基礎(chǔ)工程第二二四

第一節(jié)概述第二節(jié)復(fù)合地基概論第三節(jié)換填墊層法第四節(jié)排水固結(jié)法第五節(jié)密實(shí)法第六節(jié)化學(xué)加固法第七節(jié)土工合成材料第七章地基處理

3/19/20231第七章地基處理

地基處理的對(duì)象主要是軟弱地基和特殊土地基。軟弱地基系指主要由軟土（淤泥、淤泥質(zhì)土）、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。第一節(jié)概述一.地基處理的對(duì)象和目的

軟土的特性是含水率高、孔隙比大、滲透系數(shù)小、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低。軟土地基承載力低，在外荷載作用下，地基變形大，不均勻變形也大，且變形穩(wěn)定歷時(shí)較長(zhǎng)，在比較深厚的軟土層上，建筑物基礎(chǔ)的沉降往往持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年之久。軟土地基是在工程實(shí)踐中最需要人工處理的地基。1.軟土：淤泥及淤泥質(zhì)土的總稱為軟土。3/19/20232雜填土主要特性是強(qiáng)度低、壓縮性高和均勻性差，即使在同一建筑場(chǎng)地的不同位置，其地基承載力和壓縮性也有較大差異。雜填土未經(jīng)人工處理一般不宜作為持力層。2.雜填土：由人類(lèi)活動(dòng)所形成的建筑垃圾、工業(yè)廢棄物和生活垃圾等無(wú)規(guī)則堆填物。

3.沖填土：在整治和疏浚江河航道時(shí)，用挖泥船通過(guò)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(zhì)主要取決于顆粒組成、均勻性和排水固結(jié)條件，如以粘性土為主的沖填土往往是欠固結(jié)的，其強(qiáng)度較低且壓縮性較高，一般需經(jīng)過(guò)人工處理才能作為建筑物地基；如以砂性土或其它粗顆粒土所組成的沖填土，其性質(zhì)基本上與砂性土相類(lèi)似，可按砂性土考慮是否需要進(jìn)行地基處理。3/19/20233對(duì)軟弱土和特殊土進(jìn)行地基處理，其目的就是為了提高地基的強(qiáng)度和保證地基的穩(wěn)定、降低地基的壓縮性、減少地基的沉降和不均勻沉降、防止地震時(shí)地基土的振動(dòng)液化以及消除特殊性土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。4.其它高壓縮土:飽和松散粉細(xì)砂及部分粉土，在機(jī)械振動(dòng)、地震等動(dòng)力荷載的重復(fù)作用下，有可能會(huì)產(chǎn)生液化或震陷變形。另外，在基坑開(kāi)挖時(shí)，也可能會(huì)產(chǎn)生流砂或管涌。因此，對(duì)于這類(lèi)地基土，往往需要進(jìn)行地基處理。

5.特殊土地基：大部分帶有地區(qū)性特點(diǎn)，包括濕陷性黃土、膨脹土和凍土等。3/19/20234二、地基處理方法的分類(lèi)地基處理方法的分類(lèi)可有多種多樣。如：按時(shí)間可分為臨時(shí)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(duì)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；

按地基處理作用機(jī)理可分為置換、固結(jié)、密實(shí)、膠結(jié)、加筋和冷熱等處理方法。其中最本質(zhì)的是根據(jù)地基處理作用機(jī)理進(jìn)行分類(lèi)，其具體分類(lèi)以及加固原理、適用范圍見(jiàn)表7-1。

五大類(lèi)：置換法、排水固結(jié)法、深層密實(shí)法、化學(xué)加固法、加筋法。3/19/20235三、地基處理的原則及其注意事項(xiàng)地基處理是一門(mén)技術(shù)性和經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科。在選擇地基處理方法之前，必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)，選擇經(jīng)濟(jì)有效的處理方法。地基處理的幾條原則。1.針對(duì)地質(zhì)條件和工程特點(diǎn)選用合適的地基處理方法；2.所選用的處理方法必須符合土力學(xué)的基本原理;3.根據(jù)地基處理的時(shí)效特點(diǎn)進(jìn)行工程驗(yàn)算與控制;4.加強(qiáng)管理、嚴(yán)格計(jì)量、及時(shí)檢測(cè)、減少人為因素影響；5.重視地基處理的工程經(jīng)驗(yàn)。在眾多的地基處理方法中，加固機(jī)理、理論分析和計(jì)算方法等都尚需進(jìn)一步研究，因此，經(jīng)驗(yàn)具有相當(dāng)重要的作用。巖土工程師必須不斷的研究和總結(jié)。因地制宜，切忌機(jī)械地搬用。3/19/20236

