地基處理技術(shù)第一章

1、2022-3-5地基處理技術(shù)2地基處理課程講授體系2022-3-5地基處理技術(shù)3一、地基處理的目的和對象 場地：是指工程建設(shè)所直接占有并直接使用的有限面積的土地。還應(yīng)包括建筑占地面積在內(nèi)的某個微地貌、地形和地質(zhì)單元。 基礎(chǔ)：是建(構(gòu))筑物的下部結(jié)構(gòu)。 地基：指承托建筑物基礎(chǔ)的這一部分范圍很小的場地，亦即基礎(chǔ)以下的土體。 2022-3-5地基處理技術(shù)4 巖土工程中，當(dāng)天然地基不能滿足建（構(gòu)）筑物對地基的要求時，需要對天然地基進行處理，形成人工地基，以滿足建（構(gòu)）筑物對地基的要求，保證其安全與正常使用，這方面的工作稱為地基處理（Ground Treatment），或地基改良（Ground Impr

2、ovement）， 或地基加固（ Ground Reinforcement）。2022-3-5地基處理技術(shù)5（一）建（構(gòu)）筑物對地基的要求 1.地基承載力或穩(wěn)定性問題 2.沉降、水平位移及不均勻沉降問題 3.滲透問題 4.液化問題2022-3-5地基處理技術(shù)6（二）地基處理的對象 地基處理的對象是軟弱地基（Soft Foundation）和特殊土地基（Special Ground）。不能滿足建（構(gòu)）筑物要求的天然地基稱為軟弱地基，所以天然地基是否屬于軟弱地基是相對的。 1.軟土 軟土（Soft Soil）是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。它是在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成。軟土的特

3、性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮系數(shù)高、滲透系數(shù)小。在外荷載作用下地基承載力低、地基變形大，不均勻變形也大。 2022-3-5地基處理技術(shù)7 2.沖填土 在整治和疏通江河航道時，用挖泥船通過泥漿泵將泥砂夾大量水分吹到江河兩岸而形成的沉積土，稱沖填土，亦稱吹填土。分黏土和砂土兩種。 3.雜填土（Miscellaneous Fill） 雜填土(Miscellaneous Fill)是由人類活動而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料和圾。 4.部分砂土和粉土 飽和粉砂土、飽和細砂土和砂質(zhì)粉土。2022-3-5地基處理技術(shù)8 5.濕陷性黃土 6.有機質(zhì)土和泥炭土 7.膨脹土 8.凍土 9.巖溶

4、、土洞和山區(qū)地基 早在三千年前，地基土的加固技術(shù)已用在巴比倫寺廟的建造中。同一時期，我國也用了竹、木以及麥秸等來加強土以及灰土墊層技術(shù)。當(dāng)前世界各國出現(xiàn)的土木工程事故中，地基問題常常是事故的主要原因，地基問題處理的好不僅工程安全可靠而且具有較好的經(jīng)濟效益。2022-3-5地基處理技術(shù)9 二、地基處理原理和分類 根據(jù)對地基的加固原理，可對地基處理技術(shù)進行如下分類： 置換法 利用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中部分或全部軟弱土或不良土，形成雙層地基或改良地基，以達到提高地基承載力減少沉降的目的。 包括：換土墊層法、擠淤置換法、振沖置換法（振沖碎石樁法）、沉管碎石樁法、強夯置換法、砂樁法、石

5、灰樁法C樁法、鋼渣樁、二灰樁、鋼筋混凝土疏樁、褥墊以及泡沫苯乙烯超輕質(zhì)料填土法等。 適用范圍：黏性土、粉土、沖填土、雜填土、膨脹土、紅黏土、濕陷性黃土。一般用于七層以下民用建筑。2022-3-5地基處理技術(shù)10第第一章一章 概概 述述 （二） 振密、擠密法 采用振動或擠密的方法使非飽和土密實以達到提高地基承載力和減少工后沉降的目的。 包括：表層原位壓實法、強夯法、振沖密實法、擠密砂樁法、爆破擠密法、土樁和灰土樁法、渣土樁等。 適用范圍：各類土層。七層以下的民用建筑物。2022-3-5地基處理技術(shù)11第一章第一章 概概 述述 （三） 排水固結(jié)法 土體在一定載荷作用下排水固結(jié)，孔隙比減少，強度提高

6、，以達到提高地基承載力，減少工后沉降的目的。 包括：加載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、砂井法（普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶法）、真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓聯(lián)合作用、電滲排水法（通過向土中插入金屬電極通以直流電，使土中水流由正極區(qū)域流向負極區(qū)域，使正極區(qū)域土體由于水流排出而固結(jié)）以及降低地下水位等。 適用范圍：飽和的黏性土及雜填土，最大加固深度為20m。其中超載預(yù)壓法能使軟土的次固結(jié)得到有效的消除；降低地下水位法適用于滲透系數(shù)大于10-810-6m/s的土層，是一種臨時性加固措施。2022-3-5地基處理技術(shù)12第一章第一章 概概 述述 （四）注漿加固法 向土體中灌入或拌入水泥、石灰或其它化學(xué)固化漿材，在地基中

