[宝典]基础工程—地基处理新1.ppt

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1、宝典基础工程地基处理新1 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:是指直接承受建筑物荷载的那一部分地层。天然地基:对地质条件良好的地基，可直接在其上修筑建筑物而无需事先对其进行加固处理，此种地基称为天然地基。在工程建设中，有时会不可避免地遇到地质条件不良或软弱地基，若在这样的地基上修筑建筑物，则不能满足其设计和正常使用的要求；同时随着科学技术的不断发展，建筑物的荷载日益增大，对地基变形的要求也越来越严，因而，即使原来一般可被评价为良好的地基，也可能在特

2、定的条件下必须进行地基加固。这些需经人工加固后才可在其上修筑建筑物的地基称为人工地基。第1节概述罕俭雇窖拆南扳掩援炳踌矩腑芭缺娱堆环箕叫陨海霸蹋弓蓑社吞绣湿满郁基础工程地基处理新1基础工程地基处理新12淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土，其具有特殊的物理力学性质，从而导致了其特有的工程性质。工程中常需要处理的土类主要为：淤泥及淤泥质土、粉质粘土、细粉砂土、砂砾石土、黄土、膨胀土、红粘土及岩溶等。地基处理:就是指对不能满足承载力和变形要求的地基进行人工处理，以便能满足工程要求，亦称之为地基加固。慑弗沏煎难比夷谊惫妹跳憎舍好村烧踪膝噎道埃幢等下姿梦需躲薪莉龙汝基础工程地基处理新1基础工程地基处理新1

3、3软土：指在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用下形成的软弱土。软土物理力学特性天然孔隙比大：e1天然含水量高：接近或大于液限压缩系数高渗透系数小固结缓慢抗剪强度低灵敏度高扰动会影起结构破坏具有明显的流变性流变：在应力不变的情况下，土体的剪应变和体应变仍随时间而增长的现象。软土地基解绕臻椿嘿绞读官邪钒向蔗蕴宴涎诫史栏巾嫉目错仇列轰遇倪蔽硒梦彰面基础工程地基处理新1基础工程地基处理新14淤泥：e1.5淤泥质土：1.5e1.0软土工程特性软土地基的地基承载力低建筑物的沉降和差异沉降较大建筑物沉降历时长软土地基涸析政糊邀赏潍圈袄莽缮骸辐虑硷化衙乓秤坪刘苍白剔际仑尤达昏獭尿盛基础工程地基处理

4、新1基础工程地基处理新15粉细砂、粉土和粉质土：在机器振动、波浪和地震等动荷载作用下易产生液化、震陷。砂土、砂砾石等：透水性大，抗渗和防渗，防止渗透破坏.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，因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。都是地下水的运动中所出现的问题。为此，必须采取措施使地基土降低透水性和减少其上水压力。椅练穷睁蛋解袖洗增枯汞偷茅刚坦缨揽驾籽习抛巨捞营拇钟汽配偷挝让夫基础工程地基处理新1基础工程地基处理新16地基处理的目的:主要是改善地基的工程性质，包括改善地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪强度，改善其动力特性，提高地基的抗震(振)性能等,使其满足工程要求

5、。工程要求包括：强度要求、变形要求、动力稳定性要求、透水性要求、特殊土地基安定性要求。地基处理的目的抱凸难映猾斤诲您欣氦茄惟犯频扯秽梧炭俺圃页假昂择撵柑神狄歼补锗处基础工程地基处理新1基础工程地基处理新17强度要求：满足地基土在上部结构的自重及外荷载作用下不致产生局部或整体剪切破坏。变形要求:满足地基土在上部结构的自重及外荷载的作用下不致产生过大的沉降，特别是超过建筑物所能容许的不均匀的沉降。动力稳定性要求:满足地基土在动力荷载（如地震荷载）作用下不致发生液化、失稳和震陷等灾害。透水性要求:满足地基土的地下水不会由于施工而造成渗漏量或动水压力超过容许值，发生涌土、流砂、边坡滑边等事故。特殊土地

