特殊地基处理 PPT课件

褥垫法——是将基础底面下一定深度范围内局部压缩性较 低的岩石凿去，换填上压缩性较大的材料，然后分层夯实 的垫层作为基础的部分持力层，使基础整个持力层的变形 相互协调。褥垫法是我国近年来在处理山区不均匀的岩土 地基中常采用的简便易行又较为可靠的方法。
（2）作用
① 垫层法： a.提高地基承载力 b.减少沉降量 c.加速软弱土层的排水固结 d.防止冻胀 e.消除地基的湿陷性和胀缩性
桩头清理
桩头清理
桩头清理完毕
切割桩头
切割桩头
切割后桩头
4.质量检验 (1)施工质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、
桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度 等。
(2)水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时，承载力检验应采 用复合地基载荷试验。水泥粉煤灰碎石桩地基检验应在桩身 强度满足试验荷载条件时，并宜在施工结束后28d进行，试 验数量为总桩数的0.5%~1%，且每个单体工程不应少于3 点。
土工格室
高速公路使用土工格室
格室中充填砂砾料
3 土工合成材料主要功能
(1)加筋功能 加筋是土工合成材料在地基处理中的最主要功能。在土中 加拉筋材料可以改变土中的应力分布状况，约束土体的侧向 变形，从而提高土体结构的稳定性。用于加筋的土工合成材 料要求具有较高的抗拉强度和刚度，并且与填土之间的咬合 力强，对于永久性结构还要求蠕变小，耐久性好。 (2)过滤和排水功能 很多土工合成材料具有良好的过滤性、透水性和导水性， 因而，在土体中需要设置过滤或排水的地方都可以采用土工 合成材料 。
三、边坡整治的途径
▪ 终止或减轻诱发滑坡的外部条件
➢ 截流排水，卸荷减载，坡面防护
▪ 改善边坡内部力学特性和物质结构
➢ 土质改善，注水泥浆
▪ 设置抗滑工程直接阻止滑坡的发展
➢ 抗滑桩，挡土墙，预应力锚固
四、滑坡整治的具体措施
1、截排地表水和地下水
➢ 外围截水沟，在滑坡体周边外侧开挖引水沟避 免地表水进入滑坡体
方法一 换填垫层法
1 概述
▪ （1）定义
▪ 换填垫层法——是将基础底面下一定深度范围内不满足地基性能要
求的土层（或局部岩石），全部或部分挖出，换填上符合地基性能要 求的材料，然后分层夯实作为基础的持力层。换填垫层法适用于浅层 软弱地基及不均匀地基的处理。换填垫层法按其换填材料的功能不同， 又分为垫层法和褥垫法。
3 水泥粉煤灰碎石桩法(CFG)
概述 1)．CFG 桩：即水泥粉煤灰碎石桩。 2)．水泥粉煤灰碎石桩法：由水泥、粉煤灰、碎 石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏结强度桩， 并由桩、桩间土和褥垫一起组成复合地基的地基处 理方法。 3).适用范围：用于处理淤泥、杂填土、粘性土 等软土地基。
CFG桩
加固机理 CFG桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥
▪ 垫层法——又称开挖置换法、换土垫层法，简称换土法。通常指当
软弱土地基的承载力和变形满足不了建（构）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、矿渣、 粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并压（夯、振）实至要 求的密实度。
(3)桩头处理 CFG桩施工完毕待桩体达到一定强度（一般为7天左右）， 方可进行基槽开挖。在基槽开挖中，如果设计桩顶标高距地面 不深（一般不大于1.5m），宜考虑采用人工开挖，不仅可防 止对桩体和桩间土产生不良影响，而且经济可行；如果基槽开 挖较深，开挖面积大，采用人工开挖不经济，可考虑采用机械 和人工联合开挖，但人工开挖留置厚度一般不宜小于700mm； 桩头凿平，并适当高出桩间土1~2cm。清土和截桩时，不得 造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。 (4) 褥垫铺设 褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土含水 量较小时亦可采用动力夯实。夯填度（夯实后的褥垫层厚度与 虚铺厚度的比值）不得大于0.9。
堆水预压
堆载预压
铺设排水用砂垫层
3、塑料排水板预压加固法
▪ 将塑料排水板用插板机具插入软土地基中， 地表铺砂垫层组成垂直和水平排水系统， 然后在地基表面堆载预压，从而加速软土 地基的沉降过程，加快固结。
水平排水体
方法三 强夯法
1 概述
