《地基與基礎(chǔ)工程》課件第5章BW001

1、2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第1頁(yè)第5章 地基處理5.1 概述5.2 置換法（換填法） 5.3 加密法5.4 膠結(jié)法（自學(xué)）5.5 加筋法5.6 托換法本章重點(diǎn)參考：建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-20022022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第1頁(yè)第5章 地基處理2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第2頁(yè)第5章 地基處理本章學(xué)習(xí)要求： 掌握:地基處理的對(duì)象、目的；地基處理方法分類；常見(jiàn)的地基處理方法的原理、特點(diǎn)、適用條件。復(fù)合地基的作用機(jī)理及其承載力確定方法。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第2頁(yè)第5章 地基處理2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第3頁(yè)5.1 概 述基本概念地基處理：人為改善地基巖土

2、性質(zhì)或組成，使之適應(yīng)基礎(chǔ)工程需要而采取的措施，也稱地基加固。需進(jìn)行處理的地基：地基承載力低，沉降或不均勻沉降較大。軟弱土：淤泥、淤泥質(zhì)土、松散雜填土、欠固結(jié)沖填土；特殊性土：如濕陷性黃土、膨脹土、巖溶、土洞；不穩(wěn)定土：動(dòng)載作用下處于飽合狀態(tài)的粉砂、細(xì)砂或塑性指數(shù)較小的粉土層。水工結(jié)構(gòu)抗?jié)B處理：P2122022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第3頁(yè)5.1 概 述基2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第4頁(yè)5.1.1軟弱土和軟弱地基軟土：通常是指在靜水或緩慢流水環(huán)境中以細(xì)顆粒為主的近代沉積物。天然孔隙比e1.0、天然含水量wwL (液限)、壓縮性高、承載力低。1.淤泥和淤泥質(zhì)土2.松砂3.沖填土4.雜填土5.

3、泥炭土2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第4頁(yè)5.1.1軟弱土和2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第5頁(yè)軟土1.淤泥和淤泥質(zhì)土淤泥：孔隙比e1.5；淤泥質(zhì)土：1.5e1.0。其特點(diǎn)是壓縮性高，并有很強(qiáng)的不均勻性；抗剪強(qiáng)度低，承載力??；滲透性差、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)；有觸變性、流變性在淤泥質(zhì)軟土發(fā)育地區(qū)進(jìn)行工程活動(dòng)時(shí),常發(fā)生嚴(yán)重的工程地質(zhì)災(zāi)害，主要表現(xiàn)是建筑物容易發(fā)生強(qiáng)烈的不均勻下沉，有時(shí)還因滑動(dòng)變形造成地基或邊坡失穩(wěn)。 2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第5頁(yè)軟土1.淤泥和淤泥2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第6頁(yè)軟土2.松砂最易發(fā)生液化的粒度組成特征值是：平均粒徑(d50)為0.02-0.10mm不均粒系數(shù)

4、()為2-8粘粒含量小于10。粉粒含量大于40，極易液化；粘粒含量大于12.5，則極難液化。粗粒土，尤其當(dāng)其級(jí)配不均勻，結(jié)構(gòu)較密實(shí)時(shí)，透水性又較強(qiáng)，也是難以液化的。砂土的密實(shí)程度也是影響液化的主要因素之一。松砂極易液化，而密砂則不易液化。不同地震烈度區(qū)液化砂土最大相對(duì)密度2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第6頁(yè)軟土2.松砂不同地2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第7頁(yè)軟土3.沖(吹)填土疏浚江河過(guò)程中，水力沖填法堆積、沉積形成的沉積土。多屬粘性土、粉土、粉砂。4.雜填土人類活動(dòng)形成的未經(jīng)壓實(shí)的堆積物。成份復(fù)雜，可能富含有機(jī)物。承載力、壓縮性不均。5.泥炭與泥炭質(zhì)土通常形成于低洼的沼澤和灌木林帶，高

5、含水量、高壓縮性、高有機(jī)質(zhì)含量的土。泥炭：有機(jī)質(zhì)含量60%；泥炭質(zhì)土：10=有機(jī)質(zhì)含量60%。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第7頁(yè)軟土3.沖(吹)填2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第8頁(yè)地基處理的對(duì)象軟弱地基是指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。地基處理的對(duì)象承載力低、壓縮性高，易產(chǎn)生較大或不均勻沉降，在強(qiáng)度、變形、滲流穩(wěn)定性方面不能滿足建筑物要求的地基。具體包括：軟弱地基：特殊土地基：濕陷性黃土、膨脹土、多年凍土、鹽漬土、巖溶、土洞、山區(qū)不良地基等；動(dòng)載敏感土地基：飽和狀態(tài)的松散粉砂、細(xì)砂或塑性指數(shù)較小的粉土層。水工結(jié)構(gòu)抗?jié)B處理：P2122022/9/26地

