001第1章-绪论 《 地基处理新技术》.ppt

地基处理新技术地基处理新技术主讲：王俊杰主讲：王俊杰 教授教授Tel:13883116938Email:课程基本信息v教材：地基处理（第3版），叶观宝、高彦斌主编，中国建筑工业出版社，2009年v学时：40v考核方式：笔试v成绩核定：100分制，考试70，平时成绩30。1绪论绪论1.1 地基处理的定义地基处理的定义1.1.1 场地场地 场地是指工程建设所直接占有并直接使用的有限场地是指工程建设所直接占有并直接使用的有限面积的土地。场地范围内及其邻近的地质环境都会面积的土地。场地范围内及其邻近的地质环境都会直接影响着场地的稳定性。直接影响着场地的稳定性。1.1.2 地基地基 地基是指承托建筑物基础的这一部分范围很小的地基是指承托建筑物基础的这一部分范围很小的场地。场地。建筑物的地基所面临的问题有四个方面，即：建筑物的地基所面临的问题有四个方面，即：1)强度及稳定性问题、强度及稳定性问题、2)变形问题、变形问题、3)渗漏问题、渗漏问题、4)液化问题液化问题。一、强度及稳定性问题一、强度及稳定性问题 当地基的抗剪强度不足支承以上部结构的自重当地基的抗剪强度不足支承以上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体的破坏。从及外荷载时，地基就会产生局部或整体的破坏。从而影响建筑物的正常使用，甚至引起开裂或破坏。而影响建筑物的正常使用，甚至引起开裂或破坏。土的抗剪强度不足除了会引起建筑物地基失效外，土的抗剪强度不足除了会引起建筑物地基失效外，还会引起其它一系列岩土工程稳定性问题，如边坡还会引起其它一系列岩土工程稳定性问题，如边坡失稳、基坑失稳、挡土墙失稳等。失稳、基坑失稳、挡土墙失稳等。二、变形问题二、变形问题 当地基上部结构的自重及外界荷载的作用下产当地基上部结构的自重及外界荷载的作用下产生过大变形时，会影响建筑物的正常使用，超过容生过大变形时，会影响建筑物的正常使用，超过容许的不均匀沉降时，结构可能开裂。许的不均匀沉降时，结构可能开裂。高压缩性土的地基容易产生变形。高压缩性土的地基容易产生变形。三、渗漏问题三、渗漏问题 渗漏是由于地基中地下水运动产生的问题。包渗漏是由于地基中地下水运动产生的问题。包括两方面：水量流失和渗透变形。括两方面：水量流失和渗透变形。1）水量流失）水量流失 由于地基土的抗渗性能不足而造成水量流失，从由于地基土的抗渗性能不足而造成水量流失，从而影响工程的储水或防水性能，或者造成施工不便。而影响工程的储水或防水性能，或者造成施工不便。如水库库底漏水导致储水功能失效、垃圾填埋场中如水库库底漏水导致储水功能失效、垃圾填埋场中地基防渗性能不足导致污染物随地下水的扩散及迁地基防渗性能不足导致污染物随地下水的扩散及迁移造成环境污染等。移造成环境污染等。2）渗透变形）渗透变形 渗透变形是指渗透水将土体的细颗粒冲走、带渗透变形是指渗透水将土体的细颗粒冲走、带走或局部产生移动，导致土体变形。此变形又分为走或局部产生移动，导致土体变形。此变形又分为流土和管涌。流土和管涌。四、液化问题四、液化问题 在动力荷载（地震、机器、车辆、爆破、波浪在动力荷载（地震、机器、车辆、爆破、波浪等）作用下，会引起饱和松散砂土（包括部分粉土）等）作用下，会引起饱和松散砂土（包括部分粉土）产生液化。它是一种使土体失去抗剪强度近似液体产生液化。它是一种使土体失去抗剪强度近似液体特性的一种动力现象，并使地基失稳和震陷。特性的一种动力现象，并使地基失稳和震陷。1.1.3 基础基础 基础（基础（Foundation，Footing）是指建筑物向）是指建筑物向地基传递荷载的下部结构，它具有承上取下的作用。地基传递荷载的下部结构，它具有承上取下的作用。1.1.4 地基处理地基处理 天然地基是指未经加固的天然土层。天然地基是指未经加固的天然土层。地基处理也叫地基加固地基处理也叫地基加固(Ground Treament,Ground Improvement)，是针对那些不能满足地基，是针对那些不能满足地基强度和变形等要求，需经过人工处理后方能建造基础强度和变形等要求，需经过人工处理后方能建造基础的地基。的地基。地基处理的方法多种多样，加固原理和适应范地基处理的方法多种多样，加固原理和适应范围也不尽相同。因此，对某一具体工程来讲，在选择围也不尽相同。因此，对某一具体工程来讲，在选择处理方法时需要综合地质条件、上部结构要求、周围处理方法时需要综合地质条件、上部结构要求、周围环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术条件、环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术条件、设备状况和经济指标等科学地制定地基处理方案，必设备状况和经济指标等科学地制定地基处理方案，必要时可以进行现场试验以确定设计、施工参数。要时可以进行现场试验以确定设计、施工参数。