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类型第四章 置换.ppt

  • 上传人:hskm5268
  • 文档编号:8026908
  • 上传时间:2019-06-05
  • 格式:PPT
  • 页数:33
  • 大小:1.68MB
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    第四章 置换.ppt
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    1、第4章 置换(replacement),4.1 概 述置换法是指应用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软弱土体或不良土体,形成双层地基或复合地基,以达到提高地基承载力,减少沉降目的的一类地基处理方法。主要有换土垫层法(cushion)、强夯置换法(dynamic replacement)、石灰桩法(lime pile)、EPS超轻质填土法。,置换法与振密、挤密法不同:(1)加固机理不同前者主要是置换,后者主要是振密、挤密 (2)适用范围不同前者适用范围较广,可用于饱和土地基;而后者适用于非饱和土地基或土体渗透性较好的地基(应用于饱和软黏土时易形成橡皮土)。,4.2 换 土 垫

    2、 层 法 当持力层的强度或沉降不能满足上部结构要求时,可采取全部或局部挖除软弱土层,分层换以较强度大的土层(如:砂、砂石、钢渣、粉煤灰、素土、灰土等),并压实至符合一定要求的密实度,这种地基处理的方法称为换填(cushion)。 该方法适于处理的土层主要有:淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、填土等。,按回填材料不同形成的垫层主要有:砂石垫层、灰土垫层、干渣垫层等。施工方法主要有:机器碾压、重锤夯实、平板振动等。,粉煤灰,矿渣,垫层的作用主要有:提高地基承载力 减少沉降量(一般,浅层沉降占50%) 加速软弱土层的排水固结 防止冻胀 消除膨胀土的胀缩作用,4.2.1 垫层的设计 1、计算原理及计算模型

    3、对垫层的设计,既要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层,又要有一定的宽度以防止垫层向两侧挤出。,垫层设计计算模型,(1)垫层的厚度z: 应根据垫层底部下卧层的承载力确定,(一般应大于0.5m,小于3m)并符合下式: pz + pcz faz (4 -2-2) 式中:pz 垫层底面处的附加应力,kPa; pcz垫层底面处的自重应力,kPa; faz 经深度修正后垫层底面处土层的地基 承载力特征值,kPa。 其中pz设按下式计算:,(2)垫层宽度的确定应按应力扩散角原理计算:B b+2 z tan (4 -2-1)垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300mm (3)垫层的承载力宜通过现场载荷

    4、试验确定;无试验资料时,可按下表选用,并应验算下卧层的承载力(见教材第60页)。,各种垫层的承载力特征值(f k) 施工方法 换填材料类型 K f k 碾压 碎石、卵石 0.94 200300 振密 砂夹石(石占3050) 200250 或夯实 土夹石(石占3050) 150200 中砂、粗砂、砾砂 150200 粉质粘土 0.97 130180 灰土 0.95 200250 粉煤灰 0.930.95 120150 注:压实系数K=控制干密度d / 最大干密度 dmax; dmax由室内击实试验确定。摘自建设部规范。,(4)垫层材料的选择1) 砂石 应选用级配良好的中粗砂,含泥量不超过3,并应

    5、除去树皮、草皮等杂质。若用细砂,应掺入3050的碎石,碎石最大粒径不宜大于50mm。2) 粉质粘土(应掺入砂石) 土料中有机质含量不得超过5%,亦不得含有冻土或膨胀土。当含有碎石时,其粒径不宜大于50mm。3) 灰土 体积比宜为2:8或3:7。土料宜用粘性土及塑性指数大于4的粉土,不得含有松软杂质,并应过筛,其颗粒不得大于15mm。石灰宜用新鲜的消石灰,其颗粒不得大于5mm。,4) 粉煤灰 可分为湿排灰和调湿灰。可用于道路、堆场和中、小型建筑、构筑物换填垫层。粉煤灰垫层上宜覆土300cm。5) 干渣 干渣垫层材料可根据工程的具体条件选用分级干渣、混合干渣或原状干渣。小面积垫层一般用840mm与

    6、4060mm的分级干渣,或060mm的混合干渣;大面积铺垫时,可采用混合干渣或原状干渣,原状干渣最大粒径不大于200mm或不大于碾压分层虚铺厚度的2/3。6)土工合成材料加碎石垫层(扩散应力,调整不均匀沉降,增大地基稳定性)。,2、设计的有关步骤,(1)确定垫层材料和承载力的大小; (2)验算软弱下卧层,确定垫层的厚度; (3)确定垫层的宽度; (4)设计垫层施工的有关控制指标; (5)验算垫层周围软土的强度; (6)验算沉降(分层总和法,垫层模量见表4-2-2)。,查表 z/b0.5 =30,蛙式夯,柴油冲击夯,蛙式夯,振动碾,平板振动夯,拖式羊足碾,4.2.2 施工的一般要求 1. 垫层施

    7、工应根据不同的换填材料选择施工机械。 粉质粘土、灰土宜采用平碾。振动碾或羊足碾,中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯; 砂石等宜用振动碾 粉煤灰宜采用平碾,振动碾、平板振动器,蛙式夯。 矿渣宜采用平板振动器或平碾,也可采用振动碾。 2. 垫层的施工质量检验必须分层进行。应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土。,开挖换土应注意避免坑底土层扰动,可保留约200mm厚的土层不挖,待铺填垫层前在挖至设计表高。 应采用干挖土法,注意排水,防止软弱土层受水浸泡。 垫层竣工验收合格后,应及时进行基础施工与基坑回填。,6. 铺设土工合成材料时,下铺地基土层顶面应平整 ,防止土工合成材料被刺穿、顶破。铺设时应把

    8、土工合成材料张拉平直、绷紧,严禁有折皱;端头应固定或回折锚固;切忌曝晒或裸露;连结宜用搭接法、缝接法和胶结法,并均应保证主要受力方向的连结强度不低于所采用材料的抗拉强度。,复合土工膜,土工格栅,土工膜,双向塑料格栅,拖式羊足压路机,石灰桩法,4.3.1 加固机理和适用范围 (1)置换作用用具有一定强度和刚度的石灰桩置换软弱土层,提高地基承载力和减小沉降 (2)吸水、升温使桩间土强度提高1kg生石灰在熟化过程中吸取0.80.9kg水,并放出1172kJ热量。提高地基土温度,有利于地基土体固结。 (3)胶凝、离子交换和钙化作用使桩周土强度提高石灰桩法适用于处理地下水位以下的粘性土、粉土、松散粉细砂

    9、、淤泥、淤泥质土、杂填土或饱和黄土等地基及基础周围土体的加固。,填料的选用:1. 石灰桩是由生石灰和粉煤灰(火山灰或其他掺合料)组成。2. 根据不同的地质条件,石灰桩可选用不同配比。常用配比(体积比)为生石灰与粉煤灰之比为1:1、1:1.5或1:2。为提高桩身强度亦可掺入一定量的水泥、砂或石屑。,桩间距 桩距宜为2.5-3.5倍桩径,可按三角形或正方形布置,地基处理的范围应比基础的宽度加宽1-2排桩,且不小于加固深度的一半。桩长由加固目的和地基土质等条件决定。,充盈系数一般用于地下工程的冲孔灌注桩浇灌混凝土,也可用于人工挖孔桩。灌桩的混凝土充盈系数是指一根桩实际灌注的混凝土方量与按桩管外径计算的桩身体积之比。在实际施工过程中成孔有偏差大于设计尺寸部分,以及由于土壤不密实,就会发生实际灌入量大于理论计算量。,

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