6、基與基礎(chǔ)工程第8頁(yè)地基處理的對(duì)象軟弱2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第9頁(yè)5.1.2地基處理的目的提高土體抗剪強(qiáng)度、地基承載力、地基穩(wěn)定性；降低土體壓縮性，減小地基變形；降低土體滲透性，減少滲流量，避免滲流破壞；改善土的動(dòng)力特性，防止振動(dòng)液化；消除或減小特殊土造成的地基變形（如濕陷性黃土的濕陷、凍土的凍脹與融沉、膨脹土的脹縮）2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第9頁(yè)5.1.2地基處理2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第10頁(yè)5.1.3地基處理的設(shè)計(jì)程序準(zhǔn)備工作：搜集詳細(xì)的巖土工程勘察資料、上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料；針對(duì)工程要求和天然地基存在的問(wèn)題，確定地基處理的目的、范圍和處理后達(dá)到的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指

7、標(biāo)；調(diào)查當(dāng)?shù)氐鼗幚斫?jīng)驗(yàn)和施工條件。有特殊要求的工程，應(yīng)了解其它地區(qū)相似場(chǎng)地上同類工程的地基處理經(jīng)驗(yàn)和使用情況；調(diào)查鄰近建筑、地下工程和有關(guān)管線等情況；了解建筑場(chǎng)地的環(huán)境情況。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第10頁(yè)5.1.3地基處2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第11頁(yè)5.1.3地基處理的設(shè)計(jì)程序初選兩種或多種可行方案：據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小、使用要求，結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水及環(huán)境和鄰近建筑的影響進(jìn)行選擇。確定最佳方案：從加固原理、適用范圍、預(yù)期效果、材料、機(jī)具、施工技術(shù)與進(jìn)度和對(duì)環(huán)境的影響，進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)的方案。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；對(duì)選定的處理方法，按建筑物安全等級(jí)和

8、場(chǎng)地復(fù)雜程度，選擇代表性場(chǎng)地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)處理效果，必要時(shí)修改處理方案。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第11頁(yè)5.1.3地基處2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第12頁(yè)5.1.4地基處理方法分類1）置換法墊層置換+土質(zhì)樁置換；2）加密法（1）淺層壓（振）密法機(jī)械壓（振）密；重錘夯實(shí)；（2）深層壓（振）密法強(qiáng)夯；砂石樁法；預(yù)壓固結(jié)法；爆破壓密法；高壓灌漿壓密3）膠結(jié)法（1）灌漿法水泥粘土灌漿，化學(xué)灌漿（2）冷熱處理法凍結(jié)法或燒結(jié)法4）加筋法：（1）土工合成材料加筋法（2）土釘與錨桿加筋法法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第12頁(yè)5.1.4地基處2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第13頁(yè)軟弱土地

9、基處理方法分類表 2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第13頁(yè)軟弱土地基處理方2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第14頁(yè)5.1.5 人工地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ 79-2002規(guī)定：3.0.4 經(jīng)處理后的地基，當(dāng)按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深而需要對(duì)本規(guī)范確定的地基承載力特征值進(jìn)行修正時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定:1 基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)應(yīng)取零； 2 基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)應(yīng)取1.0。3 處理后的地基，當(dāng)在受力層范圍內(nèi)仍存在軟弱下臥層時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算下臥層的地基承載力。 4 對(duì)水泥土類樁復(fù)合地基尚應(yīng)根據(jù)修正后的復(fù)合地基承載力特征值，進(jìn)行樁身強(qiáng)度驗(yàn)算。 2022/9/26

10、地基與基礎(chǔ)工程第14頁(yè)5.1.5 人工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第15頁(yè)5.1.5 人工地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定3.0.5 按地基變形設(shè)計(jì)或應(yīng)作變形驗(yàn)算且需進(jìn)行地基處理的建筑物或構(gòu)筑物，應(yīng)對(duì)處理后的地基礎(chǔ)進(jìn)行變形驗(yàn)算。 3.0.6 受較大水平荷載或位于斜坡上的建筑物及構(gòu)筑物，當(dāng)建造在處理后的地基上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基穩(wěn)定性驗(yàn)算。 3.0.9 對(duì)于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007規(guī)定需要進(jìn)行地基變形計(jì)算的建筑物或構(gòu)筑物，經(jīng)地基處理后，應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)，直至沉降達(dá)到穩(wěn)定為止。 各類地基處理方法的定義，詳見(jiàn)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ 79-2002 “2.1 術(shù)語(yǔ)”一節(jié)2022/9/

