地基處理方法專題講義T一概述44

地基處理方法概述主題合肥工業(yè)大學(xué)本科生教學(xué)《地基處理》鐘劍jzhong@2一

地基處理的目的和意義二常見軟弱土和不良土三地基處理常用方法四地基處理方法分類及適用范圍五地基處理方法選用原則和規(guī)劃程序六地基處理發(fā)展展望地基處理方法概述內(nèi)容提要3天然地基土質(zhì)地基巖石地基特殊土地基人工地基—若天然地基軟弱，承載力和變形不能滿足設(shè)計要求時，需進行加固處理的(如排水固結(jié)法等處理)地基。復(fù)合地基—由兩種不同強度的介質(zhì)（如軟土中加入水泥）組成的人工地基。一地基處理的目的和意義基本概念4一地基處理的目的和意義各種建筑物和構(gòu)筑物對地基的要求主要包括三個方面：穩(wěn)定問題：指在建(構(gòu))筑物荷載(包括靜、動荷載的各種組合)作用下，地基土體能否保持穩(wěn)定。變形問題：指在建(構(gòu))筑物的荷載(包括靜、動荷載的各種組合)作用下，地基土體產(chǎn)生的變形(包括沉降，或水平位移，或不均勻沉降)是否超過相應(yīng)的允許值。滲透問題：包括（1）蓄水構(gòu)筑物地基滲流量是否超過其允許值（如水庫壩基滲流量超過其允許值的后果是造成較大水量損失，甚至導(dǎo)致蓄水失?。唬?）地基中水力比降是否超過其允許值（地基中水力比降超過其允許值時，地基土?xí)驖撐g和管涌產(chǎn)生穩(wěn)定性破壞，進而導(dǎo)致建(構(gòu))筑物破壞）。5一地基處理的目的和意義

當天然地基不能滿足建(構(gòu))筑物在上述三個方面的要求時，需要對天然地基進行地基處理。天然地基通過地基處理形成人工地基，從而滿足建(構(gòu))筑物對地基的各種要求。土木工程功能化、城市建設(shè)立體化、交通運輸高速化，以及改善綜合居住條件已成為我國現(xiàn)代土木工程建設(shè)的特征。各類土木工程建設(shè)項目對地基提出了更高的要求。6二常見軟弱土和不良土判別天然地基是否屬于軟弱地基或不良地基沒有明確的界限，工程師們常常將不能滿足建(構(gòu))筑物對地基要求的天然地基稱為軟弱地基或不良地基。因此，天然地基是否屬于軟弱地基或不良地基也可以說是相對的，并無嚴格的標準。在土木工程建設(shè)中常常將下述地基土稱為軟弱土和不良土：軟黏土、人工填土、部分砂土和粉土、濕陷性土、有機質(zhì)土和泥炭土、膨脹土、鹽漬土、垃圾土、多年凍土、巖溶、土洞和山區(qū)地基等。地基土要求截然不同我國廣泛分布著海相、湖相、河相沉積的軟弱黏性土層：含水量大、壓縮性、高強度低、透水性差、不少情況埋藏深厚7二常見軟弱土和不良土1、軟黏土8二常見軟弱土和不良土2、人工填土人工填土按照物質(zhì)組成和堆填方式可以分為素填土、雜填土和沖填土三類。

素填土是由碎石、砂或粉土、黏性土等一種或幾種組成的填土。若經(jīng)分層壓實后則稱為壓實填土。人工填土地基性質(zhì)取決于填土性質(zhì)、壓實程度以及堆填時間。

雜填土是人類活動形成的無規(guī)則堆積物，其成分復(fù)雜，性質(zhì)也不相同，且無規(guī)律性。在大多數(shù)情況下，雜填土是比較疏松和不均勻的。在同一場地的不同位置，地基承載力和壓縮性也可能有較大的差異。

