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地基处理方法汇总

发布时间:2019-10-08 18:52:38   浏览:773次

1.换填法


换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去,然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料以及土工合成材料分层充填,并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动,使之达到要求的密实度,成为良好的人工地基。当地基软弱土层较薄,而且上部荷载不大时,也可直接以人工或机械方法(填料或不填料)进行表层压、夯、振动等密实处理,同样可取得换填加固地基的效果。

 

经过换填法处理的人工地基或垫层,可以把上部荷载扩散传至下面的下卧层,以满足上部建筑所需的地基承载力和减少沉降量的要求。当垫层下面有较软土层时,也可以加速软弱土层的排水固结和强度的提高。

 

适用条件:换填法适用于浅层地基处理,包括淤泥、淤泥质士、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的软填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理:用于膨胀土地基可消除地基上的胀缩作用,用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性,用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差,软硬不匀以及岩溶与土洞等.用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。

 

2.排水固结法

  按照使用目的,排水固结法可以解决以下两个问题。

(1)沉降问题。使地基的沉降在加载预压期间大部或基本完成,使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。

(2)稳定问题。加速地基土的抗剪强度的增长,从而提高地基的承载力和稳定性。

排水固结法原理:饱和软粘土地基在荷载的作用下,孔隙中的水被慢慢排出,孔隙体积慢慢地减小,地基发生固结变形,同时,随着超静水压力逐渐消散,有效应力逐渐提高,地基土的强度逐渐增长。在荷载作用下,土层的固结过程就是超静孔隙水压力(简称孔隙水压力)消散和有效应力增加的过程。  如地基内某点的总应力增量为:△σ,有效应力增量为△σ′,孔隙水压力增量为△u , 则二者满足以下关系:

△σ′= △σ-△u

适用条件:海相、湖相以及河相沉积的软弱粘性土层,这种土层含水量大、压缩性高、强度低、透水性差且不少情况埋藏深厚在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差,而且沉降的延续时间很长,有可能影响建筑物的正常使用。由于其强度低,地基承载力和稳定性

往往不能满足工程要求。因此,这种地基通常需要采取处理措施,排水回结法就是处理软弱土地基的有效方法之一。

 

3.土桩、灰土桩挤密法

土桩、灰土桩挤密法是利用沉管、爆扩、冲击或钻孔穷扩等方法,在地基土中挤压成桩孔,迫使桩孔内土体侧(横)向挤出,从而使桩周土得到加密;随后向桩孔内分层填人素土或灰土等廉价填料穷实成桩,桩体填料也可采用水泥土、二灰(石灰、粉煤灰)或灰渣(石灰、矿渣)等具有一定胶凝强度的材料。土桩、灰土桩等挤密地基由桩体和桩间挤密土组成人工复合地基,共同承担上部荷载。土桩、灰土桩挤密法的主要特点是对桩间土的原位深层挤密,因此也可称为挤密桩法或深层挤密法,

适用条件:原位处理、深层挤密、就地取材和以土治土,用于处理深厚的湿陷性黄土地基和非饱和欠压密的填土地基,可获得显著的技术、经9济与社会效益,因此在我国西北和华北等地区已广泛应用。

 

4.沉管挤密砂石桩法

沉管挤密砂石桩法是指利用振动或冲击沉管方式,在软弱地基中成孔后,填入砂、砾石、碎石等材料并将其挤压人孔中,形成较大直径的、由砂石构成的密实桩体的地基处理方法。主要包括砂桩(置换)法、挤密砂桩法和沉管碎石桩法等。

   适用条件:砂石桩开始时是用来处理松散砂土地基的,随着高效能施工机具的出现,应用范围已扩大到粉土、粘性土、素填士及杂填土地基。工程实践表明,砂石桩用于处理松散砂土和塑性指数不高的非饱和粘性土地基,其挤密或振密效果较好,不仅可以提高地基的承载力、减少地基的固结沉降,而且可以防止砂土由于振动或地震所产生的液化。

 

