《地基与基础培训》PPT课件.ppt

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1、地基与基地基与基 础础 主讲主讲 王爱玲王爱玲1.地基及基地基及基础的概念的概念 建建筑筑物物的的全全部部荷荷载均均由由其其下下的的地地层来来承承担担。受受建建筑筑物物影影响响的的那那一一部部分分地地层称称为地地基基；建建筑筑物物向向地地基基传递荷荷载的的下下部部结构构称称为基基础。建筑物建筑物上部上部结构构基基础地地基基基基 础上部上部结构构地地 基基建筑物三部分示意图建筑物三部分示意图 地基基础设计必须满足的基本条件地基基础设计必须满足的基本条件 建建筑筑物物的的建建造造使使地地基基中中原原有有的的应力力状状态发生生变化，所以地基基化，所以地基基础的的设计必必须满足：足：a.作作用用于于地

2、地基基的的荷荷载不不超超过地地基基的的承承载能力（能力（地基土的地基土的强度度问题）；）；b.控控制制基基础沉沉降降使使之之不不超超过允允许值（地地基土的基土的变形形问题）。）。地基地基天然地基天然地基人工地基人工地基 地基分类地基分类换填地基填地基排水固接排水固接预压地基地基强夯地基夯地基振冲地基振冲地基砂石砂石桩水泥粉煤灰碎石水泥粉煤灰碎石桩（CFG）夯夯实水泥土水泥土桩水泥土水泥土搅拌拌桩高高压喷射注射注浆地基地基石灰石灰桩灰土（土）灰土（土）挤密密桩其他地基其他地基 基础分类基础分类基基础浅基浅基础深基深基础柱下柱下单独独扩大基大基础柱下、柱下、墙下条形基下条形基础筏板基筏板基础（满堂

3、基堂基础）桩基基础沉箱基沉箱基础混合基混合基础连续墙基基础2.软弱土地基处理软弱土地基处理 软弱土弱土系指淤泥、淤泥系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土和部分冲填土、土、杂填土及其他高填土及其他高压缩性土。由性土。由软弱土弱土组成的地基称成的地基称为软弱土地基弱土地基。淤泥、淤泥淤泥、淤泥质土在工程上土在工程上统称称为软土，土，其具有特殊的物理力学性其具有特殊的物理力学性质，从而，从而导致了致了其特有的工程性其特有的工程性质。软土地基的工程特性软土地基的工程特性地基承地基承载力低力低建筑物的沉降和差异沉降建筑物的沉降和差异沉降较大大建筑物沉降建筑物沉降历时长 地基地基处理的目的理的目的主要是改主要是

4、改善地基的工程性善地基的工程性质，包括改善，包括改善地基土的地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪形特性和渗透性，提高其抗剪强度等。度等。2.1 换填垫层法换填垫层法 当建筑物基当建筑物基础下的持力下的持力层比比较软弱、不弱、不能能满足上部荷足上部荷载对地基的要求地基的要求时，常采用，常采用换土土垫层法法来来处理理软弱土地基，即将基弱土地基，即将基础下一定深度内的土下一定深度内的土层挖去，然后回填以挖去，然后回填以强度度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。实践践证明：明：换土土垫层可以可以有效地有效地处理某些荷理某些荷载不大的建不大的建筑物地基筑物地基问题。换土土垫

5、层按其回填的材料按其回填的材料可分可分为砂砂垫层、碎石、碎石垫层、灰土、灰土垫层等。等。砂砂垫层的主要作用：的主要作用：1.提高地基承提高地基承载力力；2.减少沉降量；减少沉降量；3.加速基底下加速基底下软弱土弱土层的排水固的排水固结；4.防止防止冻胀；5.消除膨消除膨胀土的土的胀缩作用。作用。建筑地基建筑地基处理技理技术规范范(JGJ79-2002)中中规定：定：换填填垫层法适用于浅法适用于浅层软弱地基弱地基及不均匀地基的及不均匀地基的处理。理。换填填垫层的厚度不宜小于，也不的厚度不宜小于，也不宜大于宜大于3m。2.2 排水固接预压地基排水固接预压地基 排水固排水固结预压法法是利用地基土排水

6、固是利用地基土排水固结的特性，通的特性，通过施加施加预压荷荷载，并增，并增设各种各种排水条件（砂井和排水排水条件（砂井和排水垫层等排水体），等排水体），以加速以加速饱和和软粘土固粘土固结发展的一种展的一种软土地土地基基处理方法。理方法。排水固排水固结预压法主要适用于法主要适用于处理淤泥、理淤泥、淤泥淤泥质土及其他土及其他饱和和软粘土。粘土。对于砂于砂类土土和粉土，因其透水性良好，无需用此法和粉土，因其透水性良好，无需用此法处理。理。分分为三三类：1、堆、堆载预压法法 2、砂井堆、砂井堆载预压法法 3、真空、真空预压法法2.3 挤密法和振冲法挤密法和振冲法 在砂土中，通在砂土中，通过机械振机械振

