垫层处理换填法PPT资料.ppt
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换土垫层视工程具体情况而异,软弱土层较簿时、常采用全部换土,如图(a);
若软弱土层放厚时,可采用部分换土,如图(b),并允许有一定程度的沉降及变形。
1.垫层的作用及适用范围,换土垫层的处理深度应根据建筑物的要求,由基坑开挖深度的可能性等因素综合确定。
般多用于上部荷载不大、基础埋深较浅的中、低层民用建筑的地基处理工程中一般开挖深度不超过3m。
近年来,一些重大的建(构)筑物,如高层建筑、大型博物馆等也开始使用换土垫层。
开挖深度有的已达3m以上,甚至更深,但在这种情况下,一定要注意边坡的稳定性,有时还需采取加固或锚固边坡的措施。
在场地土质较好或湿陷性黄土地区,地下水位以上坑壁可直立稳定或边披稳定时,一般限制垫层厚度在5m以内。
1.垫层的作用及适用范围,垫层的设计与施工应根据上部建筑物的结构特点、荷载特性、基础形式及埋深、场地土质、地下水条件和当地施工队伍的技术装备、施工经验、材料来源以及工程造价等技术、经济分析论证后确定。
根据换填材料的不同,将垫层分为砂石(砂砾、碎卵石)垫层、土垫层(素土、灰土、二灰土垫层)、粉煤灰垫层、矿渣垫层、加筋砂石垫层等,其适用范围见表,2.压实原理及压实系数,压实原理换土垫层的主要作用是改善原地基土的承载力并减少其沉降量。
这一目的通常是通过外界的压(夯、振)实功来实现的。
土的压实程度与土的特性尤其是土的含水量、土的颗粒组成和压(夯、振)实能量密切相关。
在一定的压实能量作用下,不论是粘性土还是砂性土,其压(夯、振)实结果都与含水量有关。
对过湿的土进行压(夯、振)实时,会出现“橡皮土”现象。
此时土的密实度并不增大;
对很干的土进行压(夯、振)实,也不能把土充分压实,这是因为在一定的压(分、振)实能量作用下,对粘性土,当含水量很小时,土粒表面仅存在结合水膜,土粒相互间的引力很大,由土粒间引力(可能还存在毛细压力)使土保持着比较松散的状态或凝聚状态,土中孔隙大多都相互连通水少而气多,在一定的外部压(夯、振)实功作用下,虽然土孔隙中的气体易被排出,密度可增大,但由于水膜润滑作用不明显以致外部功能也不足以克服粒间引力。
此时土颗粒相对移动较为困难土的干密度增加很小,达不到理想的压(夯、振)实效果。
2.压实原理及压实系数,压实原理随着含水量的增加。
土粒表面水膜逐渐变厚土块变软、土粒间的引力逐渐减小土粒在外力作用下夸易改变其原来的位置而移动,达到更密实的结构。
此时,土的孔隙相对减少,土的干密度相对增加。
当土的含水量在最佳含水量附近时,虽然土中孔隙连通得更少甚至不连通。
孔隙中的水和气体处于封闭状态而不能排出,并且击实时土内产生的孔隙水压力与孔隙气压力也会降低击实功的作用,试验结果却证明,这时土中所含的水量最利于土粒受击实时发生相对移动使土变密。
以致被击实至最大干密度,或者说,在最优含水量时,土的密度达到了该压实功能的极限值,干密度不再提高。
2.压实原理及压实系数,压实原理当土中的含水量继续增加,超过某一数值时(即后述的最优含水量),土粒孔隙中充满了自由水,饱和度达到85以上时,孔隙中过多的水分不容易立即排出,阻止了土颗粒的靠拢压实效果反而下降。
同时也因为在饱和土中的气体大多是封闭气泡,完全被水包围,外界压力越来越难将这些封闭气泡排出土体之外,导致孔映压力却更为明显,抵消了部分击实功,因而压实效果也达不到理想状态。
也就是说继续增加含水量在外力作用下,只能使孔隙水压力增加并阻止了土粒移动。