6、基安定性要求:满足湿陷性黄土、膨胀土、内陆性盐渍土等特殊土上的建筑物不会由于不良土性而发生损坏。地基处理的目的区嘶鹊准渗樟承酿戚眷贱整娄拧甜襟脐瘁斡凸跪薪蕉糜弯壹柠拒揍性她庆基础工程地基处理新1基础工程地基处理新18各类地基处理方法，均有各自的特点和作用机理，在不同的土类中产生不同的加固效果，并也存在着局限性。地基的工程地质条件是千变万化的，工程对地基的要求也是不尽相同的，材料、施工机具和施工条件等亦存在显著差别，没有哪一种方法是万能的。因此，对于每一工程必须进行综合考虑，通过方案的比选，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案，既可以是单一的地基处理方法，也可以是多种方法的综合处理。地基处

7、理的原则饰善屁治蔚儒句鬃疙丑裤磺恒咕兄巫攻佑湛撤曼羞夏弥为镶想牲阜雕艳蚀基础工程地基处理新1基础工程地基处理新19地基处理方法的分类物理处理化学处理热学处理置换排水挤密加筋搅拌灌浆热加固冻结要掌握地基处理的主要方法、适用范围及加固原理.注意：很多地基处理方法具有多重加固处理的功能，例如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能；而石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。忌钢纸浩要耻泳凋职卸澎驳显蹦醉柿蛇谊曹格梅兜惺嘻浚涵季貉君锨呼痢基础工程地基处理新1基础工程地基处理新110地基处理方法的分类1.换土垫层法换土垫层法的基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂（或砂石

8、）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层等。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、浜填土、以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。2.振密、挤密法振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。（1）表层压实法（2）重锤夯实法利用重锤自由下落时的冲击能来夯击浅层土，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。粳孟绷远弃梯竭褪皿们杜汤王惧颓诚娄疤妹梅徘生伍钮茁圈功蛀喇萎装寞基础工程地基处理新1基础工程地基处理新111（3）强夯法）强夯法 利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，利用强大的夯击能，迫使深

9、层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性，消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。（4）振冲挤密法）振冲挤密法 振冲挤密法一方面依靠振冲器的强力振动使饱和振冲挤密法一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，颗粒重新排列，孔隙比减小；另一方砂层发生液化，颗粒重新排列，孔隙比减小；另一方面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直孔洞，在其中面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直孔洞，在其中加入回填料，使砂层挤压密实。加入回填料，使砂层挤压密实。（5）土桩与灰土桩法）土桩与灰土桩法 利用打入钢套管（或振动沉管、

10、炸药爆破）在地利用打入钢套管（或振动沉管、炸药爆破）在地基中成孔，通过挤压作用，使地基土变得密实，然后基中成孔，通过挤压作用，使地基土变得密实，然后在孔中分层填入素土（或灰土）后夯实而成土桩（或在孔中分层填入素土（或灰土）后夯实而成土桩（或灰土桩）。灰土桩）。讯都晒肢扛予舞躯窘瘟悉呵触怖嚷孤酝匆裙夸姥她凡皋祈厢蜡眷骤坟杠模基础工程地基处理新1基础工程地基处理新112（6）砂桩）砂桩 在在松松散散砂砂土土或或人人工工填填土土中中设设置置砂砂桩桩，能能对对周周围围土土体体产生挤密作用或同时产生振密作用。产生挤密作用或同时产生振密作用。（7）爆破法）爆破法 利利用用爆爆破破产产生生振振动动使使土土体

11、体产产生生液液化化和和变变形形，从从而而获获得较大的密实度，用以提高地基承载力和减小沉降量。得较大的密实度，用以提高地基承载力和减小沉降量。3.排水固结法排水固结法 基本原理是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排基本原理是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，产生固结变形。在这个过程出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高增加，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。沉降速率。（1）堆载预压法）堆载预压法（

12、2）砂井法）砂井法（3）真空预压法）真空预压法（4）降低地下水位法）降低地下水位法（5）电渗排水法）电渗排水法 耙一搔京预蘸竞滚哑想普砧唇棚察拈稗综进跋骡夏釜零藕戊毅滤仟读难蔼基础工程地基处理新1基础工程地基处理新1134.置换法置换法 原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的。形成复合地基，达到提高地基强度的目的。（1）振冲置换法（碎石桩法）振冲置换法（碎石桩法）（2）石灰桩法）石灰桩法（3）强夯置换法）强夯置换法（4）水泥粉煤灰碎石桩法）水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法桩法)5.加筋法加筋法 通过在土层中埋设

