地基與基礎培訓

1、主講主講 王愛玲王愛玲1. 地基及基礎的概念地基及基礎的概念 建筑物的全部荷載均由其下的地層來建筑物的全部荷載均由其下的地層來承擔。受建筑物影響的那一部分地層稱為承擔。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基地基；建筑物向地基傳遞荷載的下部結構；建筑物向地基傳遞荷載的下部結構稱為稱為基礎基礎。建筑物建筑物上部結構上部結構基基 礎礎地地 基基基基 礎礎上部結構上部結構地地 基基建筑物三部分示意圖建筑物三部分示意圖 地基基礎設計必須滿足的基本條件地基基礎設計必須滿足的基本條件 建筑物的建造使地基中原有的建筑物的建造使地基中原有的應力狀態(tài)應力狀態(tài)發(fā)生變化，所以地基基礎的設計必須滿足：發(fā)生變化，所以地基基礎

2、的設計必須滿足： a.a.作用于地基的荷載不超過地基的承載作用于地基的荷載不超過地基的承載能力（能力（地基土的強度問題地基土的強度問題）；）； b.b.控制基礎沉降使之不超過允許值（控制基礎沉降使之不超過允許值（地地基土的變形問題基土的變形問題）。）。地基地基天然地基天然地基人工地基人工地基 地基分類地基分類換填地基換填地基排水固接預壓地基排水固接預壓地基強夯地基強夯地基振沖地基振沖地基砂石樁砂石樁水泥粉煤灰碎石樁（水泥粉煤灰碎石樁（CFG）夯實水泥土樁夯實水泥土樁水泥土攪拌樁水泥土攪拌樁高壓噴射注漿地基高壓噴射注漿地基石灰樁石灰樁灰土（土）擠密樁灰土（土）擠密樁其他地基其他地基 基礎分類基礎

3、分類基礎基礎淺基礎淺基礎深基礎深基礎柱下單獨擴大基礎柱下單獨擴大基礎柱下、墻下條形基礎柱下、墻下條形基礎筏板基礎（滿堂基礎）筏板基礎（滿堂基礎）樁基礎樁基礎沉箱基礎沉箱基礎混合基礎混合基礎連續(xù)墻基礎連續(xù)墻基礎2. 軟弱土地基處理軟弱土地基處理 軟弱土軟弱土系指淤泥、淤泥質土和部分沖系指淤泥、淤泥質土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土。由軟弱填土、雜填土及其他高壓縮性土。由軟弱土組成的地基稱為土組成的地基稱為軟弱土地基軟弱土地基。 淤泥、淤泥質土在工程上統(tǒng)稱為軟土，淤泥、淤泥質土在工程上統(tǒng)稱為軟土，其具有特殊的物理力學性質，從而導致了其具有特殊的物理力學性質，從而導致了其特有的工程性質。其特有

4、的工程性質。軟土地基的工程特性軟土地基的工程特性地基承載力低地基承載力低建筑物的沉降和差異沉降較大建筑物的沉降和差異沉降較大建筑物沉降歷時長建筑物沉降歷時長 地基處理的目的地基處理的目的主要是改主要是改善地基的工程性質，包括改善善地基的工程性質，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪強度等。強度等。2.1 換填墊層法換填墊層法 當建筑物基礎下的持力層比較軟弱、當建筑物基礎下的持力層比較軟弱、不能滿足上部荷載對地基的要求時，常采不能滿足上部荷載對地基的要求時，常采用用換土墊層法換土墊層法來處理軟弱土地基，即將基來處理軟弱土地基，即將基礎下一定深度內的土層

5、挖去，然后回填以礎下一定深度內的土層挖去，然后回填以強度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密強度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密實。實。 實踐證明：換土墊層可以實踐證明：換土墊層可以有效地處理某些荷載不大的建有效地處理某些荷載不大的建筑物地基問題。換土墊層按其回填的材料筑物地基問題。換土墊層按其回填的材料可分為砂墊層、碎石墊層、灰土墊層等?？煞譃樯皦|層、碎石墊層、灰土墊層等。 砂墊層的主要作用：砂墊層的主要作用： 1.提高地基承載力；提高地基承載力； 2.減少沉降量；減少沉降量； 3.加速基底下軟弱土層的排水固結；加速基底下軟弱土層的排水固結； 4.防止凍脹；防止凍脹； 5.消除膨脹土的脹縮作用。