2.压实原理及压实系数,压实原理对砂类土而言,粒间水的存在主要起到减少粒间摩擦力的润滑作用。
在含水量增加的初期随着含水量的增加。
粒间阻力减小土粒易于移动,故而外界的压(夯、振)实能量能促使土体密实。
但当含水量超过某一数值时(即后述的最优含水量),水的减阻作用不再明显,而与粘性土一样,过多的粒间水的存在阻止了颗粒的进一步挤密,并有可能在压(夯、振)实能量作用下,使砂粒处于悬浮状态,在土中形成局部液化,而使土的密实度和承载力同时降低。
这样就存在个含水量界限值,即在一定的压(夯、振)实能量作用下,土最容易被压(夯、振)密,并能达到最大的干密度,这时土所具有的含水量即为最优含水量,通常用w表示。
当土的含水量大于或小于这一界限含水量时,都不会达到最大干密度。
最佳含水量的确定通过击实实验来取得。
2.压实原理及压实系数,压实原理,控制施工时演料的含水量接近其最忧含水量。
对于砂石势层、干渣些层,一般要保持洒水饱和时进行施工。
对素土、灰土势层相粉煤灰的含水量要在其M”土2范围内施工时才能达到设计密实度。
另外在垫层搭接部位要严格控制,避免发生密实度不均匀,适当增加质量抽检数量和次数,防止这种现象出现。
在基坑底已冲在的古穴、古井、空洞等未及时发现,在势层施工时也会导致垫层施工后密实度不均匀,所以在验槽时。
要详细对这些问题进行肋查、排除。
28工程实例钢碴垫层是种半刚性材料,有水硬性的性质它的强度随时间增长,能提高工程的安全度。
钢渣垫层已在道路路面中长期使用,但未见应用于房屋工程。
实际上钢渣垫层不仅能增加地基的承载力、而且通过钢渣垫层能使上部建筑荷载应力均匀可以减少沉降特别是不均匀沉降。
为此,将杭州市城建设计院金咸清先生介绍的钢渣垫层作为房屋建筑的复合地基的工程实例介绍结读者,并希望能推广使用。
在一些软土地基中,往往地表面有一层较薄的硬壳层,其下是深厚的软弱淤泥质粘土层。
结合具体的工程实际,如何合理地采用复合地基节约造价,缩短工期,达到工程建设的目的f一、工程的地貌和地质本工程位于杭州教工路南端。
场地平坦。
拟建房屋临近街面,城区的一条煤气主干管就,在拟建房屋基脚边由南向北通过,因此不宜打沉管灌注桩。
如果采用钻孔(挖孔)灌注桩,则投入的成本又太大。
基于上述原因,采用改良地基方案。
本地区原屑武林门与古荡之间的农田水塘范围,地质分布简述如下;
地表由人工填土和英白持泥组成。
入工填土不很密实旦厚度较薄;
垢泥极软,不宜采用。
早土系粉质粘土,天然孔隙比较稍小,饱和度为o85,尚未饱和,其性质稍优于城区常见的淤泥质粘土的标准。
可作为复合地基的基底位置,但是早土下有较深的淤质土塌,压缩性较高,特别是A土质较差,厚约3m,会使所建工程产生较大沉降,所以在考虑采用复合地基时,必须考虑有相应的设计和施工措施,以减少沉降。
号土作为复合地基的持力层。
根据钻探资料,号土顶层标高计算列于表281。
场地地质情况如图281所示。
“顶高指黄梅标高。
从表中可见,A压缩层的起伏及层厚均相差不大;
由此得出结论果采用复合地基虽有一定的绝对沉降,但相对沉阵较小。
二、采用复合地基的主要技术措施采用复合地基有多种方法,如碎石桩、石灰桩、水泥搅拌桩等,对饱和粘土效果不大,重锤夯实的方法可加密表层瓦砾螟土,但不能使饱和土密实,结合本工程的实际情况,采用的方法足钢渣混合料垫层。
钢渣混合料由钢渣、煤渣、飞灰渣、本土及少量水泥掺和料组合而成。
石灰渔指石灰塘中消石灰余留的渣粒,本土指含水量不高的本地土壤。
如本工程所挖出的人工填土即可使用。
由于混合料的原料都是利用工业废料和本地土壤,因此大大节约了基础工程费用。
