第九章地基与基础.ppt

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1、第九章软弱地基处理第九章软弱地基处理 第一节软弱地基处理概述第一节软弱地基处理概述 第二节强夯法第二节强夯法 第三节换土垫层法第三节换土垫层法 第四节振冲法第四节振冲法 第五节土或灰土挤密桩法第五节土或灰土挤密桩法 第六节预压法第六节预压法 第七节化学加固法第七节化学加固法第一节软弱地基处理概述第一节软弱地基处理概述 软弱地基是指高压缩性土软弱地基是指高压缩性土(a1-2=0.5MPa-1)地基。由于软弱地基。由于软弱土的物质组成、成因及存在环境土的物质组成、成因及存在环境(如水的影响等如水的影响等)不同，不同不同，不同的软弱地基其性质是完全不同的。根据工程地质特征，软弱的软弱地基其性质是完全

2、不同的。根据工程地质特征，软弱地基系指主要由软土地基系指主要由软土(淤泥及淤泥质土淤泥及淤泥质土)、冲填土、杂填土及、冲填土、杂填土及其他高压缩性土层构成的地基。其他高压缩性土层构成的地基。一、软土一、软土 软土是第四世纪后期形成的海相、三角洲相、湖相及河相软土是第四世纪后期形成的海相、三角洲相、湖相及河相的钻性土沉积物，有的属于新近淤积物。其地质成因甚为复的钻性土沉积物，有的属于新近淤积物。其地质成因甚为复杂。所有这些不同成因的地层，其接近地面部分主要为淤泥杂。所有这些不同成因的地层，其接近地面部分主要为淤泥和淤泥质土，它们是在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经和淤泥质土，它们是在静水或缓慢的

3、流水环境中沉积，并经生物化学作用形成的。其主要物理力学特性表现为以下几方生物化学作用形成的。其主要物理力学特性表现为以下几方面面:下一页返回第一节软弱地基处理概述第一节软弱地基处理概述(1)含水量高、孔隙比大。软土的天然含水量等于或大于液限，含水量高、孔隙比大。软土的天然含水量等于或大于液限，天然孔隙比大于天然孔隙比大于1.0。沿海淤泥质土的含水量大多在沿海淤泥质土的含水量大多在35%50%范围，淤泥的含水量范围，淤泥的含水量一般在一般在56%100%范围。含水量一般随液限成正比增加。软范围。含水量一般随液限成正比增加。软土因其含水量高、孔隙比大，因而使软土地基具有变形大、土因其含水量高、孔隙

4、比大，因而使软土地基具有变形大、强度低的特点。软土的饱和度通常在强度低的特点。软土的饱和度通常在95%以上。液性指数大以上。液性指数大多大于多大于1.0。(2)高压缩性。与高含水量、高孔隙比相应，软土的压缩性高压缩性。与高含水量、高孔隙比相应，软土的压缩性很高，压缩系数很高，压缩系数a1-2大于大于0.5 MPa-1，沿海淤泥的压缩系数，沿海淤泥的压缩系数a1-2大多超过大多超过1.5MPa-1。(3)天然抗剪强度低。软土的渗透系数很小，其天然强度可天然抗剪强度低。软土的渗透系数很小，其天然强度可通过进行三轴不排水试验、无侧限抗压强度试验或现场十字通过进行三轴不排水试验、无侧限抗压强度试验或现

5、场十字板剪切试验得到。三轴不排水试验内摩擦角板剪切试验得到。三轴不排水试验内摩擦角 ，黏聚，黏聚力力cu一般小于一般小于25kPa，无侧限抗压强度，无侧限抗压强度qu，一般小于，一般小于50kPa。地基土如不作处理，其承载力很低。地基土如不作处理，其承载力很低。上一页 下一页返回第一节软弱地基处理概述第一节软弱地基处理概述(4)渗透系数小。大部分软土地区，土层具有薄层理构造，其渗透系数小。大部分软土地区，土层具有薄层理构造，其垂直向渗透系数较水平向小。渗透系数一般在垂直向渗透系数较水平向小。渗透系数一般在1X10-81X10-6 cm/s范围，由于土层的渗透性小，加上软土层较厚，在建筑范围，由

6、于土层的渗透性小，加上软土层较厚，在建筑物荷载下土层固结缓慢，建筑物竣工时所完成的沉降占总沉物荷载下土层固结缓慢，建筑物竣工时所完成的沉降占总沉降的比例很小，约为降的比例很小，约为5%20%，建筑物使用后的沉降大、延，建筑物使用后的沉降大、延续时间很长。续时间很长。(5)触变性。软土为絮凝结构，是结构性沉积物，具有触变触变性。软土为絮凝结构，是结构性沉积物，具有触变性，其结构未受扰动时，具有一定的结构强度，一旦受到扰性，其结构未受扰动时，具有一定的结构强度，一旦受到扰动，强度很快降低，其后强度又可慢慢恢复。软土中亲水矿动，强度很快降低，其后强度又可慢慢恢复。软土中亲水矿物物(如蒙脱石如蒙脱石)