7、动挤压或加水振或加水振动可以使土密可以使土密实。挤密法和振冲法就是利密法和振冲法就是利用用这个原理个原理发展起来的两种地基加固方法。展起来的两种地基加固方法。一、一、挤密法密法挤密法的加固机理主要靠密法的加固机理主要靠桩管打入地基中，管打入地基中，对土土产生横向生横向挤密作用，密作用，在一定在一定挤密功能作用下，土粒彼此移密功能作用下，土粒彼此移动，小小颗粒填入大粒填入大颗粒的空隙，粒的空隙，颗粒排列粒排列紧密，密，孔隙体孔隙体积减少，地基土的减少，地基土的强度也随之增度也随之增强。所以所以挤密法主要是使松密法主要是使松软土地基土地基挤密，改密，改善土的善土的强度和度和变形特性。形特性。二、振

8、冲法二、振冲法振冲法是利用一个振冲器，振冲法是利用一个振冲器，在在高高压水水流流的的作作用用下下边振振边冲冲，使使松松砂砂地地基基变密密；或或在在粘粘性性土土地地基基中中成成孔孔，在在孔孔中中填填入入碎碎石石制制成成一一根根根根的的桩体体，这样的的桩体体和原来的土构成复合地基。和原来的土构成复合地基。在砂土中和粘性土中振冲法的加固机在砂土中和粘性土中振冲法的加固机理是不同的。在砂土中主要是理是不同的。在砂土中主要是振振动挤密密和和振振动液化作用液化作用；在粘性土中主要是；在粘性土中主要是振冲置振冲置换作用作用，置，置换的的桩体与土体与土组成复合地基。成复合地基。强夯法强夯法 强夯法是用几吨至几

9、十吨的重夯法是用几吨至几十吨的重锤从高从高处落下，反复多次夯落下，反复多次夯击地面，地面，对地基地基进行行强力夯力夯实。这种种强大的夯大的夯击力在地基中力在地基中产生生动应力和振力和振动，从夯，从夯击点点发出出纵波和横波，波和横波，向地基向地基纵深方向深方向传播，使地基浅播，使地基浅层和深和深处产生不同程度的加固作用。生不同程度的加固作用。深层搅拌法深层搅拌法 深深层搅拌法（拌法（Deep Mixing MethodDMM）是一种）是一种化学加固地基的方法。它通化学加固地基的方法。它通过特制机械特制机械各种深各种深层搅拌机，沿深度将固化拌机，沿深度将固化剂（水泥（水泥浆、水泥粉或石灰粉，外、水

10、泥粉或石灰粉，外掺一定的添加一定的添加剂）与地基土与地基土强制就地制就地搅拌，利用固化拌，利用固化剂自身自身及其与地基土之及其与地基土之间所所产生的一生的一系列物理、化学反系列物理、化学反应，使地基，使地基土硬土硬结成成为具有整体性、水具有整体性、水稳定定性性、较低低渗渗透透性性和和一一定定强度度的的复复合合土土桩（体体），或或与与地地基基土土构构成成复复合合地地基基，从从而而提高提高软土地基的承土地基的承载力、减小地基的力、减小地基的变形。形。高压喷射注浆法高压喷射注浆法 高高压喷射注射注浆法法（High Pressure Jet Grouting）是利用高）是利用高压射流技射流技术，喷射化

11、学射化学浆液，破坏地基土体，并液，破坏地基土体，并强制土与化学制土与化学浆液混合，形成具有一定液混合，形成具有一定强度的加固体，来度的加固体，来处理理软弱地基的一种方法。弱地基的一种方法。高高压喷射注射注浆法在工程上法在工程上的的应用主要有两方面：用主要有两方面：1.加固地基，提高建筑物地基的承加固地基，提高建筑物地基的承载力，改善地基的力，改善地基的变形性形性质，既可，既可应用于用于拟建建筑物的地基建建筑物的地基处理，又可理，又可应用于已建建用于已建建筑物的事故筑物的事故处理。理。2.地基或土体的防渗地基或土体的防渗处理，形成防渗理，形成防渗帷幕，防止渗流破坏、流土或管涌。帷幕，防止渗流破坏

12、、流土或管涌。水泥粉煤灰碎石桩（水泥粉煤灰碎石桩（CFG）水泥粉煤灰碎石水泥粉煤灰碎石桩是在碎石是在碎石桩基基础上上加加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振拌和，用振动沉管打沉管打桩机或其它成机或其它成桩机具机具制成的一种具有一定粘制成的一种具有一定粘结强度的度的桩。桩和和桩间土通土通过褥褥垫层形成复合地基。形成复合地基。3.地基质量检验地基质量检验 主要采用主要采用原位原位测试法法。常用的原位常用的原位测试法有法有圆锥动力触探法力触探法(DPT)、静力触探法、静力触探法(CPT)、标准准贯入入试验法法(SPT)、旁、旁压试验法法(PMT)、载荷荷试验、

