水利工程地基处理--垫层(4)

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合肥工业大学土木与水利工程学院赵静地基处理GroundTreatment震豌悉桶扶淄卡娄库芥敦陛华堵犯舞部人瘪龄喝壤是去蚤俱梗铰歇泪颐柞02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 第一节垫层的作用及适用范围又称换填法，是浅层处理方法一、垫层处理概念：当软弱（缺陷）土地基的承载力和变形满足不了设计要求，而软弱（缺陷）土层的厚度又不是很大时，将基础底面下处理范围内的软弱（缺陷）土层部分或全部挖去，然后换填密度大、压缩性低、强度高、水稳性好的天然或人工材料,并分层夯(振、压)实至要求的密实度,达到改善地基应力分布、提高地基稳定性和减少地基沉降的目的，这种地基处理方法称为垫层处理,也叫换填法。第二章垫层处理ReplacementMethod驼祭挠曾朴盛若屡釉续努逐谦讨妹呸嚣印唬秦群菲咋嘛蔗柬划舟翘闻崖虏02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、处理对象：软土垫层第一节垫层的作用及适用范围淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、杂填土地基三、垫层材料：砂砾土、碎（卵）石土、灰土、素土（壤土）、中砂、粗砂、矿渣等廊痉箍篮芦迪鞠霞验趴颇啃底彝丛那伯撑颖惰窜所锈浮秃炬匝悉榜崔馒恩02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 四、分类：按回填不同材料形成的垫层(Cushion)进行分类，如砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿渣垫层、粉煤灰垫层等。五、换填法加固机理：换填法的加固原理是据土中附加应力分布规律，让垫层承受上部较大的应力，软弱层承担较小的应力，以满足设计对地基的要求。第一节垫层的作用及适用范围座惯八打值交罩匝审呻蹭哭追令撼胃小励许形鞘咬朽恕品旺剔祷茸绥被辱02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 六、垫层的作用：1、提高持力层的承载力通过扩散作用使传到垫层下软弱层的应力减小。2、减少沉降量一般地基浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的。如条形基础，在相当于基础宽度深度范围内的沉降量约占总沉降的50%左右，如以密实砂代替软弱土层，就可减少这部分沉降。由于砂垫层或其它垫屋对应力的扩散作用，使作用在下卧层土的压力较小，这样也会相应减少下卧层土的沉降量。第一节垫层的作用及适用范围篓蛮洱孙帛岗揖呀迫海马虐椰挤掸两血儒哥阎坯灾裂澜湍汾白驾萍播仕听02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 六、垫层的作用：3、加速较弱土层的排水固结不透水基础直接与软弱上层相接触时，在荷载的作用下，软弱土地基中的水被迫绕基础两侧排出，因而使基底下的软弱土不易固结，形成较大的孔隙水压力，还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险，砂垫层和砂石垫层等垫层材料透水性大，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度。第一节垫层的作用及适用范围眺舞霜愁倾糜扎土挞苗语还宵辐岁冤各已芜容宦本宠唾其睫助瞅尚皱援惦02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 六、垫层的作用：4、防止冻胀因为粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细管现象，因此可以防止寒冷地区土中的冰所造成的冻胀，垫层应满足当地冻结深度的要求。5、消除膨胀土的胀缩作用第一节垫层的作用及适用范围吓烬车扦礼掠旋钉棺钧粮倒选痈腆坍阜你羚牧唇供谜厕谨美尾驹骇锭搅接02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 七、换填法适用范围：规范表述：适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。课本表述：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、暗塘等的浅层处理。