地基处理.ppt

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1、地地 基基 处处 理理概 述 人工地基:土木工程建设中，有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软弱土地基，不能满足建筑物要求，需要先经过人工处理加固，再建造基础，处理后的地基。地基处理目的:是针对软土地基上建造建筑物可能产生的问题，采取人工的方法改善地基土的工程性质，达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求。主要包括提高地基土的抗剪强度，增大地基承载力，防止剪切破坏或减轻土压力；改善地基土压缩特性，减少沉降和不均匀沉降：改善其渗透性，加速固结沉降过程；改善土的动力特性防止液化，减轻振动；消除或减少特殊土的不良工程特性。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地基处理方法的分

2、类地基处理方法的分类 分类方法加固原理适用范围置换换土垫层法采用开挖后换好土回填的方法；对于厚度较小的淤泥质土层，亦可采用抛石挤淤法。地基浅层性能良好的垫层，与下卧层形成双层地基。垫层可有效地扩散基底压力，提高地基承载力和减少沉降量。各种浅层的软弱土地基振冲置换法利用振冲器在高压水的作用下边振、边冲，在地基中成孔，在孔内回填碎石料且振密成碎石桩。碎石桩柱体与桩间土形成复合地基，提高承载力，减少沉降量cu20kPa的粘性土、松散粉土和人工填土、湿陷性黄土地基等强夯置换法采用强夯时，夯坑内回填块石、碎石挤淤置换的方法，形成碎石墩柱体，以提高地基承载力和减少沉降量。浅层软弱土层较薄的地基碎石桩法采用

3、沉管法或其他技术，在软土中设置砂或碎石桩柱体，置换后形成复合地基，可提高地基承载力，降低地基沉降。同时，砂、石柱体在软粘土中形成排水通道，加速固结一般软土地基石灰桩法在软弱土中成孔后，填入生石灰或其他混合料，形成竖向石灰桩柱体，通过生石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩柱体周围土体的性质，形成石灰桩复合地基，以提高地基承载力，减少沉降量人工填土、软土地基EPS轻填法发泡聚苯乙烯（EPS）重度只有土的1/501/100，并具有较高的强度和低压缩性，用于填土料，可有效减少作用于地基的荷载，且根据需要用于地基的浅层置换软弱土地基上的填方工程地基处理的主要方法、适用范围和加固原理地基处理的主要方

4、法、适用范围和加固原理 地基处理的主要方法、适用范围和加固原理地基处理的主要方法、适用范围和加固原理（续）（续）排水固结加载预压法在预压荷载作用下，通过一定的预压时间，天然地基被压缩、固结，地基土的强度提高，压缩性降低。在达到设计要求后，卸去预压荷载，再建造上部结构，以保证地基稳定和变形满足要求。当天然土层的渗透性较低时，为了缩短渗透固结的时间，加速固结速率，可在地基中设置竖向排水通道，如砂井、排水板等。加载预压的荷载，一般有利用建筑物自身荷载、堆载或真空预压等软 土、粉 土、杂填土、冲 填 土等超载预压法基本原理同加载预压法，但预压荷载超过上部结构的荷载。一般在保证地基稳定的前提下，超载预压

5、方法的效果更好，特别是对降低地基次固结沉降十分有效淤 泥 质粘 性 土和粉土地基处理的主要方法、适用范围和加固原理地基处理的主要方法、适用范围和加固原理（续）（续）振密挤密强夯法采用重量100400kN的夯锤，从高处自由落下，在强烈的冲击力和振动力作用下，地基土密实，可以提高承载力，减少沉降量松散碎石土、砂土，低饱和度粉土和粘性土，湿陷性黄土、杂填土和素填土地基振冲密实法振冲器的强力振动，使得饱和砂层发生液化，砂粒重新排列，孔隙率降低；同时，利用振冲器的水平振冲力，回填碎石料使得砂层挤密，达到提高地基承载力，降低沉降的目的粘粒含量少于10%的疏松散砂土地基挤密碎（砂）石桩法施工方法与排水中的碎

6、（砂）石桩相同，但是，沉管过程中的排土和振动作用，将桩柱体之间土体挤密，并形成碎（砂）石桩柱体复合地基，达到提高地基承载力和减小地基沉降的目的松散砂土、杂填土、非饱和粘性土地基、黄土地基土、灰土桩法采用沉管等技术，在地基中成孔，回填土或灰土形成竖向加固体，施工过程中排土和振动作用，挤密土体，并形成复合地基，提高地基承载力，减小沉降量地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土地基地基处理的主要方法、适用范围和加固原理地基处理的主要方法、适用范围和加固原理（续）（续）加筋加筋土法在土体中加入起抗拉作用的筋材，例如土工合成材料、金属材料等，通过筋土间作用，达到减小或抵抗土压力；调整基底接触应力的目的。