1.2 地基处理的对象及其特征地基处理的对象及其特征 地基处理的对象是软弱地基地基处理的对象是软弱地基(Soft Foundation)特殊土地基（特殊土地基（Special Ground）。）。建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）“软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压性土层构成的地基冲填土、杂填土或其他高压性土层构成的地基”。“特殊土包括软土、湿陷性土、膨胀土、特殊土包括软土、湿陷性土、膨胀土、红粘土、冻土等红粘土、冻土等”。1.2.1 软弱地基软弱地基一、软土一、软土 软土是淤泥和淤泥质土的总称。软土是淤泥和淤泥质土的总称。软土的特性：天然含水量高、天然孔隙比软土的特性：天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低、地基变形大，在外荷载作用下地基承载力低、地基变形大，不均匀变形也大，且变形稳定历时较长，在比较不均匀变形也大，且变形稳定历时较长，在比较深厚的软土层上，建筑物基础的沉降往往持续数深厚的软土层上，建筑物基础的沉降往往持续数年乃至数十年之久。年乃至数十年之久。施工时应注意对软土基槽底面的保护，减少施工时应注意对软土基槽底面的保护，减少扰动；对荷载差异较大的建筑物，宜先建重、高扰动；对荷载差异较大的建筑物，宜先建重、高部分，后建轻、低部分。部分，后建轻、低部分。二、冲填土二、冲填土 冲填土冲填土(Hydraulic Fill)是指整治和疏浚江河是指整治和疏浚江河航道，用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹大量水分吹航道，用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹大量水分吹到江河两岸而形成的沉积土，南方地区称吹填土。到江河两岸而形成的沉积土，南方地区称吹填土。冲填土是否需要处理和采用何种处理方法，冲填土是否需要处理和采用何种处理方法，取决于冲填土的工程性质中颗粒组成、土层厚度、取决于冲填土的工程性质中颗粒组成、土层厚度、均匀性和排水固结条件。均匀性和排水固结条件。三、杂填土三、杂填土 杂填土杂填土(Miscellaneous Fill)是指由人类活动是指由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾而而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾而形成的土。杂填土的成因很不规律，组成的物质形成的土。杂填土的成因很不规律，组成的物质杂乱，分布极不均匀，结构松散。杂乱，分布极不均匀，结构松散。四、其他高压缩性土四、其他高压缩性土 主要指饱和松散粉细砂和部分粉土，在动力荷主要指饱和松散粉细砂和部分粉土，在动力荷载载(机械振动、地震等机械振动、地震等)重复作用下将产生液化；在重复作用下将产生液化；在基坑开挖时也会产生管涌。基坑开挖时也会产生管涌。1.2.2 1.2.2 特殊土地基特殊土地基一、湿陷性土一、湿陷性土 定义：是指在上覆土层自重应力作用下，定义：是指在上覆土层自重应力作用下，或自重应力和附加应力共同作用下，受水浸湿时或自重应力和附加应力共同作用下，受水浸湿时产生附加湿陷变形的土。具体指标是指在产生附加湿陷变形的土。具体指标是指在200KPa200KPa压力下，浸水荷载试验的陷量与承压板宽度之比压力下，浸水荷载试验的陷量与承压板宽度之比大于大于0.0230.023的土。包括：湿陷性黄土、干旱和半干的土。包括：湿陷性黄土、干旱和半干旱地区的具有崩解性的碎石土或沙土等。在我国旱地区的具有崩解性的碎石土或沙土等。在我国东北、西北和华北部分地区分布较多。东北、西北和华北部分地区分布较多。湿陷性黄土又有自重湿陷性黄土和非自重湿湿陷性黄土又有自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。在陷湿性土地基上进行工程建设时，陷性黄土。在陷湿性土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起的不均匀沉降可能对工必须考虑因地基湿陷引起的不均匀沉降可能对工程造成的危害。故应选择适宜的地基处理方法，程造成的危害。故应选择适宜的地基处理方法，消除这类土的湿陷性。消除这类土的湿陷性。特征：压缩性高；抗剪强度低；渗透性强；特征：压缩性高；抗剪强度低；渗透性强；湿陷性大。干密度越小，湿陷性越强。湿陷性大。干密度越小，湿陷性越强。二、膨胀土二、膨胀土 定义：指土中粘粒含量成分主要由亲水性定义：指土中粘粒含量成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形的粘性土。两种变形的粘性土。