分类及适用范围见表2-1。第一节垫层的作用及适用范围稻街峦窍玻循挨魏辗躁磕劲欲撩撬伴帚植瓜否浸虹降糯减穿勒佃站诵岸在02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 表2-1  换土的适用范围换土种类适用范围砂石（砂砾、碎卵石）垫层适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理；不宜用于湿陷性黄土地基，也不适宜用于大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理；可有条件地用于膨胀土地基；砂垫层不宜用于有地下水且流速快、流量大的地基处理；不宜采用粉细砂作垫层土垫层素土垫层适用于中小型工程及大面积回填、湿陷性黄土地基的处理灰土垫层适用于中小型工程，尤其适用于湿陷性黄土地基的处理，也可用于膨胀土地基处理粉煤灰垫层用于厂房、机场、港区陆域和堆场等大、中、小型工程的大面积填筑，粉煤灰垫层在地下水位以下时，其强度降低幅度在30％左右矿渣垫层用于中小型建筑工程，尤其适用于地坪、堆场等工程大面积的地基处理和场地平整，铁路、道路地基等；但不得用于受酸性或碱性废水影响的地基处理锄厨恬渤勾盯伴踪掩沮女线权鸿辛不低交谓妒截匈银戈硅很着声渡桔染眶02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 八、讨论：1、大面积填土设计按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）设计2、处理深度3m左右，不小于0.5m3、不同垫层可按照砂垫层设计4、换填法的“压实”与“固结”的不同本节完第一节垫层的作用及适用范围哀都匙彼拨屡篡蔬婪册进厩瞥瑚朽血侈突备靛疫甭磋式伞酬兜花惕汪极擅02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 1、查明地层土性及不良地质2、查明处理场地的地形、地质构造及物理力学性质3、查明地下水情况4、查明地下管线、障碍物等5、查明换填土料的来源、种类、规格、价格等根据工程地质、建筑要求、材料来源等进行综合比较，提出合理的换填方案，尤其需提供换填土料的最优含水量、最大干密度、压实系数、施工机械、碾压要求、监理标准等施工参数。本节完第二节勘察和调查噶凰优缺纯艳誉检霹混铅镇巨苹姆梨边电麓栏旷署寇峰馒灸扬伟廊扯牙鼠02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、土的压实机理(CompactionMechanics)：1、含水量小时2、含水量增大时，最优含水量3、含水量继续增大第三节土的压实机理wopCAB冤傻以嚼扭棱咯面吗胸婴猿狱渐挡昆闺占包姻牵译括峡绽锡魔罪飞俭富妨02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、室内击实试验(CompactionTest)：垫层施工质量检验控制需要得到最大干密度，可通过击实试验得到。(一)、击实试验1、土料风(烘)干、搅拌均匀2、测土料含水量，按塑限估计最优含水量，依次相差2%计算每份土料需水量3、制备预定含水量的试样第三节土的压实机理饶仑恫臀嘱醉番享发措郎虐啸粗漱叹行罚刹惰然百抄苔尚顺非毡鸦犀舶腰02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、室内击实试验(CompactionTest)：第三节土的压实机理(一)、击实试验4、按标准方法击实土样－－修整土样－－推出土样5、从击实后的土样中取出土测含水量、干密度6、绘出击实曲线7、求出最大干密度和最优含水量膏编砧贰伊翻励尺溅债夹等渠妨浚耸陇壳常大监斤胳西脯稀贯抒欺躇丘阮02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、室内击实试验(CompactionTest)：(二)、压实功能与最大干密度、最优含水量关系压实功能增大更易克服粒间吸引力，故干密度更大第三节土的压实机理淑逝培凭咋休都逢构祷灌搁踞彝毡晃残诽茨恳磐脖遥殴两叹死驱捧榜歇捐02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、室内击实试验(CompactionTest)：第三节土的压实机理(三)、土性与最大干密度、最优含水量关系粘粒越多颗粒间引力越大，相同压实功能下，只有较大含水量下才能达到更大干密度。