7、可用于支挡结构或浅层地基处理浅层软弱土地基处理、挡土墙结构锚固法主要有土钉和土锚法，土钉加固作用依赖于土钉与其周围土间的相互作用；土锚则依赖于锚杆另一端的锚固作用，两者主要功能是减少或承受水平向作用力边坡加固，土锚技术应用中，必须有可以锚固的土层、岩层或构筑物竖向加固体复合地基法在地基中设置小直径刚性桩、低等级混凝土桩等竖向加固体，例如CFG桩、二灰混凝土桩等，形成复合地基，提高地基承载力，减少沉降量各类软弱土地基、尤其是较深厚的软土地基地基处理的主要方法、适用范围和加固原理地基处理的主要方法、适用范围和加固原理（续）（续）化学固化深层搅拌法利用深层搅拌机械，将固化剂（一般的无机固化剂为水泥、

8、石灰、粉煤灰等）在原位与软弱土搅拌成桩柱体，可以形成桩柱体复合地基、格栅状或连续墙支挡结构。作为复合地基，可以提高地基承载力和减少变形；作为支挡结构或防渗，可以用作基坑开挖时，重力式支挡结构，或深基坑的止水帷幕。水泥系深层搅拌法，一般有两大类方法，即喷浆搅拌法和喷粉搅拌法饱 和 软 粘 土地 基，对 于有 机 质 较 高的 泥 炭 质 土或 泥 炭、含水 量 很 高 的淤 泥 和 淤 泥质 土，适 用性 宜 通 过 试验确定灌浆或注浆法有渗入灌浆、劈裂灌浆、压密灌浆以及高压注浆等多种工法，浆液的种类较多。类 软 弱 土 地基，岩 石 地基 基 加 固，建 筑 物 纠 偏等加固处理换土垫层法 换

9、填垫层法：在冲刷较小的软土地基上，地基的承载力和变形达不到基础设计要求，且当软土层不太厚(如不超过3m)时，可采用较经济、简便的换土垫层法进行浅层处理。即将软土部分或全部挖除，然后换填工程特性良好的材料，并予以分层压实。目的：垫层处治应达到增加地基持力层承载力，防止地基浅层剪切变形。换土垫层法换填的材料主要有砂、碎石、高炉干渣和粉煤灰等，应具有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等良好的工程特性。当软土层部分换填时，地基便由垫层及(软弱)下卧层组成如图所示，足够厚度的垫层置换可能被剪切破坏的软土层，以使垫层底部的软弱下卧层满足承载力的要求，而达到加固地基的目的。按垫层回填材料的不同，可分别称为

10、砂垫层、碎石垫层等。砂垫层的设计计算 换填垫层法设计的主要指标是垫层厚度和宽度，一般可将各种材换填垫层法设计的主要指标是垫层厚度和宽度，一般可将各种材料的垫层设计都近似地按砂垫层的计算方法进行设计。料的垫层设计都近似地按砂垫层的计算方法进行设计。砂垫层厚度的确定砂垫层厚度的确定一种方法是按弹性理论的土中应力分布公式计算。即将砂垫层及下卧土层视为一均质半无限弹性体，在基底附加应力作用下，计算不同深度的各点土中附加应力并加上土的自重应力，同时以第二章所介绍的“规范”方法计算地基土层随深度变化的容许承载力，并以此确定砂垫层的设计厚度，如图所示。也可将加固后地基视为上层坚硬、下层软弱的双层地基，用弹性

11、力学公式计算。另一种是我国目前常用的近似按应力扩散角进行计算的方法。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：砂垫层厚度的确定砂垫层厚度的确定 HH具体计算见具体计算见P188 砂垫层平面尺寸的确定tghlLs2tghbBs2 基础最终沉降量的计算 砂垫层上基础的最终沉降量是由垫层本身的压缩量Ss与软弱下卧层的沉降量Sl所组成lsSSSssHsEhS2挤(压)密法 在不发生冲刷或冲刷深度不大的松散土地基(包括松散中、细、粉砂土，粉土，松散细粒炉渣，杂填土以及IL2.0md的砂类土。

