第五章 地基處理

1、第5章 地基處理51 概述軟弱土地基處理分類表編號(hào)分類處理方法原理及作用 適用范圍1碾壓及夯實(shí)重錘夯實(shí)、機(jī)械碾壓、振動(dòng)壓實(shí)、強(qiáng)夯（動(dòng)力固結(jié)）利用壓實(shí)原理，通過(guò)機(jī)械碾壓夯擊，把表層地基土壓實(shí)；強(qiáng)夯則利用強(qiáng)大的夯擊能，在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，迫使土動(dòng)力固結(jié)密實(shí)適用于碎石土、砂土、粉土、低飽和度的粘性土，雜填土等，對(duì)飽和粘性土應(yīng)慎重采用2換土墊層沙石墊層、素土墊層、灰土墊層、礦渣墊層、加筋土墊層以砂石、素土、灰土和礦渣等強(qiáng)度較高的材料，置換地基表層軟弱土，提高持力層的承載力，擴(kuò)散應(yīng)力，減少沉降量適用于處理地基表層軟弱土和暗溝、暗塘等軟弱土地基3排水固結(jié)天然地基預(yù)壓、砂井及塑料排水帶預(yù)壓、真

2、空預(yù)壓、降水預(yù)壓和強(qiáng)力固結(jié)等在地基中增設(shè)豎向排水體，加速地基的固結(jié)和增長(zhǎng)速度，提高地基的穩(wěn)定性；加速沉降發(fā)展，使基礎(chǔ)沉降提前完成適用于處理飽和軟弱粘土層；對(duì)于滲透性極低的泥炭土，必須慎重對(duì)待4振密擠密振沖擠密、沉樁振密、灰土擠密、砂樁、石灰樁、爆破擠密等采用一定的技術(shù)措施，通過(guò)振動(dòng)或擠密，使土體的孔隙減少，強(qiáng)度提高；必要時(shí)在振動(dòng)擠密的過(guò)程中，回填砂、礫石、灰土、素土等，與地基土組成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力，減少沉降量適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土，非飽和粘性土等5置換及拌入振沖置換、沖抓置換、深層攪拌、高壓噴射注漿、石灰樁等采用專門的技術(shù)措施，以砂、碎石等置換軟弱土地基中部分軟

3、弱土，或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固題，與未處理部分土組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少沉降量粘性土、沖填土、粉砂、細(xì)砂等。振沖置換法限于不排水抗剪強(qiáng)度cu20kPa的地基土6加筋土工合成材料加筋，錨固、樹(shù)根樁、加筋土在地基或土體中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工合成材料、鋼片等加筋材料，使地基或土體能承受抗拉力，防止斷裂，保持整體性，提高剛度，改變地基土體的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，從而提高地基的承載力，改善變形特性軟弱土地基、填土及陡坡填土、砂土編號(hào) 分類 處理方法 原理及作用適用范圍7其他灌漿、凍結(jié)、托換技術(shù)、糾傾技術(shù)通過(guò)特種技術(shù)措施處理軟弱土地基根據(jù)實(shí)際情況確定表編號(hào)分類處理方法原理及

4、作用 適用范圍1碾壓及夯實(shí)重錘夯實(shí)、機(jī)械碾壓、振動(dòng)壓實(shí)、強(qiáng)夯（動(dòng)力固結(jié)）利用壓實(shí)原理，通過(guò)機(jī)械碾壓夯擊，把表層地基土壓實(shí)；強(qiáng)夯則利用強(qiáng)大的夯擊能，在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，迫使土動(dòng)力固結(jié)密實(shí)適用于碎石土、砂土、粉土、低飽和度的粘性土，雜填土等，對(duì)飽和粘性土應(yīng)慎重采用2換土墊層沙石墊層、素土墊層、灰土墊層、礦渣墊層、加筋土墊層以砂石、素土、灰土和礦渣等強(qiáng)度較高的材料，置換地基表層軟弱土，提高持力層的承載力，擴(kuò)散應(yīng)力，減少沉降量適用于處理地基表層軟弱土和暗溝、暗塘等軟弱土地基3排水固結(jié)天然地基預(yù)壓、砂井及塑料排水帶預(yù)壓、真空預(yù)壓、降水預(yù)壓和強(qiáng)力固結(jié)等在地基中增設(shè)豎向排水體，加速地基的固結(jié)和