11、26地基與基礎(chǔ)工程第15頁(yè)5.1.5 人工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第16頁(yè)5.2 置換法（換填法）換填法就是將基礎(chǔ)底面下某一范圍內(nèi)的軟弱地基土挖除或擠出，然后回填以質(zhì)量好的土，經(jīng)壓密后直接作為建筑物的持力層，或者與原來(lái)軟弱的地基土組成復(fù)合地基以支撐建筑物?？煞譃椋?.1.1換土墊層法 5.1.2土質(zhì)樁置換法-復(fù)合地基復(fù)合地基2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第16頁(yè)5.2 置換法2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第17頁(yè)5.2.1換土墊層法又稱為換填法，是將基底以下一定范圍內(nèi)的軟弱土挖除，回填以易壓實(shí)的土，壓密后作為建筑物持力層的一種地基處理方法。1.墊層的作用提高地基承載力；減小地基沉降

12、量；加速軟弱土層的排水固結(jié)；用于特殊土地基，防止凍脹、消除濕陷、膨脹土脹縮作用；b回填土pzdz2z1d砂墊層軟土層p2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第17頁(yè)5.2.1換土墊2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第18頁(yè)2.墊層的材料砂墊層、砂卵石墊層、碎石墊層、灰土或素土墊層、工業(yè)廢料(煤渣、礦渣等)墊層3.換填法的適用條件淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。處理深度控制在3m以內(nèi)，一般為12m。適用土性：淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土等地基。常用于：多層或低層建筑的條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、地坪、料場(chǎng)及道路工程。5.2.1換土墊層法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第18頁(yè)2.墊層的材料5202

13、2/9/27地基與基礎(chǔ)工程第19頁(yè)4.換填法的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：主要確定墊層的厚度、寬度；設(shè)計(jì)依據(jù)：軟弱下臥層承載力。b回填土pzdz2z1d砂墊層軟土層p5.2.1 換土墊層法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第19頁(yè)4.換填法的設(shè)計(jì)2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第20頁(yè)墊層厚度：取決于未挖除的下部軟土層！先初定厚度(一般在0.53m之間)，再按下式校核： Pz+PczfazPz 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)墊層底面處附加應(yīng)力；Pcz墊層底面處的上覆土體自重應(yīng)力值；faz 墊層底面(軟弱下臥層頂面)經(jīng)深度修正后的下臥層地基承載力特征值。附加應(yīng)力Pz計(jì)算公式（P217表5-2）矩形基礎(chǔ)：條形基礎(chǔ)：5.2.1

14、 換土墊層法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第20頁(yè)墊層厚度：取決于2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第21頁(yè)5. 換填法的施工要點(diǎn)詳見(jiàn)JGJ79-2002墊層材料：必須具良好的壓實(shí)性。砂料不均勻系數(shù)不小于5，以中粗砂為好，容許在砂中摻入一定數(shù)量的碎石，但要分布均勻。墊層壓實(shí)：分層施工，層厚200300mm，逐層振密或壓實(shí)(振動(dòng)法、水撼法、碾壓法等) ?；淄馏w保護(hù)：避免擾動(dòng)基底土層或破壞其結(jié)構(gòu)；及時(shí)回填，不應(yīng)暴露過(guò)久或浸水。采用碎石墊層時(shí)，先鋪一層砂，以免碎石擠入土中。5.2.1 換土墊層法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第21頁(yè)5. 換填法的施2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第22頁(yè)5.2.

15、1 換土墊層法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第22頁(yè)5.2.1 換土2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第23頁(yè)6. 換填法地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002規(guī)定：4.2.3 墊層的承載力宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定，并應(yīng)進(jìn)行下臥層承載力的驗(yàn)算。4.2.4 墊層下存在軟弱下臥層的建筑，地基變形計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮鄰近基礎(chǔ)對(duì)軟弱下臥層頂面應(yīng)力疊加的影響。 當(dāng)超出原地面標(biāo)高的墊層或換填材料的重度高于天然土層重度時(shí)，宜早換填，并應(yīng)考慮其附加的荷載對(duì)建筑及鄰近建筑的影響。 5.2.1 換土墊層法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第23頁(yè)6. 換填法地基2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第24頁(yè)5

16、.2.2土質(zhì)樁置換法-復(fù)合地基1.基本概念部分地基土體被增強(qiáng)或被置換成增強(qiáng)體，由增強(qiáng)體和周圍地基土共同承擔(dān)荷載的地基。復(fù)合地基中獨(dú)立樁體頂部通常不與基礎(chǔ)相連接，區(qū)別于樁基礎(chǔ)，因此獨(dú)立樁體亦稱豎向增強(qiáng)體樁。散體材料樁膠結(jié)摻料樁復(fù)合地基的特點(diǎn)加固區(qū)由增強(qiáng)體和地基土組成,非均質(zhì)且各向異性。增強(qiáng)體和周圍地基土體共同承載、協(xié)調(diào)變形。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第24頁(yè)5.2.2土質(zhì)樁2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第25頁(yè)1.基本概念復(fù)合地基的作用機(jī)理樁體作用：地基應(yīng)力在樁體和樁間土中重新分配加速排水固結(jié)：碎石、砂土樁的k值大，水泥土樁擠密作用：振動(dòng)、擠壓、排土加筋作用：增加抗滑能力復(fù)合地基設(shè)計(jì)應(yīng)滿