7、含量多时，结构性较强，其触变性比较显著。含量多时，结构性较强，其触变性比较显著。触变性大小常用灵敏度来表示，软土的灵敏度一般在触变性大小常用灵敏度来表示，软土的灵敏度一般在34，个，个别达到别达到89。(6)流变性。除厂瞬时变形和固结变形引起的建筑物沉降以流变性。除厂瞬时变形和固结变形引起的建筑物沉降以外还会发生缓慢而长期的流变变形。外还会发生缓慢而长期的流变变形。上一页 下一页返回第一节软弱地基处理概述第一节软弱地基处理概述内陆和山区软土性质和沿海软土相近，但一般分布范围较小，内陆和山区软土性质和沿海软土相近，但一般分布范围较小，土层厚度较薄，均匀性较差。土层厚度较薄，均匀性较差。二、冲填土

8、二、冲填土 冲填土系由水力冲填泥砂而形成的填土。一般是结合整治或冲填土系由水力冲填泥砂而形成的填土。一般是结合整治或疏浚江河航道，用高压泥浆泵将河底泥砂通过输泥管排放到疏浚江河航道，用高压泥浆泵将河底泥砂通过输泥管排放到地面而形成的大片冲填土层。冲填土具有以下特点地面而形成的大片冲填土层。冲填土具有以下特点:(1)颗粒组成随泥砂来源而不同，粗细不一，有的是砂粒，颗粒组成随泥砂来源而不同，粗细不一，有的是砂粒，但大多数情况是钻粒和粉粒。在吹泥的入口处，沉积的土粒但大多数情况是钻粒和粉粒。在吹泥的入口处，沉积的土粒较粗，顺着出口方向则逐渐变细。土粒沉淀后常形成约较粗，顺着出口方向则逐渐变细。土粒沉

9、淀后常形成约1%的的坡度。坡度。(2)由于土粒不均匀分布，以及受表面形成的自然坡度影响，由于土粒不均匀分布，以及受表面形成的自然坡度影响，因而距入口处越远，土料越细，排水越慢，土的含水量也越因而距入口处越远，土料越细，排水越慢，土的含水量也越大。大。(3)冲填土的含水量较大，一般都大于液限。冲填土的含水量较大，一般都大于液限。(4)冲填前原地面形状和冲填过程中是否采取排水措施对冲冲填前原地面形状和冲填过程中是否采取排水措施对冲填土的排水固结影响很大。填土的排水固结影响很大。上一页 下一页返回第一节软弱地基处理概述第一节软弱地基处理概述如原地面高低不平或局部低洼，冲填后土内水不易排出，长如原地面

10、高低不平或局部低洼，冲填后土内水不易排出，长期处于饱和软弱状态。期处于饱和软弱状态。三、杂填土三、杂填土 杂填土按其组成的物质成分可分为建筑垃圾、生活垃圾和杂填土按其组成的物质成分可分为建筑垃圾、生活垃圾和工业废料等。建筑垃圾由碎砖、瓦砾等与钻性土混合而成，工业废料等。建筑垃圾由碎砖、瓦砾等与钻性土混合而成，成分较纯，有机质含量较少成分较纯，有机质含量较少;生活垃圾成分极为复杂，含大量生活垃圾成分极为复杂，含大量有机质有机质;工业废料有矿渣、炉渣工业废料有矿渣、炉渣(常遇到的如钢渣，孔隙很大，常遇到的如钢渣，孔隙很大，搭空现象严重、不稳定搭空现象严重、不稳定)、煤渣和其他工业废料、煤渣和其他工

11、业废料(化学废料要化学废料要特别注意对混凝土的侵蚀性特别注意对混凝土的侵蚀性)。杂填土的特性表现为杂填土的特性表现为:(1)不均匀性。由于物质来源和组成成分的复杂性，使得杂填不均匀性。由于物质来源和组成成分的复杂性，使得杂填土的性质很不均匀，密度变化大，缺乏规律性，这是杂填土土的性质很不均匀，密度变化大，缺乏规律性，这是杂填土的主要特点和薄弱环节。的主要特点和薄弱环节。(2)填土龄期。龄期是影响杂填土性质的一个重要因素，一填土龄期。龄期是影响杂填土性质的一个重要因素，一般来说堆填时间越长，则土层越密实，其有机质含量相对较般来说堆填时间越长，则土层越密实，其有机质含量相对较少。新近填筑的杂填土，