復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。在荷載作用下，該地基中的基體和增強(qiáng)體協(xié)同工作共同承擔(dān)荷載的作用。根據(jù)地基中增強(qiáng)體的性質(zhì)和布置方向，復(fù)合地基可以進(jìn)一步分為：第二節(jié)復(fù)合地基概論復(fù)合地基中人工增強(qiáng)體的存在，使其區(qū)別于相對(duì)均勻的天然地基；而增強(qiáng)體與基體共同承擔(dān)荷載的特性，又使其不同于樁基礎(chǔ)。3/19/20237

一、復(fù)合地基的承載力計(jì)算

豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基的承載力特征值，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)也可根據(jù)以下兩種思路進(jìn)行估算：第一種思路是將增強(qiáng)體和基體分開(kāi)考慮，分別確定各自的承載力，再根據(jù)一定原理進(jìn)行疊加，從而得到復(fù)合地基承載力。第二種思路是將增強(qiáng)體和基體組成的復(fù)合體作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮，采用穩(wěn)定分析法進(jìn)行計(jì)算。如通過(guò)地基滑弧穩(wěn)定分析法確定復(fù)合地基承載力，在穩(wěn)定分析中采用復(fù)合體的綜合指標(biāo)。3/19/202381.將增強(qiáng)體和基體分開(kāi)考慮

根據(jù)第一種思路，樁體和樁間土共同承擔(dān)上部荷載，則復(fù)合地基的承載力特征值一般可按下式估算：(7-1)式中fspk——復(fù)合地基承載力特征值(kPa)；

fpk——樁體單位截面積承載力特征值(kPa)，宜通過(guò)單樁載荷試驗(yàn)確定；

fsk——處理后樁間土承載力特征值(kPa)，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可取天然地基承載力特征值；

