地基與基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、主講主講 王愛玲王愛玲1. 地基及基礎(chǔ)的概念地基及基礎(chǔ)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(dān)。受建筑物影響的那一部分地層稱為承擔(dān)。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(jié)構(gòu)；建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為稱為基礎(chǔ)基礎(chǔ)。建筑物建筑物上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)基基 礎(chǔ)礎(chǔ)地地 基基基基 礎(chǔ)礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)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(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足的基本條件地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，所以地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)必須滿足：發(fā)生變化，所以地基基礎(chǔ)

2、的設(shè)計(jì)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(qiáng)度問題地基土的強(qiáng)度問題）；）； b.b.控制基礎(chǔ)沉降使之不超過允許值（控制基礎(chǔ)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(yù)壓地基排水固接預(yù)壓地基強(qiáng)夯地基強(qiáng)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(shí)水泥土樁夯實(shí)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(chǔ)分類基礎(chǔ)

3、分類基礎(chǔ)基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)柱下單獨(dú)擴(kuò)大基礎(chǔ)柱下單獨(dú)擴(kuò)大基礎(chǔ)柱下、墻下條形基礎(chǔ)柱下、墻下條形基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)（滿堂基礎(chǔ)）筏板基礎(chǔ)（滿堂基礎(chǔ)）樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)混合基礎(chǔ)混合基礎(chǔ)連續(xù)墻基礎(chǔ)連續(xù)墻基礎(chǔ)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(zhì)土和部分沖系指淤泥、淤泥質(zhì)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(zhì)土在工程上統(tǒng)稱為軟土，淤泥、淤泥質(zhì)土在工程上統(tǒng)稱為軟土，其具有特殊的物理力學(xué)性質(zhì)，從而導(dǎo)致了其具有特殊的物理力學(xué)性質(zhì)，從而導(dǎo)致了其特有的工程性質(zhì)。其特有

4、的工程性質(zhì)。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(shí)長建筑物沉降歷時(shí)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(zhì)，包括改善善地基的工程性質(zhì)，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(qiáng)度等。強(qiáng)度等。2.1 換填墊層法換填墊層法 當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采不能滿足上部荷載對(duì)地基的要求時(shí)，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(chǔ)下一定深度內(nèi)的土層

5、挖去，然后回填以礎(chǔ)下一定深度內(nèi)的土層挖去，然后回填以強(qiáng)度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密強(qiáng)度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密實(shí)。實(shí)。 實(shí)踐證明：換土墊層可以實(shí)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。可分為砂墊層、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(jié)；加速基底下軟弱土層的排水固結(jié)； 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(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)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(yù)壓地基排水固接預(yù)壓地基 排水固結(jié)預(yù)壓法排水固結(jié)預(yù)壓法是利用地基土排水固是利用地基土排水固結(jié)的特性，通過施加預(yù)壓荷載，并增設(shè)各結(jié)的特性，通過施加預(yù)壓荷載，并增設(shè)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(jié)發(fā)展的

7、一種軟土地以加速飽和軟粘土固結(jié)發(fā)展的一種軟土地基處理方法?；幚矸椒ā?排水固結(jié)預(yù)壓法主要適用于處理淤泥、排水固結(jié)預(yù)壓法主要適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土及其他飽和軟粘土。對(duì)于砂類土淤泥質(zhì)土及其他飽和軟粘土。對(duì)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(yù)壓法、堆載預(yù)壓法 2、砂井堆載預(yù)壓法、砂井堆載預(yù)壓法 3、真空預(yù)壓法、真空預(yù)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(jī)械振動(dòng)擠壓或加水在砂土中，通過機(jī)械振動(dòng)擠壓或加水振動(dòng)可以使土密實(shí)。擠密法和振沖法就是振動(dòng)可以使土密實(shí)。擠密法和振沖法就是利用這個(gè)原理發(fā)展起來