5.振冲法

利用振动和水冲加固土体的方法叫做振冲法。

(1)振冲挤密法

 原理:振冲密实法加固砂层的原理,简单说来是一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化,砂颗粒重新排列,孔隙减少,另一方面依靠振冲器的水平振动力,在加回填料情况下还通过填料使砂层挤压加密,所以这一方法称为振冲密实法。

适用条件:砂性土。

 (2)振冲置换法

利用振冲器边振边冲在软弱粘性土地基中成孔,再在孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体,桩体和原来的粘性土构成所谓复合地基。

原理:由于桩体的压缩模量远比软弱土大,故而通过基础传给复合地基的外加压力随着桩、土的等量变形会逐渐集中到桩上去,从而使软土负担的压力相应减少。结果,与原地基相比,复合地基的承载力有所增高,压缩性也有所减少。这就是应力集中作用。

适用条件:粘性土。

 

6.强夯法和强夯置换法

强夯法在国际上称动力压实法或动力固结法,这种方法是反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基士夯实,从而提高地基的承载力,降低其压缩性,改善地基性能。

加固非饱和土的原理:采用强穷法加固非饱和土是基于动力压密的概念,即用冲击型动力荷载,使土体中的孔隙体积减小,土体变得更为密实,从而提高其强度。

加固饱和土的原理:

水平拉应力使土体产生一系列的坚向裂缝,使孔隙水从裂缝中排出,土体的渗透系数增大,加速饱和土体的固结,当土中的超孔隙水压力很快消散,水平拉应力小于周围压力时,这些裂缝又复闭合土体的渗透性又减小。

饱和土的可压缩性。

在强夯能量的作用下,气体体积先压缩,部分封闭气泡被排出,孔隙水压增大,随后气体有所膨胀,孔隙水排出,超孔隙水压力减少。在此过程中,土中的固相体积是不变的,这样每夯一遍液相体积就减小,气相体积也减少,也就是说在重锤的夯击作用下会瞬时发生有效的压缩变形。

饱和土的局部液化。

在夯锤反复作用下,饱和土中将引起很大的超孔隙水压力致使土中有效应力减小,当土中某点的超孔隙水压力等于上覆的土压力(对于饱和粉细砂)或等于上覆土压力加上土的粘聚力(对于粉土、粉质粘士)时,土中的有效应力完全消失,土的抗剪强度降为零,士颗粒将处于悬浮状态达到局部液化。当液化度达到100% .土体的结耕破坏,渗透系数大大增加,处于很大水力梯度作用下的孔隙水迅速排出,加速了饱和土体的固结。

适用条件:强夯法适用于处理碎石士、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。经过处理后的地基既提高了地基士的强度、又降低其压缩性,同时还能改善其抗振动液化的能力,所以这种处理方法还常用于处理可液化砂土地基等。

 

7.灌浆法

灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入天然的和人为的裂缝或孔隙,以改善各种介质的物理力学性质。

(1)目的

1)防渗:降低渗透性,减少渗流量,提高抗渗能力,降低孔隙压力。

2)堵漏:封填孔洞,堵截流水。 

3)加固:提高岩土的力学强度和变形模量,恢复混凝土结构及垮工建筑物的整体性。

4)纠正建筑物倾斜:使已发生不均匀沉降的建筑物恢复原位或减少其倾斜度。

(2)对象

1)砂、砂砾石及粉细砂。

2)软粘土、杂填士及淤泥。

3)裂隙和破碎岩石。

4)岩石中的大型洞穴如岩溶洞穴等。

(3)应用范围

1)坝基:砂基、砂砾石地基、喀斯特溶洞及断层软弱夹层等。

2)楼基:一般地基及振动基础等,包括对已有建筑物的修补。

3)道路基础:公路、铁道和飞机场跑道等。

4)地下建筑:输水隧洞、矿井巷道、地下铁道和地下厂房等。

5)其他:预填骨料灌浆、后拉锚杆灌浆及灌注桩后灌浆等。

8.高压喷射注浆法

传统的注浆方法是在浆液的压力作用下通过对土体的劈裂、渗透、压实达到注浆加固的目的。

 

适用条件:

受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间的影响较小,可广泛适用于淤泥、软弱粘性士、砂土甚至砂卵石等多种土质。可以作为施工中的临时措施,也可作为永久建筑物的地基加固,尤其是在对已有建筑物地基补强和基坑开挖中需要对坑底或侧壁加固,侧壁挡水,对邻近地铁及旧建筑物需加以保护时这种方法能发挥其特殊作用。

 

加固原理:

喷射注浆法加固地基通常分成两个阶段。第一阶段为成孔阶段, 即采用普通的钻机预成孔或者驱动密封良好的喷射管和带有一个或两个横向喷嘴的特制喷射头进行成孔。第二阶段为喷射加固阶段,即用高压水泥浆(或其他硬化剂) ,以通常为15MPa 以上的压力,通过喷射管由喷射头上的直径约为2mm的横向喷嘴向土中喷射。与此同时,钻杆-边旋转,一边向上提升。由于高压细喷射流有强大切削能力,因此喷射的水泥浆一边切削四周土体,一边与之搅拌混合,形成圆柱状的水泥与土混合的加固体。

 

9.水泥土搅拌法

水泥土搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种成熟方法,它利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基中就地将软土和固化剂(浆液状或粉体状)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。

适用范围 :

水泥土搅拌法最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。正常固结的淤泥与淤泥质士、粉土、素填土、粘性土、饱和黄土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。

建(构)筑物的地基加固:如6-12层多层住宅,办公楼,单层或多层工业厂房,水池贮罐基础等;高速公路、铁道和机场场道以及高填方堤基等;大面积堆场地基,包括室内和露天;形成水泥土(石灰土)支挡结构物;形成防渗止水帷幕。

 

10.石灰桩法

石灰桩是指采用机械或人工方法在地基中成孔,然后灌入生石灰块或按一定比例加入粉煤灰、炉渣、火山灰等掺合料及少量外加剂进行振密或夯实而形成的桩体, 石灰桩与经改良的桩周土共同组成石灰桩复合地基以支承上部建筑物。

适用范围:石灰桩法适用于加固杂填土、素填土、淤泥、淤泥质土和粘性土地基,对素填土、淤泥、淤泥质土的加固效果尤为显著。有经验时也可用于粉土地基。加固深度从几米到十几米。不适用于地下水下的砂类土。

石灰桩法可用于提高软土地基的承载力,减少沉降量,提高稳定性,适用于以下工程:

1)深厚软土地区七层以内、一般软土地区八层以内住宅建筑物或相当的其他多层工业与民用建筑物。

2)如配合箱基、筏基,在一些情况下,也可用于12层左右的高层建筑物。

3)适用于软土地区大面积堆载场地及地坪加固,有经验时也可用于大跨度工业与民用建筑独立性基下的软弱地基。

4)石灰桩法也可用于设备基础和高层建筑深基开挖的支护结构中。

5)适用于公路、铁路路基软土加固,桥台背后填土加固(防止"跳车")。

6)适用于危房地基加固。

11.低强度桩复合地基技术

竖向增强体是低强度桩的桩体复合地基称为低强度桩复合地基。低强度桩通常指用水泥、石子及其他掺合料(如砂、粉煤灰、石灰等)加水拌和,用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为C5—C25 的桩。

 

加固原理:

因为低强度桩桩身具有较高的强度和刚度,可以全桩长发挥桩的侧摩阻力,将荷载传递给较深的土层,所以采用低强度桩复合地基加固地基可以较大幅度地提高地基承载力,减小沉降。当天然地基承载力较低而上部荷载又较大时,采用散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基一般难以满足设计要求,而采用低强度桩复合地基就比较容易满

足设计要求。如果在设置低强度桩施工时对桩间土有挤密效用,则采用低强度桩复合地基加固,地基承载力提高幅度更大。

 

适用范围:

采用低强度桩复合地基加固可有效提高地基承载力,减小地基沉降。低强度桩复合地基适用性较好,只要能进行低强度桩施工的软弱地基均可以采用低强度桩复合地基加固。低强度桩复合地基常用加固粘性土、粉土、人工填土、淤泥质粘土和黄土等地基。近年来,低强度桩复合地基己广泛应用于一般民用住宅、高层建筑、堆场以及道路工程等地基加固处理中,具有良好的发展前景。


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