5、增長(zhǎng)速度，提高地基的穩(wěn)定性；加速沉降發(fā)展，使基礎(chǔ)沉降提前完成適用于處理飽和軟弱粘土層；對(duì)于滲透性極低的泥炭土，必須慎重對(duì)待編號(hào)分類處理方法原理及作用 適用范圍4振密擠密振沖擠密、沉樁振密、灰土擠密、砂樁、石灰樁、爆破擠密等采用一定的技術(shù)措施，通過(guò)振動(dòng)或擠密，使土體的孔隙減少，強(qiáng)度提高；必要時(shí)在振動(dòng)擠密的過(guò)程中，回填砂、礫石、灰土、素土等，與地基土組成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力，減少沉降量適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土，非飽和粘性土等5置換及拌入振沖置換、沖抓置換、深層攪拌、高壓噴射注漿、石灰樁等采用專門的技術(shù)措施，以砂、碎石等置換軟弱土地基中部分軟弱土，或在部分軟弱土地基中摻入水

6、泥、石灰或砂漿等形成加固題，與未處理部分土組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少沉降量粘性土、沖填土、粉砂、細(xì)砂等。振沖置換法限于不排水抗剪強(qiáng)度cu20kPa的地基土6加筋土工合成材料加筋，錨固、樹(shù)根樁、加筋土在地基或土體中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工合成材料、鋼片等加筋材料，使地基或土體能承受抗拉力，防止斷裂，保持整體性，提高剛度，改變地基土體的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，從而提高地基的承載力，改善變形特性軟弱土地基、填土及陡坡填土、砂土52 墊層法521 墊層的作用522 換土墊層的設(shè)計(jì) （5-1）式中 faz-墊層地面處軟土層經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值，kPa；cz-墊層地面處自重應(yīng)力，kPa；z-砂墊層

7、底面的附加應(yīng)力，kPa。對(duì)于條形基礎(chǔ)： （5-2a）對(duì)于矩形基礎(chǔ)： （5-2b）式中 l，b-基礎(chǔ)的長(zhǎng)度和寬度，m； z-砂墊層的厚度，m；pk-基地壓力，kPa；cd-基礎(chǔ)底面標(biāo)高處土的自重應(yīng)力，kPa；-砂墊層的壓力擴(kuò)散角，可按表5-2選用。例題5-1 某四層磚混結(jié)構(gòu)的住宅建筑，承重墻下為條形基礎(chǔ)，寬1.2m，埋深1m，上部建筑物作用于基礎(chǔ)的荷載為120kN/m，基礎(chǔ)的平均重度為20kN/m3。地基土表層為粉質(zhì)粘土，厚度為1m，重度為17.5kN/m3；第二層為淤泥，厚15m，重度為17.8kN/m3，地基承載力特征值fak=50kPa；第三層為密實(shí)的沙礫石。地下水距地表為1m。因?yàn)榈鼗?/p>

8、較軟弱，不能承受建筑物的荷載，試設(shè)計(jì)砂墊層。解 （1）先假設(shè)砂墊層的厚度為1m，并要求分層碾壓夯實(shí)，干密度達(dá)到大于1.5t/m3。（2）砂墊層厚度的驗(yàn)算：根據(jù)題意，基礎(chǔ)底面平均壓力為砂墊層底面的附加應(yīng)力由式（5-2a）得：根據(jù)下臥層淤泥地基承載力特征值fak=50kPa，再經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值：則 這說(shuō)明所設(shè)計(jì)的墊層厚度不夠，再假設(shè)墊層厚度為1.5m，同理可得 （3）確定砂墊層的底寬b為 （4）繪制砂墊層剖面圖，如圖5-2所示。 53 排水固結(jié)法 531 原理與應(yīng)用在軟體地基上建筑堤壩，如果采用加速加載填筑，填筑不高，地基就會(huì)出現(xiàn)剪切破壞而滑動(dòng)；如果在同等的條件下，采用緩慢逐漸加載填