沖填土是由水力沖填泥砂形成的填土。沖填土的性質(zhì)與所沖填泥砂的來源及沖填時的水力條件有密切關(guān)系。含帶土顆粒較多的沖填土往往是欠固結(jié)的，其強度和壓縮性指標都比同類天然沉積土差；以粉細砂為主的沖填土，其性質(zhì)基本上和粉細砂相同。素填土雜填土圍海筑地沖填土9二常見軟弱土和不良土3、部分砂土和粉土地基土液化震陷變形10二常見軟弱土和不良土4、濕陷性土渤海華北平原東南季風(fēng)太行山黃土高原沙漠戈壁降雨降塵西風(fēng)黃土高原上的濕陷性黃土11以粉土為主主孔隙比大e>1.0天然密度小?。?.4~1.65g/cm3富含碳酸鹽鹽類遇水沉降增增大，稱濕濕陷性成因：風(fēng)成，部分分水成特點：濕陷性又分：自重重濕陷性黃黃土地基和和非自重濕濕陷性黃土土地基濕陷性黃土土二常見軟弱土土和不良土土4、濕陷性土土12二常見軟弱土土和不良土土5、有機質(zhì)土土和泥炭土土6、垃圾土垃圾土：城市廢棄的的工業(yè)垃圾圾和生活垃垃圾形成的的地基土。。垃圾土的的性質(zhì)十分分復(fù)雜，很很大程度上上取決于廢廢棄垃圾的的類別和堆堆積時間，，生活垃圾圾比工業(yè)垃垃圾更為復(fù)復(fù)雜。垃圾堆場的的地基處理理也已成為為巖土工程程師的工作作內(nèi)容，不不僅要保持持垃圾土地地基穩(wěn)定，，而且要解解決好防止止垃圾污染染地下水源源等環(huán)境保保護問題。。13二常見軟弱土土和不良土土7、膨脹土膨脹土是指黏粒成成分主要由由親水性黏黏土礦物組組成的黏性性土。膨脹脹土在環(huán)境境的溫度和和濕度變化化時會產(chǎn)生生強烈的脹脹縮變形。。利用膨脹脹土作為建建(構(gòu))筑物地基時時，如果沒沒有采取必必要的地基基處理措施施，膨脹土土飽水膨脹脹、失水收收縮常會給給建(構(gòu))筑物造成危危害。膨脹土在我我國分布范范圍很廣，，根據(jù)現(xiàn)有有的資料，，廣西、云云南、湖北北、河南、、安徽、四四川、河北北、山東、、陜西、江江蘇、內(nèi)蒙蒙古、貴州州和廣東等等地均有不不同范圍的的分布。8、鹽漬土14二常見軟弱土土和不良土土10、巖溶、土土洞和山區(qū)區(qū)地基9、多年凍土土15三地基處理常常用方法地基處理方方法多達上上百種，常常用的主要要有：換填法排水固結(jié)法法土樁、灰土土樁擠密法法沉管擠密砂砂石樁法振沖法強夯法和強強夯置換法法灌漿法高壓噴射注注漿法水泥土攪拌拌法石灰樁法低強度樁復(fù)復(fù)合地基法法凍結(jié)法錨固法土的加筋法法墊層置換法法三地基基處處理理常常用用方方法法砂（（碎碎石石））墊墊層層171散散體體材材料料樁樁、、砂砂石石樁樁、、石石灰灰樁樁2膠膠結(jié)結(jié)摻摻和和料料樁樁水泥泥粉粉煤煤灰灰碎碎石石樁樁水泥泥土土樁樁高壓壓噴噴射射注注漿漿樁樁土樁樁置置換換法法三地基基處處理理常常用用方方法法堆載載預(yù)預(yù)壓壓18混凝凝土土灌灌注注樁樁三地基基處處理理常常用用方方法法真空空預(yù)預(yù)壓壓19靜重重碾碾壓壓Compactionbyrolling振動平胎碾－礫石羊足碾－粘性土或粉土機械械壓壓密密法法三地基基處處理理常常用用方方法法平滑滑鼓鼓型型振振動動碾碾振動動平平板板碾碾－－級級配配砂砂或或者者砂砂、、礫礫和和粘粘性性土土的的混混合合土土灰土土擠擠密密樁樁20進料料口口管嘴砂樁套管管嘴深層層擠擠密密法法三地基基處處理理常常用用方方法法21強夯夯法法三地基基處處理理常常用用方方法法振沖沖法法(1)設(shè)設(shè)備備,振振沖沖器器d=270~420mm,l=2~3m,G=8~20KN(2)原原理理:振振:偏偏心心輪輪旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),振振動動加加密密,使使顆顆粒粒移移動動沖:高高壓壓水水從從中中間間穿穿過過,土土顆顆粒粒振振浮浮液液化化固固結(jié)結(jié)22振沖沖法法三地基基處處理理常常用用方方法法23剛性性樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)法法三地基基處處理理常常用用方方法法CFG樁法法24打入入樁樁三地基基處處理理常常用用方方法法樁板結(jié)構(gòu)構(gòu)25高壓噴射射注漿法法三地基處理理常用方方法灌漿法26樁土應(yīng)力力比：n=p/s面積置換換率：m=Ap/A復(fù)合地基基散體材料料樁復(fù)合合地基柔性樁復(fù)復(fù)合地基基剛性樁復(fù)復(fù)合地基基砂石樁、、砂樁、、攪拌樁樁、水泥泥土樁、、土樁、、灰土樁樁、CFG樁；；混凝土土樁樁與土共共同變形形，共同同承載；；非均質(zhì)質(zhì)，各向向異性與樁基區(qū)區(qū)別？