12、本身处于欠压密状态，存在自重压少。新近填筑的杂填土，本身处于欠压密状态，存在自重压密变形，因而具有较高的压缩性。密变形，因而具有较高的压缩性。上一页 下一页返回第一节软弱地基处理概述第一节软弱地基处理概述(3)地基浸水后的稳定性和湿陷性。杂填土遇水后往往会产生地基浸水后的稳定性和湿陷性。杂填土遇水后往往会产生湿陷和潜蚀。湿陷和潜蚀。四、地基处理的目的四、地基处理的目的 (一一)改善抗剪特性改善抗剪特性 地基的剪切破坏以及稳定性，取决于地基土的抗剪强度。地基的剪切破坏以及稳定性，取决于地基土的抗剪强度。因此，为了防止剪切破坏以及减轻土压力，需要采取一定措因此，为了防止剪切破坏以及减轻土压力，需要

13、采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。另外，防止侧向流动施以增加地基土的抗剪强度。另外，防止侧向流动(塑性流动塑性流动)产生的剪切变形，也是改善剪切特性的目的之一。产生的剪切变形，也是改善剪切特性的目的之一。(二二)改善压缩特性改善压缩特性 需要研究采用何种措施以提高地基土的压缩模量，以便减需要研究采用何种措施以提高地基土的压缩模量，以便减少地基土的沉降。少地基土的沉降。(三三)改善透水特性改善透水特性 针对在地下水的运动中所出现的问题，需要研究采取何种针对在地下水的运动中所出现的问题，需要研究采取何种措施使地基土变得不透水或减轻其水压力。措施使地基土变得不透水或减轻其水压力。上一页 下一页返回

14、第一节软弱地基处理概述第一节软弱地基处理概述(四四)改善动力特性改善动力特性 地震时饱和松散粉细砂地震时饱和松散粉细砂(包括一部分粉质钻土包括一部分粉质钻土)将会产生液将会产生液化。为此，需要研究采取何种措施防止地基土液化，改善其化。为此，需要研究采取何种措施防止地基土液化，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。(五五)改善特殊土不良地基特性改善特殊土不良地基特性 主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。殊土的不良地基特性。五、地基处理方法的分类五、地基处理方法的分类 地基处理方法的分类

15、见地基处理方法的分类见表表9-1。上一页 返回第二节强夯法第二节强夯法 强夯法亦称动力固结法。强夯法处理地基是强夯法亦称动力固结法。强夯法处理地基是20世纪世纪60年代末年代末由法国路易斯梅那德由法国路易斯梅那德(Louis Mcnard)技术公司首先创用的。技术公司首先创用的。强夯法就是以强夯法就是以830t的重锤，的重锤，820m的落距的落距(最高为最高为40 m)自由自由下落对土进行强力夯击的一种地基加固方法。强夯时对地基下落对土进行强力夯击的一种地基加固方法。强夯时对地基土施加很大的夯击能，在地基土中产生的冲击波和动应力，土施加很大的夯击能，在地基土中产生的冲击波和动应力，可提高土体强

16、度，降低土的压缩性，起到改善砂土的振动液可提高土体强度，降低土的压缩性，起到改善砂土的振动液化性和消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。同时，夯击还能提化性和消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。同时，夯击还能提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的不均匀沉降。高土层的均匀程度，减少将来可能出现的不均匀沉降。强夯法是在重锤夯实的基础上发展起来，但其机理又不相强夯法是在重锤夯实的基础上发展起来，但其机理又不相同的一项技术，其根本区别在于后者采用的夯击能量较小，同的一项技术，其根本区别在于后者采用的夯击能量较小，仅适用于含水量较低的回填土表层加固，影响深度为仅适用于含水量较低的回填土表层加固，影响深度为12 m,而

17、强夯法主要是深层加固，加固深度和所采用的能量远远超而强夯法主要是深层加固，加固深度和所采用的能量远远超过浅层重锤夯实法。过浅层重锤夯实法。强夯法已广泛应用于杂填土、碎石土、砂土、低饱和度粉强夯法已广泛应用于杂填土、碎石土、砂土、低饱和度粉土、黍占性土以及湿陷性黄土等地基的加固中。它不但可以土、黍占性土以及湿陷性黄土等地基的加固中。它不但可以陆上施工，而且也可在水下夯实。陆上施工，而且也可在水下夯实。下一页返回第二节强夯法第二节强夯法工程实践表明，强夯法加固地基具有施工简单、使用经济、工程实践表明，强夯法加固地基具有施工简单、使用经济、加固效果好等优点，因而被各国工程界所重视。其缺点是施加固效果

18、好等优点，因而被各国工程界所重视。其缺点是施工时噪声和振动较大，一般不宜在入口密集的城市内使用。工时噪声和振动较大，一般不宜在入口密集的城市内使用。对高饱和度的粉土与钻性土等地基，当采用夯坑内回填块石、对高饱和度的粉土与钻性土等地基，当采用夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。定其适用性。强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。理效果。强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上

