地基處理工程設(shè)計計算與施工1課件

第一章緒論第一節(jié)地基與基礎(chǔ)第二節(jié)地基處理第一節(jié)地基與基礎(chǔ)一、地基與基礎(chǔ)概念二、地基計算三、地基處理方法緒論1、地基：支承建筑物的整個地層類型：工業(yè)與民用建筑物：住房、廠房、商用房水利設(shè)施：大壩、水庫、水渠、涵管交通設(shè)施：道路、橋梁、隧道環(huán)保設(shè)施：水池、垃圾填埋場儲存設(shè)施：地下油庫其它設(shè)施：天文臺、火箭發(fā)射塔緒論2、基礎(chǔ)：建筑物最底下的構(gòu)件或部分結(jié)構(gòu)(其功能是將上部結(jié)構(gòu)所承擔的荷載傳到支承它的地基上)。類型：淺基礎(chǔ)：單獨基礎(chǔ)(柱的基礎(chǔ))條形基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)深基礎(chǔ)：墩基沉井沉箱樁基地下連續(xù)墻緒論二、地基計算(一)、地基承載力驗算(二)、地基變形驗算(三)、地基穩(wěn)定驗算緒論特征值的計算

fa：地基承載力特征值，kPa：Mb,Md,Mc：承載力系數(shù)，按下表確定；γ：基礎(chǔ)底部以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kN/m3；γm：基礎(chǔ)底部以上土的加權(quán)平均容重，kN/m3；地下水位以下用浮容重，kN/m3；ck－基底下一倍短邊寬深度內(nèi)士的粘聚力標準值。b：基礎(chǔ)寬度，m。寬度小于3m按3m計算；大于6m按6m計算；d：基礎(chǔ)埋深，m。緒論持力層承載力驗算

p：基礎(chǔ)底面的壓力kPa；f：地基持力層承載力，kPa。除梁、板、箱基礎(chǔ)外基礎(chǔ)壓力均簡化為按直線分布F：上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面豎向力的設(shè)計值，kN；G：基礎(chǔ)自重設(shè)計值與基礎(chǔ)上土重標準值之和，kN；A：基礎(chǔ)底面積，m2。緒論軟弱下臥層承載力驗算條形基礎(chǔ)作用在軟弱下臥層的附加應(yīng)力為：矩形基礎(chǔ)作用在軟弱下臥層的附加應(yīng)力為：b：基礎(chǔ)底邊的寬度，m；

l：基礎(chǔ)底邊的長度，m；p：基礎(chǔ)底面的壓力，kPa；

σco：基礎(chǔ)底面處土的自重應(yīng)力標準值，kPa；z：基礎(chǔ)底面離軟弱下臥層頂面的距離，m；

θ：地基壓力擴散角，可查表得到。σcz：軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力，kPa；

fd+z：軟弱下臥層埋深處d+z地基承載力特征值，kPa。緒論地基變形驗算地基最終沉降量：s：地基最終沉降量，m：地基計算沉降量，m：在沉降量計算深度內(nèi)，第層土的計算沉降量，m；

n：在沉降量計算深度內(nèi)，所劃分土的層數(shù)；φs：沉降計算經(jīng)驗系數(shù)

[s]:建筑物地基沉降容許值，可查表得到緒論建筑地基類型和問題一、特殊土地基二、非均勻地基三、山區(qū)地基四、可液化地基五、大面積人工填土地基六、均勻地基1、軟土地基2、濕陷性黃土地基3、膨脹土地基4、紅粘土地基5、多年凍土地基6、有機質(zhì)土和泥炭土地基一、特殊土地基軟土地基1.天然含水量等于或大于液限，一般大于40%，最高可達90%，孔隙比大于1。由于軟土具有一定的結(jié)構(gòu)強度，含水量和孔隙比并不隨深度增加而減小。2.壓縮性高，壓縮模量一般在1～5MPa之間。3.抗剪強度低，三軸不排水試驗內(nèi)摩擦角接近零，粘聚力一般不大于25kPa，圍壓的增加對土的強度沒有顯著的影響。4.滲透系數(shù)一般小于10-6cm/s。5.具有流變性，除了固結(jié)應(yīng)力引起的固結(jié)變性之外，在剪應(yīng)力的作用下，土體處于長期變形過程中。