工程特性工程特性 高分散性：高分散性：0.002mm0.002mm的粘粒含量一般的粘粒含量一般30%30%；高塑性：高塑性：IpIp20%20%；高液限：；高液限：IwIw40%40%；膨胀性：膨胀率一般为膨胀性：膨胀率一般为4%4%5%5%，大的达，大的达10%10%；收缩率：线收缩率收缩率：线收缩率3%3%8%8%，收缩系数，收缩系数0.30.30.60.6，大的达大的达0.70.71.01.0胀缩具有可逆性。胀缩具有可逆性。三、红粘土三、红粘土 红粘土（红粘土（Red ClayRed Clay）指颜色为褐红、褐黄色、）指颜色为褐红、褐黄色、覆盖在碳酸岩系之上，其液限等于或大于覆盖在碳酸岩系之上，其液限等于或大于50%50%的高的高塑性粘土。塑性粘土。四、季节性冻土四、季节性冻土 冻土冻土(Frozen Soil)(Frozen Soil)是指气候在负温条件下，是指气候在负温条件下，其中含有冰的各种土。其中含有冰的各种土。季节性冻土季节性冻土(Seasonally Frozen Ground)(Seasonally Frozen Ground)是是指在冬季冻结，而夏季融化的土层。指在冬季冻结，而夏季融化的土层。多年冻土或永冻土多年冻土或永冻土(Permafrost)(Permafrost)是指冻结状是指冻结状态持续三年以上的土层。态持续三年以上的土层。五、岩溶（喀斯特）五、岩溶（喀斯特）岩溶（岩溶（KarstKarst）是石灰岩、白云岩、泥）是石灰岩、白云岩、泥灰岩、岩盐、石膏等可溶性岩层受水的化学灰岩、岩盐、石膏等可溶性岩层受水的化学和机械作用而形成的溶洞、溶沟、裂隙，以和机械作用而形成的溶洞、溶沟、裂隙，以及由于溶洞的顶板塌落使地面产生陷坑、洼及由于溶洞的顶板塌落使地面产生陷坑、洼地等现象和作用的总称。地等现象和作用的总称。我国岩溶地基广泛分布在贵州和广西两我国岩溶地基广泛分布在贵州和广西两省区。岩溶是以岩溶水的溶蚀为主，由潜蚀省区。岩溶是以岩溶水的溶蚀为主，由潜蚀和机械塌陷作用而造成的。和机械塌陷作用而造成的。1.3 地基处理的目的地基处理的目的 地基处理的目的是利用换填、夯实、挤地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性。土进行加固，用以改良地基土的工程特性。提高地基土的抗剪强度提高地基土的抗剪强度 地基的剪切破坏表现在：建筑物的地基地基的剪切破坏表现在：建筑物的地基承载力不够；偏心荷载或侧向土压力作用导承载力不够；偏心荷载或侧向土压力作用导致结构物失稳；填土或建筑物荷载，使邻近致结构物失稳；填土或建筑物荷载，使邻近地基产生隆起；土方开挖时边坡失稳；基坑地基产生隆起；土方开挖时边坡失稳；基坑开挖时坑底隆起。开挖时坑底隆起。降低地基的压缩性降低地基的压缩性 地基的压缩性表现在建筑物的沉降和差地基的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大；填土或建筑物荷载，使地基产生异沉降大；填土或建筑物荷载，使地基产生固结沉降；作用于建筑物基础的负摩擦力引固结沉降；作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降；大范围地基的沉降和不均起建筑物的沉降；大范围地基的沉降和不均匀沉降；基坑开挖引起邻近地面沉降；降水匀沉降；基坑开挖引起邻近地面沉降；降水地基产生固结沉降。地基产生固结沉降。地基的压缩性反映在地基土的压缩模量地基的压缩性反映在地基土的压缩模量指标的大小。指标的大小。因此，需要采取措施以提高地基土的压因此，需要采取措施以提高地基土的压缩模量，以减少地基的沉降或不均匀沉降。缩模量，以减少地基的沉降或不均匀沉降。改善地基的透水特性改善地基的透水特性 地基的透水性表现在堤坝等基础产生的地基的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏；基坑开挖工程中，因土层内夹薄地基渗漏；基坑开挖工程中，因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。以上都是在地下水的运动中所出现的问以上都是在地下水的运动中所出现的问题。题。为此，必须采取措施使地基土降低透水为此，必须采取措施使地基土降低透水性或减少其水压力。性或减少其水压力。改善地基的动力特性改善地基的动力特性 地基的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂地基的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂(包括部分粉土包括部分粉土)将产生液化；由于交通荷载或打桩将产生液化；由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。等原因，使邻近地基产生振动下沉。为此，需要采取措施防止地基液化，并改善其为此，需要采取措施防止地基液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。