19、选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。一、强夯法的适用条件一、强夯法的适用条件 (1)强夯加固深度最好不超过强夯加固深度最好不超过15m(特殊情况除外特殊情况除外)。(2)对于饱和软土，地表面应铺一层较厚的砾石、砂土等粗对于饱和软土，地表面应铺一层较厚的砾石、砂土等粗颗粒填料。颗粒填料。上一页 下一页返回第二节强夯法第二节强夯法(3)地下水位离地面宜为地下水位离地面宜为2-3 m。(4)夯击对象最好由粗颗粒土组成。夯击对象最好由粗

20、颗粒土组成。C5)施工现场与既有建筑物之间有足够的安全距离施工现场与既有建筑物之间有足够的安全距离(一般应一般应大于大于10 m)，否则不宜施工。，否则不宜施工。二、强夯法的加固处理二、强夯法的加固处理 强夯法在实践中虽已被证实是一种较好的地基处理方法，强夯法在实践中虽已被证实是一种较好的地基处理方法，但到日前为止还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法，但到日前为止还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法，许多参数的确定只是参考经验或半经验公式。许多参数的确定只是参考经验或半经验公式。实践表明，在夯击过程中，由于巨大的夯击能和冲击波，实践表明，在夯击过程中，由于巨大的夯击能和冲击波，土体中因

21、含有许多可压缩的微气泡而立即产生几十厘米的沉土体中因含有许多可压缩的微气泡而立即产生几十厘米的沉降降;土体局部产生液化后，结构遭到破坏，强度下降到最小值土体局部产生液化后，结构遭到破坏，强度下降到最小值;随后在夯击点周围出现径向裂缝，成为加速孔隙水压力消散随后在夯击点周围出现径向裂缝，成为加速孔隙水压力消散的主要通道的主要通道;黍占性土具有的触变性，使已经降低的强度得到黍占性土具有的触变性，使已经降低的强度得到恢复和增强。这就是强夯法加固机理。恢复和增强。这就是强夯法加固机理。上一页 下一页返回第二节强夯法第二节强夯法在进行强夯时，气体体积压缩，孔隙水压力增大，然后气体在进行强夯时，气体体积压

22、缩，孔隙水压力增大，然后气体有所膨胀，在孔隙水排出的同时，孔隙水压力减少。根据试有所膨胀，在孔隙水排出的同时，孔隙水压力减少。根据试验，每夯击一遍，气体体积可减少验，每夯击一遍，气体体积可减少40%。土体的沉降量与夯。土体的沉降量与夯击能成正比。击能成正比。当孔隙水压力上升到与覆盖压力相等的能量级时，土体即产当孔隙水压力上升到与覆盖压力相等的能量级时，土体即产生液化，吸附水变成了自由水，此时土的强度下降到最小值，生液化，吸附水变成了自由水，此时土的强度下降到最小值，当所出现的超孔隙水压力大于颗粒间的侧向压力时，致使颗当所出现的超孔隙水压力大于颗粒间的侧向压力时，致使颗粒间出现裂隙，形成排水通道

23、，土的渗透系数骤增，孔隙水粒间出现裂隙，形成排水通道，土的渗透系数骤增，孔隙水得以顺利排出。当孔隙水压力消散到小于土颗粒间的侧向压得以顺利排出。当孔隙水压力消散到小于土颗粒间的侧向压力后，裂隙自行闭合，土中水的运动又恢复常态。有规则的力后，裂隙自行闭合，土中水的运动又恢复常态。有规则的网格布置夯点，由于积聚的夯击能量，在夯坑四周会形成有网格布置夯点，由于积聚的夯击能量，在夯坑四周会形成有规则的垂直裂缝规则的垂直裂缝;而不规则的和紊乱的夯击，将破坏这些排水而不规则的和紊乱的夯击，将破坏这些排水通道的连续性。通道的连续性。随着孔隙水压力的消散和土颗粒间接触紧密以及吸附水层随着孔隙水压力的消散和土颗

24、粒间接触紧密以及吸附水层逐渐固定，土的抗剪强度和变形模量就有较大幅度的增长。逐渐固定，土的抗剪强度和变形模量就有较大幅度的增长。在触变恢复期间，土体的变形在触变恢复期间，土体的变形(沉降沉降)是很小的。是很小的。上一页 下一页返回第二节强夯法第二节强夯法三、强夯法设计三、强夯法设计 (一一)有效加固深度计算有效加固深度计算 有效加固深度既是选择地基处理方法的依据，又是反映处有效加固深度既是选择地基处理方法的依据，又是反映处理效果的重要参数。理效果的重要参数。Menard曾提出用下列公式估算有效加固曾提出用下列公式估算有效加固深度深度:(9-1)式中式中H-有效加固深度有效加固深度(m);M-夯