深層水泥泥攪拌法法三地基處理理常用方方法27已有樁或或墩的持持力層加加固已有結(jié)構(gòu)構(gòu)地基加加固提高水平平抵抗力力抵抗上浮浮結(jié)構(gòu)沉井持力層深層水泥泥攪拌法法三地基處理理常用方方法28深層攪拌拌法施工工工藝流流程定位預(yù)攪拌下下沉噴漿攪拌拌上升重復(fù)攪拌拌下沉重復(fù)攪拌拌上升完畢深層水泥泥攪拌法法三地基處理理常用方方法2929人工加固固建筑性性能不良良的軟土土地基，，常用的的加固方方法有：：排水、壓壓密、加加筋、固固化等幾類。。土的加筋筋法三地基處理理常用方方法30四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍對地基處處理方法法進行嚴嚴格的統(tǒng)統(tǒng)一分類類很困難難。方法分類類原則多多，同一一原則不不同專家家分類方方法也不不同。不少地基基處理方方法具有有多種效效用，如如土樁和和灰土樁樁既有擠擠密作用用又有置置換作用用。一些地基基處理方方法的加加固機理理以及計計算方法法目前還還不是十十分明確確，尚需需進一步步探討，，如低位位高真空空擊密法法等。地基處理理方法也也在不斷斷發(fā)展，，功能不不斷擴大大，也使使地基處處理方法法分類變變得更加加困難。。地基處理理方法分分類也不不宜太細細、類別別太多。。地基處理理方法八八類。置換，排排水固結(jié)結(jié)，灌入入固化物物，振密密、擠密密，加筋筋，冷熱熱處理，，托換，，糾傾和和遷移31四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍1.置換2.排水固結(jié)結(jié)32四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍4.振密、擠擠密3.灌入固化化物33四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍5.加筋6.冷熱處理理7.托換8.糾傾和遷遷移34四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍35四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍36四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍37四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍38四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍39四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍40四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍41四地基處理理方法分分類及適適用范圍圍42五地基處理理方法選選用原則則和規(guī)劃劃程序43五地基處理理方法選選用原則則和規(guī)劃劃程序地基處理理規(guī)劃程程序44六地基處理理發(fā)展展展望近20多年來，，我國地地基處理理技術(shù)和和復(fù)合地地基理論論發(fā)展很很快，表表現(xiàn)在各各種地基基處理方方法得到到應(yīng)用和和普及，，地基處處理隊伍伍的不斷斷擴大，，我國地地基處理理理論發(fā)發(fā)展也很很快。在在探討加加固機理理、改進進施工機機械和施施工工藝藝、發(fā)展展檢驗于于段、提提高處理理效果、、改進設(shè)設(shè)計方法法等方面面，每一一種地基基處理方方法都取取