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iAAA地基处理技术 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望地基处理技术New Technical of Soil Improvement 西南科技大学环境与资源学院参考书地基处理与托换技术 叶书麟主编 中国建筑工业出版社 2005年地基处理技术发展与展望龚晓南主编 水利水电出版社 2004年复合地基设计和施工指南龚晓南主编 人民交通出版社 2003年岩土工程治理手册 林宗元编 建筑工业出版社 2005.10 该课程是一门实践性很强的课程，主要在于理解其基本原理和基本设计思路，在实际工作中要严格以国家和各行业标准在执行，在本课程的讲授中主要依据为建筑地基处理技术规范和建筑地基基础设计规范为主。与其关系紧密的先导课程为：土力学、工程岩土学工程力学等n比如：与工程岩土体的工程性质有关的知识；岩土体的工程非类、砂型土的抗剪强度特征、粘性土的工程性质。n 地基承载力的概念（其中涉及到几种不同的承载力概念）、不同承载力概念的意义；n 涉及到地基变形方面的知识：如：基底压力、附加压力、附加应力、压缩模量等。n 粘性土固结的计算方面的知识；绪 论一、地基处理的目的和意义建筑物的地基所面临的问题 强度及稳定性问题 压缩及不均匀沉降问题 渗漏及渗透变形问题 动力荷载及液化问题 地震效应表现形式：1、强烈地面运动导致各类建筑物的破坏 2、强烈地面运动造成场地、地基的失稳或失效，包括液化、地裂、震陷、滑坡等。3、地表断裂活动，包括地表基岩断裂及构造性地裂造成的活动；4、局部地形、地貌、地层结构的变异可能引起的地面异常波动造成的特殊破坏1.2 常见软弱土和不良土 我国建筑地基基础设计规范（我国建筑地基基础设计规范（GB500072002中规定：软弱地基系指主要有淤泥、淤泥质土、中规定：软弱地基系指主要有淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。软弱是一个相对概念，是与具体工程所要求的条件相对软弱是一个相对概念，是与具体工程所要求的条件相对的。的。软弱地基：软软弱地基：软(粘）土、冲填土、杂填土、高压缩粘）土、冲填土、杂填土、高压缩性土；性土；一、软（粘土）：淤泥及淤泥质土总称为软（粘）土。指一、软（粘土）：淤泥及淤泥质土总称为软（粘）土。指在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，静生物化学作用形在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，静生物化学作用形成，天然含水率大于液限、天然孔隙比大于成，天然含水率大于液限、天然孔隙比大于1的粘性土。的粘性土。当天然孔隙比大于等于当天然孔隙比大于等于1而小于而小于1.5时的粘性时的粘性土或粉土称为淤泥质土，当天然孔隙比等于或大土或粉土称为淤泥质土，当天然孔隙比等于或大于于1.5时成为淤泥。时成为淤泥。主要分布在我国东南沿海、内陆平原和山区，主要分布在我国东南沿海、内陆平原和山区，如天津、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门如天津、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门和广州等沿海地区和广州等沿海地区主要特点：主要特点：天然含水率和孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透性差演示文档标题演示文档内容冲填土：由水力充填泥沙形成的填土，如冲填土：由水力充填泥沙形成的填土，如以粘性土以粘性土为为主，则有大量的水分难于排出，一般属于强度低压缩主，则有大量的水分难于排出，一般属于强度低压缩性较高的欠固结土。性较高的欠固结土。杂填土：由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾特点：强度低、压缩性高、均匀性差，一般具有浸水湿陷性特殊性土特殊性土1、软土：前面已经述及。2、湿陷性黄土：凡天然黄土在上覆土的自重应力作用下，或在自重压力和附加应力共同作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著下沉的黄土。分布：甘肃、陕西、黑龙江、吉林、青海、辽宁、内蒙、山东、河北、河南、山西、新疆等地一般认为黄土的孔隙比大于0.8时基本无湿陷性3、膨胀土、膨胀土 主要指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物组成的粘主要指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物组成的粘性土，具有吸水膨胀和失水收缩、且变形往复的高性土，具有吸水膨胀和失水收缩、且变形往复的高塑性粘土；塑性粘土；4、红粘土、红粘土 主要是石灰岩和白云岩等碳酸盐类岩石在亚热主要是石灰岩和白云岩等碳酸盐类岩石在亚热带温湿气候条件下，静红土化作用所形成的褐红带温湿气候条件下，静红土化作用所形成的褐红色粘性土。色粘性土。5、季节性冻土、季节性冻土 凡具有负温或零温，其中含有冰的各种土都称为冻土，而冬季冻结，夏季融化的土层称为季节性冻土对冻结状态持续3年以上的土层就为多年冻土或永冻土分布：主要在我国的华北、东北和西北地区6、岩溶和土洞、岩溶和土洞 主要出现在碳酸盐类岩石地区，形成一系列的岩溶现象和景观：溶洞、溶沟、溶槽、落水洞及土洞等。土洞存在于溶沟发育，地下水在基岩上下活动频繁的地区，有的已停止发育，有的还可能继续发展，形成的被土和泥所充填的空穴。