軟粘土是軟弱粘性土的簡稱。它使第四紀后期形成的海相、瀉湖相、三角洲相、溺谷相和湖泊相的粘性土沉積物或河流沖積物，有的屬于新近淤積物。大部分是飽和的，其天然含水量大于液限，孔隙比大于1.0。當天然孔隙比大于1.5時，稱為淤泥；當天然孔隙比大于1.0而小于1.5時，稱為淤泥質(zhì)土。軟粘土的特點是天然含水量高，一般為35%～80%；天然孔隙比大，一般為1.0～2.0；抗剪強度低，不排水抗剪強度大約在5kPa～25kPa；壓縮系數(shù)高，一般=0.5MPa-1～1.5MPa-1，最大可達到4.5MPa-1；滲透系數(shù)小，一般約為～。在荷載作用下，軟粘土地基承載力低，地基變形大，不均勻沉降也大，而且沉降穩(wěn)定歷時比較長，一般需要幾年，甚至幾十年。軟粘土地基是在工程建設(shè)中遇到最多需要處理的軟弱地基，它廣泛地分布在我國沿海以及內(nèi)地河流兩岸和湖泊地區(qū)。膨脹土地基膨脹土是指粘粒成分主要由強親水礦物組成，具有較大脹縮性的土。膨脹土可以根據(jù)其粘粒的礦物成分劃分為倆大類：一類是以蒙脫石含量為主，如我國的云南、廣西寧明、河北邯鄲、河南平頂山、湖北襄樊等地的膨脹土；另一類是以伊利石為主，分布在安徽合肥、四川成都、湖北鄖縣、山東臨沂等低。膨脹土具有如下特征：1.室內(nèi)土工試驗測得自由膨脹率一般大于40%。2.天然情況下的膨脹土，多呈堅硬、硬塑狀態(tài)，液性指數(shù)接近零。壓縮性不高，壓縮模量一般為9MPa～12MPa。3.抗剪強度較高，但浸水后強度值會大大降低。4.裂隙發(fā)育，常見裂隙有豎向、斜交和水平三種。裂隙一般上大下小，隨深度逐漸尖滅。5.膨脹土層內(nèi)一般無地下水。上層滯水和裂隙水變化無常，土的滲透性低。

膨脹土地基問題主要表現(xiàn)為由于降水和蒸發(fā)、地溫變化等原因，造成水分轉(zhuǎn)移，引起地基膨脹使建筑物上升，或失水收縮引起建筑物下沉，或隨季節(jié)變化地基上升和下降周期性變化，造成房屋局部傾斜或開裂。紅粘土地基

紅粘土是碳酸鹽巖系巖石，經(jīng)過第四紀以來的紅土化作用，形成覆蓋于基巖上，呈紅褐黃等顏色的粘土。紅粘土多分布在我國長江以南，比如云貴高原、南嶺山脈南北兩側(cè)及湘西、鄂西丘陵山地。紅粘土具有如下特征：1.粘粒含量高達40%～80%，液限含水量大于50%。2.孔隙比一般大于1，結(jié)構(gòu)上具有高分散性、強度高、壓縮性低，且有以收縮為主的脹縮性。一般情況下體脹率為1%～3%，體積收縮率可達10%～20%。3.含水量一般由表層沿深度逐漸增加，土質(zhì)一般由硬變軟。