m——復(fù)合地基樁土面積置換率，m=Ap/A，其中Ap為樁體截面積，Ａ為單樁對(duì)應(yīng)的加固面積；

β——樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，如無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)可按表7-2取值。習(xí)題7-23/19/20239對(duì)于小型工程的粘性土地基，如無(wú)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)資料時(shí)，散體材料樁復(fù)合地基的承載力特征值也可按下式進(jìn)行計(jì)算：(7-3)式中，n為樁土應(yīng)力比，即復(fù)合地基受力時(shí)樁體分擔(dān)的應(yīng)力與樁間土分擔(dān)的應(yīng)力之比，在無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可取2～4，原土強(qiáng)度低取大值，原土強(qiáng)度高取小值。復(fù)合地基中樁體承載力特征值，宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)單樁載荷試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)單樁載荷試驗(yàn)資料時(shí)，對(duì)于粘結(jié)材料樁復(fù)合地基，樁體承載力特征值可按式(7-3)估算，并同時(shí)滿足式(7-4)的要求：(7-4)3/19/202310對(duì)于散體材料樁復(fù)復(fù)合地基，在荷載載作用下樁體易發(fā)發(fā)生鼓脹，樁周土土進(jìn)入塑性狀態(tài)，，樁體極限承載力力主要取決于樁側(cè)側(cè)土體所能提供的的最大側(cè)限力。散散體材料樁復(fù)合地地基的樁體極限承承載力可通過(guò)計(jì)算算樁間土側(cè)向極限限應(yīng)力來(lái)計(jì)算，其其一般表達(dá)式為：：式中σru——樁間土能提供供的側(cè)向極限壓力力（kPa）；Kp——樁體材料的被被動(dòng)土壓力系數(shù)。。3/17/2023112.將增強(qiáng)體和基基體組成的復(fù)合體體作為一個(gè)整體考考慮根據(jù)第二種思路，，通常是將增強(qiáng)體體和基體作為一個(gè)個(gè)整體，首先求出出復(fù)合地基的綜合合抗剪強(qiáng)度，然后后采用常規(guī)的圓弧弧穩(wěn)定分析法求出出最小安全系數(shù)，，再利用此安全系系數(shù)計(jì)算復(fù)合地基基的承載力。因此此，采用這種方法法確定復(fù)合地基承承載力的核心是確定復(fù)合地地基的抗剪剪強(qiáng)度，一般可以以假定樁體體和基體均均發(fā)揮抗剪剪強(qiáng)度，則則復(fù)合地基基的綜合抗抗剪強(qiáng)度可可用下式表表示：在圓弧穩(wěn)定定分析法計(jì)計(jì)算中，假假設(shè)的圓弧弧滑動(dòng)面往往往經(jīng)過(guò)加加固區(qū)和未未加固區(qū)，，地基土的的強(qiáng)度應(yīng)分分區(qū)計(jì)算。。未加固區(qū)區(qū)采用天然然地基土體體強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)，加固區(qū)區(qū)采用復(fù)合合土體綜合合強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)。3/17/202312二、復(fù)合地地基的沉降降計(jì)算在各類(lèi)復(fù)合合地基沉降降實(shí)用計(jì)算算方法中，，通常把荷荷載作用下下復(fù)合地基基總沉降量量分為加固固區(qū)壓縮量量和加固區(qū)區(qū)下臥層土土體壓縮量量?jī)刹糠?，，即可用下下式表示：：s=s1+s2（一）加固固區(qū)壓縮量量s1的計(jì)算復(fù)合地基加加固區(qū)壓縮縮量的計(jì)算算方法主要要有以下三三種方法：：1、復(fù)合模模量法將復(fù)合地基基加固區(qū)中中增強(qiáng)體和和基體兩部部分視為一一復(fù)合土體體，采用復(fù)復(fù)合壓縮模模量來(lái)評(píng)價(jià)價(jià)復(fù)合土體體的壓縮性性，并采用用分層總和和法計(jì)算加加固區(qū)壓縮縮量，表達(dá)達(dá)式為：3/17/202313豎向增強(qiáng)體體復(fù)合地基基復(fù)合壓縮縮模量Eps通常采用面面積加權(quán)平平均法計(jì)算算，即Eps=mEp+(1-m)Es式中Ep,Es—分別為樁樁體和樁間間土體的壓壓縮模量(MPa)。2、應(yīng)力修修正法在豎向增強(qiáng)強(qiáng)體復(fù)合地地基中，增增強(qiáng)體的存存在使作用用在樁間土土上的應(yīng)力力比作用在在復(fù)合地基基上的平均均應(yīng)力要小小，根據(jù)樁樁間土實(shí)際際承擔(dān)的荷荷載，按照照樁間土的的壓縮模量量，采用分分層總和法法計(jì)算加固固區(qū)土層的的壓縮量，，在計(jì)算分分析中忽略略增強(qiáng)體的的存在，表表達(dá)式為：：式中μs——應(yīng)力修修正系數(shù)3/17/2023143、樁身壓壓縮量法在荷載作用用下復(fù)合地地基加固區(qū)區(qū)的壓縮量量也可通過(guò)過(guò)計(jì)算樁體體壓縮量進(jìn)進(jìn)行計(jì)算，，設(shè)樁底端端刺入下臥臥土層的沉沉降變形為為Δ，則加固區(qū)區(qū)土層的壓壓縮量s1的計(jì)算式可可表示為：：式中sp—樁體壓壓縮量（（mm））；μp—應(yīng)力集集中系數(shù)數(shù)，；l—樁身長(zhǎng)長(zhǎng)度，即即等于加加固區(qū)厚厚度(m)；Ep—樁身材材料變形形模量(MPa)；pbo—樁底端端端承力力密度（（kPa）。3/17/202315（二）加加固區(qū)下下臥層土土體壓縮縮量s2的計(jì)算復(fù)合地基基加固區(qū)區(qū)下臥層層土層壓壓縮s2量通常采采用傳統(tǒng)統(tǒng)分層總和和法計(jì)算。在分層總總和法計(jì)計(jì)算中，，作用在在下臥層層土體上上的荷載載或土體體中附加加壓力是是難以精精確計(jì)算算的。目目前在工工程應(yīng)用用上，常常見(jiàn)的方方法是將將加固區(qū)區(qū)底面的的附加應(yīng)應(yīng)力pb首先算出出，再采采用布西西奈斯克克(Boussinesq)彈性理理論求解解下臥土土層中的的附加應(yīng)應(yīng)力。pb的計(jì)算以以應(yīng)力擴(kuò)散散法和等效實(shí)體體法最具代表表性，計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖如圖7-1所所示。此此外，有有限單元元法等數(shù)數(shù)值計(jì)算算方法，，也可應(yīng)應(yīng)用于復(fù)復(fù)合地基基的沉降降計(jì)算，，但過(guò)于于復(fù)雜，，且參數(shù)數(shù)確定缺缺少簡(jiǎn)單單、有效效的方法法，目前前尚難以以廣泛地地直接應(yīng)應(yīng)用于工工程設(shè)計(jì)計(jì)。3/17/202316（a）壓力擴(kuò)散法（b）等效實(shí)體法

