第七章 地基處理

1、第七章第七章 地基處理地基處理 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 對于淺基礎，當承載力、沉降、液化、凍脹不滿足設計要求時，考慮： （1）采用深基礎，如: 樁基礎 (2) 處理地基土，改善土性一一. . 地基處理目的、對象地基處理目的、對象1提高土的強度-地基承載力;2增加土的剛度-減少地基沉降量;3改善地基土的防滲性能: (1)防滲 (2)排水 4改善抗震性能: (1)抗液化 (2)抗震陷地基處理的目的目的: : 地基處理的對象對象主要是軟弱地基和特殊土地基。軟弱地基：指主要由軟土（淤泥、淤泥質土）、沖填土、 雜填土或其它高壓縮性土層特殊土地基:帶有顯著的地區(qū)性特點。工程特性：1. 1. 軟土：軟土：

2、淤泥及淤泥質土的總稱為軟土。哪些土需要處理？（1）含水率高、孔隙比大、壓縮性高；（2）抗剪強度低；（3）滲透系數(shù)小。 工程特性： 2. 雜填土：雜填土：由人類活動所形成的建筑垃圾、工業(yè)廢棄物和生活垃圾等無規(guī)則堆填物。 3. 沖填土：沖填土：在整治和疏浚江河航道時，用挖泥船通過泥漿泵將夾大量水分的泥砂吹到江河兩岸而形成的沉積土。沖填土的工程性質主要取決于顆粒組成、均勻性和排水固結條件。強度低、壓縮性高和均勻性差。 粘性土為主的沖填土： 砂性土或其它粗顆粒土所組成的沖填土：與砂性土相類似，可按砂性土考慮是否需要進行地基處理。欠固結，強度較低且壓縮性較高；一般需經過人工處理才能作為建筑物地基。4.

3、其它高壓縮土其它高壓縮土: 飽和松散粉細砂及部分粉土。5. 特殊土地基：特殊土地基：濕陷性黃土、膨脹土和凍土等。在振動、地震等動載重復作用下，有可能會產生液化或震陷變形；在基坑開挖時，也可能會產生流砂或管涌。二、地基處理二、地基處理方法方法的分類的分類 地基處理方法的分類可有多種多樣： 按時間：可分為臨時處理和永久處理； 按處理深度：可分為淺層處理和深層處理； 按處理土性對象：可分為砂性土處理和粘性土處理，飽和土處理和非飽和土處理； 換土墊層法、深層密實法、排水固結法、化學加固法。換土墊層法、深層密實法、排水固結法、化學加固法。 按地基處理作用機理：按地基處理作用機理：置換、夯實、擠密、排水、

4、膠結、加筋和冷熱等處理方法。熟悉四種方法：四種方法：第二節(jié)第二節(jié) 復合地基復合地基一、復合地基的承載力計算一、復合地基的承載力計算 復合地基: 天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強、被置換或被加筋，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基。 skskpkspk)1 ()1 (fmARmfmmffpafpk=Ra/Ap ,Ra=Min (uqsili+a aqpAp , h hfcuAp )粘結材料樁 散體樁 fpu=sruKpm復合地基樁土面積置換率 樁間土承載力折減系數(shù)fsk樁間土承載力特征值 fpk樁體單位截面積承載力特征值二、復合地基的沉降計算二、復合地基的沉降計算

5、復合地基總沉降量加固區(qū)壓縮量加固區(qū)下臥層土體壓縮量 （一）加固區(qū)壓縮量（一）加固區(qū)壓縮量 niipsiiHEps11復合模量法應力修正法 11nsiiisipsHE樁身壓縮量法pss1（二）加固區(qū)壓縮量（二）加固區(qū)壓縮量 采用傳統(tǒng)分層總和法計算： 應力擴散法應力擴散法等效實體法等效實體法 換填法換填法就是將基礎底面下一定深度范圍內的軟弱土層部分或全部挖去，然后換填強度較大、性能穩(wěn)定且無侵蝕性的材料，并分層夯壓至要求的密實度。 通常將淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等地基換填為砂墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層等。適用條件適用條件：淺層地基處理，且建筑物荷

6、載不太大的地基。換填法的處理深度通常宜控制在3m以內較為經濟合理，但不應小于0.5m。第三節(jié)第三節(jié) 換填法換填法 換填法處理地基的作用： （1）提高地基承載力（2）減少地基沉降量;（3） 加速軟弱土層的排水固結;（4）防止地基土凍脹。 一、換填法的作用和適用范圍一、換填法的作用和適用范圍二、墊層的設計與計算二、墊層的設計與計算 換填法處理軟弱地基的設計內容主要是確定墊層的厚度和寬度。(一一)墊層厚度的確定墊層厚度的確定墊層厚度應根據墊層底面下臥軟弱土層的承載力來確定： 式中 墊層底面處的附加壓力(kPa)； 墊層底面處的自重壓力(kPa)； 墊層底面處經深度修正后的下臥土層地基承載力特征值(k

7、Pa)； zsczsazfsZ + sCZ fazb回填土回填土b= b+2ztg dz填zsczscdzbdbFbGFpztgbbpcdczcdz填ssss2)(二二)墊層寬度的確定墊層寬度的確定 確定墊層寬度時，應滿足基礎底面壓力擴散要求和防止墊層側向擠出。 墊層的寬度可按壓力擴散角的方法進行計算：tg2 zbb+2 30cm便于壓實機械施工 (三三)地基變形計算地基變形計算 換土墊層后的建筑物地基沉降由墊層自身的變形量和下臥土層的變形量兩部分所構成:s=s1+s2 式中 s1基礎沉降量； s2 墊層自身變形量。三、墊層的施工三、墊層的施工 采用砂、石填料時，墊層施工措施： 密實： 墊層的