12、在土中凝成硅酸胶凝体，而使土粒胶结成一定强度的土体。无侧限抗压强度可达1500kPa以上。硅化法 浆液灌注有打管入土、冲洗管、试水、注浆及拔管等工序。土工合成材料加筋法 工合成新材料中，具有代表性的有土工格栅、土工网等及其组合产品。在近二十年中，这类材料相继在岩土工程中应用获得成功，成为建材领域中继木材、钢材和水泥之后的第四大类材料，目前已成为土工加筋法中最具代表性加筋材料，并被誉为岩土工程领域的一次“革命”。已成为岩土工程学科中的一个重要的分支。土工合成材料一般具有多功能，在实际应用中，往往是一种功能起主导作用，而其它功能则不同程度地发挥作用。土工合成材料的功能包括隔离、加筋、反滤、排水、防

13、渗和防护六大类。各类土工合成材料应用中的主要功能见下表。功能类型土工合成材料的功能分类隔离加筋反滤排水防渗防护土工织物（GT）PPPPPS土工格栅（GG）P土工网（GN）PP土工膜（GM）SPS土工垫块（GCL）SP复合土工材料（GC）P 或 SP 或 SP 或 SP 或 SP 或 SP 或 S各类土工合成材料的主要各类土工合成材料的主要 注：P表示主要功能，S表示辅助功能。土工合成材料加筋法土工合成材料加筋法土工合成材料的排水反滤作用排水作用:具有一定厚度的土工合成材料具有良好的三维透水特性，利用这一特性可以使水经过土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走，也可和其他排水材料（如塑料排水扳等）共

14、同构成排水系统或深层排水井。反滤作用 在渗流出口铺设土工合成材料作为反滤层，这和传统的砂砾石滤层一样，均可以提高被保护土的抗渗强度。土工合成材料的加筋作用当土工合成材料用作土体加筋时，其基本作用是给土体提供抗拉强度。其应用范围有：土坡和堤坝，地基，挡土墙。用于加固土坡和堤坝:高强度的土工合成材料在路堤工程中有几种可能的加筋用途：可使边坡变陡，节省占地面积；防止滑动圆弧通过路堤和地基土；防止路堤下面发生因承载力不足而破坏；跨越可能的沉陷区等。由于土工合成材料“包裹”作用阻止土体的变形，从而增强土体内部的强度以及土坡的稳定性。用于加固地基 由于土工合成材料有较高的强度和韧性等力学性能，且能紧贴于地

15、基表面，使其上部施加的荷载能均匀分布在地层中。当地基可能产生冲切破坏时，铺设的土工合成材料将阻止破坏面的出现，从而提高地基承载力。当受集中荷载作用时，在较大的荷载作用下，高模量的土工合成材料受力后将产生一垂直分力，抵消部分荷载。根据国内新港筑防波堤的经验，沉入软土中的体积竟等于防波堤的原设计断面，由于软土地基的扭性流动，铺垫土周围的地基即向侧面隆起。如将土工合成材料铺没在软土地基的表面，由于其承受拉力和土的摩擦作用而增大侧向限制，阻止侧向挤出，从而减小变形和增大地基的稳定性。在沼泽地，泥炭土和软粘土上建造临时道路是土工合成材料最重要的用途之一。用于加筋土挡墙 在挡土结构的土体中，每隔一定距离铺

16、设加固作用的土工合成材料时可作为拉筋起到加筋作用。作为短期或临时性的挡墙，可只用土工合成材料包裹着土、砂来填筑，但这种包裹式墙面的形状常常是畸形的，外观难看。为此，有时采用砖面的土工合成材料加筋土挡墙，可取得令人满意的外观。对于长期使用的挡墙，往往采用混凝土面板。复合地基 复合地基是指由两种不同刚度的材料所组成,两者共同分担上部荷载并协调变形的地基.复合地基设计与计算,适用于地基中加固桩柱体为非刚性体,也适用于由非松散材料构成的桩.几种特殊地基上的基础工程软土地基 软土是指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土，具有孔隙比大（一般大于1）、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（a1-20.5MPa-1）和强度低的特点，多数还具有高灵敏度的结构性。主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。软土的成因及划分 软土按沉积环境分类主要有下列几种类型：滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积、沼泽沉积软土的成因及划分滨海沉积 1.滨海相：常与海浪岸流及潮汐的水动力作用形成较粗的颗粒(粗、中、细砂)相掺杂，使其不均匀和极松软，增强了淤泥的透水性