25、锤重夯锤重(t);h-落距落距(m)。日前，国内外尚无关于有效加固深度的确切定义，但一般可日前，国内外尚无关于有效加固深度的确切定义，但一般可理解为理解为:经强夯加固后，该土层强度提高，压缩模量增大，其经强夯加固后，该土层强度提高，压缩模量增大，其加固效果显著的土层范围。加固效果显著的土层范围。近年来，国内外学者相继建议对近年来，国内外学者相继建议对Menard公式进行修正，如公式进行修正，如美国美国Ieonards建议建议Menard公式计算值应乘以公式计算值应乘以0.5的修正系数的修正系数;法国法国Eameim认为修正系数应为认为修正系数应为0.51.0。国内也有学者提出，。国内也有学者提

26、出，对一般钻性土取对一般钻性土取0.5;对黄土取对黄土取0.350.5。上一页 下一页返回第二节强夯法第二节强夯法 实际上影响有效加固深度的因素很多，除厂锤重和落距外，实际上影响有效加固深度的因素很多，除厂锤重和落距外，还有地基土的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位还有地基土的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及其他强夯的设计参数等都与有效加固深度有密切的关系。以及其他强夯的设计参数等都与有效加固深度有密切的关系。因此，强夯的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。因此，强夯的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。(二二)夯击能量夯击能量 单次夯击能为夯锤重单次夯击能为夯锤

27、重M与落距与落距h的乘积。锤重和落距越大，的乘积。锤重和落距越大，加固效果越好。整个加固场地的总夯击能量加固效果越好。整个加固场地的总夯击能量(即锤重即锤重X落距落距X总夯击数总夯击数)除以加固面积称为单位夯击能。强夯的单位夯击能除以加固面积称为单位夯击能。强夯的单位夯击能应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理的深度应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理的深度综合考虑，并可通过现场试验确定。根据现场孔隙水压力量综合考虑，并可通过现场试验确定。根据现场孔隙水压力量测及夯坑容积变化，周围土体隆起回弹情况进行综合分析，测及夯坑容积变化，周围土体隆起回弹情况进行综合分析，绘出夯坑容积和

28、夯坑能量关系曲线绘出夯坑容积和夯坑能量关系曲线(V-E关系曲线关系曲线)，如，如图图9-1所示。当曲线明显变缓时即能量增加，夯坑容积基本不再变所示。当曲线明显变缓时即能量增加，夯坑容积基本不再变化所对应的能量，称为最佳能量。再参考夯坑邻近点的孔隙化所对应的能量，称为最佳能量。再参考夯坑邻近点的孔隙水压力测量值，确定夯击时的控制标准。水压力测量值，确定夯击时的控制标准。(三三)夯击点布置及间距夯击点布置及间距 夯击点布置及间距的确定如夯击点布置及间距的确定如图图9-2所示。所示。上一页 下一页返回第二节强夯法第二节强夯法(四四)夯击次数及遍数夯击次数及遍数 (1)夯击次数。夯点的夯击次数，应按现

29、场试夯得到的夯击夯击次数。夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件:1)最后两击的平均夯沉量不大于最后两击的平均夯沉量不大于50 mm，当单次夯击能量较，当单次夯击能量较大时不大于大时不大于100 mm。2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起。夯坑周围地面不应发生过大的隆起。3)不因夯坑过深而发生起锤困难。不因夯坑过深而发生起锤困难。(2)夯击遍数。夯击遍数应根据压缩层厚度、土质条件和设夯击遍数。夯击遍数应根据压缩层厚度、土质条件和设计对沉降的要求确定。一般情况下可夯击计对沉降的要求确定。一般情况下可夯击23

30、遍，最后再以低遍，最后再以低能量夯满夯一遍，其日的是将松动的表层土夯实。土体压缩能量夯满夯一遍，其日的是将松动的表层土夯实。土体压缩越厚，土质颗粒越细，同时含水量越高，需要夯击的遍数也越厚，土质颗粒越细，同时含水量越高，需要夯击的遍数也就越多。就越多。强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作:1)开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单次夯击能量符合开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单次夯击能量符合设计要求。设计要求。上一页 下一页返回第二节强夯法第二节强夯法2)在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置

31、，发现偏差或漏夯应及时纠正。位置，发现偏差或漏夯应及时纠正。3)按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每次的夯沉量。按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每次的夯沉量。施工过程中应对各参数及施工情况进行详细记录。施工过程中应对各参数及施工情况进行详细记录。(3)质量检验。检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记质量检验。检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施。录，不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施。强夯施工结束后，间隔一定时间方能对地基质量进行检验。强夯施工结束后，间隔一定时间方能对地基质量进行检验。对于碎石土和砂土地，其间隔时间可取对于碎石土和砂土

32、地，其间隔时间可取12周周;低饱和度粉土低饱和度粉土和钻性土地基可取和钻性土地基可取24周。周。质量检验的方法，宜根据土性选用原位测试和室内土工试质量检验的方法，宜根据土性选用原位测试和室内土工试验，对于一般工程应采用两种或两种以上的方法进行检验验，对于一般工程应采用两种或两种以上的方法进行检验;对对于重要工程应增加检验项目，也可做现场大压板载荷试验。于重要工程应增加检验项目，也可做现场大压板载荷试验。质量检验的数量，应根据场地情况和建筑物的重要性确定。质量检验的数量，应根据场地情况和建筑物的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物地基的检验点不对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物