钢渣混合料与水泥混凝土和沥青树料均有所不同。
水泥混凝土强度大,变形小,是刚性材料;
沥青材料允许较大的变形,是柔性材料。
而钢渣混合料是介于两者之间的半刚性材料。
钢渣混合料因含有各种粒料和本土允许施工加载时所产生的各种变形,同时因钢渣混合料中含有石灰和水泥,具有水硬性和气硬性的性质,材料浇捣后强度会不断提高,增强使用阶段的承载能力和减少不均匀沉阵,保证使用阶段有足够的安全强度。
五、施工巾要注怠的问题要求施工单位配合作出周密的施工计划,妥善地采用原料,对过大的钢渣给予清除。
严格地按照配合比用重量配料,对垫层组合料作出20cm20cm的多组试块,分期试压,并设置水准基点注意观测沉降。
六、技术经济效果该工程已于1995年3月竣工交付使用,仅基础投资撰用就节约20多万元,占总基础投资费用的40。
此外,该工程使用效果也很好,沉降值最大处为45cm,最小处为25cm,差异沉降(相邻两个柱)值l5cm。
工程实例2一粉煤灰垫层处理工程实例一、地质条件及工程概况上海冷轧薄板厂主厂房位于长江下游冲积平原,地势平坦低洼,水系发育,地下水理深较浅(1m左右)。
地层自L而下为:
褐黄色粉质粘土层(为持力层),地基上承载力为80kP。
;
较厚的淤泥质粘性上,承裁力为60一70kPa。
设计地坪标高高于原始地面标高o,71om,持力层承载力低,满足不了设计要求。
需进行地基处理。
工程占地东西长约700m,南北宽约440m,总面积28400m?
。
厂区自然地面标高十31一十37m,主车间厂房室内地坪标高铀7m主生产车间厂房建筑面积73847m2,可分为6个区域,图283为车间建筑平面图,参照土的压缩模量与承载力关系的资料压实合格的2;
8灰土承载力标准值可取为300kPa,经过宽度和深度修正后,承载力为355kPa,大于基底压力200kPa。
另外,按照斯开普顿的极限承载力公式计算2:
8灰土承载刀,可得出承载力标准值498kPa(安全系数为13)同样大于基底压力。
2京土垫层的承载刀按规范可取垫层承载力标准值150kPa,经过宽度和深度修正后,共承载力为317kPa大于基底压力。
故灰土和素土边层的承载能力大于基底压力,是可行的。
3下卧土层的承强力下卧天然土层为第五层土大于该层顶面压力236kPa。
4地基沉降验算其承强力标准值为140kPa,经宽度和深度修正后为243kPa技规范计算的沉降量为4398cm(们。
取L7)一309cm,两者差距较大,结合实际工程的观测资料沉降差小于40mm,倾斜值不超过oo069。
综亡所述,采用灰土和素土垫层可消除湿陷性,经沉降观测,自垫层回填开始到主体结构完成,三、方案比较面按应力历史分析法计算结果为o86分析推断沉降可能值为10一50mm,即其承载能力和沉降都能满足设计要求最大下沉为16mm,最小为3mm。
垫层置换方案与挤密桩方案及压入预制桩方案比较,主要优越性在于具有较高的经济效益,三种方案的经济比较,见表2810。
状态物质组成杂乱,以粉砂、粉土为主。
局部为纫砂,含少量煤肩、砖块和碎石块等。
2租砂十粉土:
厚度为o50L90m,底板埋深为2刃一Llom。
岩性特征:
呈黄褐色,湿度为湿一饱和,密实度为松散,颗粒组成很不均匀,夹粉细砂薄层或透铣体,层理明显欠规律性,该层具有轻微液化现象。
其标准贯人试验锤击数Ar么515击平均值为9击,最小平均值为7击。
3粉细沙:
厚度140Loom,底板埋探为L50一6ionl。
颜色呈黄褐色湿一饱和,稍密,颗粒组成较匀,夹
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