6、消除膨脹土的脹縮作用。建筑地基處理技術規(guī)范建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ79-2002)(JGJ79-2002)中規(guī)定：中規(guī)定： 換填墊層法適用于淺層軟弱地基換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。及不均勻地基的處理。 換填墊層的厚度不宜小于換填墊層的厚度不宜小于0.5m0.5m，也不宜大于也不宜大于3m3m。 2.2 排水固接預壓地基排水固接預壓地基 排水固結預壓法排水固結預壓法是利用地基土排水固是利用地基土排水固結的特性，通過施加預壓荷載，并增設各結的特性，通過施加預壓荷載，并增設各種排水條件（砂井和排水墊層等排水體），種排水條件（砂井和排水墊層等排水體），以加速飽和軟粘土固結發(fā)展的

7、一種軟土地以加速飽和軟粘土固結發(fā)展的一種軟土地基處理方法。基處理方法。 排水固結預壓法主要適用于處理淤泥、排水固結預壓法主要適用于處理淤泥、淤泥質土及其他飽和軟粘土。對于砂類土淤泥質土及其他飽和軟粘土。對于砂類土和粉土，因其透水性良好，無需用此法處和粉土，因其透水性良好，無需用此法處理。理。 分為三類：分為三類： 1、堆載預壓法、堆載預壓法 2、砂井堆載預壓法、砂井堆載預壓法 3、真空預壓法、真空預壓法2.3 擠密法和振沖法擠密法和振沖法 在砂土中，通過機械振動擠壓或加水在砂土中，通過機械振動擠壓或加水振動可以使土密實。擠密法和振沖法就是振動可以使土密實。擠密法和振沖法就是利用這個原理發(fā)展起來

8、的兩種地基加固方利用這個原理發(fā)展起來的兩種地基加固方法。法。一、擠密法一、擠密法 擠密法的加固機理主要靠擠密法的加固機理主要靠樁管打入地基中，對土產生橫向擠密作用，樁管打入地基中，對土產生橫向擠密作用，在一定擠密功能作用下，土粒彼此移動，在一定擠密功能作用下，土粒彼此移動，小顆粒填入大顆粒的空隙，顆粒排列緊密，小顆粒填入大顆粒的空隙，顆粒排列緊密，孔隙體積減少，地基土的強度也隨之增強?？紫扼w積減少，地基土的強度也隨之增強。所以擠密法主要是使松軟土地基擠密，改所以擠密法主要是使松軟土地基擠密，改善土的強度和變形特性。善土的強度和變形特性。 二、振沖法二、振沖法 振沖法是利用一個振沖器，振沖法是利

9、用一個振沖器，在高壓水流的作用下邊振邊沖，使松砂地在高壓水流的作用下邊振邊沖，使松砂地基變密；或在粘性土地基中成孔，在孔中基變密；或在粘性土地基中成孔，在孔中填入碎石制成一根根的樁體，這樣的樁體填入碎石制成一根根的樁體，這樣的樁體和原來的土構成復合地基。和原來的土構成復合地基。 在砂土中和粘性土中振沖法的加固機在砂土中和粘性土中振沖法的加固機理是不同的。在砂土中主要是理是不同的。在砂土中主要是振動擠密振動擠密和和振動液化作用振動液化作用；在粘性土中主要是；在粘性土中主要是振沖置振沖置換作用換作用，置換的樁體與土組成復合地基。，置換的樁體與土組成復合地基。2.4 強夯法強夯法 強夯法是用幾噸至幾

10、十噸的重錘從高強夯法是用幾噸至幾十噸的重錘從高處落下，反復多次夯擊地面，對地基進行處落下，反復多次夯擊地面，對地基進行強力夯實。這種強大的夯擊力在地基中產強力夯實。這種強大的夯擊力在地基中產生動應力和振動，從夯擊點發(fā)出縱波和橫生動應力和振動，從夯擊點發(fā)出縱波和橫波，向地基縱深方向傳播，使地基淺層和波，向地基縱深方向傳播，使地基淺層和深處產生不同程度的加固作用。深處產生不同程度的加固作用。2.5 深層攪拌法深層攪拌法 深層攪拌法（深層攪拌法（Deep Mixing MethodDMM）是一）是一種化學加固地基的方法。它通過特制機械種化學加固地基的方法。它通過特制機械各種深層攪拌機，沿深度將固化劑