8、砂料必須具有良好的壓實性?？刹捎谜駝臃?、水撼法、碾壓法等加密。要嚴格控制墊層的松鋪厚度，一般為1520cm，分層密實，及時進行質量檢查； 減小擾動：開挖基坑鋪設墊層時，必須避免對軟土層的擾動；最好在基坑底面先鋪一層砂墊底，然后再鋪碎石； 排水：作好基坑的排水工作。 可用作墊層的材料，除砂和碎石外，還有素土、灰土以及粉煤灰等。 排水固結法是在建筑物建造之前，在場地上進行加載預壓，使土體中部分孔隙水逐漸排出，地基固結，土體強度逐漸提高，沉降提前完成的方法。第四節(jié)第四節(jié) 排水固結法排水固結法一、加固機理（1）固結原理）固結原理地基土的排水固結效果與排水邊界距離有關，需縮短排水路徑。H巖層巖層pD原位

9、自重應力ss，建筑物附加應力sz, 預加壓力st=(1.21.5) sz ste2epsze1ss（2）預壓原理）預壓原理二、排水系統(tǒng) （一）水平排水系統(tǒng)：土層頂面的排水砂層。 （二）豎向系統(tǒng)：砂井、塑料排水板等。 四、加載系統(tǒng) （一）堆載預壓法；（二）降水預壓法；（三）真空預壓法； （四）聯(lián)合預壓法三、地基固結度計算 地基固結度：)1)(1 (1rzrzUUU僅考慮豎向排水的平均固結度 僅考慮徑向排水的平均固結度 zUrU 預壓加載有以下兩種情況： (一)等載預壓 （二）超載預壓 堆載預壓堆載預壓降水預壓降水預壓zzss-u真空預壓真空預壓 密封層密封層 密實法是利用各種機械功能，在短時間內

10、促使土的孔隙比減小，密實度增加，從而達到增加地基強度、減少沉降的目的。密實原理處理地基的方法有：碾壓、夯實、擠密和震密等四類。第五節(jié)第五節(jié) 密實法密實法一、碾壓法 碾壓法是利用各種壓實機械的重量對土進行壓實。由于機械的重量有限，壓實功能小，壓實的影響深度很淺，主要用于填土工程；一般采用分層碾壓的辦法來達到密實的效果。羊足碾粉土振動平胎碾礫石二、夯實法 夯實法是利用沖擊能來擊實地基。根據沖擊能大小，可分為重錘夯實和強夯兩類。 （一）重錘夯實 用起重機械將夯錘提高到一定的高度后，然后將其自由下落，利用沖擊能量將地基夯實。夯錘重一般為1530kN，落距一般為2.54.5m，夯擊812遍后，夯實的影響

11、深度一般能達到錘底直徑的一倍左右，約1.2m。注：注：若在影響深度范圍內，有低滲透性飽和軟土時，軟土結構很可能被破壞，而水又無法排出，從而形成所謂“橡皮土”，此時土層則達不到密實的效果。（二）強夯法 強夯法的特點是夯擊能量特別大，錘重一般為100400kN，落距為640m，在極短的時間內對地基施加一個巨大的沖擊能量，轉化為各種振動波向土中傳播，破壞土的結構。強夯后地基強度提高的過程可分為四個階段：強制壓縮或震密；土體液化或土結構破壞；排水固結壓密；觸變恢復和固結壓密。所以強夯也稱為動力固結。錘重 落距12t, 34m10t, 10m 強夯法強夯法dynamic consolidation三、擠

12、密法 擠密法是指在軟弱土層中擠土成孔，從側向將土擠密，然后再將碎石、砂、灰土、石灰或礦渣等填料充填密實成柔性的樁體。樁體并與原地基形成一種復合型地基，從而改善地基的工程性能。置換體為柔性樁。ds沉管擠密砂振沖樁 (起源于德國,我國于70年代引入)一、注漿法 注漿法亦稱灌漿法，是利用液壓、氣壓或電化學的方法，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以充填、滲透和擠密等方式，進入土顆粒之間的裂隙中，將原來松散的土體膠結成一個整體，從而形成強度高、防滲和化學穩(wěn)定性好的固結體。第六節(jié)第六節(jié) 化學加固法化學加固法 化學加固法是將某些能固化的化學漿液，采用壓力注入或機械拌入的施工方法，把土顆粒膠結起來，從而

13、改善地基土的物理力學性質?；瘜W加固地基處理方法主要有注漿法、深層攪拌法等。（二）化學注漿 向土中注入一種或幾種化學溶液，利用其化學反應的生成物填充土的孔隙或將土的顆粒膠結起來，從而達到改善土性質的目的。主要是用來處理黃土等非飽和土或滲透性較好的土。對于滲透性較低的飽和粘性土可考慮采用電化學注漿。電化學注漿：在注漿的同時，利用注漿管作為陰極，另外再打入一根金屬棒作為陽極，通直電流，利用電滲電泳作用，促使化學溶液在土孔隙中移動，這種方法稱為。（一）水泥注漿 把一定水灰比的水泥漿注入土中形成加固體。根據注入材料注漿法可分為水泥注漿和化學注漿兩類。旋噴注漿(高壓噴射注漿) 滲透注漿 劈裂注漿 壓密注漿 水泥土深層攪拌機械有兩種：單頭和雙頭攪拌機。單頭機攪機片長5070cm，最終形成一根直徑為