7、形成增強體，以達到地基處理的目的。 包括：深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法、壓密灌漿法、電化學(xué)灌漿法等。 適用范圍：黏性土、粉土、砂土、黃土、人工填土、和碎石土等地基。值得指出的是，這類方法尤其適用于既有建筑物的地基加固和沉降調(diào)整。 2022-3-5地基處理技術(shù)13第一章第一章 概概 述述 加筋法 在地基土中設(shè)置強度高、模量大的筋材（鋼筋混凝土、土工格柵、土工織物等），以達到提高地基承載力，減少工后沉降的目的。 包括：加筋土法、土釘墻法、土工織物、錨固法、樹根樁法等。 適用范圍：各類土的地基處理，既有建筑物的地基加固、穩(wěn)定土坡及支擋結(jié)構(gòu)物。 2022-3-5地基處理技術(shù)14

8、第一章第一章 概概 述述 熱力學(xué)法 通過凍結(jié)土體，或焙燒、加熱地基土改變土體物理力學(xué)性質(zhì)以達到地基處理的目的。 包括：凍結(jié)法和燒結(jié)法兩種。 適用范圍：熱處理法適用于黏性土和砂性土。凍結(jié)法適用于各類土，但對地下水流速有要求，是一種臨時的加固措施。2022-3-5地基處理技術(shù)15第一章第一章 概概 述述 托換 托換是指對原有建筑物地基和基礎(chǔ)進行處理和加固。 它主要包括基礎(chǔ)加寬法、墩式托換法、樁式托換法、地基加固法以及綜合加固法等。2022-3-5地基處理技術(shù)16第一章第一章 概概 述述 糾偏與遷移 糾偏是指對由于沉降不均勻造成傾斜的建筑物進行矯正的手段。 主要 包括加載糾偏法、掏土糾偏法、頂升糾偏

9、法和綜合糾偏法。 遷移是將整棟建筑物與原地基基礎(chǔ)分離，通過頂推或牽拉，移到新的位置。2022-3-5地基處理技術(shù)17第一章第一章 概概 述述 通過地基處理形成的人工地基可以分為下述三類： 1.通過土質(zhì)改良或置換，全面改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，提高地基土的抗剪強度，增大土體壓縮模量，或減少土的滲透性。該類人工地基屬于均質(zhì)地基，或多層地基。 2.通過在地基中設(shè)置增強體，增強體與原地基土形成復(fù)合地基，以提高地基承載力，減小地基沉降，為復(fù)合地基。 3.通過在地基中設(shè)置樁，荷載由樁體承擔(dān)，通過樁將荷載直接傳遞給地基中承載力大、模量高的土層。 均質(zhì)地基和樁基礎(chǔ)已有較成熟的理論，復(fù)合地基理論處于發(fā)展中 。人

10、工地基均質(zhì)地 基 復(fù)合地基樁基2022-3-5地基處理技術(shù)18第一章第一章 概概 述述三、地基處理規(guī)劃流程建（構(gòu)）筑物對地基的要求天 然 地 基 條 件天然地基是否滿足要求天 然 地 基 滿 足地 基 處 理不滿足結(jié)構(gòu)條件地基條件環(huán)境條件施工條件機具、材料條件經(jīng)驗、教訓(xùn)地基處理原理處理方案的可行性研究提出多種可行方案技術(shù)、經(jīng)濟、進度比較分析并滿足環(huán)保要求地 基 處 理 設(shè) 計地 基 處 理 施 工質(zhì)量檢驗，是否符合要求補 救 措 施 不符合要求 符合要求人 工 地 基必要時進行現(xiàn)場試驗、補充調(diào)查鉆孔取樣靜力觸探標貫試驗載荷試驗取心試驗2022-3-5地基處理技術(shù)19第一章第一章 概概 述述 四

11、、我國地基處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展展望 我國最早的地基處理技術(shù)灰土墊層，使用時間可追溯到秦朝以前。現(xiàn)代部分地基處理技術(shù)在我國使用的最早年代，見下表。時間 地基處理方法20世紀50年代普通砂井、砂樁、土樁、石灰樁20世紀60年代灰土樁、掏土糾傾法20世紀70年代袋裝砂井、振沖法、強夯法、高壓噴射注漿法、漿液深層攪拌法、土工合成材料20世紀80年代真空預(yù)壓法、塑料排水板法、粉體深層攪拌法、強夯置換法、剛性樁復(fù)合地基法、樹根樁法、錨桿靜壓樁法、頂升糾傾法、沉管碎石樁法20世紀90年代低強度樁復(fù)合地基法、EPS超輕質(zhì)料法2022-3-5地基處理技術(shù)20 近50年來我國地基處理技術(shù)由最開始的引進，到吸收、發(fā)展

12、、創(chuàng)新，初步形成了具有中國特色的地基處理技術(shù)體系，許多方法達到了國際先進水平。 1.各種地基處理技術(shù)得到普及和提高; 2.利用工業(yè)廢渣、廢料及其城市建筑垃圾處理地基的研究取得了長足的進步; 3.低強度混凝土樁復(fù)合地基出現(xiàn)； 4.鋼筋混凝土疏樁復(fù)合地基的開發(fā)與應(yīng)用； 5.托換技術(shù)和建筑物糾偏、平移技術(shù)。第一章第一章 概概 述述2022-3-5地基處理技術(shù)21第一章第一章 概概 述述理論研究施工實踐設(shè)計意圖 理論研究、設(shè)計意圖、施工實踐三者之間仍存在一定的距離。2022-3-5地基處理技術(shù)22第一章第一章 概概 述述目前地基處理設(shè)計與施工所依照的規(guī)范：國家標準：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002 濕陷性