第五講地基處理2009年講稿1

1、第 11 講河海大學(xué)地基處理地基處理沈才華 * 2009年概 述在巖土工程界，特殊性巖土主要包在巖土工程界，特殊性巖土主要包括括黃土、凍土、膨脹性巖土、鹽漬土、黃土、凍土、膨脹性巖土、鹽漬土、軟土軟土等。對于特殊性巖土的定名、工程等。對于特殊性巖土的定名、工程性質(zhì)評價，不同部門基于自身建設(shè)的需性質(zhì)評價，不同部門基于自身建設(shè)的需要，都不盡相同。要，都不盡相同。軟弱土：淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土以及軟弱土：淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土以及其它高壓縮性土。其它高壓縮性土。淤泥和淤泥質(zhì)土：第四紀(jì)后期在冰海、湖泊、河（江）淤泥和淤泥質(zhì)土：第四紀(jì)后期在冰海、湖泊、河（江）灘、三角洲、冰磧等地

2、質(zhì)環(huán)境下沉積而成，還有部分沖灘、三角洲、冰磧等地質(zhì)環(huán)境下沉積而成，還有部分沖填土和雜填土。填土和雜填土。沖填土：在治理和疏通江河時，用挖泥船或泥漿泵沖填土：在治理和疏通江河時，用挖泥船或泥漿泵把江河和港口底部的泥砂用水力沖填法所形成的沉積土，把江河和港口底部的泥砂用水力沖填法所形成的沉積土，也稱吹填土。沖填土的成分比較復(fù)雜，多數(shù)屬于粘性土、也稱吹填土。沖填土的成分比較復(fù)雜，多數(shù)屬于粘性土、粉土或粉砂。這種土的含水量高，常大于液限，其中粘粉土或粉砂。這種土的含水量高，常大于液限，其中粘粒臺量較多的沖填土，排水固結(jié)很慢，多屬于壓縮性高、粒臺量較多的沖填土，排水固結(jié)很慢，多屬于壓縮性高、強度低的欠固

3、結(jié)土。強度低的欠固結(jié)土。軟土、軟弱土雜填土：雜填土：指人工活動所形成的無規(guī)則的堆積物，包指人工活動所形成的無規(guī)則的堆積物，包含工業(yè)廢料、建筑垃圾和生活垃圾等。雜填土的成分復(fù)含工業(yè)廢料、建筑垃圾和生活垃圾等。雜填土的成分復(fù)雜分布無規(guī)律性，性質(zhì)隨填七的期齡而變化；一般認(rèn)雜分布無規(guī)律性，性質(zhì)隨填七的期齡而變化；一般認(rèn)為，堆填期齡在為，堆填期齡在5年以上，性質(zhì)才逐漸趨于穩(wěn)定。此外，年以上，性質(zhì)才逐漸趨于穩(wěn)定。此外，雜填土常含省腐植質(zhì)和水化物，持別是以生活垃圾為主雜填土常含省腐植質(zhì)和水化物，持別是以生活垃圾為主的雜填土，腐植質(zhì)含量更高。隨著有機質(zhì)的腐化，地基的雜填土，腐植質(zhì)含量更高。隨著有機質(zhì)的腐化，地

4、基的沉降量要加大且不均勻，因而同一場地的不同位置，的沉降量要加大且不均勻，因而同一場地的不同位置，其承載力與壓縮性往往會有較大的差別。其承載力與壓縮性往往會有較大的差別。泥炭土：泥炭土：指土中植物質(zhì)含量不少于指土中植物質(zhì)含量不少于50的土，若植的土，若植物質(zhì)含量為物質(zhì)含量為10一一50，則稱為泥炭質(zhì)土。通常這類土，則稱為泥炭質(zhì)土。通常這類土形成于低洼的沼澤和灌木林帶，常處于飽和狀態(tài)，含水形成于低洼的沼澤和灌木林帶，常處于飽和狀態(tài)，含水量可高達(dá)百分之幾百。量可高達(dá)百分之幾百。廣泛分布于東南沿海地區(qū)和內(nèi)陸江河湖泊廣泛分布于東南沿海地區(qū)和內(nèi)陸江河湖泊周圍周圍;由軟弱土組成的地基，稱之為由軟弱土組成的

5、地基，稱之為軟弱土地基軟弱土地基。飽和的，含有機質(zhì)的飽和的，含有機質(zhì)的天然含水量接近或超過液限天然含水量接近或超過液限天然孔隙比超過天然孔隙比超過1.01.0壓縮性高、抗剪強度低壓縮性高、抗剪強度低滲透性很小滲透性很小具有結(jié)構(gòu)性具有結(jié)構(gòu)性當(dāng)燒失量當(dāng)燒失量wn 5%時，有機質(zhì)土?xí)r，有機質(zhì)土當(dāng)燒失量當(dāng)燒失量wn 10%時，則稱之為泥炭質(zhì)土?xí)r，則稱之為泥炭質(zhì)土當(dāng)燒失量當(dāng)燒失量wn 60%時，則稱之為泥炭時，則稱之為泥炭IL 1.0，且，且1 e 1.5時，稱之為淤泥質(zhì)土?xí)r，稱之為淤泥質(zhì)土IL 1.0，且，且e 1.5時，稱之為淤泥時，稱之為淤泥（1 1）物理性質(zhì)差物理性質(zhì)差( (高含水量，大孔隙比）