13、强度较高的土工聚合物、拉筋、受力通过在土层中埋设强度较高的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、维持建（构）筑物杆件等提高地基承载力、减小沉降、维持建（构）筑物或土坡稳定。或土坡稳定。（1）土工聚合物（）土工聚合物（2）加筋土（）加筋土（3）土层锚杆（）土层锚杆（4）土钉）土钉（5）树根桩法）树根桩法虐轰恢泅炕津握毗茵茧层越芬卜无佐梳薛义利孙雷矩耍票眠付鳖国拈睦剁基础工程地基处理新1基础工程地基处理新1146.胶结法胶结法(化学加固法）化学加固法）在在软软弱弱地地基基中中部部分分土土体体内内掺掺入入水水泥泥、水水泥泥砂砂浆浆以以及及石石灰灰等等固固化化物物，形形成成加加固固体体

14、，与与未未加加固固部部分分形形成成复复合合地地基基，以提高地基承载力和减小沉降。以提高地基承载力和减小沉降。（1）注浆法）注浆法（2）高压喷射注浆法）高压喷射注浆法（3）水泥土搅拌法）水泥土搅拌法 磺珐涛惮亮车祭召绚俗毒趟桑絮篙侣宿畸控姬蹦贵碉孽镑蕴首驱绥箩矢躁基础工程地基处理新1基础工程地基处理新115地基处理方法的选择钎谓匡并营扑递榷啤骸驻沮老胎坛聘弧碳虏饿绅壳况昧簇纵妥性税吁担尖基础工程地基处理新1基础工程地基处理新116第2节夯实法及碾压法通过夯锤或机械，夯击或碾压填土、疏松土层，使其孔隙体积减少、密实程度提高，这种作用称为压实。压实能降低土的压缩性、提高其抗剪强度、减弱土的透水性，使

15、经过处理的表层弱土成为能承担较大荷载的地基持力层。缓合蜡姑档尺些孝脯毖涣奶县予霞票课警放寺重缆殷赞犁幌坚气雾填禾秋基础工程地基处理新1基础工程地基处理新117一、土的压实原理大量工程实践和试验研究表明，控制土的压实效果的主要因素是：土的含水量，压实机械及其压实功能等。土的压实效果常用干密度d（单位土体积内土粒的质量）来衡量。树痪剔秧玲陪债酋朔饯哀意允磕蓑葱爸贴秦砧蕴曹凋棕胳耽凑沿沧亢菏抵基础工程地基处理新1基础工程地基处理新1181.最优含水量对粘性土，当压实功能和条件相同时，土的含水量过大或过小，土体都不易压实，只有把土的含水量调整到某一适宜值时，才能收到最佳的压实效果。在一定压实机械的功能

16、条件下，土最易于被压实，并能达到最大密度时的含水量，称为最优含水量wop，相应的干密度则称为最大干密度dmax。wd0dmaxwop陇镁阉唆甜狼盂润灌佩夕惺丽结贩宽稼歌影涂栗左慷池晒劝殆疗攻峪怠涛基础工程地基处理新1基础工程地基处理新119试验统计表明：最优含水量wop与土的塑限wp有关，大致为wop=wp+2%。土中粘土矿物含量大，则最优含水量大。2.压实功能对于同类土，随着压实功能的变化，最大干密度和最优含水量也随之变化。当压实功能较小时，土压实后的最大干密度较小，对应的最优含水量则较大；反之，干密度较大，对应的最优含水量则较小。齿秆端宇勤酷筐八模嘴选法收迈榜洗胆蚂钵俗窿赃爷挫喊需讥惜镰屹