圖7-1應(yīng)力擴(kuò)散散法和等等效實(shí)體體法3/17/202317換填墊層法就是將基礎(chǔ)底底面下一定深深度范圍內(nèi)的的軟弱土層部部分或全部挖挖去，然后換換填強(qiáng)度較大大的砂、碎石石、素土、灰灰土、粉煤灰灰、礦渣等性性能穩(wěn)定且無(wú)無(wú)侵蝕性的工工業(yè)廢渣材料料，并分層夯夯壓至要求的的密實(shí)度。換換填墊層法可可有效地處理理荷載不大的的建筑物地基基問(wèn)題，?？煽捎米鳛椴涣剂嫉鼗鶞\層處處理的方法。。換填墊層法處處理地基時(shí)換換填材料所形形成的墊層，，按其材料的的不同，可分分為砂墊層、、碎石墊層、、素土墊層、、灰土墊層、、粉煤灰墊層層和礦渣墊層層等。對(duì)于不不同材料的墊墊層，雖然其其應(yīng)力分布有有所差異，但但測(cè)試結(jié)果表表明，其極限限承載力還是是比較接近的的，并且不同同材料墊層上上建筑物的沉沉降特點(diǎn)也基基本相似，故故各種材料墊墊層的設(shè)計(jì)都都可參照砂墊層方法進(jìn)行。第三節(jié)換換填墊層法3/17/202318換填墊層法處理理地基的作用主主要有以下幾個(gè)個(gè)方面：(1)提高地基基承載力地基中的剪切破破壞是從基礎(chǔ)底底面開(kāi)始的，并并隨著基底壓力力的增大而逐漸漸向縱深發(fā)展。。因此，若以強(qiáng)強(qiáng)度較大的砂或或其它填筑材料料代替軟弱土層層，就可提高地地基承載力，從從而避免地基破破壞。(2)減少地基基沉降量基礎(chǔ)下地基淺層層部分的應(yīng)力較較大，其沉降量量一般在地基總總沉降中所占的的比例也較大，，若以密實(shí)的砂砂或密實(shí)填筑材材料代替淺層軟軟弱土，就可減減少地基的大部部分沉降量。另另外，由于密實(shí)實(shí)墊層對(duì)應(yīng)力的的擴(kuò)散作用，使使作用在下臥土土層上的壓力較較小，因此也相相應(yīng)減少了下臥臥土層的沉降量量。一、換填墊層法法的作用和適用用范圍3/17/202319由于粗顆粒粒墊層材料料的孔隙較較大，不易易產(chǎn)生毛細(xì)細(xì)管現(xiàn)象，，因此可以以防止寒冷冷地區(qū)土中中結(jié)冰所造造成的凍脹脹。(3)加加速軟弱土土層的排水水固結(jié)由于砂或碎碎石等墊層層材料的透透水性大，，當(dāng)軟弱土土層受壓后后，墊層可可作為良好好的排水面面，使基礎(chǔ)礎(chǔ)下面的孔孔隙水壓力力得以迅速速消散，加加速墊層下下軟弱土層層的固結(jié)，，從而提高高地基土強(qiáng)強(qiáng)度。(4)防止止地基土凍凍脹在各類(lèi)工程程中，墊層層所起的主主要作用有有時(shí)是不同同的，如建建筑物基礎(chǔ)礎(chǔ)下的墊層層主要是起起換土作用；而在路堤堤和土壩等等工程，主主要是利用用墊層起排水固結(jié)作作用。換填墊層法法主要適用用于淤泥、、淤泥質(zhì)土土、素填土土、雜填土土、濕陷性性黃土、膨膨脹土、季季節(jié)性凍土土地基及暗暗溝、暗塘塘等不均勻勻地基的淺淺層處理，其具體適用用范圍見(jiàn)表表7-3。。3/17/202320二、墊層的的設(shè)計(jì)與計(jì)計(jì)算換填墊層法法處理軟弱弱地基的設(shè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主主要是確定定墊層的厚度度和寬度。對(duì)于換土土墊層，根根據(jù)建筑物物對(duì)地基強(qiáng)強(qiáng)度和變形形的要求，，既要求墊墊層有足夠夠的厚度以以置換可能能被剪切破破壞的軟弱弱土層，又又要求墊層層有足夠的的寬度以防防止墊層向向兩側(cè)擠出出；而對(duì)于于排水墊層層，則主要要是在基礎(chǔ)礎(chǔ)底面下設(shè)設(shè)置厚度為為30~50cm的的砂、砂石石或碎石等等透水性大大的墊層，，以形成一一個(gè)排水層層，從而促促使軟弱土土層的排水水固結(jié)。3/17/202321(一)墊層厚厚度的確定墊層厚度(圖圖7-1)應(yīng)應(yīng)根據(jù)墊層底底面下臥軟弱弱土層的承載載力來(lái)確定，，即要求作用用在墊層底面面處土的自重重壓力與附加加壓力之和不不大于下臥軟軟弱土層頂面面處的地基承承載力，應(yīng)滿滿足下式要求求：3/17/202322式中—墊層底面面處的附附加壓力力(kPa)；—墊層底面面處的自自重壓力力(kPa)；—墊層底面面處經(jīng)深深度修正正后的下下臥土層層地基承承載力設(shè)設(shè)計(jì)值(kPa)。