6、高含水量，大孔隙比）基本物理特性差，含水量基本物理特性差，含水量W高，高，W=35% 80%；孔隙比孔隙比e大，大，e=1.0 2.0土的成分粘土礦物、有機質(zhì)含量高土的成分粘土礦物、有機質(zhì)含量高土粒粒度成分粘粒組和粉粒組含量高土粒粒度成分粘粒組和粉粒組含量高降低降低W、縮小、縮小e成為軟弱土地基加固的重要內(nèi)容成為軟弱土地基加固的重要內(nèi)容（2 2）抗剪強度低抗剪強度低軟弱土天然不排水抗剪強度軟弱土天然不排水抗剪強度cu=5kPa 25kPa正常固結(jié)軟弱土隨深度正常固結(jié)軟弱土隨深度cu增加，一般每延米深增加，一般每延米深度增長度增長1 2kPa外載作用下，軟弱土滲透固結(jié)，強度會顯著增外載作用下，軟

7、弱土滲透固結(jié)，強度會顯著增長長加速軟弱土層滲透固結(jié)速率，是改善軟弱土強加速軟弱土層滲透固結(jié)速率，是改善軟弱土強度特征的有效途徑度特征的有效途徑（3 3）壓縮性較高壓縮性較高正常固結(jié)軟弱土壓縮系數(shù)為正常固結(jié)軟弱土壓縮系數(shù)為a1-2=0.5 1.5MPa-1，最大最大a1-2=4.5MPa-1；壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)Cc=0.35 0.75，且有，且有Cc=0.0147w-0.213天然軟弱土層一般為正常固結(jié)土，有部分土層處天然軟弱土層一般為正常固結(jié)土，有部分土層處于超固結(jié)狀態(tài)，而近代海相或河湖相沉積物，于超固結(jié)狀態(tài)，而近代海相或河湖相沉積物，一般處于欠固結(jié)狀態(tài)一般處于欠固結(jié)狀態(tài)控制沉降是地基加固重要內(nèi)

8、容之一，尤其柔性荷控制沉降是地基加固重要內(nèi)容之一，尤其柔性荷載下控沉技術(shù)載下控沉技術(shù)（4 4）滲透性很小滲透性很小軟弱土滲透系數(shù)軟弱土滲透系數(shù)k=10-6 10-8cm/s，在外荷作用，在外荷作用下滲透固結(jié)速率很慢下滲透固結(jié)速率很慢一般軟弱土層滲透性具有明顯各向異性，水平一般軟弱土層滲透性具有明顯各向異性，水平向滲透系數(shù)往往高于垂直向的滲透系數(shù)，尤其是向滲透系數(shù)往往高于垂直向的滲透系數(shù)，尤其是存在水平砂夾層。存在水平砂夾層。加速軟弱土層的固結(jié)速率，成為軟土加固的一加速軟弱土層的固結(jié)速率，成為軟土加固的一個重要內(nèi)容個重要內(nèi)容（5 5）結(jié)構(gòu)性明顯結(jié)構(gòu)性明顯軟弱土一般為絮凝結(jié)構(gòu)，尤以海相粘土更為明顯

9、軟弱土一般為絮凝結(jié)構(gòu)，尤以海相粘土更為明顯結(jié)構(gòu)性強，一旦結(jié)構(gòu)受到擾動或破壞，強度明顯降結(jié)構(gòu)性強，一旦結(jié)構(gòu)受到擾動或破壞，強度明顯降低，甚至呈現(xiàn)流動狀態(tài)低，甚至呈現(xiàn)流動狀態(tài)我國沿海軟弱土的靈敏度我國沿海軟弱土的靈敏度St=4 8，屬于高靈敏土。，屬于高靈敏土。地基處理中或地基施工中，減小結(jié)構(gòu)性土層擾動，地基處理中或地基施工中，減小結(jié)構(gòu)性土層擾動，直接影響施工效果直接影響施工效果（6 6）流變性顯著流變性顯著在外載作用下，土體主（滲透）固結(jié)完成后，在外載作用下，土體主（滲透）固結(jié)完成后，在剪應(yīng)力作用下，土體剪切應(yīng)變緩慢發(fā)展在剪應(yīng)力作用下，土體剪切應(yīng)變緩慢發(fā)展流變的工程問題，既可導(dǎo)致強度衰減；又可產(chǎn)