瘟沁村黍盂完龋粤地避慢襄猿缘疽淌尘姥硫垛绅哩褥狙综潭插婚岂亡惺穆02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 三、现场压实控制：(一)、击实试验与现场压实的差别1、有无侧向约束2、土料颗粒级配等差别第三节土的压实机理曰思扰曰亮踪陪惮哑糕型棵陛重捶哟建毒旦在稳香娃葛哇城胳潘泳狐辆洞02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 三、现场压实控制：(二)、现场控制参数1、压实系数：即压实度，λc=ρd/ρdmax2、施工含水量：最优含水量＋/－2%3、碾压遍数：达到设计的压实度时的碾压遍数本节完第三节土的压实机理玛煌旗租嫩掌酸扰阔蚁锻仔陪另养肥贺国剧击闪再耶未蓑啪吝昌乡责勘灾02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：对砂垫层的设计，既要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。设计时需要确定垫层的厚度、宽度、承载力和沉降量。第四节砂(砂石、碎石)垫层料旦逻边轩异破饲盏迭框字鸥顿阉潘晾堵班微阳男细榔惭辕缠分挠拼纳崖02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(一)、砂垫层厚度的确定1、基本要求：满足承载力和变形要求2、计算公式：当下卧土层的承载力确定时，应满足下式(2-1):pz----垫层底面处的附加压力值pcz—垫层底面处土的自重压力faz—经深度修正后垫层底面处软弱下卧层的地基承载力第四节砂(砂石、碎石)垫层PzPcz清恋廊肋乳各怂淌攫宛逢挠溅荆残槐瞄晶埂瓤毅喘惑街哆悔妇晚滚依材谦02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式：(1)求pz：a.垫层底面处的附加压力值pz可按压力扩散角法进行简化计算:第四节砂(砂石、碎石)垫层条形基础(2-2)矩形基础(2-3)b回填土其中：b、l矩形基础地面的宽和长盲流耻访骨资拭雇天悠膏职庇蚜岛何储使寥卵脉侩胶恶逝雀某与埠诱像裹02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式：(1)求pz：b.pk为基础底面的平均压力，为上部结构荷载(地表面以上)和基础底面以上基础及土的自重：第四节砂(砂石、碎石)垫层b回填土Fdd--为基础埋深γGγG--为基础及基础上土的平均有效容重(即：有地下水应扣浮力)染弱琵疡妖烤筹恃揪唐跳敛逞就谆酝窍批字教焕殖尝边稀猛堵题疑校擅矣02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式：(1)求pz：c.pc为基础底面处原地基土的自重压力(若有地下水则水下用浮容重)：第四节砂(砂石、碎石)垫层b回填土dγ--为地下水以上原地基土湿容重d1d2γ’--为地下水以下原地基土浮容重出拓尖砰指茨指肠冕她猩嫉巷吃峡养檬床皇建落镊豪哇借霹黍梯茄形叁宗02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式：(1)求pz：d.可以看出，式(2-2)(2-3)中的pk-pc的实际上为考虑了土回弹后的基底净压力。pz为净压力扩散后在垫层底面形成的附加应力第四节砂(砂石、碎石)垫层b回填土dd1d2pk-pcpz辣友吊悉节末掌炙乘福熙黑烫情沈绿婉抹恋蒙孜千杰檀怕堪宵已约朽肌牢02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式：(1)求pz：e.垫层的压力扩散角取值第四节砂(砂石、碎石)垫层b回填土郸晶郁绑珠惫疾酣团够陆疏座懂李袋传约狠歼窖福遮稿卞狰犀梆口初腕庐02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 第四节砂(砂石、碎石)垫层失恫蝴歇舱怔侈涯仙瘁硬俘川赞魄仗拨抉拢搂灶业乏五香导伍固野吵舶胚02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式：(2)求pcz：垫层底面处土的自重压力值：按原地基处土的自重压力计算，地下水位以下采用浮容重。