墊層底面面處的附附加壓力力，除了了可用彈彈性理論論的土中中應(yīng)力公公式進(jìn)行行計(jì)算外外，常用用的是按按壓力擴(kuò)擴(kuò)散角的的方法進(jìn)進(jìn)行簡(jiǎn)化化計(jì)算。。具體設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，可可根據(jù)下下臥土層層的地基基承載力力，先假假設(shè)一個(gè)個(gè)墊層的的厚度，，然后按按式(7-1)進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算，若若不符合合要求，，則改變變厚度，，重新再再驗(yàn)算，，直至滿滿足要求求為止。。3/17/202323(二)墊墊層寬度度的確定定確定墊層層寬度時(shí)時(shí)，應(yīng)滿滿足基礎(chǔ)礎(chǔ)底面壓壓力擴(kuò)散散的要求求，同時(shí)時(shí)還應(yīng)考考慮到墊墊層應(yīng)有有足夠的的寬度以以及墊層層側(cè)面土土的強(qiáng)度度條件，，以防止止墊層材材料向側(cè)側(cè)邊擠出出而增加加墊層的的豎向變變形量。。墊層的寬寬度可按按式(7-16)壓力力擴(kuò)散角角的方法法進(jìn)行計(jì)計(jì)算，或或根據(jù)當(dāng)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)驗(yàn)確定。。式中—墊層底面面寬度(m)；；—墊層壓力力擴(kuò)散角角，按表表7-4采采用，但但當(dāng)＜＜0.25時(shí)，仍仍按＝＝0.25取取值。3/17/202324(三)地基基變形計(jì)算算采用換填法法對(duì)地基進(jìn)進(jìn)行處理后后，由于墊墊層下軟弱弱土層的變變形，建筑筑物地基往往往仍將產(chǎn)產(chǎn)生一定的的沉降量及及差異沉降降量。因此此，在墊層層的厚度和和寬度確定定后，對(duì)于于重要的建建筑物或墊墊層下存在在軟弱下臥臥層的建筑筑物，還應(yīng)應(yīng)進(jìn)行地基基的變形計(jì)計(jì)算。換土墊層后后的建筑物物地基沉降降由墊層自自身的變形形量和下臥臥土層的變變形量?jī)刹坎糠炙鶚?gòu)成成，即式中—基礎(chǔ)沉降量量(cm)；；—墊層自身變變形量(cm)；；—壓縮層厚度度范圍內(nèi)，，自墊層底底面算起的的各土層壓壓縮變形量量之和(cm)。。3/17/202325三、墊層的的施工對(duì)于墊層施施工，應(yīng)注注意以下幾幾方面：（1）對(duì)于于砂石墊層層，墊層的的砂石料必必須具有良好的的壓實(shí)性。宜選用級(jí)級(jí)配良好的的碎石、卵卵石、角礫礫、圓礫、、礫砂、粗粗砂、中砂砂或石屑（（粒徑小于于2mm的的部分不應(yīng)應(yīng)超過(guò)總重重的45%），應(yīng)級(jí)級(jí)配良好，，不含植物物殘?bào)w、垃垃圾等雜質(zhì)質(zhì)。當(dāng)使用用粉細(xì)砂或或石粉（粒粒徑小于0.075mm的部部分不超過(guò)過(guò)總重的9%）時(shí)，，應(yīng)摻入不不少于總重重30%的的碎石或卵卵石。砂石石的最大粒粒徑不宜大大于50mm。3/17/202326（2）墊層的的質(zhì)量關(guān)鍵是是如何把墊層層密實(shí)到設(shè)計(jì)要求的密密實(shí)度。施工時(shí)應(yīng)根根據(jù)不同的換換填材料選擇擇施工機(jī)具。。粉質(zhì)粘土、、灰土宜采用用平碾、振動(dòng)動(dòng)碾或羊足碾碾，中小型工工程也可采用用蛙式夯、柴柴油夯。砂石石等宜用振動(dòng)動(dòng)碾。粉煤灰灰宜采用平碾碾、振動(dòng)碾、、平板振動(dòng)器器、蛙式夯。。礦渣宜采用用平板振動(dòng)器器或平碾，也也可采用振動(dòng)動(dòng)碾。（3）墊層的的施工方法、、分層鋪填厚厚度、每層壓壓實(shí)遍數(shù)等宜宜通過(guò)試驗(yàn)確確定。一般情情況下墊層的的分層鋪填厚度度可取20~30cm，墊層的施工工含水率，對(duì)對(duì)于粉質(zhì)粘土土和灰土宜控控制在最優(yōu)含含水率wop±2%的范圍圍內(nèi)，對(duì)于粉粉煤灰宜控制制在最優(yōu)含水水率wop±4%的范圍圍內(nèi)。