17、足承載力和變形要求。對(duì)于地基土為欠固結(jié)土、膨脹土、濕陷性黃土、可液化土等特殊土?xí)r，其設(shè)計(jì)要綜合考慮土體的特殊性質(zhì)選用適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)體和施工工藝。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第25頁(yè)1.基本概念復(fù)合2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第26頁(yè)1） 處理范圍處理深度一般要穿過(guò)松軟土層到達(dá)相對(duì)密實(shí)的良好土層。當(dāng)松軟土層厚度過(guò)大時(shí)，則要求處理后地基的變形量不超過(guò)建筑物變形的允許值，同時(shí)滿足軟弱下臥層承載力的要求。需驗(yàn)算地基穩(wěn)定性的工程，砂石樁的處理深度不應(yīng)小于最危險(xiǎn)滑動(dòng)面以下2m的深度。樁距1.5-2.5m300-500mm墊層平面展布一般宜自基礎(chǔ)外緣擴(kuò)展1-3排樁的距離。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程

18、第26頁(yè)1） 處理范圍處2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第27頁(yè)2）砂石樁的平面布置常按等邊三角形或正方形布置。面積置換率2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第27頁(yè)2）砂石樁的平面2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第28頁(yè)3）復(fù)合地基的承載力建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50007-2002復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，或采用增強(qiáng)體的載荷試驗(yàn)結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定。荷載試驗(yàn)：?jiǎn)螛逗投鄻稄?fù)合地基荷載試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法：小型工程、無(wú)荷載測(cè)試資料時(shí)，可用P220公式（5-7）計(jì)算式中：n-樁土應(yīng)力比。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第28頁(yè)3）復(fù)合地基的承2022/9/27

19、地基與基礎(chǔ)工程第29頁(yè)3）復(fù)合地基的變形驗(yàn)算與一般多層地基驗(yàn)算基本相同，復(fù)合地基土層的壓縮模量為：2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第29頁(yè)3）復(fù)合地基的變2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第30頁(yè)3.膠結(jié)材料樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)1）CFG樁和夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基CFG(C指Cement、F指Fly-ash、G指Gravel)方法：由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥加水拌合，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或其他樁機(jī)制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第30頁(yè)3.膠結(jié)材料樁復(fù)2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第31頁(yè)2）水泥土攪拌樁復(fù)合地基方法：利用水泥、石灰等材料作為固化劑主劑，采用專用設(shè)備，將

20、液狀或粉狀固化劑拌入軟弱土體，通過(guò)物理化學(xué)反應(yīng)，形成水泥土攪拌樁加固地基。分類：深層攪拌法（簡(jiǎn)稱濕法）；粉體噴攪法（簡(jiǎn)稱干法）。適用：正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂上等地基。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第31頁(yè)2）水泥土攪拌樁2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第32頁(yè)3）高壓噴射注漿法復(fù)合地基利用帶有特殊噴嘴的注漿管，噴射鉆進(jìn)到預(yù)定深度，而后通過(guò)高壓(2040MPa)噴射的漿液切削土體，使?jié){液與土混合，經(jīng)凝固硬化，形成加固樁體。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土地基.可用于既有建筑和新建建筑地基加

21、固，深基坑、地鐵等工程的土層加固或防水.2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第32頁(yè)3）高壓噴射注漿2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第33頁(yè)5.3 加密法5.3.1機(jī)械壓密法5.3.2深層擠密法5.3.3強(qiáng)化法5.3.4預(yù)壓固結(jié)法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第33頁(yè)5.3 加密法52022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第34頁(yè)5.3.1機(jī)械壓密法利用機(jī)具在土體中產(chǎn)生瞬時(shí)重復(fù)荷載，以克服顆粒間的阻力，使顆粒間相互移動(dòng)，孔隙體積減小，密度增加。常用于大面積填土的壓實(shí)和雜填土、黃土等地基處理中。（1）碾子靜重壓密（2）沖積荷重壓密（3）振動(dòng)壓密2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第34頁(yè)5.3.1機(jī)械壓202

22、2/9/27地基與基礎(chǔ)工程第35頁(yè)5.3.1機(jī)械壓密法控制土的壓實(shí)效果的主要因素有：土的含水量，壓實(shí)機(jī)械、壓實(shí)功能、添加料。壓實(shí)效果用干密度d來(lái)衡量，壓實(shí)后d =1.61.7g/cm3。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第35頁(yè)5.3.1機(jī)械壓2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第36頁(yè)5.3.1深層擠密法1.砂樁、土樁和灰土樁2.振沖法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第36頁(yè)5.3.1深層擠2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第37頁(yè)1. 砂樁、土樁和灰土樁是指采用振動(dòng)、沖擊或水沖等方式在地基中成孔后，再將碎石、砂或砂石擠壓入已成的孔中，形成砂石所構(gòu)成的密實(shí)樁體，樁孔位置原有土體被強(qiáng)制側(cè)向擠壓，由樁及