振动特性以提高地基的抗震性能。改善特殊土的不良地基特性改善特殊土的不良地基特性 主要是消除或减少特殊土地基的一些不良工程主要是消除或减少特殊土地基的一些不良工程性质，如湿陷性黄土的湿陷性、膨胀土的胀缩性性质，如湿陷性黄土的湿陷性、膨胀土的胀缩性和冻土的冻胀融沉性等。和冻土的冻胀融沉性等。1.4 地基处理方法的分类、原理及适用地基处理方法的分类、原理及适用范围范围1.4.1 1.4.1 地基处理方法分类地基处理方法分类一、分类方法一、分类方法 按原理、目的、施工工艺、地基土性质等按原理、目的、施工工艺、地基土性质等分类。在阐述时，一般按原理分类。分类。在阐述时，一般按原理分类。二、常用的地基处理方法分类（按主要原理）二、常用的地基处理方法分类（按主要原理）及应用范围，主要有：置换、夯实、挤密、及应用范围，主要有：置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋、热学等方法。排水、胶结、加筋、热学等方法。1.4.2 1.4.2 各种地基处理方法原理简介各种地基处理方法原理简介一、换土垫层法一、换土垫层法 1 1）概念：是指用物理力学性质较好的岩土材）概念：是指用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土体，以形成料置换天然地基中部分或全部软弱土体，以形成双层地基或复合地基，达到提高承载力和减少沉双层地基或复合地基，达到提高承载力和减少沉降的目的。降的目的。1 1、垫层法、垫层法 1)1)基本原理：挖除浅层软弱土或不良土，采用基本原理：挖除浅层软弱土或不良土，采用物理力学性质良好的材料进行换填，并分层碾压物理力学性质良好的材料进行换填，并分层碾压或夯实，以提高持力层的承载力，减少沉降量。或夯实，以提高持力层的承载力，减少沉降量。2)2)分类（按常用材料分）：砂分类（按常用材料分）：砂(或砂石或砂石)垫层、垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰土、二灰灰)垫层等。垫层等。A A、干渣：分级干渣、混合干渣和原状干渣；、干渣：分级干渣、混合干渣和原状干渣；B B、粉煤灰：湿排灰和调湿灰。、粉煤灰：湿排灰和调湿灰。3)3)施工方法：常用机械碾压、平板振动和重施工方法：常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。锤夯实进行施工。4)4)适用范围：常用于基坑面积宽大和开挖土适用范围：常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填土以及软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填土以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。一般处理深度为一般处理深度为2 23m3m。2、挤淤法挤淤法 1 1）基本原理：采用边强夯或爆破，边填碎石或块石等）基本原理：采用边强夯或爆破，边填碎石或块石等材料、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，以提高地材料、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，以提高地基承载力和减小变形。基承载力和减小变形。2 2）适用范围：适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，）适用范围：适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过才能确定其适应性。应通过才能确定其适应性。附：附：爆破挤淤法是换填法的一种，它是一种先在淤泥地基爆破挤淤法是换填法的一种，它是一种先在淤泥地基上抛填石堤，并在其外缘淤泥地基中埋置炸药，炸药引爆上抛填石堤，并在其外缘淤泥地基中埋置炸药，炸药引爆时淤泥被爆炸成流塑状并被强制排除，抛填石堤随之坍落时淤泥被爆炸成流塑状并被强制排除，抛填石堤随之坍落于原淤泥处，形成着底于良好地基上并较为密实的抛石堤于原淤泥处，形成着底于良好地基上并较为密实的抛石堤的强制置换法。的强制置换法。该法的最大挤淤深度与炸药量及淤泥强度该法的最大挤淤深度与炸药量及淤泥强度等密切相关；一般而言，当淤泥强度较低时，使等密切相关；一般而言，当淤泥强度较低时，使用目前的施工工艺与常规药量，最大挤淤深度可用目前的施工工艺与常规药量，最大挤淤深度可达达12m12m（个别工程达（个别工程达21m21m）。该法具有施工工艺简）。该法具有施工工艺简单、施工速度快，工程造价低，特别适于淤泥等单、施工速度快，工程造价低，特别适于淤泥等超软地基上填筑石堤。超软地基上填筑石堤。