施工時(shí)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制制鋪填厚度、、施工含水率率、機(jī)械碾壓壓速度，并及及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量量檢查。3/17/202327（4）開(kāi)挖基坑鋪鋪設(shè)墊層時(shí)，應(yīng)避避免對(duì)坑底軟土層層的擾動(dòng)，可保留留約200mm厚厚的土層暫不挖去去，待鋪填墊層前前再挖去至設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高。當(dāng)采用碎石石墊層時(shí)，最好在在基坑底面先鋪一一層150~300mm厚的砂砂墊層，然后再鋪鋪填碎石或卵石。。（5）作好基坑的的排水工作，除采采用水撼法施工砂砂墊層外，不得在在浸水條件下施工工，必要時(shí)應(yīng)采取取降低地下水位的的措施?？捎米鲏|層的材料料很多，除砂和碎碎石外，還有素土土、灰土墊層，以以及粉煤灰墊層等等。目前國(guó)內(nèi)外還還在墊層中鋪設(shè)耐耐久性好、抗腐蝕蝕的土工格柵、土土工格室、土工墊墊或土工織物等土土工合成材料來(lái)提提高墊層的強(qiáng)度。。3/17/202328【例題7-1】某三層磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)住宅樓，承重墻墻下為鋼筋混凝土土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)礎(chǔ)寬度=1.2m，埋深=1.2m，上部結(jié)構(gòu)作作用于基礎(chǔ)的荷載載為110kN/m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘勘探揭露，該場(chǎng)地地有一條暗浜穿過(guò)過(guò)，暗浜深度為2.5m，建筑物物基礎(chǔ)大部分落在在暗浜中，地下水水位埋深為0.8m。場(chǎng)地土質(zhì)條條件，第一層浜填填土，層厚2.5m，重度18.5kN/m3；暗浜所經(jīng)之處，，第二層褐黃色粉粉質(zhì)粘土層缺失；；第三層為淤泥質(zhì)質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚厚6.3m，重度度18.0kN/m3，地基承載力特征征值為65kPa；第四層為淤泥泥質(zhì)粘土，層厚8.6m，重度17.3kN/m3；第五層為粉質(zhì)粘粘土。試設(shè)計(jì)砂墊墊層處理方案。3/17/202329【解】1.確定定砂墊層厚度本工程由于暗浜浜深度為2.5m，而基礎(chǔ)埋埋深為1.2m，因此，砂墊墊層厚度先設(shè)定定為=1.3m，其干密度要要求大于1.6t/m3。(1)基礎(chǔ)底底面的平均壓力力pk(2)基礎(chǔ)底底面處土的自重重壓力值pc(3)墊層底底面處土的自重重壓力pcz3/17/202330(4)墊層底底面處的附加壓壓力對(duì)于條形基礎(chǔ)(5)墊層底底面處經(jīng)深度修修正后的地基承承載力特征值faz砂墊層底面處淤淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土土的地基承載力力特征值faz＝65kPa，，再經(jīng)深度修正正可得下臥層經(jīng)經(jīng)深度修正后的的地基承載力特特征值為(修正正系數(shù)ηd取1.0)3/17/202331(6)下臥層層承載力驗(yàn)算砂墊層的厚度應(yīng)應(yīng)滿足作用在墊墊層底面處土的的自重壓力與附附加壓力之和不不大于下臥層地地基承載力的要要求，按式(7-12)驗(yàn)算算，即滿足設(shè)計(jì)要求，，故砂墊層厚度度確定為1.3m。(二)確定砂砂墊層寬度墊層的寬度按式式(7-16)壓力擴(kuò)散角的的方法進(jìn)行確定定，即取墊層寬度為2.7m。習(xí)題7-13/17/202332排水固結(jié)結(jié)法是在在建筑物物建造之之前，在在場(chǎng)地上上進(jìn)行加加載預(yù)壓壓，使土土體中部部分孔隙隙水逐漸漸排出，，地基固固結(jié)，土土體強(qiáng)度度逐漸提提高，沉沉降提前前完成的的方法。。