23、樁周土組成復(fù)合地基的地基處理方法?？蓞⒖紡?fù)合地基進(jìn)行砂樁設(shè)計(jì)。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第37頁(yè)1. 砂樁、土樁2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第38頁(yè)1. 砂樁、土樁和灰土樁1）在松散砂土中的作用在松散砂土中成樁時(shí)對(duì)周圍砂層產(chǎn)生擠密作用和振密作用。有效擠壓密范圍可達(dá)34倍樁徑。2）在軟弱粘性土中的作用砂樁在軟弱粘性土中取代了同體積的軟弱粘性土，形成“復(fù)合地基”，使承載力提高；同時(shí)，砂樁在軟弱粘性土地基中起排水作用，加快地基的固結(jié)沉降。適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第38頁(yè)1. 砂樁、土樁2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第39頁(yè)2

24、.振沖法與擠密法的作用相同,只是成樁工藝存在差別。 振沖法是利用振沖器邊振動(dòng)邊水沖，使松砂地基密實(shí)，或在粘性土地基中成孔，填入碎石后形成復(fù)合地基。 前者稱振沖密實(shí)法 振沖置換法適用于處理不排水剪強(qiáng)度20KPa粘性土、粉土、飽和黃 土和人工填土等地基。后者稱振沖置換法振沖密實(shí)法適用于處理砂土和粉土地基。 2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第39頁(yè)2.振沖法與擠密2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第40頁(yè)2.振沖法振沖置換法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第40頁(yè)2.振沖法振沖置2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第41頁(yè)2.振沖法可按砂石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)。填料選擇：理論上講，填料越粗，擠密效果越好；但顆粒

25、太粗，容易在孔內(nèi)形成拱架，阻礙填料下沉到底，故最大粒徑宜控制在50mm以內(nèi)?？筛鶕?jù)粒徑分析判斷填料的適宜程度。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第41頁(yè)2.振沖法可按砂2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第42頁(yè)5.3.3 強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法，將質(zhì)量840t(最重200t)的夯錘起吊到一定高度(830m)，自由落下，靠強(qiáng)大的沖擊能對(duì)地基夯實(shí)加固。機(jī)理：強(qiáng)大的沖擊能，擠密土體，誘發(fā)高孔隙水壓力，甚至改變孔隙水形態(tài)，使夯點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂縫等排水通道，加速排水固結(jié)。實(shí)際效果：一般承載力可提高200500.適用：碎石土、砂土、低飽和度的粉土和粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土地基 。最適宜處理地下水在地下23

26、m，深度15m內(nèi)的地基.2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第42頁(yè)5.3.3 強(qiáng)夯2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第43頁(yè)5.3.3 強(qiáng)夯法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第43頁(yè)5.3.3 強(qiáng)夯2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第44頁(yè)5.3.3 強(qiáng)夯法有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定，當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料和經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可依據(jù)下式確定：參見(jiàn)P235表5-5。夯點(diǎn)設(shè)計(jì)等自學(xué)。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第44頁(yè)5.3.3 強(qiáng)夯2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第45頁(yè)強(qiáng)夯置換法將重錘提到高處使其自由落下形成夯坑，并不斷夯擊坑內(nèi)回填的砂石、鋼渣等硬粒料，使其形成密實(shí)的墩體的地基處理方法。適用：強(qiáng)夯置

27、換法適用于高飽和度的粉土與軟塑流塑的粘性土等地基上對(duì)變形控制要求不嚴(yán)的工程。機(jī)理：加速排水固結(jié)、軟弱土體置換。置換材料：級(jí)配良好的塊石、碎石、礦渣、建筑垃圾等堅(jiān)硬粗顆粒材料，粒徑大于300mm的顆粒含量不宜超過(guò)全重的30%。 5.3.3 強(qiáng)夯法2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第45頁(yè)強(qiáng)夯置換法5.32022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第46頁(yè)規(guī)范JGJ79-20026.1.3 強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換施工前，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)有代表性的場(chǎng)地上選取一個(gè)或幾個(gè)試驗(yàn)區(qū)，進(jìn)行試夯或試驗(yàn)性施工，試驗(yàn)區(qū)數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑場(chǎng)地復(fù)雜程度、建筑規(guī)模及建筑類型確定6.2.1 強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。6.2.6