10、流變的工程問題，既可導(dǎo)致強度衰減；又可產(chǎn)生可觀次固結(jié)沉降生可觀次固結(jié)沉降流變機理認(rèn)識待完善，地基處理的對策目前是流變機理認(rèn)識待完善，地基處理的對策目前是提高處置的等級提高處置的等級提高地基土強度，改善其變形特征和滲透性提高地基土強度，改善其變形特征和滲透性提高抗液化能力、消除濕陷、脹縮等其它病害提高抗液化能力、消除濕陷、脹縮等其它病害地基處理的方法地基處理的方法置換、夯實、擠密、排置換、夯實、擠密、排水、加筋、膠結(jié)和熱學(xué)等方法。水、加筋、膠結(jié)和熱學(xué)等方法。物理處理物理處理化學(xué)處理化學(xué)處理熱學(xué)處理熱學(xué)處理置置換換排排水水密密實實加加筋筋攪拌攪拌灌漿灌漿熱加熱加固固凍結(jié)凍結(jié)根據(jù)地基處理方法的基本原

11、理，基本上可以根據(jù)地基處理方法的基本原理，基本上可以分為如下表。分為如下表。地基處理的分類 排 水 固 結(jié) 法 壓 密 擠 密 置 換 法 灌 漿 法 加 筋 法 托 換 技 術(shù) 堆載預(yù)壓 砂井法袋裝砂井等 真空預(yù)壓 降低地下水 電滲法 表面壓實 重錘夯擊 強夯法 振沖擠密 砂樁 灰土樁 換土法 振沖碎石樁 高壓噴射注漿 水泥土攪拌樁 石灰樁 水泥漿 化學(xué)注漿 聚合物 錨固技術(shù) 加筋土 樹根樁 基礎(chǔ)托換 錨桿壓樁 碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重功能碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重功能石灰樁則具有擠密、吸水和置換等功能石灰樁則具有擠密、吸水和置換等功能地基處理的主要方法、適用范圍和

12、工作機理地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理置換法換土墊層法換土墊層法一般采用開挖后回填的方法；對于厚度較小的淤泥質(zhì)土層，一般采用開挖后回填的方法；對于厚度較小的淤泥質(zhì)土層，亦可采用拋石擠淤法。地基表面性能良好的墊層，形成雙亦可采用拋石擠淤法。地基表面性能良好的墊層，形成雙層地基。墊層可有效的擴散基底壓力，提高底基礎(chǔ)承載力。層地基。墊層可有效的擴散基底壓力，提高底基礎(chǔ)承載力。振沖置換法振沖置換法強夯置換法強夯置換法碎石樁法碎石樁法石灰樁法石灰樁法EPS輕填法輕填法各種淺層的各種淺層的軟弱土地基軟弱土地基利用振沖器在高壓水的作用下邊振、邊沖，在地基中成孔，利用振沖器在高壓水的作用下邊振、邊沖，

13、在地基中成孔，在孔內(nèi)回填碎石料且振密成碎石樁。碎石樁柱體與樁間土在孔內(nèi)回填碎石料且振密成碎石樁。碎石樁柱體與樁間土形成復(fù)合地基，提高承載力，降低沉降形成復(fù)合地基，提高承載力，降低沉降采用強夯時，夯坑內(nèi)回填碎石擠淤置換的方法，形成碎石采用強夯時，夯坑內(nèi)回填碎石擠淤置換的方法，形成碎石墩柱體，以提高地基承載力和降低沉降墩柱體，以提高地基承載力和降低沉降采用沉管法或其他技術(shù)，在軟土中設(shè)置砂或碎石樁柱體，置換后形采用沉管法或其他技術(shù)，在軟土中設(shè)置砂或碎石樁柱體，置換后形成復(fù)合地基，可提高地基承載力，降低地基沉降。同時，砂、石柱成復(fù)合地基，可提高地基承載力，降低地基沉降。同時，砂、石柱體在軟粘土中形成排

14、水通道，加速固結(jié)體在軟粘土中形成排水通道，加速固結(jié)在軟弱土中成孔后，填入生石灰或其他混合料，形成豎向石灰樁柱在軟弱土中成孔后，填入生石灰或其他混合料，形成豎向石灰樁柱體，通過石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作用改善樁柱體周圍體，通過石灰的吸水膨脹、放熱以及離子交換作用改善樁柱體周圍土體的性質(zhì)，形成石灰樁復(fù)合地基，以提高地基承載力，降低沉降土體的性質(zhì)，形成石灰樁復(fù)合地基，以提高地基承載力，降低沉降發(fā)泡聚苯乙烯（發(fā)泡聚苯乙烯（EPSEPS）重度只有土的）重度只有土的1/501/50 1/1001/100，并具有較高的強，并具有較高的強度和低壓縮性，用于填土料，可有效減少作用于地基的荷載，且根度和低