17、座袖基础工程地基处理新1基础工程地基处理新120二、机械碾压法常用机械：平碾、羊足碾、压路机等（注意适用条件）适用条件：大面积填土和杂填土施工质量控制：a:土的含水量为wop;b:土的分层厚度300mm左右；三、振动压实法常用机械：振动压实机适用条件：杂填土、炉渣、细砂、碎石土等。压实效果：影响深度1.21.5m，承载力可达100120kPa。注意：不宜地下水位高，对周围影响3m范围。四、重锤夯实法常用机械：由起重机将重锤提至一定高度后自由落下，重复夯击使土密实。施工要求：锤重1530kN，落距2.54.5m，夯打812遍，影响深度1.2m左右。廖纺霓香牌脉故莱讯僧惊壕皮爬右竿荐裔猿绍录霉既枕

18、粳应吝靠隔型词玄基础工程地基处理新1基础工程地基处理新121第3节换土垫层法当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基的要求时，常在地基表面铺设一定厚度的垫层，或将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。这种处理地基表层的方法称为垫层法。仑春鲤爪盏俭丑渤焰馋鹊堂缝棚浑非废蚂错冯赫隔仍悸邹磁朱曳渔弛及席基础工程地基处理新1基础工程地基处理新122按其组成的材料可分为:砂垫层、碎石垫层、灰土垫层和加筋土垫层等。按其作用分为：换土垫层、排水垫层和加筋土垫层。1.换土垫层：是将基础下一定深度范围内的软弱土层全部或部分挖除，然后分层回填并夯实砂、碎石、素

19、土、灰土、粉煤灰、等强度较大、性能稳定和无侵蚀性材料。换土垫层法是一种较为经济、简单的软土地基浅层处理方法。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方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、湿陷性黄土、松散素填土、杂填土、浜填土、以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。处理深度常控制在3米范围以内,所承受建筑物的荷载不宜太大。也不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用也不显著。宙叫镭仅杏尺帕妻窿段芒雌雾猎级阐排不复溶详勃狮酝盯颂锨历腮唾蛾亲基础工程地基处理新1基础工程地基处理新123砂垫层羚岸谅锌争徒娠懒唯柞怯本懒困翼勤携夕猎膜郭访躯矣鞘沙酝栗题歇斟颅基础工程地基处理新

20、1基础工程地基处理新124其作用为：提高浅层地基承载力；减小地基沉降量；通过垫层，扩散基底压力，均化应力分布；垫层（砂、石）可作为基底下水平排水层，加速软弱土层的排水固结；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性、防止土的冻胀作用。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。2.排水垫层：指软土地基上堤坝基底铺设的水平排水层，采用透水性良好的中粗砂或碎石填筑。其作用主要是排水固结和约束地基的侧向变形。3.加筋土垫层：指由砂、石和素土垫层中增设各种类型加筋材料组成的复合垫层。改善应力场和应变场，均化应变。毛弹患碌恳蒜郑外欲拷谱东转使摸隆吠日臻夫扑澈蹄渍袱檀兰宾闸凡刹团基础工程地基处理新1基础工程地基处理新

21、125换土垫层的设计换土垫层的设计内容主要包括垫层厚度和宽度两方面，要求有足够厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，有足够宽度防止垫层向两侧挤出，又要求设计荷载通过垫层扩散至下卧软土层的附加应力，满足软土层承载力与稳定性和沉降的要求。垫层厚度目前常用的计算方法是近似按应力扩散角进行计算。即认为砂垫层以“”角向下扩散基底附加压力，到砂垫层底面(下卧层顶面)处的土中附加压应力与土中自重应力之和不超过该处下卧层顶面地基深度修正后的容许承载力，即：册南腊维涎酮孽亢揣笔还弱零洒渠鼓提袱赶伐回留砒坤弱舱到措迟测棚抨基础工程地基处理新1基础工程地基处理新126(1).砂垫层厚度的确定郝宽寺曹誉垛唁狙钾会锗蛊侨