8、的兩種地基加固方利用這個(gè)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(jī)理主要靠擠密法的加固機(jī)理主要靠樁管打入地基中，對(duì)土產(chǎn)生橫向擠密作用，樁管打入地基中，對(duì)土產(chǎn)生橫向擠密作用，在一定擠密功能作用下，土粒彼此移動(dòng)，在一定擠密功能作用下，土粒彼此移動(dòng)，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(qiáng)度也隨之增強(qiáng)?？紫扼w積減少，地基土的強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。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(qiáng)度和變形特性。善土的強(qiáng)度和變形特性。 二、振沖法二、振沖法 振沖法是利用一個(gè)振沖器，振沖法是利

9、用一個(gè)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(gòu)成復(fù)合地基。和原來的土構(gòu)成復(fù)合地基。 在砂土中和粘性土中振沖法的加固機(jī)在砂土中和粘性土中振沖法的加固機(jī)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(dòng)擠密振動(dòng)擠密和和振動(dòng)液化作用振動(dòng)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(fù)合地基。，置換的樁體與土組成復(fù)合地基。2.4 強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯法是用幾噸至幾

10、十噸的重錘從高強(qiáng)夯法是用幾噸至幾十噸的重錘從高處落下，反復(fù)多次夯擊地面，對(duì)地基進(jìn)行處落下，反復(fù)多次夯擊地面，對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。這種強(qiáng)大的夯擊力在地基中產(chǎn)強(qiáng)力夯實(shí)。這種強(qiáng)大的夯擊力在地基中產(chǎn)生動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)，從夯擊點(diǎn)發(fā)出縱波和橫生動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)，從夯擊點(diǎn)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(chǎn)生不同程度的加固作用。深處產(chǎn)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(xué)加固地基的方法。它通過特制機(jī)械種化學(xué)加固地基的方法。它通過特制機(jī)械各種深層攪拌機(jī)，沿深度將固化劑

11、（水各種深層攪拌機(jī)，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(qiáng)制就地?cái)嚢?，利用固化劑劑）與地基土強(qiáng)制就地?cái)嚢瑁霉袒瘎┳陨砑捌渑c地基土之間所產(chǎn)生的一自身及其與地基土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使地基系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使地基土硬結(jié)成為具有整體性、水穩(wěn)土硬結(jié)成為具有整體性、水穩(wěn)定性、較低滲透性和一定強(qiáng)度的復(fù)合土樁定性、較低滲透性和一定強(qiáng)度的復(fù)合土樁（體），或與地基土構(gòu)成復(fù)合地基，從而（體），或與地基土構(gòu)成復(fù)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(shù)，噴射化）是利用高壓射流技術(shù)，噴射化學(xué)漿液，破壞地基土體，并強(qiáng)制土與化學(xué)學(xué)漿液，破壞地基土體，并強(qiáng)制土與化學(xué)漿液混合，形成具有一定強(qiáng)度的加固體，漿液混合，形成具有一定強(qiáng)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(yīng)用主要有兩方面：的應(yīng)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(zhì)，既可應(yīng)用于擬力，改善地基的變形性質(zhì)，既可應(yīng)用于擬建建筑物的地基處理，又可應(yīng)用于已建建建

13、建筑物的地基處理，又可應(yīng)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(chǔ)上是在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或其它成樁機(jī)具拌和，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或其它成樁機(jī)具制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。樁和制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。樁和樁間土通過褥墊層形成復(fù)合地基。樁間土通過褥墊層形成復(fù)合地基。3. 地基

14、質(zhì)量檢驗(yàn)地基質(zhì)量檢驗(yàn) 主要采用主要采用原位測(cè)試法原位測(cè)試法。 常用的原位測(cè)試法有圓錐動(dòng)力觸探法常用的原位測(cè)試法有圓錐動(dòng)力觸探法(DPT)(DPT)、靜力觸探法、靜力觸探法(CPT)(CPT)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法法(SPT)(SPT)、旁壓試驗(yàn)法、旁壓試驗(yàn)法(PMT)(PMT)、載荷試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)、波速測(cè)試。現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)、波速測(cè)試。3. 1 圓錐動(dòng)力觸探圓錐動(dòng)力觸探 圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)是利用一定質(zhì)量圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)是利用一定質(zhì)量的落錘的落錘, ,以一定高度的自由落距將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格以一定高度的自由落距將標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)貫阻力來表示入度或探頭單位面積動(dòng)貫阻力來表示) )判定判定土層的性質(zhì)。土層的性質(zhì)。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(biāo)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(dòng)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(dòng)力觸探試驗(yàn)1、試驗(yàn)設(shè)