15、壓縮性，用于填土料，可有效減少作用于地基的荷載，且根據(jù)需要用于地基的淺層置換據(jù)需要用于地基的淺層置換c cu u 20kPa20kPa的粘性的粘性土、松散粉土和土、松散粉土和人工填土、濕陷人工填土、濕陷性黃土地基等性黃土地基等適用于表層軟弱適用于表層軟弱土層較薄的地基土層較薄的地基一般軟土地基一般軟土地基填土、軟粘填土、軟粘土地基土地基軟弱地基上的軟弱地基上的填方工程填方工程地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理排水固結(jié)加載預(yù)壓法加載預(yù)壓法在預(yù)壓荷載作用下，通過一定的預(yù)壓時間，天在預(yù)壓荷載作用下，通過一定的預(yù)壓時間，天然地基被壓密、固結(jié)，地基的強度提高，壓

16、縮然地基被壓密、固結(jié)，地基的強度提高，壓縮性降低。在達(dá)到設(shè)計要求后，卸去預(yù)壓荷載，性降低。在達(dá)到設(shè)計要求后，卸去預(yù)壓荷載，再建造上部結(jié)構(gòu)，以保證地基承載力和變形的再建造上部結(jié)構(gòu)，以保證地基承載力和變形的穩(wěn)定性。當(dāng)天然土層的滲透性較低時，為了縮穩(wěn)定性。當(dāng)天然土層的滲透性較低時，為了縮短滲透固結(jié)的時間，加速固結(jié)速率，可在地基短滲透固結(jié)的時間，加速固結(jié)速率，可在地基中設(shè)置豎向排水通道，如砂井、排水板等。加中設(shè)置豎向排水通道，如砂井、排水板等。加載預(yù)壓的荷載，一般有利用建筑物自身荷載、載預(yù)壓的荷載，一般有利用建筑物自身荷載、堆載或真空預(yù)壓等堆載或真空預(yù)壓等超載預(yù)壓法超載預(yù)壓法軟 粘 土 、軟 粘 土

17、、粉 土 、 雜粉 土 、 雜填 土 、 沖填 土 、 沖填土等填土等基本原理與上述相同，但預(yù)壓荷載超過上部結(jié)構(gòu)的基本原理與上述相同，但預(yù)壓荷載超過上部結(jié)構(gòu)的荷載。一般在保證地基穩(wěn)定的前提下，超載預(yù)壓方荷載。一般在保證地基穩(wěn)定的前提下，超載預(yù)壓方法的效果更好，特別是對降低地基次固結(jié)沉降十分法的效果更好，特別是對降低地基次固結(jié)沉降十分有效有效淤泥質(zhì)飽淤泥質(zhì)飽和軟粘土和軟粘土地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理振振密密擠擠密密強夯法強夯法采用重量采用重量100 400kN的夯錘，從高處自由落下，在的夯錘，從高處自由落下，在強夯的沖擊力和振動力作用下，地基土密

18、實，可以強夯的沖擊力和振動力作用下，地基土密實，可以提高承載力，減少沉降提高承載力，減少沉降振沖密實法振沖密實法擠密碎石樁法擠密碎石樁法土、灰土樁法土、灰土樁法松散碎石土、松散碎石土、砂土，低飽和砂土，低飽和度粉土和粘性度粉土和粘性土，濕陷性黃土，濕陷性黃土、雜填土和土、雜填土和素填土地基素填土地基振沖器的強力振動，使得飽和砂層發(fā)生液化，振沖器的強力振動，使得飽和砂層發(fā)生液化，砂粒重新排列，孔隙比降低；同時，利用振沖砂粒重新排列，孔隙比降低；同時，利用振沖器的水平振沖力，回填料使得砂層擠密，達(dá)到器的水平振沖力，回填料使得砂層擠密，達(dá)到提高地基承載力，降低沉降的目的提高地基承載力，降低沉降的目的

19、施工方法與排水中的碎石樁相同，但是，沉管施工方法與排水中的碎石樁相同，但是，沉管過程中的排土和振動作用，將樁柱體之間土體過程中的排土和振動作用，將樁柱體之間土體擠密，并形成碎石樁柱體復(fù)合地基，達(dá)到提高擠密，并形成碎石樁柱體復(fù)合地基，達(dá)到提高地基承載力和降低地基沉降的目的地基承載力和降低地基沉降的目的采用沉管等技術(shù)，在地基中成孔，回填土或灰采用沉管等技術(shù)，在地基中成孔，回填土或灰土形成豎向加固體，施工過程中排土和振動作土形成豎向加固體，施工過程中排土和振動作用，擠密土體，并形成復(fù)合地基，提高地基承用，擠密土體，并形成復(fù)合地基，提高地基承載力，減小沉降載力，減小沉降粘 粒 含 量 少粘 粒 含 量

20、 少于于10%的疏的疏松 砂 性 土 地松 砂 性 土 地基基松散砂性土松散砂性土、雜填土、雜填土、非飽和粘性非飽和粘性土地基、黃土地基、黃土地基土地基地下水位以地下水位以上的濕陷性上的濕陷性黃土、雜填黃土、雜填土、素填土土、素填土地基地基地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理加筋加筋土法加筋土法主要有土釘和土錨法，土釘加固作用依賴于土主要有土釘和土錨法，土釘加固作用依賴于土釘與其周圍土間的相互作用；土錨則依賴于錨釘與其周圍土間的相互作用；土錨則依賴于錨桿另一端的錨固作用，兩者主要功能是減少或桿另一端的錨固作用，兩者主要功能是減少或承受水平向作用力承受水平