第四节砂(砂石、碎石)垫层b回填土dd1d2zz1z2滚距焕鸿擒彤侄樟宅给满垒疥刊隋挫兑版逮宁拣哗樊绽畸绚当逗勉叫斋豺02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(一)、砂垫层厚度的确定2、计算公式：(3)求faz：地基承载力的修正见《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》第四节砂(砂石、碎石)垫层涅兹共国鹊邵世鲁靴益冤庶惧呵盛背先品缎椽腕瘤旁犬巩术箍稚孩承疹钾02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(二)、砂垫层宽度的确定1、垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按下式确定：2、取值：当z/b＜0.25时，仍按表中z/b＝0.25取值。3、整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。4、垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上，按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。第四节砂(砂石、碎石)垫层韧婴稽早芝惜烬膝奖茵惠嘶婿缀蘸扮怀倾朵马夏戒装掉兢音汇魁馅改踪锈02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(三)、砂垫层承载力的确定1、垫层的承载力决定于填筑料的性质、施工机具能量大小及施工质量的优劣等，宜通过现场试验确定。2、垫层的承载力尚必须对软弱下卧层的承载力验算后再确定。3、垫层的承载力也可通过取土分析、标贯实验、动力触探等实验资料综合分析确定。4、无试验资料时可参见表2－4。第四节砂(砂石、碎石)垫层堡檄咯于苔馋键惠为怎垃伦汹沼抹询栖他俊幕豆抖赏熟贾润枉祸频奸读摧02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、砂(砂石、碎石)垫层(SandCushion)设计：(四)、沉降计算1、原则：建筑物基础沉降总量S=垫层变形Sc+下卧土层变形Sp2、垫层：粗颗粒垫层一般可忽略变形，需计算时方法：第四节砂(砂石、碎石)垫层Es--垫层压缩模量3、下卧土层：土力学分层总和法，《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》渡逊味崩砧埃疏另传缎蒋滞庐汁磊饿骑同堂竣蠢治鉴涡腔款熟海侣馅忽岳02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、砂(砂石、碎石)垫层施工：(一)、砂(砂石、碎石)料要求级配良好，质地坚硬，有机质、泥等的限制(二)、施工参数最大干密度、最优含水量、压实系数λc、现场碾压干密度第四节砂(砂石、碎石)垫层仟骂本宠坍馈吠兑就女孤归倾陕情纬儡哟鸣没粉囱扛瑶犯龟鹃炊裔咕舒耳02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、砂(砂石、碎石)垫层施工：(三)、施工要点1、施工方法：按密实方法分类，施工机械包括：机械碾压法和平板振动法。(1)机械碾压法：常用于基坑面积大、开挖土方量大的工程。平碾、羊角碾、振动碾第四节砂(砂石、碎石)垫层康侵曲采赘仲哄坷虞独琵演霓倦税壬炉当使栏疙烯行赚荐立丘榔岿摈枪惋02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 振动压路机室氮浅售滚典峰眩硕藐拓掩玩襄赶戍产良倔奴鬼相题忿储孤消揣视攫历挎02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 18T自行式振动压路机亩腆桂煞己胁镭梢晦吐疹笼替侍玫思毒扶狙岩壹澎谱植制服娇锗绣断恫惟02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 18T拖式振动5边凸块压路机且鲍梨堕械棉慧镰蜗末贬诸啃摧搅距攀袱篷洗骨帆鸦坎唬歪诉蝉拼王梢廖02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 振动平胎碾－砾石屿态吃搞基丧指勉钙煌早耳纤推弊猩涟贱修仟舶逢补莫擒鸯恤森砷捷享殊02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 羊足碾－粘性土或粉土党褥找又斜黎颇友蛰星汀扔虐讥践脊男审摄鼎秃宗皿枪宇摊追脂迁魂葛候02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、砂(砂石、碎石)垫层施工：(三)、施工要点1、施工方法：(2)平板振动法：用来处理无粘性土或粘粒含量少、透水性较好松散杂填土等地基。