这种方法是反复将夯锤（质量一般为100～400kN） 提到一定高度使其自由落下（落距一般为10～40m）， 给地基以冲击和振动能量，从而提高地基的承载力。 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘 性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。
➢ 内部排水沟，在滑坡体内部开挖排水沟使水能 够尽快流出滑坡体
➢ 坡面夯实防渗，让地表水能够尽快流走，避免 渗入滑坡体
2 土工合成材料分类
目前，使用较为广泛的的筋材绝大部分为土工织物和土工 格栅。
(1) 土工格栅 土工格栅是一种以塑料（高密度聚乙烯或聚丙烯）为原料 加工形成的开口的、类似格栅状的产品，具有较大的网孔， 可以在一个方向或两个方向上进行定向拉伸以提高力学性能， 多用于加筋。除塑料格栅外，还有编织格栅，即用众多的纤 维形成纵向和横向肋条，中间有较大的开口空间。编织格栅 采用的原料是聚酯，上面涂有一些保护材料，如PVC、乳胶 或沥青。此外，还有玻纤格栅，它也是一种编织格栅。
垫层形成CFG桩复合地基。其加固软弱地基主要有 三种作用：
①桩体作用； ②挤密作用； ③褥垫层作用。
施工
1) 成桩 水泥粉煤灰碎石桩的施工，应根据现场条件选用下列施 工工艺： ①长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以下的粘性土、 粉土、素填土、中等密实以上的砂土。 ②长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于粘性 土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。 ③振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地 基。
（3）适用范围 《建筑地基处理技术规范》中规定：垫层法适
用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂 填土地基及暗沟、暗塘等浅层软弱地基及不均匀 地基的处理。
1 概述
方法二 预压法
预压法又称排水固结法，指直接在天然地基或在设置 有袋状砂井、塑料排水带等竖向排水体的地基上，利用 建筑物本身重量分级逐渐加载或在建筑物建造前在场地 先行加载预压，使土体中孔隙水排出，提前完成土体固 结沉降，逐步增加地基强度的一种软土地基加固方法。
隔离功能
加筋功能
加筋功能：桥台加筋
坝体加筋：法国某坝
三峡
防渗功能
第十节 滑坡的形成与防治
一、滑坡的概念
▪ 斜坡上不稳定的土体在重力作用下沿着软 弱面整体向下滑移的现象称为滑坡。
▪ 每年雨季铁路因发生滑坡地质灾害中断铁 路行车，甚至造成重大人员伤亡，抢险和 整治费用高，直接、间接经济损失很大， 尤其是高速铁路。
正三角形排列
正方形排列
袋装砂井
用普通砂井处理软土地基，如地基土变形较大 或施工质量稍差常会出现砂井被挤压截断，近年来出 现了以袋装砂井代替普通砂井的方法，避免了砂井不 连续的特点，袋装砂井是把砂灌入透水良好的编织袋 内，其直径一般为7~12cm。
基本原理：采用钢管打孔、灌砂，设置砂井作为竖向 排水通道，并在砂井顶部设置砂垫层作为水平排水通 道，形成排水系统；在砂垫层上部堆载，以增加软弱 土中附加应力，使土体中孔隙水在较短的时间内通过 竖向砂井和水平砂垫层排出，达到加速土体固结、提 高软弱地基土承载力之目的 。 主要用于道路路堤、土坝、机场跑道、工业建筑油罐、 码头、岸坡等工程的地基处理
长螺旋钻孔施工
(2)施工顺序 连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或缩颈，但很 少发生桩完全断开；跳打一般很少发生已打桩桩径被挤 小或缩颈现象，但土质较硬时，在已打桩中间补打新桩 时，已打桩可能被振断或振裂。 在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打；在饱和的松散 粉土中施打，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打方案；满 堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施工。 施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于7天。
方法四 挤密桩法
挤密桩法是以振动、冲击或带套管等方法成孔， 然后向孔中填入砂、石、灰土、石灰或其它材料，再 加以振实而成为直径较大桩体的方法。
1 砂石桩法
概述