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(yàn)要點(diǎn)： (1) 貫入前，觸探架安裝平穩(wěn)，保持觸探桿垂直。試驗(yàn)時(shí)從孔底連續(xù)貫入。（2）量尺讀數(shù)：及時(shí)記錄貫入深度，對(duì)觸探指標(biāo)（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(yàn)靜載荷試驗(yàn)主要參照規(guī)范：主要參照規(guī)范：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002GB50007-2002）建筑地基處理技術(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ 79-2002JGJ 79-2002）分類：淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)分類：淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷

17、試驗(yàn)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(yàn)裝置示意圖淺層平板載荷試驗(yàn)裝置示意圖 主要儀器設(shè)備：液壓千斤頂（帶壓力表）、百分表（0.01mm）、加荷裝置（荷載平臺(tái)或反力裝置）、壓板等。護(hù)壁加強(qiáng)護(hù)壁千斤頂 800 壓板百分表基準(zhǔn)梁反力鋼梁位移桿基準(zhǔn)樁深井及試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置示意圖深井及試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置示意圖復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)：1、了解場(chǎng)地地基處理方法；2、確定壓板面積 為一根樁所承擔(dān)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(chǎng)地，載荷試驗(yàn)得到的天然地基承載力特征值為120kPa。設(shè)計(jì)要求經(jīng)碎石樁法處理后的復(fù)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(fù)合地基的面積置換率最接近下列哪個(gè)值?(A)0.22 (B)0.24 (C)0.26 (D)0.28 (E)0.30 基樁及地基檢測(cè)基樁及地基檢測(cè)方法方法z 低應(yīng)變反射波法、聲波透射法檢測(cè)基樁完整性（擴(kuò)徑、縮徑、離析、夾泥）、低質(zhì)混凝土、樁長復(fù)核z 高應(yīng)變法檢測(cè)基樁承載力、完整性、打樁監(jiān)控z 載荷試驗(yàn)（淺層平板、深層平板）檢測(cè)基樁及地基承載力z 鉆芯、動(dòng)探、壓實(shí)度、沉降、物探低應(yīng)變反射波法低應(yīng)變反射波法原理z 一維波動(dòng)理論z 在樁頭布置傳感器，激振縱向應(yīng)力波信號(hào)，應(yīng)力波遇到樁身缺陷、樁底等波阻抗（AC）發(fā)生變化的界面時(shí)將有反

19、射波向上傳播。記錄沿樁身傳播并反射回來的時(shí)域曲線。z 通過實(shí)測(cè)時(shí)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(shí)刻）， 2L/c時(shí)刻前無缺陷反射波。、斷樁，將有很明顯的反射信號(hào)及可能多次反射，無樁底信號(hào)。、縮徑、離析有明顯的反射信號(hào)，可能有樁底信號(hào)。 低應(yīng)變反射波法低應(yīng)變反射波法圖例低應(yīng)變檢測(cè)典型波形低應(yīng)變檢測(cè)典型波形1 19 9mm的完整樁的完整樁低應(yīng)變檢測(cè)典型波形低應(yīng)變檢測(cè)典型波形2 23.83.8mm斷樁斷樁高應(yīng)變法高應(yīng)變法高應(yīng)變法適用于檢測(cè)基樁的豎向抗壓承載力和樁身完整性；監(jiān)測(cè)預(yù)制樁打入時(shí)的樁身應(yīng)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(jī)或 重錘

20、繪圖儀 便攜 PDA 力傳感器 計(jì)算機(jī) 打樁儀 加速度計(jì) 土 樁 土 高應(yīng)變測(cè)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(jì)算機(jī)鋼 管適用于已預(yù)埋聲測(cè)管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測(cè)，判定樁身缺陷的程度并確定其位置。聲波透射法檢測(cè)典型波形聲波透射法檢測(cè)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(yàn)靜載試驗(yàn)靜載試驗(yàn)適用于檢測(cè)單樁的豎向抗壓承載力。1基準(zhǔn)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(yàn)裝置示意圖125436758靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片靜載試驗(yàn)