21、向作用力錨固法錨固法淺層軟土地淺層軟土地基處理、擋基處理、擋土墻結(jié)構(gòu)土墻結(jié)構(gòu)在地基中設(shè)置樹根樁、低標(biāo)號混凝土樁等豎相加固在地基中設(shè)置樹根樁、低標(biāo)號混凝土樁等豎相加固體，例如體，例如CFG樁、二灰混凝土樁等，形成復(fù)合地基，樁、二灰混凝土樁等，形成復(fù)合地基，提高地基承載力，減少沉降提高地基承載力，減少沉降各類軟土地各類軟土地基、尤其是基、尤其是較深厚的軟較深厚的軟弱土地基弱土地基豎向加固體豎向加固體復(fù)合地基法復(fù)合地基法在土體中加入起抗拉作用的筋材，例如土工合在土體中加入起抗拉作用的筋材，例如土工合成材料、金屬材料等，通過筋土間作用，達(dá)到成材料、金屬材料等，通過筋土間作用，達(dá)到減小或抵抗土壓力；調(diào)整

22、基底接觸應(yīng)力的目的。減小或抵抗土壓力；調(diào)整基底接觸應(yīng)力的目的。可用于支擋結(jié)構(gòu)或淺層地基處理可用于支擋結(jié)構(gòu)或淺層地基處理適用于邊坡適用于邊坡加固，土錨加固，土錨技術(shù)應(yīng)用中，技術(shù)應(yīng)用中，必須有可以必須有可以錨固的土層、錨固的土層、巖層或構(gòu)筑巖層或構(gòu)筑物物地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理地基處理的主要方法、適用范圍和工作機理化學(xué)加固法深層攪拌法深層攪拌法利用深層攪拌機械，將固化劑（一般的無機固化劑利用深層攪拌機械，將固化劑（一般的無機固化劑為水泥、石灰、粉煤灰等）在原位與軟弱地基土攪為水泥、石灰、粉煤灰等）在原位與軟弱地基土攪拌成樁柱體，可以形成樁柱體復(fù)合地基、格柵狀或拌成樁柱體，可以形成樁柱

23、體復(fù)合地基、格柵狀或連續(xù)墻無機加固（水泥）土。作為復(fù)合地基，可以連續(xù)墻無機加固（水泥）土。作為復(fù)合地基，可以提高地基承載力和減少變形；作為支擋結(jié)構(gòu)或防滲，提高地基承載力和減少變形；作為支擋結(jié)構(gòu)或防滲，可以用作基坑開挖時，重力式支擋結(jié)構(gòu)，或深基坑可以用作基坑開挖時，重力式支擋結(jié)構(gòu)，或深基坑的止水帷幕。水泥系深層攪拌法，一般有兩大類方的止水帷幕。水泥系深層攪拌法，一般有兩大類方法，即可噴漿攪拌法和噴粉攪拌法法，即可噴漿攪拌法和噴粉攪拌法等等灌漿注漿法灌漿注漿法一 般 適 用 于一 般 適 用 于飽 和 軟 粘 土飽 和 軟 粘 土地 基 ， 對 于地 基 ， 對 于有 機 質(zhì) 較 高有 機 質(zhì) 較

24、 高的 泥 炭 質(zhì) 土的 泥 炭 質(zhì) 土或 泥 炭 、 含或 泥 炭 、 含水 量 很 高 的水 量 很 高 的淤 泥 質(zhì) 土 ，淤 泥 質(zhì) 土 ，適 用 性 宜 通適 用 性 宜 通過試驗確定過試驗確定有滲入灌漿、劈裂灌漿、壓密灌漿以及高壓注有滲入灌漿、劈裂灌漿、壓密灌漿以及高壓注漿等多種工法，漿液的種類較多。漿等多種工法，漿液的種類較多。適用于各類軟適用于各類軟土地基，和巖土地基，和巖基加固，可用基加固，可用于建筑物糾偏于建筑物糾偏等處理技術(shù)中等處理技術(shù)中托換技術(shù)對原有建筑物地基和基礎(chǔ)進行處理、加固或改對原有建筑物地基和基礎(chǔ)進行處理、加固或改建，或在原有建筑物基礎(chǔ)下修建地下工程或因建，或在

25、原有建筑物基礎(chǔ)下修建地下工程或因臨近建造新工程而影響到原有建筑物的安全時，臨近建造新工程而影響到原有建筑物的安全時，所采取的技術(shù)措施的總稱。所采取的技術(shù)措施的總稱。噴粉樁施工 振動沉管碎石樁 強夯加固地基 各類地基處理方法有各自特點和工作機理各類地基處理方法有各自特點和工作機理不同方法加固效果不同，存在局限性不同方法加固效果不同，存在局限性根據(jù)工程地基條件；工程對地基要求；材料、施根據(jù)工程地基條件；工程對地基要求；材料、施工機具和施工條件；經(jīng)濟性等，綜合、比選，確定工機具和施工條件；經(jīng)濟性等，綜合、比選，確定一技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理、施工可行的方案一技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理、施工可行的方案單一地基處理方