排水固固結(jié)法主主要是用用于處理理海相、、湖相以以及河相相沉積的的軟弱粘粘土層，，這類(lèi)土土的特點(diǎn)點(diǎn)是含水水率大、、壓縮性性高、強(qiáng)強(qiáng)度低、、透水性性差，而而且沉降降持續(xù)的的時(shí)間很很長(zhǎng)。采用排水水固結(jié)法法，可以以使土體體的強(qiáng)度度增長(zhǎng)，，地基承承載力提提高；相相對(duì)于預(yù)預(yù)壓荷載載的地基基沉降，，在處理理期間部部分消除除或基本本消除，，使建筑筑物在使使用期間間不會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生不利利的沉降降或沉降降差。第四節(jié)排排水水固結(jié)法法3/17/202333地基土的的排水固固結(jié)效果果與它的的排水邊邊界有關(guān)關(guān)，根據(jù)據(jù)固結(jié)理理論，粘粘性土固固結(jié)所需需的時(shí)間間與排水水距離的的平方成成正比。。如圖7-2所所示，這這是一種種典型的的單向固固結(jié)情況況。當(dāng)土層較較薄或土土層厚度度相對(duì)荷荷載寬度度較小時(shí)時(shí)，土中中孔隙水水可以由由豎向滲滲流經(jīng)上上下透水水層排出出而使土土層固結(jié)結(jié)。但當(dāng)當(dāng)軟土層層很厚時(shí)時(shí)，一維維固結(jié)所所需的時(shí)時(shí)間很長(zhǎng)長(zhǎng)，為了了滿足工工程的要要求，加加速土層層固結(jié)，，最有效效的方法法就是在在地基中中增加排排水途徑徑，如圖圖7-2所示，，這是目目前常用用的由砂砂井（袋袋裝砂井井）或塑塑料排水水板構(gòu)成成的豎向向排水系系統(tǒng)以及及由砂層層構(gòu)成的的橫向排排水系統(tǒng)統(tǒng)，在荷荷載作用用下促使使孔隙水水由水平平向流入入砂井，，豎向流流入砂墊墊層，從從而固結(jié)結(jié)時(shí)間可可以大大大縮小。。一、加固固機(jī)理3/17/2023343/17/202335要使土體中孔孔隙水排出，，必須對(duì)土體體施加荷載，，所以排水固固結(jié)還必須配配有加載系統(tǒng)統(tǒng)。加載系統(tǒng)統(tǒng)的形式和方方法很多，目目前常用的方方法有：堆載載法、真空法法、降水法、、電滲法和聯(lián)聯(lián)合法等。排水固結(jié)法處處理地基主要要有以下兩種種情況。(一)等載預(yù)預(yù)壓（（二）超載預(yù)預(yù)壓3/17/202336（二）豎向系系統(tǒng)設(shè)置豎向系統(tǒng)統(tǒng)的目的是為為了創(chuàng)造一個(gè)個(gè)水平向滲流流邊界。根據(jù)據(jù)我國(guó)的情況況，大致有以以下幾種形式式：30~50cm直徑徑的普通砂井井；7~12cm直徑的的袋裝砂井；；各種類(lèi)型的的塑料排水板板等。二、排水系統(tǒng)統(tǒng)排水系統(tǒng)分為為水平排水系系統(tǒng)和豎向排排水系統(tǒng)兩種種。（一）水平排排水系統(tǒng)水平排水系系統(tǒng)是指軟軟土層頂面面的排水砂砂層，目的的是為了創(chuàng)創(chuàng)造一個(gè)豎豎向滲流的的排水邊界界。排水墊層的的材料，一一般采用透透水性好的的砂料，其其滲透系數(shù)數(shù)不低于10-3，同時(shí)能起起到一定的的反濾作用用，并要求求含泥量不不超過(guò)3%。3/17/202337四、加載系系統(tǒng)土體孔隙水水是靠地面面荷載所產(chǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力力將其擠出出的，所以以加載系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計(jì)和和選擇關(guān)系系到預(yù)壓排排水固結(jié)的的效果。（三）真空空預(yù)壓法（—）堆載載預(yù)壓法（二）降水水預(yù)壓法（四）聯(lián)合合預(yù)壓法三、地基固固結(jié)度計(jì)算算地基固結(jié)度度計(jì)算主要要時(shí)根據(jù)圖圖7-2所示的兩種種邊界條件件作出的。。3/17/202338土的密實(shí)原理是是利用各種機(jī)械械功能，在短時(shí)時(shí)間內(nèi)促使土的的孔隙比減小，，密實(shí)度增加，，從而達(dá)到增加加地基強(qiáng)度、減減少沉降的目的的。