修建建筑物可能会造成地面变形和地基陷落软弱土地基的特征含水量较高，孔隙比较大。压缩性较高。抗剪强度很低。渗透性较差。具有显著的结构性。具有明显的流变性 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土进行加固，用以改良地基土的工程特性。1)提高地基的抗剪强度；2)降低地基的压缩性；3)改善地基的适水特性；4)改善地基的动力特性；5)改善特殊土的不良地基特性。1.3 地基处理技术的发展概况地基处理技术的发展概况 近40年来，国外在地基处理方面发展十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现，在60年代中期，从如何提高土的抗拉强度这一思路中，发展了土的“加筋法”；从如何合理利用土的排水和加速固结这一基本观点出发，发展了土工聚合物、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，采用加大击实功能的措施，发展了“强夯法”和振动“水冲法”等。另另外外，现现代代工工业业的的发发展展，对对地地基基工工程程提提供供了了强强大大的的生生产产手手段段：如如能能制制造造重重达达几几十十吨吨的的专专用用地地基基加加固固施施工工机机械械(使使用用强强夯夯法法时时的的起起重重机机械械)；潜潜水水电电机机的的山山现现，带带来来了了振振动动水水冲冲法法的的振振动动器器的的施施工工机机械械；真真空空泵泵的的问问世世，才才能能建建立立真真空空预预压压法法；生生产产了了大大于于20000kPa的的压压缩缩空空气气机机，从而产生了从而产生了“高压喷射注浆法高压喷射注浆法”。在在1981年年6月月召召开开的的第第十十届届国国际际：土土力力学学及及基基础础工工程程会会议议上上有有46篇篇论论文文专专门门论论述述了了“地地基基处处理理”技技术术，并并成成为为会会议议的的12个个重重要要议议题题之之一一；在在1983年年召召开开的的第第八八届届欧欧洲洲土土力力学学及及基基础础工工程程会会议议上上所所讨讨论论的的主主题题就就是是“地地基基处处理理”。1984年年中中国国土土木木工工程程学学会会土土力力学学基基础础工工程程学学会会下下成成立立了了“地地基处理学术委员会基处理学术委员会”，二、地基处理方法分类 地基处理的基本方法，无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法，这些方法是千百年以前以至迄今仍然是有效的方法。值得注意的是，很多地基处理的方法具有多种处理的效果。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩又挤密又吸水，吸水后又进一步挤密等，因而一种处理方法可能具有多种处理效果。所以同一种方法可以归入不同的类别中。碾压及夯实碾压及夯实换填垫层换填垫层排水固结排水固结振密挤密振密挤密置换及拌入置换及拌入土工聚合物土工聚合物其它其它n淤泥n淤泥质土n冲填土n黄土n膨胀土n山区土岩复合地基（岩溶、土洞）常用地基处理方法的原理、作用及适用范围 1、换土垫层法青岛港8号码头强夯挤淤工程北海堤爆破挤淤2振密、挤密法(1)表层压实法(2)重捶夯实法(3)强夯法(4)振冲挤密法(5)土(或灰土、粉煤灰，石灰)桩法(6)砂桩(7)爆破法1530KN，2.5-4.5m80-400KN，830m(1)表层压实法(2)重捶夯实法(3)强夯法(4)振冲挤密法1振冲挤密法23排水固结法排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。(1)堆载预压法(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等)(3)真空预压法(4)降低地下水位法(5)电渗排水法等载预压 超载预压(1)堆载预压法(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等)(3)真空预压法(4)降低地下水位法4置换法(1)振冲置换法(或称碎石桩法)(2)石灰桩法(3)强夯置换法(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)(1)振冲置换法(或称碎石桩法)(1)振冲置换法(海上施工)(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)5加筋法(1)土工聚合物(2)加筋土(3)土层锚杆(4)土钉(5)树根桩法6胶结法(1)注浆法(2)高压喷射注浆法(3)水泥土搅拌法(1)注浆法 高压喷射注浆法70年代后期创始于日本，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出，冲击破坏土体，同时钻杆以定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。高压喷射注浆的三种型式(2)高压喷射注浆法水泥土搅拌桩搅拌桩机的搅拌叶片水泥土搅拌桩喷粉桩施工7冷热处理法(1)冻结法(2)烧结法润扬大桥冻结法施工润扬大桥冻结法施工润扬大桥冻结法施工8其它(1)锚杆静压桩(2)沉降控制复合桩基三、地基处理的基本原则 在选择处理方法时需要综合考虑各种影响因素，如建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求，荷载大小、分布和种类，基础类型、布置和埋深，基底压力、天然地基承载力、稳定安全系数、变形容许值，地基土的类别、加固深度、上部结构要求、周围环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术素质与施工技术条件、设备状况和经济指标等。施工中需考虑对场地及邻近建筑物可能产生的影响、占地大小、工期及用料等。