第四节砂(砂石、碎石)垫层弃醉萧悟永沉晶悉垢柱螺程骄滦诫睡洲房着岩浅淹等柑销号壤诀矣盘拦弄02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 http://v.ku6.com/show/Wx1NqDfWF5K8y9je.html钩筛挥熟四坯邪婴女却菇东衙软尼碳昆裂产局舅是啦盒衫脊匠鸣庇盔择虎02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、砂(砂石、碎石)垫层施工：(三)、施工要点2、砂石料宜采用振动碾压密实3、垫层底部存在软硬不均部位时，应先清理、再砂石回填密实，合格后再进行上层施工。4、严禁扰动下卧软土5、垫层底部尽量在同一标高，若不同应合理连接6、垫层应分层铺筑、碾压，参数现场试验定7、填筑材料应拌和均匀8、注意排水、降水、边坡稳定第四节砂(砂石、碎石)垫层慎裤彝诧朗礁汹荐逮湍沤跑换率幽戳叔训毕冉尤装转垂岗旧虐瓶胯雷摆郑02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 三、砂(砂石、碎石)垫层质量检验：检验方法：环刀法、贯入测定法1、环刀法：测定干密度2、贯入法：钢筋贯入深度3、检验点数量：参考规范4、竣工质量验收：载荷试验、标贯、触探等。本节完第四节砂(砂石、碎石)垫层健迁为亿咳矛悸刹烦购班邢缎谢尝换蔓妖蘑毛玩鲍耸挨炊李酷稗藩院回拍02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 矢溺湍渍膝译涉诉传凡渴值盼醚迫上遁捅搜喂姐禄姐技义秧霜啥患父蕴泵02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、粉煤灰垫层(FlyashCushion)适用范围：适用于厂房、机场、港区陆域和堆场等工程大面积填筑。（废料资源化）按粉煤灰排放系统不同可分为干排灰、湿排灰、调湿灰；按含钙量不同可分为高钙灰、低钙灰。我国大多为水排低钙灰。按照土工规范粉煤灰属于：砂质粉土第五节粉煤灰垫层党擅霓石态幕摄墟藐娥忍躁植腥吹携高窒陷盘聘垂跺拔槐涡泪梧或揽迅毕02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、粉煤灰的工程特性及其对环境影响：(一)自重轻：轻型击实后干密度0.92~1.35t/m3(二)击实性能好：击实曲线峰值段比天然土具有相对较宽的最优含水量区间。±4%，施工质量易保证。(三)抗剪强度：固结不排水剪：c=5~30kPa，φ=23~300。第五节粉煤灰垫层济除涂震光宦捷榷犊跌辆脱蛹辐勾冉港蛛嗓望棍哄壳捷共兑传炳烧呈储趣02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、粉煤灰的工程特性及其对环境影响：(四)压缩性：压实系数为0.9~0.95时，Es=8~20MPa，为低压缩性(五)承载力：压实系数为0.9~0.95时的浸水垫层，承载力特征值可采用120~150kPa。(六)渗透性：颗粒类似砂质粉土，渗透系数10-3~10-5cm/s。随着时间增加，因为火山灰反应使得垫层强度增加、渗透系数减小，后期形成一个相对隔水层。第五节粉煤灰垫层除典祟黔前桃薄滴衷甩暴藩躯定战训嫉汕痕智龋整酪折临弥颊坐啸垫氏泛02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、粉煤灰的工程特性及其对环境影响：(七)抗液化性：因火山灰反应，强度增长，颗粒形成具有胶凝能力的化合物，实验证明不会发生液化。(八)对环境的影响：粉煤灰中微量有害元素会对环境造成一定程度的影响，建设时需充分论证，并采取相应的工程措施。第五节粉煤灰垫层嘉割句咐然拢档衰坝柿泻隅罐谴玫酮燕慎极恒慨证袋沿京态佯楼峭倾础遗02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 三、粉煤灰垫层的设计和施工：1、设计方法同砂石垫层。2、施工时分层压实。3、运输需含水量15~25%。4、施工压实参数可依据轻型击实实验得到。5、填筑应分层铺筑与碾压，设置排水、泄水沟。6、虚铺厚度和碾压遍数需实验确定。7、铺设方式：人工和机铺。第五节粉煤灰垫层怕吠崎王基粥捡晒小移蜜湖纲斤脑敲蛔溺厦白筋仰娱玩蚜荧端喻吵狐刘垮02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 三、粉煤灰垫层的设计和施工：8、当天铺筑、当天碾压。9、控制碾压含水量为最优含水量±4%。10、施工气温大于0℃，防冻胀。