26、案；多種方法組合處理技術(shù)單一地基處理方案；多種方法組合處理技術(shù)地基處理的目的及主要地基問題：(1)強度及穩(wěn)定性問題：當(dāng)?shù)鼗目辜魪姸炔蛔阋灾С猩喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及外荷時，地基就會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。(2)壓縮及不均勻沉降問題。當(dāng)?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)及外荷作用下產(chǎn)生過大變形時，會影響結(jié)構(gòu)物的正常使用，特別是超過建筑物允許變形值時，結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生開裂破壞。(3)地基滲透問題當(dāng)?shù)鼗兴Ρ冉党^容許值肘，發(fā)生管涌，潛蝕等不良現(xiàn)象，造成建筑物的破壞。(4)動力荷載作用，地震、機器，車輛震動，波浪作用和爆破等動力荷載引起地基土的液化失穩(wěn)，震陷等危害。淺層軟弱土層厚度不是很大，可將基礎(chǔ)底面淺層軟弱土層厚度不是很大

27、，可將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土挖除，然后換填工程特性下處理范圍內(nèi)的軟弱土挖除，然后換填工程特性良好的材料，分層壓實至設(shè)計密實度。良好的材料，分層壓實至設(shè)計密實度。淺層軟弱土層淺層軟弱土層主要指淤泥質(zhì)土、松散填土、主要指淤泥質(zhì)土、松散填土、雜填土、濱填土以及沖填土地基。雜填土、濱填土以及沖填土地基。換填法概念ReplacementMethod低洼區(qū)域填筑、路基高填法，公路擋土墻、涵低洼區(qū)域填筑、路基高填法，公路擋土墻、涵洞地基處理等。（工程實例）洞地基處理等。（工程實例） 砂、碎石、高爐干渣和粉煤灰等具備強度高、砂、碎石、高爐干渣和粉煤灰等具備強度高、壓縮性低、穩(wěn)定性好和無侵蝕性等良好工程特

28、性。壓縮性低、穩(wěn)定性好和無侵蝕性等良好工程特性。主要為砂墊層、碎石墊層。主要為砂墊層、碎石墊層。 提高地基承載力、加速基礎(chǔ)底面排水和減小基提高地基承載力、加速基礎(chǔ)底面排水和減小基礎(chǔ)沉降和差異沉降。礎(chǔ)沉降和差異沉降。應(yīng) 用材 料作 用（a）某閘基采用粘性土墊層 (b）海工建筑物（碼頭）采用拋石擠淤形成墊層換填法設(shè)計主要是墊層厚度換填法設(shè)計主要是墊層厚度t t（ 3m3m）和寬度）和寬度b bm m各種材料墊層設(shè)計，近似按砂墊層計算方法進行設(shè)計各種材料墊層設(shè)計，近似按砂墊層計算方法進行設(shè)計砂墊層墊層厚度砂墊層墊層厚度t t，要求達(dá)到足夠深度，以置換可能，要求達(dá)到足夠深度，以置換可能被剪切破壞的軟弱

29、土層被剪切破壞的軟弱土層墊層上、下平面尺寸，滿足應(yīng)力擴散要求和砂墊層不墊層上、下平面尺寸，滿足應(yīng)力擴散要求和砂墊層不發(fā)生水平擠出發(fā)生水平擠出pbDbmtpzpczpcb+2t tanpz砂墊層設(shè)計原理砂墊層設(shè)計原理式中：式中：pz墊層底面處的附加壓力（墊層底面處的附加壓力（kPa）pcz墊層底面處的自重壓力（墊層底面處的自重壓力（kPa）fz墊層底面處地基承載力（墊層底面處地基承載力（kPa）墊層厚度墊層厚度t 根據(jù)下臥土層承載力驗算確定根據(jù)下臥土層承載力驗算確定zczzfpp設(shè)計驗算（6-1）條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)：（6-2a）矩形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)：（6-2b）式中式中b矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底面的寬度（

30、矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底面的寬度（m）；）；l矩形基礎(chǔ)底面的長度（矩形基礎(chǔ)底面的長度（m）；）；p基礎(chǔ)底面接觸壓力（基礎(chǔ)底面接觸壓力（kPa）；）；pc基礎(chǔ)底面自重應(yīng)力（基礎(chǔ)底面自重應(yīng)力（kPa）；）；墊層材料壓力擴散角，缺乏資料可參照下表。墊層材料壓力擴散角，缺乏資料可參照下表。tan2)(tbppbpcz按均勻分布，條形基礎(chǔ)和矩形基礎(chǔ)下墊層底面處附按均勻分布，條形基礎(chǔ)和矩形基礎(chǔ)下墊層底面處附加壓力加壓力pz的簡化計算的簡化計算)tan2)(tan2()(tltbppblpcz計算方法計算方法墊層材料壓力擴散角墊層材料壓力擴散角/ 換填材料t/b砂、碎石灰土粉煤灰粘性土或粉土8IP140.252