堤心爆填包侧向爆填包侧向爆后断面线侧向补填断面线珠海南泾湾防波堤爆填布药示意图珠海南泾湾防波堤爆填布药示意图 二、振密、挤密法二、振密、挤密法 基本原理：采用一定的工艺手段，通过振动、基本原理：采用一定的工艺手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。处理的目的。分类：表层原位压实法、重锤夯实法、强夯法、分类：表层原位压实法、重锤夯实法、强夯法、振冲密实法、挤密沙石桩法、爆破挤密法、土桩和振冲密实法、挤密沙石桩法、爆破挤密法、土桩和石灰桩法。石灰桩法。南海三山港国际货柜码头南海三山港国际货柜码头堆场采用强夯法加固地基堆场采用强夯法加固地基某振冲碎石桩工地某振冲碎石桩工地三三、排水固结法、排水固结法 1、基本原理：软土地基在附加荷载的作、基本原理：软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。或提高沉降速率。2、排水系统的组成、排水系统的组成 排水系统：排水可以利用天然土层本身排水系统：排水可以利用天然土层本身的透水性，尤其是上海地区多夹砂薄层的特的透水性，尤其是上海地区多夹砂薄层的特点，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板点，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。之类的竖向排水体。加压系统：主要是地面堆载法、真空预压加压系统：主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法加固软弱的粘土，在一定条件法和井点降水法加固软弱的粘土，在一定条件下，采用电渗排水井点也是合理而有效的。下，采用电渗排水井点也是合理而有效的。3 3、分类、分类 堆载预压法堆载预压法 A A、含义：在建造建筑物以前，通过临时堆、含义：在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物。高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物。B B、适用范围：软粘土地基。、适用范围：软粘土地基。珠海前山水荷载预压加固示意图珠海前山水荷载预压加固示意图砂井法砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等包括袋装砂井、塑料排水带等)A A、含义：在软粘土地基中，设置一系列砂井，、含义：在软粘土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压，称并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压，称为砂井堆载预压法。为砂井堆载预压法。B B、适用范围：透水性低的软弱粘性土，但对于、适用范围：透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。泥炭土等有机质沉积物不适用。真空预压法真空预压法 A A、含义：在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜、含义：在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气，使密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。固结。B B、适用条件：适用于能在加固区形成、适用条件：适用于能在加固区形成(包括采取包括采取措施后形成措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。稳定负压边界条件的软土地基。真空真空-堆载联合预压法堆载联合预压法 A A、含义：当真空预压达不到要求的预压荷载时，可与堆载、含义：当真空预压达不到要求的预压荷载时，可与堆载预压联合使用，其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。预压联合使用，其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。B B、适用范围：软粘土地基。、适用范围：软粘土地基。深圳河真空预压加固软基示意图深圳河真空预压加固软基示意图 广珠高速中山新隆真空联合堆载预压加固6米多高桥头填土的软基加固现场降低地下水位法（井点法等抽降水）降低地下水位法（井点法等抽降水）A A、含义：通过降低地下水位使土体中的孔隙水、含义：通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。B B、适用范围：地下水位接近地面而开挖深度不、适用范围：地下水位接近地面而开挖深度不大的工程，特别适用于饱和粉、细砂地基。大的工程，特别适用于饱和粉、细砂地基。电渗排水法电渗排水法 A A、含义：在土中插入金属电极并通以直流电，由、含义：在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。