28、強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為基底下設(shè)計(jì)處理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。強(qiáng)夯、強(qiáng)夯置換法設(shè)計(jì)、施工技術(shù)要點(diǎn)2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第46頁(yè)規(guī)范JG2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第47頁(yè)6.2.8 強(qiáng)夯地基承載力特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)也可根據(jù)夯后原位測(cè)試和土工試驗(yàn)指標(biāo)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007有關(guān)規(guī)定確定。 6.2.9 強(qiáng)夯地基變形計(jì)算應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007有關(guān)規(guī)定。夯后有效加固深度內(nèi)土層的壓縮模量應(yīng)通過(guò)原位測(cè)試或土工試驗(yàn)確定。6.2.10 強(qiáng)夯置換墩的深度由土質(zhì)條件決定，

29、除厚層飽和粉土外，應(yīng)穿透軟土層，到達(dá)較硬土層上，深度不宜超過(guò)7m。 強(qiáng)夯、強(qiáng)夯置換法設(shè)計(jì)、施工技術(shù)要點(diǎn)2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第47頁(yè)6.2.8 強(qiáng)夯2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第48頁(yè)6.2.21 確定軟粘性土中強(qiáng)夯置換墩地基承載力特征值時(shí)，可只考慮墩體，不考慮墩間土的作用，其承載力應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)單墩載荷試驗(yàn)確定，對(duì)飽和粉土地基可按復(fù)合地基考慮，其承載力可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)單墩復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。 6.3.5 當(dāng)強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近建筑物或設(shè)備會(huì)產(chǎn)生有害的影響時(shí)，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并采取挖隔振溝等隔振或防振措施。 強(qiáng)夯、強(qiáng)夯置換法設(shè)計(jì)、施工技術(shù)要點(diǎn)2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第48頁(yè)6

30、.2.21 確2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第49頁(yè)5.3.4 預(yù)壓加固法排水固結(jié)預(yù)壓法是利用地基排水固結(jié)的特性，通過(guò)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），以加速飽和軟粘土固結(jié)，提高土體強(qiáng)度的一種軟土地基處理方法。其基本原理是：軟土地基在附加荷載作用下，排出孔隙水，孔隙比減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。隨超靜孔隙水壓力消散，有效應(yīng)力增加，地基抗剪強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)。各類軟弱地基，包括天然沉積土層和人工沖填土層，如沼澤土、淤泥、淤泥質(zhì)土以及水力沖填土，廣泛用于冷藏庫(kù)、油罐、機(jī)場(chǎng)跑道、集裝箱碼頭等沉降要求比較高的地基。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第49頁(yè)5.3.4 預(yù)壓2022/9/27

31、地基與基礎(chǔ)工程第50頁(yè)5.3.4 預(yù)壓加固法系統(tǒng)組成：以提高土體的有效應(yīng)力為核心。加載系統(tǒng)：地面堆載：最常用；真空預(yù)壓：適用于軟粘土地基；降低水位：最適于砂性土地基。排水系統(tǒng)：豎向排水體：砂井、袋裝砂井、塑料排水板等.水平排水體：地基表面的砂墊層。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第50頁(yè)5.3.4 預(yù)壓2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第51頁(yè)1. 堆載預(yù)壓法砂井堆載預(yù)壓法設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ79-2002(1) 砂井布置方案初步設(shè)計(jì)：砂井直徑、深度、間距、布置方式，排水砂墊層的材料與厚度等。(2) 加載計(jì)劃初步設(shè)計(jì)每級(jí)荷載增量、范圍及加載持續(xù)時(shí)間。(3) 計(jì)算每級(jí)荷載下地基的固結(jié)度、強(qiáng)度增長(zhǎng)量;(4

32、) 驗(yàn)算每級(jí)荷載下地基的抗滑穩(wěn)定性；(5) 驗(yàn)算地基的沉降量是否滿足要求。如驗(yàn)算不滿足，調(diào)整加載計(jì)劃，重新計(jì)算。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第51頁(yè)1. 堆載預(yù)壓法2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第52頁(yè)1. 堆載預(yù)壓法排水固結(jié)法地基處理插打塑料排水板2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第52頁(yè)1. 堆載預(yù)壓法2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第53頁(yè)預(yù)壓法加載相關(guān)規(guī)定預(yù)壓法加載相關(guān)規(guī)定規(guī)范JGJ79-20025.1.2 應(yīng)先通過(guò)勘察查明土層的水平和豎向分布、層理變化，查明透水層位置、地下水類型及水源補(bǔ)給情況等。并應(yīng)通過(guò)土工試驗(yàn)確定土層的先期固結(jié)壓力、孔隙比與固結(jié)壓力的關(guān)系、滲透系數(shù)、固結(jié)系數(shù)、