9、筑，填筑至上述同等堤高時(shí)，卻未出現(xiàn)地基破壞的現(xiàn)象，而且還可繼續(xù)筑高，直至填筑到預(yù)期高度。532 砂井地基固結(jié)理論先作如下假定：（1） 等應(yīng)條件成立，即砂井地基中無(wú)側(cè)向變形，同一水平面上任一點(diǎn)的垂直變形相等；（2） 每根砂井影響范圍內(nèi)的滲流路徑，既有豎向分量，也有徑向分量，兩者分別單獨(dú)考慮，考慮豎向滲流時(shí)，按太沙基一位固結(jié)理論求解；考慮徑向滲流時(shí)，令kv=0求解；徑向和豎向組合滲流時(shí)可按卡理羅（Carrilo）定理考慮，即：任意點(diǎn)的孔隙水壓力urz與徑向和豎向孔隙水壓力ur和uz有如下關(guān)系： （5-4）（3） 砂井內(nèi)孔隙水壓力沿徑向變化很小，可以不計(jì)；任一深度z處從土體中沿周邊流入砂井的水量等于

10、砂井向上流出的增量；（4） 除滲透系數(shù)外，井料和涂抹區(qū)內(nèi)的其他性質(zhì)與天然地基的相同；（5） 荷載一次瞬時(shí)施加。1 徑向固結(jié)基本方程及其解答根據(jù)假定（1），再等應(yīng)變條件下，體積應(yīng)變率與排水流量變化率相等，以及假定（3）則得徑向固結(jié)的基本方程為 rwrrs （5-5a） rsrre （5-5b） （5-5c）式中 Es-地基土的壓縮模量；ur-滲流影響區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)的孔隙壓力，ur=ur（r,z,t）；-僅考慮徑向滲流時(shí)，影響區(qū)內(nèi)任一深度的平均孔隙水壓力，=（z，t）；uw-考慮徑向滲流時(shí)，砂井內(nèi)任一深度的孔隙水壓力，uw= uw（z，t）；w-水的重度；t-時(shí)間。引用求解的初始條件和邊界條件，可以解

11、出地基中任一深度的徑向固結(jié)度Ur： （5-6）地基的平均徑向固結(jié)度（整個(gè)砂井深度范圍內(nèi)Ur的平均值）為 （5-7） 533 排水固結(jié)設(shè)計(jì)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，加荷速率不宜過(guò)快，以防止產(chǎn)生局部剪切破壞，為此控制加荷速率48kPa/d，則圖中的T1=p1/ 。為了防止地基產(chǎn)生剪切破壞，在施加第一級(jí)荷載之后需恒載一段時(shí)間，待地基固定后才施加下一級(jí)荷載。Q1qq1 535 真空預(yù)壓法與降水預(yù)壓法簡(jiǎn)介1 真空預(yù)壓法2 降水預(yù)壓法 54 深層水泥攪拌法 541 概述利用水泥（或石灰）作為固化劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，在一定的深度范圍內(nèi)把地基土與水泥（或其他固化劑）強(qiáng)行攪拌，固化后形成具有水穩(wěn)定性和足夠強(qiáng)度的水泥土，制成樁體、塊體和墻體等類加固體，并與地基土共同作用，提高地基的承載力，改善地基變形特性的一種地基處理方法。， 5、4、2 水泥土形成的機(jī)理及其性質(zhì) 543 應(yīng)用與設(shè)計(jì)1 概述應(yīng)用于房屋建筑物、堤壩、岸坡和支擋結(jié)構(gòu)等的地基加固，與地基土共同作用，提高地基承載