借助电渗作用可逐渐排除土中水。B B、适用范围：饱和软粘土地基。、适用范围：饱和软粘土地基。四、置换法四、置换法 1、原理：采用专门的技术，以砂、碎石等材料原理：采用专门的技术，以砂、碎石等材料置换软土，或在部分地基中掺入水泥、石灰或砂置换软土，或在部分地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未处理部分土形成复合地基，浆等形成加固体，与未处理部分土形成复合地基，达到提高地基强度和减少沉降的目的。达到提高地基强度和减少沉降的目的。2 2、分类、分类 振冲置换法振冲置换法(或称碎石桩法或称碎石桩法)A A、含义：碎石桩法是利用一种单向或双向振动、含义：碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入的冲头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩。碎石边振实，形成碎石桩。B B、适用范围：适用于地基土的不排水抗剪强度、适用范围：适用于地基土的不排水抗剪强度不大于不大于20kPa20kPa的地基。的地基。石灰桩法石灰桩法 A A、含义：在软弱地基中用机械成孔，填、含义：在软弱地基中用机械成孔，填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体，利入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体，利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用，改善桩体周围土体的石灰的物理化学作用，改善桩体周围土体的物理力学性质，同时桩与土形成复合地基，物理力学性质，同时桩与土形成复合地基，达到地基加固的目的。达到地基加固的目的。B B、适用范围：适用于软弱粘性土地基。、适用范围：适用于软弱粘性土地基。强夯置换法强夯置换法 A A、含义：对厚度小于、含义：对厚度小于6m6m的软弱土层，边的软弱土层，边夯边填石，形成深度夯边填石，形成深度3 36m6m、直径为、直径为2m2m左右的左右的碎石拄体，与周围土体形成复合地基。碎石拄体，与周围土体形成复合地基。B B、适用范围：软粘土。但对排水抗剪强、适用范围：软粘土。但对排水抗剪强度小于度小于20KPa20KPa的软土地基要慎重。的软土地基要慎重。水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩(CFG(CFG桩桩)A A、含义：在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤、含义：在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振动沉管打桩机或其灰和少量水泥，加水拌和，用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的具有一定粘结强度的桩。它成桩机具制成的具有一定粘结强度的桩。B B、适用范围：人工填土、饱和及非饱和粘性土、适用范围：人工填土、饱和及非饱和粘性土、砂土、粉土等地基。砂土、粉土等地基。EPS EPS超轻质料填土法超轻质料填土法 A A、含义：发泡聚苯乙烯、含义：发泡聚苯乙烯(EPS)(EPS)的重度只有土的的重度只有土的1/501/501/1001/100，并具有较好的强度和压缩性能，用于，并具有较好的强度和压缩性能，用于填土料可有效减少作用在地基上的荷载，需要时也填土料可有效减少作用在地基上的荷载，需要时也可置换部分地基土，以达到更好的效果。可置换部分地基土，以达到更好的效果。B B、适用范围：适用于软弱地基上的填方工程。、适用范围：适用于软弱地基上的填方工程。五、加筋法五、加筋法 1、原理：通过在土层中埋设强度较大的土工原理：通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、钢筋、受力杆件等加筋材料，使地基土聚合物、钢筋、受力杆件等加筋材料，使地基土体能够承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提体能够承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变地基土的应力场和应变场，从而提高刚度，改变地基土的应力场和应变场，从而提高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。2 2、分类、分类土工合成材料土工合成材料 A A、含义：土工合成材料是岩土工程领域中的、含义：土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料，是用于土工技术和土木工程，一种新型建筑材料，是用于土工技术和土木工程，而以聚合物为原料的具渗透性的材料的总称。