采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后， 再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成 的密实桩体，并和原桩周土组成复合地基的地基处理方法。
钢塑格栅
塑料格栅
尼纶格栅
现场施工
(2)土工格室 土工格室一般用长12.5m，宽75~200mm、厚 1.2mm的高密度聚乙烯条制成，条间沿宽度方向用超声波 焊接，焊缝间距约300mm。在加筋地基现场像手风琴一 样展开，展开的面积大10m×5m，每块面积中含有数百 个独立的格室，每格直径约200mm。在格室中充填砂砾 料，振动压实后构成加筋垫层。
(3) 应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变动力试 验，检测桩身完整性。
方法五 加筋土技术
1 概述
加筋土技术是将基础下一定范围内的软弱土 层挖去，然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组 成的加筋垫层作为地基持力层，通过筋材与土体 之间的摩擦作用可以改善土体抗拉、抗剪性能， 提高地基承载力，减小沉降。
砂石桩适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、 杂填土地基。对饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工 程也可采用砂石桩置换。砂石桩也可用于处理可液化地基。
2 石灰桩法
采用钢套管成孔，然后在孔中灌入新鲜生石灰块，或在生 石灰块中掺入适量的水硬性掺和料和火山灰，一般的经验配 合比为8:2或7:3。在拔管的同时进行振密或捣密，利用生石 灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，此时生石灰的吸水、 膨胀、发热以及离子交换作用，使桩四周土体的含水量降低、 孔隙比减小，使土体挤密和桩体硬化。
(3)隔离功能 利用土工合成材料把两种不同粒径的土、砂子、石料或把土、 砂子、石料和其它结构隔离开来，以免相互混杂，造成土料 污染、流失，或其它不良效果，当放置在建筑物和软弱地基 之间时，发挥隔离功能的同时亦起到加筋作用。 (4)防渗功能 土工合成材料如土工膜和复合土工膜，可以制成不透水的 或极不透水的土工膜以及各种复合不透水的土工合成材料。 这些土工合成材料可以用在各种需要防水、防气以及防有害 物质的地方。 (5)防护功能 土工合成材料在防护方面的应用非常广泛，如防冲、防沙、 防震、保温、植生绿化、环境保护等。
滑坡发展过程
二、滑坡形成的条件
▪ 1.地层岩性 ▪ 地层岩Байду номын сангаас是产生滑坡的物质基础。实践
证明，滑坡的产生与亲水软化的土层和一 些软质岩层有密切关系。 ▪ 这些地层的岩性软弱，在构造作用及外 应力作用下，容易形成土状及泥状软弱层， 成为潜在的滑动面(带)，具备了产生滑坡的 基本条件。
二、滑坡形成的条件
预压法由加压系统和排水系统两部分组成。
预压法适用于处理各类淤泥质土、淤泥及冲填土 等饱和粘性土地基。预压荷载是其中的关键问题，因 为施加预压荷载后才能引起地基土的排水固结。
2、砂井堆载预压法
砂井直径可取30-50cm。砂井的砂料宜用中砂，含泥量 应小于3%。
砂井在平面上可布置成等边三角形或正方形，如图所示， 当砂井为正方形排列时，砂井的有效排水范围为正方形；而 以等边三角形排列时，有效排水范围则为正六边形。
二、滑坡形成的条件
4、水的作用——地表水和地下水 降低岩、土体的强度，产生动水压力和孔 隙水压力，潜蚀岩、土，增大岩、土容重， 对透水岩层产生浮托力等。
二、滑坡形成的条件
5、人类工程活动 如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水
库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡。 6、地震
地震的强烈作用使土石的内部结构发生 破坏和变化，原有的结构面张裂松弛，随 着许多余震，在地震力的反复振动冲击下， 斜坡土石体更容易发生变形， 最后发展成滑坡。
2.地质构造 各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡
将岩石、土体切割分离成不连续状态，使其 具备了向下滑动的条件；同时，构造面又为 降雨等水流进入斜坡提供了通道。
二、滑坡形成的条件
3、气候条件——降雨 降雨对滑坡的影响很大。雨水的大量下
渗，导致土石层饱和，甚至在斜坡下部的 隔水层上击水，从而增加了滑体的重量， 降低土石层的抗剪强度，导致滑坡产生。 不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无 雨不滑”的特点。