33、地基的检验点不应少于应少于3处处;对于复杂场地或重要建筑物地基，应增加检验点对于复杂场地或重要建筑物地基，应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。数。检验深度应不小于设计处理的深度。上一页 返回第三节换土垫层法第三节换土垫层法 换土垫层法就是将基础底面下一定深度范围内的软弱土层部换土垫层法就是将基础底面下一定深度范围内的软弱土层部分或全部挖掉，然后换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、分或全部挖掉，然后换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、干渣等性能稳定且无侵蚀性的材料，并分层夯压至粉煤灰、干渣等性能稳定且无侵蚀性的材料，并分层夯压至要求的密实度。该法又称换填法。换填法可有效地处理

34、荷载要求的密实度。该法又称换填法。换填法可有效地处理荷载不大的建筑物地基问题，常可用作为地基浅层处理的方法。不大的建筑物地基问题，常可用作为地基浅层处理的方法。换填法处理地基时换填材料所形成的垫层，按其材料的不换填法处理地基时换填材料所形成的垫层，按其材料的不同，可分为砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土同，可分为砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、粉煤灰垫层和干渣垫层等。对于不同材料的垫层，虽垫层、粉煤灰垫层和干渣垫层等。对于不同材料的垫层，虽然其应力分布有所差异，但测试结果表明，其极限承载力还然其应力分布有所差异，但测试结果表明，其极限承载力还是比较接近的，并且不同材料垫

35、层上建筑物的沉降特点也基是比较接近的，并且不同材料垫层上建筑物的沉降特点也基本相似，故各种材料垫层的设计都可近似按砂垫层方法进行。本相似，故各种材料垫层的设计都可近似按砂垫层方法进行。但对于湿陷性黄土、膨胀土和季节性冻土等特殊土采用换填但对于湿陷性黄土、膨胀土和季节性冻土等特殊土采用换填法进行地基处理时，因其主要目的是为厂消除或部分消除地法进行地基处理时，因其主要目的是为厂消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性和冻胀性，所以在设计中考虑解决问基土的湿陷性、胀缩性和冻胀性，所以在设计中考虑解决问题的关键应有所不同。题的关键应有所不同。一、换填法的适用范围一、换填法的适用范围 换填法的适用范围见换填

36、法的适用范围见表表9-2。下一页返回第三节换土垫层法第三节换土垫层法 二、换填法垫层设计二、换填法垫层设计 (一一)垫层宽度计算垫层宽度计算 确定垫层宽度时，应满足基础底面压力扩散的要求，同时确定垫层宽度时，应满足基础底面压力扩散的要求，同时还要考虑到垫层应有足够的宽度及垫层侧面土的强度条件，还要考虑到垫层应有足够的宽度及垫层侧面土的强度条件，以防止垫层材料向侧边挤出而增加垫层的竖向变形量。以防止垫层材料向侧边挤出而增加垫层的竖向变形量。垫层的宽度可按压力扩散角的方法进行计算，或根据当地垫层的宽度可按压力扩散角的方法进行计算，或根据当地经验确定。经验确定。(9-2)b-垫层底面宽度垫层底面宽度

37、(m);-垫层压力扩散角，可按垫层压力扩散角，可按表表9-3采用，但当采用，但当hs/b0.25时，时，仍按仍按hs/b=0.25取值。取值。在确定垫层宽度时，应注意以下几点在确定垫层宽度时，应注意以下几点:(1)整片垫层的宽度要根据施工的要求适当加宽。整片垫层的宽度要根据施工的要求适当加宽。(2)当基础荷载较大，或对沉降要求较高，或垫层侧边土当基础荷载较大，或对沉降要求较高，或垫层侧边土的承载力较差时，垫层的宽度应适当加大。的承载力较差时，垫层的宽度应适当加大。上一页 下一页返回第三节换土垫层法第三节换土垫层法(3)垫层顶面的每边超出基础底边宜不小于垫层顶面的每边超出基础底边宜不小于300

38、mm，或从垫层，或从垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的要求进行放坡。底面两侧向上按当地开挖基坑经验的要求进行放坡。(4)当基础为筏形基础、箱形基础时，若垫层厚度小于当基础为筏形基础、箱形基础时，若垫层厚度小于0.25倍基础宽度，垫层宽度的计算仍应考虑压力扩散角的要求。倍基础宽度，垫层宽度的计算仍应考虑压力扩散角的要求。(二二)垫层厚度计算垫层厚度计算 垫层如垫层如图图9-3所示，其厚度所示，其厚度z应根据垫层底面下卧软弱土层的应根据垫层底面下卧软弱土层的承载力来确定，即要求在垫层底面处土的自重力与附加压力承载力来确定，即要求在垫层底面处土的自重力与附加压力之和不大于下卧软弱土层的地基承载力，