而以聚合物为原料的具渗透性的材料的总称。B B、特点：土工合成材料具有过滤、排水、隔、特点：土工合成材料具有过滤、排水、隔离、加筋、防护、封闭、隔水气等作用；并具有离、加筋、防护、封闭、隔水气等作用；并具有质量轻、柔性大、强度高、耐腐蚀、成本低、运质量轻、柔性大、强度高、耐腐蚀、成本低、运输及施工方便、大批量工厂化生产及劳动强度低输及施工方便、大批量工厂化生产及劳动强度低等优点。等优点。C C、常用的土工合成材料：、常用的土工合成材料：透水的有纺及无纺土工织物；透水的有纺及无纺土工织物；不透水的土工膜；不透水的土工膜；塑料排水板和排水盲沟；塑料排水板和排水盲沟；膜袋混凝土；膜袋混凝土；土工格栅及上述产品的组合物等。土工格栅及上述产品的组合物等。C C、土工合成材料类型：常见的这类纤维有：、土工合成材料类型：常见的这类纤维有：聚酰胺纤维聚酰胺纤维(PA(PA，如尼龙、锦纶，如尼龙、锦纶)、聚酯纤维、聚酯纤维(如涤如涤纶纶)等。等。D D、原理：利用土工合成成材料的高强度、韧、原理：利用土工合成成材料的高强度、韧性等力学性能，扩散土中应力，增大土体的抗拉性等力学性能，扩散土中应力，增大土体的抗拉强度，改善土体或构成加筋土以及各种复合土工强度，改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。主要包括排水作用、反滤作用、隔离作用结构。主要包括排水作用、反滤作用、隔离作用和加筋作用。和加筋作用。E E、适用范围：砂土、粘性土和软土，或用作、适用范围：砂土、粘性土和软土，或用作反滤、排水和隔离材料。反滤、排水和隔离材料。某灰坝用充泥袋筑堤加固示意图某灰坝用充泥袋筑堤加固示意图在软基上铺设加固土工在软基上铺设加固土工布、土工格栅示意图布、土工格栅示意图加筋土加筋土 A A、原理：把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层、原理：把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体，用以提高土体的稳定性。体，用以提高土体的稳定性。B B、适用范围：人工填土的路堤和挡墙结构。、适用范围：人工填土的路堤和挡墙结构。土层锚杆土层锚杆 A A、原理：土层锚杆是依赖于土层与锚固体之、原理：土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的，它使用在一切需间的粘结强度来提供承载力的，它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构.B B、适用范围：一切需要将拉应力传递到稳定、适用范围：一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程。土体中去的工程。土钉土钉 A A、原理：在土体内放置一定长度和分布密度的、原理：在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，与土共同作用，用以弥补土体自身强度的土钉体，与土共同作用，用以弥补土体自身强度的不足。提高了土体整体刚度，弥补了土体的抗拉和不足。提高了土体整体刚度，弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱点。抗剪强度低的弱点。B B、适用范围：开挖支、适用范围：开挖支护和天然边坡的加固。护和天然边坡的加固。树根桩法树根桩法 A A、原理：在地基中沿不同方向，设置直径为、原理：在地基中沿不同方向，设置直径为7575250mm250mm的细桩，形成如树根状的群桩，以支撑结的细桩，形成如树根状的群桩，以支撑结构物。构物。B B、适用范围：软弱粘性土和杂填土地基。、适用范围：软弱粘性土和杂填土地基。六、胶结法、胶结法 1 1、原理：在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水、原理：在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，以提高地基承泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，以提高地基承载力和减小沉降。载力和减小沉降。2 2、分类、分类 注浆法注浆法 A A、原理：用压力泵把水泥或其它化学浆液注入、原理：用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。堵漏等目的。B B、适用范围：处理砂土、粉土、淤泥质粘土、适用范围：处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可加固海滨和粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可加固海滨和使用在托换工程中。