11、（水各種深層攪拌機，沿深度將固化劑（水泥漿、水泥粉或石灰粉，外摻一定的添加泥漿、水泥粉或石灰粉，外摻一定的添加劑）與地基土強制就地攪拌，利用固化劑劑）與地基土強制就地攪拌，利用固化劑自身及其與地基土之間所產生的一自身及其與地基土之間所產生的一系列物理、化學反應，使地基系列物理、化學反應，使地基土硬結成為具有整體性、水穩(wěn)土硬結成為具有整體性、水穩(wěn)定性、較低滲透性和一定強度的復合土樁定性、較低滲透性和一定強度的復合土樁（體），或與地基土構成復合地基，從而（體），或與地基土構成復合地基，從而提高軟土地基的承載力、減小地基的變形。提高軟土地基的承載力、減小地基的變形。2.6 高壓噴射注漿法高壓噴射注漿

12、法 高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法（High Pressure Jet Grouting）是利用高壓射流技術，噴射化）是利用高壓射流技術，噴射化學漿液，破壞地基土體，并強制土與化學學漿液，破壞地基土體，并強制土與化學漿液混合，形成具有一定強度的加固體，漿液混合，形成具有一定強度的加固體，來處理軟弱地基的一種方法。來處理軟弱地基的一種方法。 高壓噴射注漿法在工程上高壓噴射注漿法在工程上的應用主要有兩方面：的應用主要有兩方面： 1.加固地基，提高建筑物地基的承載加固地基，提高建筑物地基的承載力，改善地基的變形性質，既可應用于擬力，改善地基的變形性質，既可應用于擬建建筑物的地基處理，又可應用于已建建建

13、建筑物的地基處理，又可應用于已建建筑物的事故處理。筑物的事故處理。 2.地基或土體的防滲處理，形成防滲地基或土體的防滲處理，形成防滲帷幕，防止?jié)B流破壞、流土或管涌。帷幕，防止?jié)B流破壞、流土或管涌。2.7 水泥粉煤灰碎石樁（水泥粉煤灰碎石樁（CFG） 水泥粉煤灰碎石樁水泥粉煤灰碎石樁是在碎石樁基礎上是在碎石樁基礎上加進一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水加進一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振動沉管打樁機或其它成樁機具拌和，用振動沉管打樁機或其它成樁機具制成的一種具有一定粘結強度的樁。樁和制成的一種具有一定粘結強度的樁。樁和樁間土通過褥墊層形成復合地基。樁間土通過褥墊層形成復合地基。3. 地基

14、質量檢驗地基質量檢驗 主要采用主要采用原位測試法原位測試法。 常用的原位測試法有圓錐動力觸探法常用的原位測試法有圓錐動力觸探法(DPT)(DPT)、靜力觸探法、靜力觸探法(CPT)(CPT)、標準貫入試驗、標準貫入試驗法法(SPT)(SPT)、旁壓試驗法、旁壓試驗法(PMT)(PMT)、載荷試驗、載荷試驗、現(xiàn)場剪切試驗、波速測試?，F(xiàn)場剪切試驗、波速測試。3. 1 圓錐動力觸探圓錐動力觸探 圓錐動力觸探試驗是利用一定質量圓錐動力觸探試驗是利用一定質量的落錘的落錘, ,以一定高度的自由落距將標準規(guī)格以一定高度的自由落距將標準規(guī)格的圓錐形探頭打入土層重的圓錐形探頭打入土層重, ,根據(jù)探頭貫入的根據(jù)探

15、頭貫入的難易程度難易程度( (可用貫入一定距離的錘擊數(shù)、貫可用貫入一定距離的錘擊數(shù)、貫入度或探頭單位面積動貫阻力來表示入度或探頭單位面積動貫阻力來表示) )判定判定土層的性質。土層的性質。分為：輕型、重型和超重型三種分為：輕型、重型和超重型三種類型輕型重型超重型落錘錘的重量（kg）1063.5120落距（mm）5076100探頭直徑（mm）407474錘角（）606060探桿直徑（mm）25425060指 標貫入30cm的錘擊數(shù)N10貫入10cm的錘擊數(shù)N63.5貫入10cm的錘擊數(shù)N120圓錐動力觸探類型和規(guī)格參照規(guī)范：巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）超重型動力觸探試驗1、試驗設