39、则应满足下式要求之和不大于下卧软弱土层的地基承载力，则应满足下式要求:(9-3)pzk-垫层底面处相应于荷载效应标准组合时的附加压力值垫层底面处相应于荷载效应标准组合时的附加压力值(kPa);pczk-垫层底面处的自重压力值垫层底面处的自重压力值(kPa);fa-垫层底面处经深度修正后的下卧土层地基承载力特征值垫层底面处经深度修正后的下卧土层地基承载力特征值(kPa)上一页 下一页返回第三节换土垫层法第三节换土垫层法垫层底面处的附加压力垫层底面处的附加压力pzk，除厂可用弹性理论的土中应力公，除厂可用弹性理论的土中应力公式进行计算外，常用按压力扩散角的方法进行简化计算式进行计算外，常用按压力扩

40、散角的方法进行简化计算:条形基础条形基础:(9-4)矩形基础：矩形基础：(9-5)b-矩形基础或条形基础底面的宽度矩形基础或条形基础底面的宽度(m);l-矩形基础底面的长度矩形基础底面的长度(m);pk-基础底面压力值基础底面压力值(kPa);pck-基础底面处土的自重压力值基础底面处土的自重压力值(kPa);hs-基础底面下垫层的厚度基础底面下垫层的厚度(m);-垫层的压力扩散角垫层的压力扩散角(表表9-3)。上一页 下一页返回第三节换土垫层法第三节换土垫层法 进行具体设计时，可根据下卧土层的地基承载力，先假设一进行具体设计时，可根据下卧土层的地基承载力，先假设一个垫层厚度，然后进行验算个垫

41、层厚度，然后进行验算;若不符合要求，则改变厚度，重若不符合要求，则改变厚度，重新再验算，直到满足要求为止。新再验算，直到满足要求为止。(三三)垫层承载力计算垫层承载力计算 垫层的承载力取决于填筑材料的性质、施工机具能量的大垫层的承载力取决于填筑材料的性质、施工机具能量的大小以及施工质量的优劣等因素。由于理论计算方法不够完善，小以及施工质量的优劣等因素。由于理论计算方法不够完善，同时由于较难选取有代表性的计算参数，因此，日前还难以同时由于较难选取有代表性的计算参数，因此，日前还难以准确确定垫层的承载力，一般宜通过现场试验确定，亦可通准确确定垫层的承载力，一般宜通过现场试验确定，亦可通过取土分析、

42、标准贯人试验、动力触探等多种测试手段取得过取土分析、标准贯人试验、动力触探等多种测试手段取得的资料进行综合分析后确定。对于一般不太重要的、小型的、的资料进行综合分析后确定。对于一般不太重要的、小型的、轻型的或对沉降要求不高的工程，可按轻型的或对沉降要求不高的工程，可按表表9-4选用，并应验算选用，并应验算软弱下卧层的承载力。软弱下卧层的承载力。(四四)地基变形计算地基变形计算 采用换填法对地基进行处理后，由于垫层下软弱土层变形，采用换填法对地基进行处理后，由于垫层下软弱土层变形，建筑物地基往往仍会产生较大的沉降量及差异沉降量，因此建筑物地基往往仍会产生较大的沉降量及差异沉降量，因此在垫层的厚度

43、和宽度确定后，在垫层的厚度和宽度确定后，上一页 下一页返回第三节换土垫层法第三节换土垫层法对于重要的建筑物或垫层下存在软弱下卧层的建筑物，还应对于重要的建筑物或垫层下存在软弱下卧层的建筑物，还应进行地基的变形计算。对于超出原地面标高的垫层或换填材进行地基的变形计算。对于超出原地面标高的垫层或换填材料的密度高于天然土层密度的垫层，应及早换填，并应考虑料的密度高于天然土层密度的垫层，应及早换填，并应考虑其附加荷载对建筑及邻近建筑物的影响。其附加荷载对建筑及邻近建筑物的影响。换土垫层后的建筑物地基沉降由垫层自身的变形量和下卧换土垫层后的建筑物地基沉降由垫层自身的变形量和下卧土层的变形量构成，即土层的

44、变形量构成，即 s=s1+s2 (9-6)s-基础沉降量基础沉降量(cm);s1-垫层自身变形量垫层自身变形量(cm);s2-压缩层厚度范围内，自垫层底面算起的各土层压缩变形量压缩层厚度范围内，自垫层底面算起的各土层压缩变形量之和之和(cm)。垫层自身的变形量、垫层自身的变形量、:可按下式进行计算可按下式进行计算:(9-7)上一页 下一页返回第三节换土垫层法第三节换土垫层法p-基础底面压力基础底面压力(kPa);hs-垫层厚度垫层厚度(cm);Es-垫层压缩模量，宜通过静载荷试验确定，当无试验资料垫层压缩模量，宜通过静载荷试验确定，当无试验资料时，可选用时，可选用1525MPa;-压力扩散系数