紅粘土在水平方向上分布的不均勻性和以收縮為主的脹縮性，對厚度不大的紅粘土地基會產(chǎn)生較大的收縮變形和不均勻沉降，致使建筑物開裂和損壞。

多年凍土地基

無論冬夏均處在凍結(jié)狀態(tài)、且連續(xù)保持3年以上的土層稱為多年凍土。多年凍土主要分布在緯度較高的黑龍江的大小興安嶺和海拔較高的青藏高原以及甘肅新疆高山區(qū)。多年凍土的地基問題主要來自解凍。由于氣候變化氣溫上升，土中的冰自然解凍，或者因為建筑物覆蓋或采暖引起地溫升高，使地基中的冰融解，造成塌陷現(xiàn)象。解凍后的土強度大大降低，出現(xiàn)土從基礎(chǔ)下擠出，造成建筑物不均勻下沉。二、非均勻地基

非均勻地基是指持力層范圍有多層土組成，各層土的坡度一般比較大。若采用天然地基可能會引起地基不均勻下沉，導(dǎo)致建筑物傾斜或開裂。三、山區(qū)地基

山區(qū)地基可分為下臥層基巖表面呈傾斜巖層地基；巖土交錯地基；大塊弧石地基和局部軟弱地基。山區(qū)地基的問題主要是滑坡，造成建筑物失穩(wěn)和不均勻沉降致使建筑物開裂或傾斜。山區(qū)地基地質(zhì)條件比較復(fù)雜，主要表現(xiàn)在地基的不均勻性和場地的穩(wěn)定性方面。山區(qū)基巖表面起伏大，且可能有大塊弧石，這些因素常會導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降。另外，在山區(qū)常有可能遇到滑坡、崩塌和泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，給建筑物造成直接的或潛在的威脅。在山區(qū)修建建筑物時務(wù)必要重視地基的穩(wěn)定性和避免過大的不均勻沉降。四、可液化地基

松散飽和的粉細砂、粉土，當埋藏不深時，在地震荷載或其他動荷載作用下，使孔隙水壓力急劇上升，土的有效應(yīng)力迅速降低使土體液化，地基發(fā)生噴砂冒水現(xiàn)象，造成建筑物不均勻下沉或損壞。部分砂土和粉土：主要指飽和粉砂土、飽和細砂土和砂質(zhì)粉土。粒徑大于0.25mm的顆粒不超過全重的50%，粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重的85%稱為細砂土。粒徑大于0.075mm的顆粒不超過全重的85%，但超過50%稱為粉砂土。粒徑大于0.075mm的顆粒不超過全重的50%，而粒徑小于0.005mm的顆粒含量不超過全重的10%，塑性指數(shù)小于或等于10的稱為砂質(zhì)粉土。處于飽和狀態(tài)的細砂土、粉砂土和砂質(zhì)粉土在靜載作用下雖然具有較高的強度，但是在機器振動、車輛載荷、波浪或地震力的作用下有可能產(chǎn)生液化或大量震陷變形。地基會因液化而喪失承載能力。如需要承擔動力荷載，這類地基也需要地基處理。六、均勻地基

對于地基土層可能是單一的或多層的，各層坡度一般小于10%，軟土層小于5%的地基稱為均勻地基。即使是均勻地基，也因高層建筑有時主樓和裙房基礎(chǔ)連成一體，盡管承載力是滿足的，但變形不一定滿足，所以有時需要對主樓下的地基進行加固處理，以獲得更大的變形模量來滿足差異沉降的要求。地基處理方法換填：強夯：樁基：深層攪拌：高壓旋噴：注漿：排水固結(jié)：加筋技術(shù)：托換技術(shù)：其它緒論地基處理目的與意義提高地基強度減少地基變形降低地基滲透性避免地基液化其他緒論建筑物對地基的要求地基處理的范圍、指標天然地層條件地基處理的方法、原理過去應(yīng)用的經(jīng)驗機具設(shè)備、材料條件處理方案可行性研究提出多種可行方案技術(shù)、經(jīng)濟、進度比較可靠性、環(huán)保要求初步確定地基處理方案必要時進行小型現(xiàn)場試驗，補充調(diào)查地基處理施工設(shè)計地基處理的設(shè)計程序緒論換填法(ReplacementMethod)：把基礎(chǔ)底面下一定范圍內(nèi)的軟弱地