16、備：主要由觸探頭74mm、觸探桿及穿心錘三部分組成。觸探桿直徑60mm、接手加厚的鉆桿，穿心錘重120kg。2、試驗要點： (1) 貫入前，觸探架安裝平穩(wěn)，保持觸探桿垂直。試驗時從孔底連續(xù)貫入。（2）量尺讀數(shù)：及時記錄貫入深度，對觸探指標（錘擊數(shù)）直接記讀每貫入10厘米所需的錘擊數(shù)。 3. 2 靜載荷試驗靜載荷試驗主要參照規(guī)范：主要參照規(guī)范：建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002GB50007-2002）建筑地基處理技術規(guī)范建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ 79-2002JGJ 79-2002）分類：淺層平板載荷試驗、深層平板載荷試驗分類：淺層平板載荷試驗、深層平板載荷

17、試驗堆載物百分表承壓板千斤頂油壓泵工字鋼樁 體淺層平板載荷試驗裝置示意圖淺層平板載荷試驗裝置示意圖 主要儀器設備：液壓千斤頂（帶壓力表）、百分表（0.01mm）、加荷裝置（荷載平臺或反力裝置）、壓板等。護壁加強護壁千斤頂 800 壓板百分表基準梁反力鋼梁位移桿基準樁深井及試驗裝置試驗裝置示意圖深井及試驗裝置試驗裝置示意圖復合地基載荷試驗要點：1、了解場地地基處理方法；2、確定壓板面積 為一根樁所承擔的處理面積m 樁土面積置換率 m（d/de）23、確定最大加載荷載【例題】某場地，載荷試驗得到的天然地基承載力特征值為120kPa。設計要求經(jīng)碎石樁法處理后的復合地基承載力特征值需提高到160kPa

18、。擬采用的碎石樁樁徑為0.9m，正方形布置，樁中心距為1.5m。1、該復合地基的面積置換率最接近下列哪個值?(A)0.22 (B)0.24 (C)0.26 (D)0.28 (E)0.30 基樁及地基檢測基樁及地基檢測方法方法z 低應變反射波法、聲波透射法檢測基樁完整性（擴徑、縮徑、離析、夾泥）、低質混凝土、樁長復核z 高應變法檢測基樁承載力、完整性、打樁監(jiān)控z 載荷試驗（淺層平板、深層平板）檢測基樁及地基承載力z 鉆芯、動探、壓實度、沉降、物探低應變反射波法低應變反射波法原理z 一維波動理論z 在樁頭布置傳感器，激振縱向應力波信號，應力波遇到樁身缺陷、樁底等波阻抗（AC）發(fā)生變化的界面時將有反

19、射波向上傳播。記錄沿樁身傳播并反射回來的時域曲線。z 通過實測時域曲線來分析判定基樁的樁身完整性。如：、有樁底反射波（ 2L/c時刻）， 2L/c時刻前無缺陷反射波。、斷樁，將有很明顯的反射信號及可能多次反射，無樁底信號。、縮徑、離析有明顯的反射信號，可能有樁底信號。 低應變反射波法低應變反射波法圖例低應變檢測典型波形低應變檢測典型波形1 19 9mm的完整樁的完整樁低應變檢測典型波形低應變檢測典型波形2 23.83.8mm斷樁斷樁高應變法高應變法高應變法適用于檢測基樁的豎向抗壓承載力和樁身完整性；監(jiān)測預制樁打入時的樁身應力和錘擊能量傳遞比，為沉樁工藝參數(shù)及樁長選擇提供依據(jù)。 打印機或 重錘

20、繪圖儀 便攜 PDA 力傳感器 計算機 打樁儀 加速度計 土 樁 土 高應變測試系統(tǒng)布置示意圖聲波透射法聲波透射法發(fā)射換能器接收換能器樁 體ZGS16聲波儀便攜計算機鋼 管適用于已預埋聲測管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測，判定樁身缺陷的程度并確定其位置。聲波透射法檢測典型波形聲波透射法檢測典型波形圖5-3A 松濤大橋5#墩3#樁縱波速度-深度曲線2500300035004000450050008.256.254.252.250.25深度H(m)縱波速度Vp(m/s)3-1速度3-2速度2-1速度平均速度重慶 資陽聲波管布置示意圖靜載試驗靜載試驗靜載試驗適用于檢測單樁的豎向抗壓承載力。1基準梁 2百分表 3磁性表座 4試樁 5錨樁 6反力梁 7千斤頂 8錨筋單樁豎向抗壓靜載試驗裝置示意圖125436758靜載試驗現(xiàn)場照片靜載試驗現(xiàn)場照片靜載試驗