45、。压力扩散系数。压力扩散系数压力扩散系数 可按以下公式计算可按以下公式计算:条形基础条形基础:(9-8)矩形基础矩形基础(9-9)下卧土层的变形量、下卧土层的变形量、:可用分层总和法按下式计算可用分层总和法按下式计算:上一页 下一页返回第三节换土垫层法第三节换土垫层法(9-10)-沉降计算经验系数沉降计算经验系数;pz-垫层底面处的附加压力垫层底面处的附加压力(kPa);b-垫层宽度垫层宽度(cm);-垫层底面的计算点分别至第垫层底面的计算点分别至第i层土和第层土和第i一一1层的底面层的底面的沉降系数，可根据的沉降系数，可根据建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002

46、)查用查用;Esi,1-2-垫层底面下第垫层底面下第z层在层在100200 kPa压力作用时的压缩模压力作用时的压缩模量量(kPa)。上一页 返回第四节振冲法第四节振冲法振冲法又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水振冲法又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机后带动偏心块，使振冲器产生高强振动电机后带动偏心块，使振冲器产生高强振动;同时开动水泵，同时开动水泵，使高压水通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下使高压水通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下将振冲器沉到土中的预定深度将振冲器沉到土中的预定深度;经过清孔后，就可从地面向孔经过清孔后，就可从地面向孔中逐段填人

47、碎石，每段填料均在振动作用下被振挤密实，达中逐段填人碎石，每段填料均在振动作用下被振挤密实，达到所要求的密实度后提升振冲器，如此重复填料和振密，直到所要求的密实度后提升振冲器，如此重复填料和振密，直至地面，从而在地基中形成一根大直径的很密实的桩体。至地面，从而在地基中形成一根大直径的很密实的桩体。图图9-4所示为振冲法施工顺序示意图。所示为振冲法施工顺序示意图。一、振冲法的分类及适用范围一、振冲法的分类及适用范围 振冲法可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲置换法振冲法可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲置换法适用于处理不排水抗剪强度不小于适用于处理不排水抗剪强度不小于20 kPa的钻性土、

48、粉土、的钻性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。这类土难以挤密、振密，故本饱和黄土和人工填土等地基。这类土难以挤密、振密，故本身密实度提高不大或不提高，地基承载力依靠所加填料形成身密实度提高不大或不提高，地基承载力依靠所加填料形成的密实桩柱与其构成复合地基，由于桩身为散体材料，其抗的密实桩柱与其构成复合地基，由于桩身为散体材料，其抗压强度与周围压力有关，故过软的土层不宜使用。振冲密实压强度与周围压力有关，故过软的土层不宜使用。振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基，这类土可被振冲器振密和法适用于处理砂土和粉土等地基，这类土可被振冲器振密和挤密。桩柱可加填料或不加填料，不加填料仅适用于处理钻挤密。

49、桩柱可加填料或不加填料，不加填料仅适用于处理钻粒含量小于切粒含量小于切%的粗砂、中砂地基。的粗砂、中砂地基。下一页返回第四节振冲法第四节振冲法二、振冲法设计二、振冲法设计 (一一)破坏形式破坏形式 (扮刺人破坏，如扮刺人破坏，如图图9-5 (a)所示。当桩比较短，而且没有所示。当桩比较短，而且没有打到硬层时，在荷载作用下容易发生刺人破坏，即整个桩体打到硬层时，在荷载作用下容易发生刺人破坏，即整个桩体在地基中下沉。在地基中下沉。(2)鼓出破坏，如鼓出破坏，如图图9-5(b)所示。当桩比较长，在荷载作用所示。当桩比较长，在荷载作用下，桩上段往往会出现鼓出破坏，实践中常出现的是这种破下，桩上段往往会

50、出现鼓出破坏，实践中常出现的是这种破坏形式。坏形式。(二二)桩孔布置桩孔布置 振冲法处理范围应根据建筑物的重要性和场地条件确定，振冲法处理范围应根据建筑物的重要性和场地条件确定，当用于多层建筑和高层建筑时，宜在基础外缘扩出当用于多层建筑和高层建筑时，宜在基础外缘扩出12排桩。排桩。当要求消除地基液化时，基础外缘扩大宽度不应小于基底下当要求消除地基液化时，基础外缘扩大宽度不应小于基底下可液化土层厚度的可液化土层厚度的1/2。因此，应根据上部结构的荷载在地基。因此，应根据上部结构的荷载在地基中形成的土中应力来确定桩孔位置。对条形或单独基础，常中形成的土中应力来确定桩孔位置。对条形或单独基础，常用等