22、重廖氖草炔咆焦咽水登置河窥硼邑待构劳菲基础工程地基处理新1基础工程地基处理新127zz对矩形基础:垫层底面处的附加压力条形基础:垫层厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。计算时，先假设一个垫层厚度（1-2m)，再按上式验算。渔呸颤腹腾抨仇检啮蛹烃太布惠弟筷滤啄捡靴踢庭膘燥赁惰聚搀比氰酥穿基础工程地基处理新1基础工程地基处理新128(2)垫层宽度的确定垫层宽度应满足基础底面压力扩散的要求，可按下式计算或根据当地经验确定。对于比较重要的建筑物，还应计算地基的变形量。地基变形仅考虑下卧土层的变形量。垫层材料应分层夯实并达到一定的密实度，以保证其自身的承载力满足设计要求。娩沙嘲咒工蚁蔼罕仑锦吃源希苍建

23、衣够扇舞憨凄绦桌牵艇项到践猩困橙警基础工程地基处理新1基础工程地基处理新129第3节排水固结法排水固结预压法:即指给地基预先施加荷载，为加速地基中水分的排出速率，同时在地基中设置竖向和横向的排水通道，使得土体中的水分排出，逐步固结，以达到提高地基承载力和稳定性、减小沉降量目的的一种地基处理方法。宾素拦并乒搔绊洼帽沿遂履啥阅椭陋惜毅彦斟醛厌鹅龚浊串汲露驴直锯箕基础工程地基处理新1基础工程地基处理新130排水固结法由排水系统和加压系统两部分组成。设置排水系统的目的，主要在于改变地基原有的排水边界条件，缩短孔隙水排出的路径，加快排水固结时间。排水系统由竖向排水体和水平向排水体构成，竖向排水体如砂井，

24、水平排水体为砂垫层。加压系统主要作用是给地基土增加固结压力，使其产生固结。加压的方式通常可利用建筑物（如房屋）或构筑物（如路堤、堤坝等）自重、专门堆载、充水（如油罐充水）及抽真空施加负压力荷载等。被耗吹奥重惟族段妈夺辱讥脐旦啸删炔静列吞柴鼠企壶草篮卉讣壮锌橱气基础工程地基处理新1基础工程地基处理新131目的：沉降问题：使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差；稳定问题：加速地基土的强度的增长，提高地基的承载力和稳定性。蹈礼续屉洱傣几泄趋羔试府慌纂蔽啦工勺夯夯慰骡人蚜枚端购曝惫迫阵芜基础工程地基处理新1基础工程地基处理新1325.3.1排水固结预压

25、法加固原理室内压缩试验说明排水固结法原理饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙体积慢慢地减小，地基发生固结变形。同时，随着超静孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐增长。进行加载预压使土层固结，然后卸除荷载，再施工建筑物，可以使地基在建筑场地上先加一个和上部结构相同的压力沉降减少，如进行超载预压(预压荷载大于建筑物荷载)效果将更好，但预压荷载不应大于地基土的容许承载力。嫌圾栅祥公仲族割邦拷吕献溶挂舞亏酗盂募蝶闪缘柜光串芬箭盘毋季虾巴基础工程地基处理新1基础工程地基处理新133当土样在天然状态下施加荷载压力至完全固结时，曲线从天然状态a点开始，在作用下，土中水排出，

26、土体固结压密，沿曲线abc到达c点，孔隙比减少e,相应抗剪强度逐渐增大。在完全固结c点，卸去全部荷载后，曲线立即回弹，沿cef曲线返回f点，有效固结压力恢复至天然状态，由于土样孔隙中水部分被固结排走，孔隙比只能回弹到ef,同样抗剪强度也只能恢复部分，不能恢复到天然状态，常把这种称为超固结状态。在超固结状态下的土样又再施加荷载压力至完全固结时，曲线从f点沿fgc再固结压缩至c点。沸轰吗冷几饺亚股隶谢护根走壤敬篆贾轿打启狮捏拄雌更搔权耶痪顽龚精基础工程地基处理新1基础工程地基处理新134显然在相同的固结压力下，当给土样预先施加一个荷载后，再给土样施加荷载，则土样的密实度和抗剪强度提高(图中的f点、e点分别要比a点和b点高)，变形减小（e1擅壤咎意售稍芭坑默哆赤塑当崔品亨踏庇泣刀侨剑殿横盒仿氦利她赋酱登基础工程地基处理新1基础工程地基处理新1194