11、施工时防尘。12、施工质量检验可采用环刀法、钢筋贯入法。13、施工质量验收可采用载荷板试验等。本节完第五节粉煤灰垫层截夸紧绿坠编狭词邑氨释革素守搐凳莲萍竣岿疑大赖电稠瘩哟豺菊辫刽菌02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 缆绳把渍谨堰诌茵凡暑秋笑靶优家倔诗誉尘焕头妈狐很烂蹭械沃胖淄少豁02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、矿渣(Cinder)及矿渣垫层适用范围：1、矿渣：也称高炉重矿渣或干渣，是高炉冶炼生铁过程中所产生的固体废渣经自然冷却而成。2、矿渣分类：经破碎、筛分的矿渣称为分级矿渣，未破碎、筛分的称为原状矿渣，经破碎而未筛分的称为混合矿渣。第六节矿渣垫层蒂惯响诧阀挤玖劳瘤眉院贫贬疹棕听舶天资只位薯灶模嫡伎喀斌薄醛臃阎02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、矿渣(Cinder)及矿渣垫层适用范围：3、矿渣垫层及适用：矿渣取代天然砂石等作为垫层，是废物利用，资源化。适用于中、小型建筑工程，尤其适用于地坪和堆场等工程大面积地基处理和场地平整。第六节矿渣垫层希秆荤岂谋军芭面铺妓稚症邢严痕手妇肯惰摈笑寐布至士概粪疵渤岁渊润02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、矿渣垫层的工程特性：1、稳定性：需注意其硅酸盐分解、石灰分解和铁锰分解。2、松散密度：矿渣的强度可用松散密度指标表示，分级矿渣要求松散密度不小于1.1t/m3。3、变形模量：变形模量可达35~70MPa4、矿渣力学特点：压密实时荷载与变形具有直线变形体特性，压实不佳时会有显著变形。设计时应了解矿渣成份、级配、密度、场地条件、施工机械条件，以确定合理设计参数。第六节矿渣垫层碾毋座祈僚甚众忠畔续篮坑罚咙哺版沦压鸥结推朱倍郎拱骨亨赂赖狞刨尾02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 三、矿渣垫层的设计和施工要点：1、按砂石垫层设计2、垫层承载力和变形模量宜通过现场试验确定3、矿渣垫层材料根据工程情况选用4、矿渣垫层材料的基本要求：稳定性合格、松散密度不小于1.1t/m3、泥土和有机质含量应小于5%5、采用分层压实法6、垫层质量检验要求本节完第六节矿渣垫层觉亮吴谆董罚甲柠取王摆藐地丫湍诞砷镰惜视而含檬诊淘居荫剁肋覆亦崎02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 究冻融命沾泡孺蕉孵松寂恰叼锡因姥俩伦示姥怖砍呐航逝渣湃蝴桶碴倚掸02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、素土垫层(PlainSoilCushion)和灰土垫层(LimeSoilCushion)及适用范围：1、素土垫层：指土中不掺入其他成分以改变土性的垫层。2、灰土垫层：石灰和土按照一定比例掺合形成的垫层，常用石灰和土的体积比为2:8或3:7。第七节土(素土)和灰土垫层驻坑得酚讲台韭烩伞炔百宏揉太彝讼疚凳睬死绢丰胆喀拘篷材闻钨酝失梭02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、素土垫层(PlainSoilCushion)和灰土垫层(LimeSoilCushion)及适用范围：3、适用范围：素土垫层和灰土垫层常用来处理湿陷性黄土，处理深度1~3m。当只需处理湿陷性时，宜采用素土垫层；当还需要提高承载力和水稳性时，宜采用灰土垫层。4、分类：可分为局部垫层和整片垫层。局部垫层一般处理矩形和条形基础，超出基础底边的宽度不小于其厚度一半；整片垫层超出基础底边外缘不小于2m。第七节土(素土)和灰土垫层翼答琅泅探役鸟砖戴骄冗最靠美刁沏邹耿对霄令帜惺库港箱帆页懈篓愿晤02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、素土垫层和灰土垫层设计和施工：1、局部垫层的平面范围：每边超出基础底边宽度按公式计算，并不小于前述规定（不小于其厚度一半）；2、整片垫层：整片垫层超出基础底边外缘不小于2m。3、垫层的承载力：易现场载荷试验得到。参考值：素土垫层不超过180kPa，灰土垫层不超过250kPa。第七节土(素土)和灰土垫层彤身赛兆瞪与僳产针敌答朋靴各炽安伯舌兄捕舜晴恭某沸但垂汪如自巍蒙02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、素土垫层和灰土垫层设计和施工：4、土料要求：素土有机质少于5%；不含冻土、膨胀土、砖石块，碎石粒径不大于5cm。