部或整体剪切破坏，造成塌方、失稳，破坏。 （2）沉降变形问题。当地基产生过大的沉降变形，建筑结构会产 生不均匀沉降等。 （3）在外来（地震、车辆振动）动力荷载作用下，可引起地基土 特别是饱和无粘性土的液化、失稳及震陷。
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软土地基的基本特点
（4）、触变性：软土是絮凝状的结构性沉积物，当原状土未受 破坏时常具一定的结构强度，但一经扰动，结构破坏，强度迅速降 低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称触变性。所以软土地基 受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。
（5）、流变性：是指在一定的荷载持续作用下，土的变形随时 间而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时强度。这对边坡、堤岸、 码头等稳定性很不利。因此，用一般剪切试验求得抗剪强度值，应 加适当的安全系数。
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软土地基处理的目的
软土地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、
加筋等方法对地基土进行加固，改良地基土的工程特性。 （1）、提高地基的抗剪强度 （2）、降低地基的压缩性 （3）、改善地基的透水特性 （4）、改善特殊土的不良地质特性
最终目的 ：提高地基的稳定性和承载能力。
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常见加固施工方法
且土中含大量微生物、腐植质和可燃气体，故压缩性高，且长期不
易达到固结稳定。
（2）、抗剪强度低：一般由淤泥、泥炭、有机质组成，因此，
抗剪强度低。所以软土的抗剪强度最好在现场作原位试验。
（3）、透水性小：软土的透水性能很低，垂直层面几乎是不透
水的，对排水固结不利，反映在建筑物沉降延续时间长。同时，在
加荷初期，常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。
地基中设置竖向排水体，常用砂井，它是先在地基中成孔， 然后灌砂使之密实而成。袋装砂井是在砂井的基础上发展的 新技术，它与砂井相比具有用砂料省、连续性好、不会因地 基变形而折断、施工简便的优点。塑料排水板（带）可以在 工厂制作，运输方便，在没有砂料的地区尤为合适。
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• 垫层承载力的确定
• 垫层的承载力决定于填筑材料的性质、施工机具能量大小及施工 质量的优劣等，一般应通过试验现场确定。另外垫层承载力的设 计值尚必须对软弱下卧层的承载力验算后再确定。
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• 沉降计算
当垫层断面确定后，对于重要的建筑物或垫层下存在软弱下卧 层的建筑物，还应进行地基的变形计算。
pCD
pCZ
填z
回填土
d
b
z
B= b+2ztg
PZ—垫层底面处的附加应力设计值 PCZ—垫层底面处的土的自重应力设计值
faZ—经深度修正后的垫层底面处软. 弱下卧层土的地基承载力设8计值
• 各参数的计算
PZ + pCZ faz
pczPcd填z
pz
(pc)b b2ztg
条形基础
矩形基础,平 面分布
换填垫层处理
当软弱土层厚度不很大时，可将基础底面以下处理范围内的软弱 土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、 无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的砾料)称为换填或垫层法。
换填材料： 海砂（河沙）、碎石、石渣（宕碴）、煤灰、矿渣等。 （1）适用条件：
处理的经济实用高度一般为0.3～3m，特别对于软基较浅(1~2m） 的泥沼地特别有效。如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加 弃方与取土方量而增大工程成本。
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• 垫层材料选择
砂石 黏土 灰土 素土 粉煤灰 干渣
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预压法
对天然地基或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水 板）等竖向排水体，在建筑物建造前在场地上先行加载预压， 使土体中的空隙水排出，逐渐固结，减少沉降量，同时强度逐 步提高的方法。
预压法包括：砂井法（普通砂井、袋装砂井和塑料排水带 法）、真空预压与堆载预压联合作用降低地下水位法。
pz(b2z(ptg)l(c)b2zl tg)
压力扩散角 详见
P68表1-22
计算时，先假设一个垫层的厚度，验算。如不合要求，则改变厚度，
重新验算，直至满足为止，一般砂垫层的厚度为1～2m左右，过薄
的垫层(<0.5m)的作用不显著，垫层太厚(>3m)则施工较困难。
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• 垫层的宽度确定（JGJ79-2002）
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预压法主要是增加排水系统和加压系统，通过增加排
水途径，缩短排水距离，加快地基软土的固结。 排水系统是一种手段，如没有加压系统，孔隙中的水没有压
力差就不会自然排出，地基也就得不到加固。如果只增加固 结压力，不缩短土层的排水距离，则不能在预压期间尽快的 完成设计要求的沉降量，强度不能及时提高，加载也不能顺 利进行，所以以上两个系统总是联系起来考虑的。
固结，甚至导致地基土强度降低而产生破坏。
防止冻胀。因为粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细现象，
因此可以防止寒冷地区土中水的迁移和积聚所造成的冻胀。
调整不均地基的刚度。
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• 垫层厚度设计
垫层厚度根据垫层底面下卧层承载力及建筑物对地基变形要求确定。
PZ + pCZ faz
按下 卧层 的承 载力 确定
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（2）作用机理
提高地基承载力。以强度较大的土代替可能产生剪切破坏的软
弱土，就可避免地基的破坏。
减少沉降量。一般情况下，基础下浅层地基的沉降量在总沉降
量中所占比例是比较大的。若以密实的土代浅层软弱土，那么就可
以减少大部分沉降量。
加速软弱土层的排水固结。基础与软弱土层接触时，在荷载作
用下软弱土层中的水易绕基础两侧排出因而使基底下的软弱土不易