使用在托换工程中。高压喷射注浆法高压喷射注浆法 A A、原理：将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻、原理：将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定速以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定速度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；当喷嘴提升度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；当喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。提高地基承载力、而不旋转，则形成墙状固结体。提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。B B、适用范围：淤泥、淤泥质土、人工填土等、适用范围：淤泥、淤泥质土、人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。地基。对既有建筑物可进行托换加固。水泥土搅拌法水泥土搅拌法 A A、原理：利用水泥、石灰或其它材料作为固化、原理：利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体水泥或石灰的浆液或粉体)强强制搅拌，形成坚硬的拌和柱体，与原地层共同形成制搅拌，形成坚硬的拌和柱体，与原地层共同形成复合地基。复合地基。B B、适用范围：淤泥、淤泥质土、粉土和含水量、适用范围：淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于较高且地基承载力标准值不大于120kPa120kPa的粘性土地的粘性土地基。基。七、冷热处理法七、冷热处理法1 1、冻结法、冻结法 原理：通过人工冷却，使地基温度低到原理：通过人工冷却，使地基温度低到孔隙水的冰点以下，使之冷却，从而具有理孔隙水的冰点以下，使之冷却，从而具有理想的截水性能和较高的承载力。想的截水性能和较高的承载力。适用范围：软粘土或饱和的砂土地层中适用范围：软粘土或饱和的砂土地层中的临时措施。的临时措施。2、烧结法烧结法 通过渗入压缩的热空气和燃烧物，并依靠热传通过渗入压缩的热空气和燃烧物，并依靠热传导，将土颗粒加热到导，将土颗粒加热到1000C以上，从而增加土的强以上，从而增加土的强度，减少变形。度，减少变形。八、化学加固法八、化学加固法 1 1、原理：通过浆液渗透以填充和压实等、原理：通过浆液渗透以填充和压实等形式将原来松散的土粒或裂隙胶结成整体。形式将原来松散的土粒或裂隙胶结成整体。2 2、使用范围：砂土、粉土、粘性土和湿、使用范围：砂土、粉土、粘性土和湿陷性黄土、人工填土等。陷性黄土、人工填土等。3 3、分类：、分类：渗入（压密、劈裂）注浆；渗入（压密、劈裂）注浆；单液硅化法；单液硅化法；碱液法。碱液法。九、托换技术九、托换技术 原理：对建筑物地基和基础进行加固、处理或原理：对建筑物地基和基础进行加固、处理或改建，在原有建筑物基础下需修建地下工程，以及改建，在原有建筑物基础下需修建地下工程，以及邻近建筑物建造新工程而影响原有建筑物的安全等邻近建筑物建造新工程而影响原有建筑物的安全等问题的技术总称。问题的技术总称。工作原理：采取适当稳妥的方法，支托住原有工作原理：采取适当稳妥的方法，支托住原有建筑物的全部或部分荷载；或根据工程需要对原有建筑物的全部或部分荷载；或根据工程需要对原有建筑物的地基和基础进行加固，或在原有建筑物下，建筑物的地基和基础进行加固，或在原有建筑物下，进行其它地下工程的施工。进行其它地下工程的施工。适用范围：针对建筑物及其基础的地基情况，适用范围：针对建筑物及其基础的地基情况，具体分析确定。具体分析确定。1.5一些新的地基处理方法一些新的地基处理方法 近几年出现的地基处理新方法大致分为三类：近几年出现的地基处理新方法大致分为三类：组合式地基处理工法、新的地基处理桩型和新的组合式地基处理工法、新的地基处理桩型和新的地基处理施工技术。地基处理施工技术。一、组合式地基处理工法一、组合式地基处理工法 组合地基处理方法，就是将几种单一的地基处组合地基处理方法，就是将几种单一的地基处理方法有机地组合在一起，充分发挥各自的优点，理方法有机地组合在一起，充分发挥各自的优点，从而达到提高工效和缩短工期的目的。从而达到提高工效和缩短工期的目的。需要指出的是，组合式地基处理方法不是简单需要指出的是，组合式地基处理方法不是简单地将单一的地基处理方法作排列组合，而是需要地将单一的地基处理方法作排列组合，而是需要进行合理的组合，达到进行合理的组合，达到“一加一大于二一加一大于二”的目的。的目的。1、高真空击密法、高真空击密法 高真空击密