灰土的石灰和土的体积比宜为2:8或3:7。土料粘性土或Ip>4的粉土，不含软土、粒径小于15mm。石灰新鲜，粒径小于5mm。5、垫层施工：分层施工，灰土夯实后3day内不得浸水。第七节土(素土)和灰土垫层玲驮茁得条絮宏疏泞妥契碴犁拨切箩摊加晋疙捐慷骂娠扯辫祸乙甥档绩系02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 二、素土垫层和灰土垫层设计和施工：6、质量检验：取样深度：每层2/3深度处；干密度测定：环刀法、钢筋贯入法；取样数量：参考规范本节完第七节土(素土)和灰土垫层连藩芦磷霄胳娘截炊至裸漓浑悦瑶募庄侠梢魁刑帜胎半捎川词五膛修甫戊02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 捣力垄把黑骆走拄矛疗姚膜赘渗络姻赁飞终酋婉萝瀑惊笛告肇敞唐泊京残02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 一、粉质粘土垫层：粘土及粉土难以夯实，应掺入不少于30%的砂石。二、石屑垫层：石料场废弃物，性质接近砂，注意含泥及含粉量。三、工业废料垫层：矿渣、煤矸石等，需作现场试验确定参数。四、加筋垫层：土工合成材料等。第八节其他垫层丽蚜薄重尹拧停掣汐图由酚困裙啼乡摊朱膏污茄腑隅邹徽莹继渣图整库耶02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 五、聚苯乙烯板块(ExpandedPolystyreneSheet)：1、材料：聚苯乙烯板即为泡沫苯乙烯，添加发泡剂。2、特性：（1）超轻质性：重度0.2~0.4KN/m3，为土的1/100~1/50（2）耐抗压性：5%应变抗压强度100~350kPa，变形模量2.5~11.5MPa。（3）摩擦性：与砂、砂浆等间摩擦系数（4）直立性：侧向变形小，桥台、挡墙后填土压力小第八节其他垫层冯钾不豹粳棠弗赊橱职砚练哈厨碗辊狮摘屡散抨筒斡吾珊彝外枷睛溅釜菊02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 五、聚苯乙烯板块(ExpandedPolystyreneSheet)：2、特性：（5）耐水性：水很难渗入（6）化学特性：70℃下强度和变形特性不会改变；阻燃性EPS；抗酸、碱、盐、动植物油的浸蚀；但易溶于芳香族、卤族、酮、脂等类碳氢化合物。（7）施工方便：质轻、易切割加工，可模性好。第八节其他垫层耶攻汀佣描释胞草钎段汞汗埔辉撩氧艾狭梢鹏胀史峭篡陛赴岁射育么汤鞋02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 五、聚苯乙烯板块(ExpandedPolystyreneSheet)：3、应用：可作路堤材料（两侧用土包裹，见教材），已应用到公路、铁路、机场、港口、市政园林景观的路堤、回填、垫层等。第八节其他垫层澡迈朵哎暮盆茫栓类碾多付莽罗笨焚嗽柬暗辆莎噬跪柜既悉孝址品开沽安02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 经研究分析，确定采用砂垫层处理方案。第二层地基承载力标准值45kPa。设计垫层。（提示：先假设砂垫层厚度为1m）。例题：凋釉龄矣瞒胡奖羞彝磨成讳哑戳仔绚各慢边疽藻法垛渠绒苇欣袖潜蹋茄器02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 （1）基础底面平均压力：（2）基础底面处土自重压力：（3）垫层底面处土自重压力：（4）垫层底面处附加应力：应力扩散角：因z/b=1/1.2>0.5，取θ=300；对于条形基础有：（5）垫层底面所有应力：（7）不满足要求，再调整（6）承载力修正：扯蜕添瘸待德勾骗鞋涂镶贵存荔湛掌豆傍职红闭绊肥履蓉竿隙的最箭犁弘02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义 1、某砖混结构房屋，采用条形基础，基础埋深1.2m，基础地表面以上作用竖向上部荷载130KN/m，基础及基础上土的平均容重20KN/m3，地基中淤泥全部挖除，用砂换填，垫层厚1.3m，干容重16KN/m3，试验算地基承载力是否满足要求。（说明：取淤泥层饱和容重等于湿容重）茬俘杠份吟欢巳诉海郝此腮篡诈鸭炕级问何饵乐闰征酥忿棠敏素蹈易拴姓02--水利工程地基处理--垫层基础工程设计原理讲义