利用密實(shí)原原理處理地基的的方法有：碾壓壓、夯實(shí)、擠密密和震密等四類(lèi)類(lèi)。以上四類(lèi)方方法適用于非飽飽和粘性土以及及飽和或非飽和和的砂類(lèi)土。第五節(jié)密實(shí)實(shí)法一、碾壓法碾壓法是利用各各種壓實(shí)機(jī)械，，如壓路機(jī)、鏟鏟運(yùn)機(jī)、羊足碾碾等的機(jī)械重量量對(duì)土進(jìn)行壓實(shí)實(shí)。由于機(jī)械的的重量有限，壓壓實(shí)功能小，壓壓實(shí)的影響深度度很淺，所以碾碾壓法主要用于于填土工程，如如土壩、路堤或或大面積回填土土，這類(lèi)工程一一般都是把土作作為回填材料，，因此可采用分分層碾壓的辦法法來(lái)達(dá)到密實(shí)的的效果。3/17/202339二、夯實(shí)法夯實(shí)法是利用沖沖擊能來(lái)?yè)魧?shí)地地基。根據(jù)沖擊擊能大小，可分分為重錘夯實(shí)和和強(qiáng)夯兩類(lèi)。（一）重錘夯實(shí)實(shí)用起重機(jī)械將夯夯錘提高到一定定的高度后，然然后將其自由下下落，利用沖擊擊能量將地基夯夯實(shí)。夯擊的能能量隨著夯錘的的重力和落距的的增加而增加，，夯錘的重力一一般為15~30kN，落距距一般為2.5~4.5m，，夯擊8~12遍后，夯實(shí)的的影響深度一般般能達(dá)到錘底直直徑的一倍左右右，約1.2m。但若在影響響深度范圍內(nèi)，，地下水位高且且存在有低滲透透性飽和軟土?xí)r時(shí)，軟土結(jié)構(gòu)很很可能被破壞，，而水又無(wú)法排排出，從而形成成所謂“橡皮土土”，在這種情情況下，土層則則不可能達(dá)到密密實(shí)的效果，應(yīng)應(yīng)特別注意。3/17/202340（二）強(qiáng)夯法法強(qiáng)夯法的特點(diǎn)點(diǎn)是夯擊能量量特別大，錘錘重一般為100~400kN，落落距為6~40m。國(guó)外外最大的夯擊擊能曾達(dá)到50000kN·m。強(qiáng)強(qiáng)夯法可用來(lái)來(lái)處理各類(lèi)碎碎石土、沙土土、低飽和度度的粉土與粘粘性土、濕陷陷性黃土、雜雜填土和素填填土等地基。。強(qiáng)夯法是在極極短的時(shí)間內(nèi)內(nèi)對(duì)地基施加加一個(gè)巨大的的沖擊能量，，加荷歷時(shí)一一般只有幾十十毫秒，這種種突然釋放的的巨大能量，，轉(zhuǎn)化為各種種振動(dòng)波向土土中傳播，破破壞土的結(jié)構(gòu)構(gòu)。強(qiáng)夯后地地基強(qiáng)度提高高的過(guò)程可分分為四個(gè)階段段：強(qiáng)制壓縮縮或震密；土土體液化或土土結(jié)構(gòu)破壞；；排水固結(jié)壓壓密；觸變恢恢復(fù)和固結(jié)壓壓密。所以強(qiáng)強(qiáng)夯也稱為動(dòng)動(dòng)力固結(jié)。3/17/202341三、擠密法擠密法是指在在軟弱土層中中擠土成孔，，從側(cè)向?qū)⑼镣翑D密，然后后再將碎石、、砂、灰土、、石灰或礦渣渣等填料充填填密實(shí)成柔性性的樁體，并并與原地基形形成一種復(fù)合合型地基，從從而改善地基基的工程性能能。根據(jù)施工工方法和灌入入材料不同，，可分為沉管管擠密砂（或或碎石）樁、、振沖碎石樁樁、石灰樁、、灰土樁、渣渣土樁、爆擴(kuò)擴(kuò)樁等。擠密法加固地地基的作用，，可以從兩個(gè)個(gè)方面分析。。首先在成孔孔過(guò)程中，由由于套管排土土使在成孔的的有效影響范范圍內(nèi)的土孔孔隙比減小，，密實(shí)度增加加；然后用填填料填入振密密成樁。這種種樁雖是柔性性樁，但其性性質(zhì)比原土要要好得多，在在某種意義上上講，樁體本本身是一種置置換作用。由由于柔性樁的的變形比剛性性樁大得多，，因此可以把把它看作地基基的一部分。。3/17/202342一、注漿法注漿法亦稱灌漿法法，是利用液壓、、氣壓或電化學(xué)的的方法，通過(guò)注漿漿管把漿液均勻地地注入地層中，漿漿液以充填、滲透透和擠密等方式，，進(jìn)入土顆粒之間間的裂隙中，將原原來(lái)松散的土體膠膠結(jié)成一個(gè)整體，，從而形成強(qiáng)度高高、防滲和化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性好的固結(jié)