31、0302260.530302223注：注：當(dāng)當(dāng)t/b0.25時，除灰土仍取時，除灰土仍取=30外，其它材料均取外，其它材料均取=0；當(dāng)當(dāng)0.25 t/bTi）的固結(jié)度，計算采）的固結(jié)度，計算采用時間用時間t 為等壓時間（為等壓時間（t- Ti）加上等速加載時間）加上等速加載時間Ti/2，即，即（5）計算的固結(jié)度尚應(yīng)對總荷載比例進行修正。）計算的固結(jié)度尚應(yīng)對總荷載比例進行修正。22)(iiiTtTTtt以二級等速加荷為例，說明以二級等速加荷為例，說明Terzaghi改進法改進法應(yīng)用于分級加荷固結(jié)計算的方法。應(yīng)用于分級加荷固結(jié)計算的方法。當(dāng)當(dāng)0t=t1T1時，進入首次等速加載過程，對于時，進入首次

32、等速加載過程，對于本級荷載本級荷載 p1，有，有當(dāng)按總荷載計算固結(jié)度時，上式改寫成當(dāng)按總荷載計算固結(jié)度時，上式改寫成1211ppUUttittppUU211當(dāng)時當(dāng)時，進入首次等壓期，進入首次等壓期計算采用時間計算采用時間修正后固結(jié)度為修正后固結(jié)度為221TttT2212112TtTTttiTttppUU1)2(212當(dāng)當(dāng)時，進入二次等速加載周期時，進入二次等速加載周期對對 p1，采用的固結(jié)計算時間為，采用的固結(jié)計算時間為；對對，固結(jié)度計算時間則為，固結(jié)度計算時間則為所以有所以有332TttT213Ttt2223323TttTtt iTttiTttppUppUU)2(1)2(323313p 當(dāng)當(dāng)

33、進入第二次等壓周期，則進入第二次等壓周期，則對對 p1，固結(jié)計算時間，固結(jié)計算時間對對 p2，固結(jié)時間，固結(jié)時間則，固結(jié)度計算為則，固結(jié)度計算為34Ttt214Ttt222342334TTtTTTtt iTTtiTttppUppUU2)2(1)2(432414多級等速加荷可依次類推，并歸納如下式多級等速加荷可依次類推，并歸納如下式（6）式中式中Tn、Tn+1分別為各級等速加荷的起分別為各級等速加荷的起點和終點時間；點和終點時間； pn為第為第i級荷載的增量。級荷載的增量。ninTTttppUUnn1)2(1井阻與涂抹作用井阻與涂抹作用地基中設(shè)置豎向排水系統(tǒng)透水性雖然大，而對滲流總有地基中設(shè)置豎

34、向排水系統(tǒng)透水性雖然大，而對滲流總有一定的阻力，稱為井阻一定的阻力，稱為井阻（WellResistance）在豎向排水系統(tǒng)施工中，井管插拔對井壁附近一定區(qū)域在豎向排水系統(tǒng)施工中，井管插拔對井壁附近一定區(qū)域的土體具有涂抹作用，該作用降低了土體的徑向滲透系的土體具有涂抹作用，該作用降低了土體的徑向滲透系數(shù)，稱為施工涂抹作用數(shù)，稱為施工涂抹作用（SmearEffect）。近年來，斷面尺寸較小塑料排水板。井徑近年來，斷面尺寸較小塑料排水板。井徑dw、井間距、井間距de減小，降低了地基徑向排水滲徑，提高了地基排水固結(jié)減小，降低了地基徑向排水滲徑，提高了地基排水固結(jié)的速率。的速率?？紤]井阻和涂抹作用的非理

35、想井固結(jié)理論具有了現(xiàn)實的考慮井阻和涂抹作用的非理想井固結(jié)理論具有了現(xiàn)實的意義，在意義，在Barron解的基礎(chǔ)上，解的基礎(chǔ)上，Yashikmmi（1979）和）和Hansbo（1981）提出了可以考慮上述作用的非理想單元）提出了可以考慮上述作用的非理想單元井固結(jié)理論。井固結(jié)理論。Hansbo考慮井阻和施工涂抹的固結(jié)度解答，考慮井阻和施工涂抹的固結(jié)度解答，以以PVDs為例為例(7)其中其中)2exp(1)(2FrtctUevhrsFFFF043)ln(43)ln(0nddFwe)ln() 1()ln() 1(shwsshskkddkkFwhrqkLF322PVDs通水能力設(shè)計值通水能力設(shè)計值qw根