13、现场剪切剪切试验、波速、波速测试。3.1 圆锥动力触探圆锥动力触探圆锥动力触探力触探试验是利用一定是利用一定质量量的落的落锤,以一定高度的自由落距将以一定高度的自由落距将标准准规格格的的圆锥形探形探头打入土打入土层重重,根据探根据探头贯入的入的难易程度易程度(可用可用贯入一定距离的入一定距离的锤击数、数、贯入度或探入度或探头单位面位面积动贯阻力来表示阻力来表示)判定判定土土层的性的性质。分分为：轻型、重型和超重型三种型、重型和超重型三种类型轻型重型超重型落锤锤的重量（kg）1063.5120落距（mm）5076100探头直径（mm）407474锤角（）606060探杆直径（mm）2542506

14、0指 标贯入30cm的锤击数N10贯入10cm的锤击数N63.5贯入10cm的锤击数N120圆锥动力触探类型和规格参照规范：岩土工程勘察规范（GB50021-2001）超重型动力触探试验1、试验设备：主要由触探头74mm、触探杆及穿心锤三部分组成。触探杆直径60mm、接手加厚的钻杆，穿心锤重120kg。2、试验要点：(1)贯入前，触探架安装平稳，保持触探杆垂直。试验时从孔底连续贯入。（2）量尺读数：及时记录贯入深度，对触探指标（锤击数）直接记读每贯入10厘米所需的锤击数。3.2 静载荷试验静载荷试验主要参照主要参照规范：范：建筑地基基建筑地基基础设计规范范（GB50007-2002）建筑地基建

15、筑地基处理技理技术规范范（JGJ 79-2002）分分类：浅：浅层平板平板载荷荷试验、深、深层平板平板载荷荷试验堆载物百分表承压板千斤顶油压泵工字钢桩 体浅层平板载荷试验装置示意图浅层平板载荷试验装置示意图 主要仪器设备：液压千斤顶（带压力表）、百分表（）、加荷装置（荷载平台或反力装置）、压板等。护壁加强护壁千斤顶 800 压板百分表基准梁反力钢梁位移杆基准桩深井及试验装置试验装置示意图深井及试验装置试验装置示意图复合地基载荷试验要点：1、了解场地地基处理方法；2、确定压板面积 为一根桩所承担的处理面积m 桩土面积置换率m（d/de）23、确定最大加载荷载【例题】某场地，载荷试验得到的天然地基

16、承载力特征值为120kPa。设计要求经碎石桩法处理后的复合地基承载力特征值需提高到160kPa。拟采用的碎石桩桩径为，正方形布置，桩中心距为。1、该复合地基的面积置换率最接近下列哪个值?基基桩及地基及地基检测方法方法z 低应变反射波法、声波透射法检测基桩完整性（扩径、缩径、离析、夹泥）、低质混凝土、桩长复核z 高应变法检测基桩承载力、完整性、打桩监控z 载荷试验（浅层平板、深层平板）检测基桩及地基承载力z 钻芯、动探、压实度、沉降、物探低低应变反射波法反射波法原理z一维波动理论z在桩头布置传感器，激振纵向应力波信号，应力波遇到桩身缺陷、桩底等波阻抗（AC）发生变化的界面时将有反射波向上传播。记

17、录沿桩身传播并反射回来的时域曲线。z通过实测时域曲线来分析判定基桩的桩身完整性。如：、有桩底反射波（2L/c时刻），2L/c时刻前无缺陷反射波。、断桩，将有很明显的反射信号及可能多次反射，无桩底信号。、缩径、离析有明显的反射信号，可能有桩底信号。低低应变反射波法反射波法图例低低应变检测典型波形典型波形19m的完整桩的完整桩低低应变检测典型波形典型波形2m断桩断桩高高应变法法高应变法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性；监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。打印机或重锤绘图仪便携PDA力传感器计算机打桩仪加速度计土桩土高应变测试系统布置示意图声波透射

18、法声波透射法适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。声波透射法声波透射法检测典型波形典型波形静静载试验静载试验适用于检测单桩的竖向抗压承载力。1基准梁2百分表3磁性表座4试桩5锚桩6反力梁7千斤顶8锚筋单桩竖向抗压静载试验装置示意图125436758静静载试验现场照片照片静静载试验典型典型图波速波速测试z 波速的测试适用于在土层中用单孔法和跨孔法测试压缩波与剪切波波速、面波法测试瑞利波波速以及弹性波在岩层中的传播速度，并根据波速提供场地土的动弹性模量、动剪切模量和动泊松比等。z可用于场地土的类别划分和场地土层的地震反应分析。z在地基勘察中，配合其它测试方法综合评价场地土的工程力学性质。z地基加固效果等。基本原理：是根据已知距离，由声波仪测得声波在该距离内的走行时间，即可求得波速。混凝土无混凝土无损检测的内容、原理的内容、原理 混凝土质量的主要性不言而喻。如果混凝土质量不佳，将直接影响结构受力情况，因此其检测技术也发展迅速，有声波方法、电法及电磁波法等等。但目前应用较多的为声波方法和较新发展起来的雷达方法。z 强度（钻芯法、超声法、回弹法、超声回弹综合法）；z 裂纹深度（超声法）z 内部质量（超声法、CT、回波法）；z 钢筋（电磁波法）；z 结构构件应力应变等（应变计、钢弦应变）