33、三軸試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以及原位十字板抗剪強(qiáng)度等。 5.1.3 重要工程應(yīng)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)預(yù)壓試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)地基豎向變形、側(cè)向位移、孔隙水壓力、地下水位等，并進(jìn)行原位十字板剪切和室內(nèi)士工試驗(yàn)。據(jù)試驗(yàn)區(qū)監(jiān)測(cè)資料確定加載速率控制指標(biāo)、推算土的固結(jié)系數(shù)、固結(jié)度及最終豎向變形等，分析處理效果，對(duì)原設(shè)計(jì)做修正，指導(dǎo)全場(chǎng)設(shè)計(jì)與施工。 2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第53頁(yè)預(yù)壓法加載相關(guān)規(guī)2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第54頁(yè)預(yù)壓法加載相關(guān)規(guī)定 5.1.4 對(duì)堆載預(yù)壓工程，預(yù)壓荷載應(yīng)分級(jí)逐漸施加，確保每級(jí)荷載下地基的穩(wěn)定性，而對(duì)真空預(yù)壓工程，可一次連續(xù)抽真空至最大壓力。 5.1.5 對(duì)主要以變形控制的建筑，當(dāng)塑料排水帶

34、或砂井等排水豎井處理深度范圍和豎井底面以下受壓土層經(jīng)預(yù)壓所完成的變形量和平均固結(jié)度符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可卸載。 對(duì)主要以地基承載力或抗滑穩(wěn)定性控制的建筑，當(dāng)?shù)鼗两?jīng)預(yù)壓而增長(zhǎng)的強(qiáng)度滿足建筑物地基承載力或穩(wěn)定性要求時(shí)，方可卸載。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第54頁(yè)預(yù)壓法加載相關(guān)規(guī)2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第55頁(yè)2. 真空預(yù)壓法為了避免堆卸土、石等笨重預(yù)壓荷載時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,也可利用大氣壓力作為預(yù)壓荷載的真空預(yù)壓法。 若地質(zhì)條件允許，可在場(chǎng)地埋設(shè)井點(diǎn)系統(tǒng)來(lái)降低地下水位，既加速排水，又使土的自重加大起到預(yù)壓作用 此法可與堆載法聯(lián)合使用，兩種加固效果可疊加，合理協(xié)調(diào)后可取得良好效果。2022/9

35、/26地基與基礎(chǔ)工程第55頁(yè)2. 真空預(yù)壓法2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第56頁(yè)5.4 膠結(jié)法5.4.1 灌漿法注漿機(jī)理：滲透、劈裂、壓密5.4.2 冷熱處理法（自學(xué)）2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第56頁(yè)5.4 膠結(jié)法2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第57頁(yè)5.4 膠結(jié)法按灌漿理論分類：滲透灌漿：水泥或粘土水泥漿液灌漿：漿液可注性：裂/孔隙、漿液顆粒尺度。適用：水工巖基、粗砂以上地基防滲?；瘜W(xué)漿液灌漿 注：此法亦可單獨(dú)列出，歸入化學(xué)加固法一類。漿材類型：聚氨酯、丙烯酰胺、硅酸鹽、氫氧化鈉類；特點(diǎn)：可注性好，凝固時(shí)間可控，強(qiáng)度高。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第57頁(yè)5.4 膠結(jié)法20

36、22/9/27地基與基礎(chǔ)工程第58頁(yè)5.4 膠結(jié)法劈裂灌漿:通過(guò)提高注漿壓力，劈裂巖土體，加大漿液擴(kuò)散范圍。適用：滲透性差，無(wú)法開(kāi)展?jié)B透注漿時(shí)，水工巖土地基的防滲治理。壓密灌漿；通過(guò)注入粘稠、不能入滲的漿液，在土體中形成漿泡，進(jìn)而提高注漿壓力，擠密周圍土體。適用：加固軟弱的粘性土包括淤泥、淤泥質(zhì)土等。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第58頁(yè)5.4 膠結(jié)法2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第59頁(yè)5.4 膠結(jié)法適用：土體滲透系數(shù)k10cm/s，一般靜壓力難以使?jié){液入滲的地基土。相關(guān)概念參見(jiàn)土力學(xué)教材“粘性土的特性”：電滲：直流電場(chǎng)作用下，水分子向陰極移動(dòng)的現(xiàn)象。電泳：直流電場(chǎng)作用下，粘性土中的膠粒

37、(粒徑小于0.001mm,表面多帶負(fù)電荷)向陽(yáng)極移動(dòng)的現(xiàn)象。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第59頁(yè)5.4 膠結(jié)法2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第60頁(yè)5.5 加筋法5.5.1 土工合成材料5.5.3土工織物的反濾作用5.5.3 土工合成材料加筋作用5.5.4 土工合成材料的其他問(wèn)題2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第60頁(yè)5.5 加筋法2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第61頁(yè)5.5.1 土工合成材料概念：以人工合成聚合物為原料的新型巖土工程材料。土工合成材料的分類：土工膜: 土工合成材料表面涂樹(shù)脂或橡膠防水材料,或與塑料薄膜復(fù)合形成防水防滲材料 。土工織物:起隔離、排水、反濾、加固約束作用土