36、據(jù)根據(jù)Short-Term試驗得出，一試驗得出，一般般2550升升/sm。美國。美國ASTMD4716試驗（試驗（ASTM，1996），），采用水頭梯度采用水頭梯度1.0，PVDs側(cè)面正應(yīng)力側(cè)面正應(yīng)力200kPa，得，得式中式中RFIN反濾土工織物彈性應(yīng)度，壓縮了芯板排水通道反濾土工織物彈性應(yīng)度，壓縮了芯板排水通道的折減系數(shù)；的折減系數(shù)；RFCRPVDs的蠕變折減系數(shù)；的蠕變折減系數(shù)；RFCC反濾織物和芯板孔隙中化學(xué)物質(zhì)沉淀產(chǎn)生化學(xué)反濾織物和芯板孔隙中化學(xué)物質(zhì)沉淀產(chǎn)生化學(xué)阻塞作用的折減系數(shù)；阻塞作用的折減系數(shù)；RFBC芯板排水通道或反濾織物孔隙上生物積聚阻塞芯板排水通道或反濾織物孔隙上生物積聚

37、阻塞作用的折減系數(shù)；作用的折減系數(shù)；RFK由固結(jié)變形導(dǎo)致由固結(jié)變形導(dǎo)致PVDs的糾結(jié)、皺折和應(yīng)變的的糾結(jié)、皺折和應(yīng)變的折減系數(shù)。折減系數(shù)。KBCCCCRINultwRFRFRFRFRFqq1PVDs的使用時間較短，化學(xué)和生物的阻塞影響相的使用時間較短，化學(xué)和生物的阻塞影響相對較小，一般可以忽略對較小，一般可以忽略考慮井阻、涂抹，亦可簡單乘以一個折減系數(shù)考慮井阻、涂抹，亦可簡單乘以一個折減系數(shù)0.80 0.95在附加荷載作用下，某一時間，土體中一點的在附加荷載作用下，某一時間，土體中一點的抗剪強度抗剪強度S可用下式表示可用下式表示（8）式中式中天然地基在加荷前的抗剪強度天然地基在加荷前的抗剪強度

38、/kPa由于固結(jié)而增長的抗剪強度由于固結(jié)而增長的抗剪強度/kPa由于剪切應(yīng)力水平提高和應(yīng)變發(fā)展所引由于剪切應(yīng)力水平提高和應(yīng)變發(fā)展所引起的土體強度衰減起的土體強度衰減/kPaSSSSc00ScSS針對針對研究不夠深入，表達(dá)式（研究不夠深入，表達(dá)式（8）一般改）一般改寫成寫成(9)式中式中 土體剪切應(yīng)力等因素對強度影響土體剪切應(yīng)力等因素對強度影響綜合性折減系數(shù)綜合性折減系數(shù) =0.75 0.90。S)(0cSSS天然地基的強度可用十字板剪切試驗或無側(cè)天然地基的強度可用十字板剪切試驗或無側(cè)限抗壓試驗確定。限抗壓試驗確定。十字板剪切試驗，軟土地基強度十字板剪切試驗，軟土地基強度S0與深度與深度z關(guān)關(guān)系

39、基本上是直線系基本上是直線式中式中c0地面處地基的初始強度（地面處地基的初始強度（kPa）。）。無側(cè)限抗壓試驗，確定地基初始抗壓強度時無側(cè)限抗壓試驗，確定地基初始抗壓強度時式中式中qu土體的無側(cè)限抗壓強度（土體的無側(cè)限抗壓強度（kPa）。）。zcS00uucqS20圖圖6-8地基初始強度與深度的關(guān)系地基初始強度與深度的關(guān)系深度z天然地基強度s0c0=tan強度增量強度增量估算估算上式可以改寫成上式可以改寫成由此由此(10)將式（將式（10）代入（）代入（9）時，可得到）時，可得到cStanS11sin1cossinKStcUKuKuKKS11111)1 ()()()(1010uKSUKSSt在

40、預(yù)壓法中固結(jié)壓力荷載來源在預(yù)壓法中固結(jié)壓力荷載來源利用建筑物自身重量加壓的方法利用建筑物自身重量加壓的方法外加預(yù)壓荷載（堆載）加壓的方法外加預(yù)壓荷載（堆載）加壓的方法減小地基中孔隙水壓力減小地基中孔隙水壓力(負(fù)壓負(fù)壓)方法方法是一種經(jīng)濟有效方法，當(dāng)加壓周期長，沉降控是一種經(jīng)濟有效方法，當(dāng)加壓周期長，沉降控制嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)不宜采用此法。制嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)不宜采用此法。應(yīng)用于地基穩(wěn)定性、適應(yīng)較大變形的建筑物路應(yīng)用于地基穩(wěn)定性、適應(yīng)較大變形的建筑物路堤、土壩、貯礦場、油罐、水池等。堤、土壩、貯礦場、油罐、水池等。特別是對油罐或水池等建筑物，例如先進行充特別是對油罐或水池等建筑物，例如先進行充水加壓，既可檢驗有無滲漏；又可利用分級充水水加壓，既可檢驗有無滲漏；又可利用分級充水預(yù)壓，地基