38、工格柵：拉伸格柵、編織格柵土工復(fù)合材料：土工墊、土工網(wǎng)、土工柵格、土工泡沫塑料等2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第61頁(yè)5.5.1 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第62頁(yè)5.5.1 土工合成材料土工格柵2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第62頁(yè)5.5.1 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第63頁(yè)5.5.1 土工合成材料土工織物2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第63頁(yè)5.5.1 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第64頁(yè)5.5.1 土工合成材料土工膜2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第64頁(yè)5.5.1 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第65頁(yè)5.5.1 土工合成材料土工合成材料的特點(diǎn)

39、：質(zhì)地柔軟、質(zhì)量輕、整體連續(xù)性好；施工方便、抗拉強(qiáng)度高、質(zhì)地均勻、各向同性；彈性、耐磨、耐久性和抗微生物侵蝕性好；滲透性(土工織物)、抗?jié)B性(土工膜)好。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第65頁(yè)5.5.1 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第66頁(yè)5.5.1 土工合成材料土工合成材料的作用排水：三維透水性，可構(gòu)成排水層。反濾：防止土粒隨滲流而流失。隔離：隔離不同粒徑的土顆粒或材料，或?qū)⑵渑c地基或建筑基礎(chǔ)隔開(kāi)，避免混雜、流失；并靠其優(yōu)良特性適應(yīng)受力、變形和環(huán)境變化而不破損。加筋：利用其高強(qiáng)和韌性，與填土間有較大摩擦力，分散荷載，擴(kuò)散應(yīng)力，將作用土層上的力均勻地分布傳遞于地基，從而起到加筋作用。

40、防滲：土工膜用于水工結(jié)構(gòu)防滲。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第66頁(yè)5.5.1 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第67頁(yè)5.5.2 土工織物的反濾作用反濾層料物本身有足夠的滲透穩(wěn)定性能阻止被保護(hù)土的顆粒過(guò)量流失排水通暢具體要求見(jiàn)P252當(dāng)水流從被保護(hù)土自右向左流入堆 石體時(shí)，部分細(xì)土粒將被水流挾帶進(jìn)入堆石體。在被保護(hù)土一側(cè)的土工織物表面附近，較粗土粒首先被截留，使透水性增大；同時(shí)，這部分較粗粒層將阻止其后面的細(xì)土粒繼續(xù)被水流帶走，而且越往后細(xì)土粒被流失的可能性越小，于是就在土工織物的右側(cè)形成一個(gè)從左往右顆粒逐漸變細(xì)的“天然反濾層”。該層發(fā)揮著保護(hù)土體的作用。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工

41、程第67頁(yè)5.5.2 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第68頁(yè)5.5.3 土工合成材料加筋作用將土工合成材料置于地基土中形成加筋增強(qiáng)體，使地基承載力和穩(wěn)定性提高、沉降減小。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第68頁(yè)5.5.3 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第69頁(yè)5.5.3 土工合成材料加筋作用加筋土擋墻常用土工材料：土工格柵、土工織物。加固機(jī)理：約束應(yīng)力，提高整體性。設(shè)計(jì)計(jì)算：擋墻外部穩(wěn)定性計(jì)算視為重力式擋墻：深層滑動(dòng)穩(wěn)定性；水平滑移穩(wěn)定性；墻體地基承載力。墻內(nèi)筋材穩(wěn)定性計(jì)算：筋材強(qiáng)度、筋材抗拔穩(wěn)定性計(jì)算。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第69頁(yè)5.5.3 土工2022/9/27地基

42、與基礎(chǔ)工程第70頁(yè)5.5.3 土工合成材料加筋作用加筋土坡筋材鋪設(shè)：水平向鋪設(shè)，垂直于土坡走向；土坡穩(wěn)定性計(jì)算：圓弧條分法；計(jì)入筋材的水平抗拉強(qiáng)度(極限拉應(yīng)力)。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第70頁(yè)5.5.3 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第71頁(yè)5.5.3 土工合成材料加筋作用軟弱地基加筋筋材鋪設(shè)：地基表面水平向鋪設(shè)；加固機(jī)理：約束地基土體的水平向變形(擠出)地基穩(wěn)定性計(jì)算：圓弧條分法；筋材的抗拔驗(yàn)算。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第71頁(yè)5.5.3 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第72頁(yè)5.5.4 土工合成材料的其他問(wèn)題老化；蠕變；與土之間的摩擦力；受土顆粒形狀、粒徑、密實(shí)程度、土工合成材料種類、孔徑、厚度等因素影響；滲透性。2022/9/26地基與基礎(chǔ)工程第72頁(yè)5.5.4 土工2022/9/27地基與基礎(chǔ)工程第73頁(yè)5.6 托換法5.6.1基本概