地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)第五章地基處理PPT

10/26/2022第5章章地基處理10/26/2022內(nèi)容提要概述地基處理原原理地基處理方法法及分類本章小結(jié)5.1概述基礎(chǔ)是指建筑物向向地基傳遞荷荷載的下部結(jié)結(jié)構(gòu)，它具有有承上啟下的的作用。它處處于上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載及地地基反力的相相互作用下，，承受由此而而產(chǎn)生的內(nèi)力力（軸力、剪剪力和彎矩）），另外，基基礎(chǔ)底面的反反力反過來又又作為地基上上的荷載，使使地基土產(chǎn)生生應(yīng)力和變形形。地基是指承托建筑筑物基礎(chǔ)的這這一部分范圍圍很小的場地地。建筑物的的地基所面臨臨的問題有以以下五方面：：①強(qiáng)度及穩(wěn)定定性問題；②②壓縮及不均均勻沉降問題題；③滲漏問題；；④液化問題題；⑤特殊土土的特殊問題題。10/26/202210/26/2022地基處理的優(yōu)優(yōu)劣，關(guān)系到到整個(gè)工程的的質(zhì)量、造價(jià)價(jià)與工期，地地基處理的意意義已被越來來越多的人所所認(rèn)識。地基基處理要做到到技術(shù)先進(jìn)、、經(jīng)濟(jì)合理、、安全適用、、確保質(zhì)量和和保護(hù)環(huán)境。。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型型、荷載大小小及使用要求求，結(jié)合地形形地貌、地層層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)質(zhì)條件、地下下水特征、環(huán)環(huán)境情況和對對鄰近建筑的的影響等因素素進(jìn)行綜合分分析，初步選選出幾種可供供考慮的地基基處理方案，，包括選擇兩兩種或多種地地基處理措施施組成的綜合合處理方案。。10/26/20225.2.1地基處理原理理地基處理是利利用換填、夯夯實(shí)、擠密、、排水、膠結(jié)結(jié)、加筋和化化學(xué)等方法對對地基土進(jìn)行行加固，用以以改良地基土土的工程特性性。地基處理理的原理主要要有以下幾點(diǎn)點(diǎn)：（1）提高地地基的抗剪切切強(qiáng)度（2）降低地地基的壓縮性性（3）改善地地基的透水特特性（4）改善地地基的動(dòng)力特特性（5）改善特特殊土的不良良地基特性5.2地基處理原理理和方法分類類10/26/2022（1）換填法5.2.2地基處理方法法分類（2）密實(shí)法（3）復(fù)合地基法法真空預(yù)壓強(qiáng)夯法堆載預(yù)壓（4）深層攪攪拌法（5）加筋法法（6）灌漿法法（1）換填法（2）密實(shí)法真空預(yù)壓（1）換填法（2）密實(shí)法堆載預(yù)壓真空預(yù)壓（1）換填法（2）密實(shí)法強(qiáng)夯法堆載預(yù)壓真空預(yù)壓（1）換填法（2）密實(shí)法強(qiáng)夯法堆載預(yù)壓真空預(yù)壓（1）換填法（2）密實(shí)法（3）復(fù)合地基法法強(qiáng)夯法堆載預(yù)壓真空預(yù)壓（1）換換填填法法（2）密實(shí)實(shí)法法（4））深深層層攪攪拌拌法法（3）復(fù)復(fù)合合地地基基法法強(qiáng)夯夯法法堆載載預(yù)預(yù)壓壓真空空預(yù)預(yù)壓壓（1）換換填填法法（2）密實(shí)實(shí)法法（5））加加筋筋法法（4））深深層層攪攪拌拌法法（3）復(fù)復(fù)合合地地基基法法強(qiáng)夯夯法法堆載載預(yù)預(yù)壓壓真空空預(yù)預(yù)壓壓（1）換換填填法法（2）密實(shí)實(shí)法法（6）灌灌漿法（5）加加筋法（4）深深層攪拌拌法（3）復(fù)合地地基法堆載預(yù)壓壓真空預(yù)壓壓（1）換填法法（2）密實(shí)法（1）換填法法（2）密實(shí)法真空預(yù)壓壓（2）密實(shí)法堆載預(yù)壓壓真空預(yù)壓壓（2）密實(shí)法堆載預(yù)壓壓真空預(yù)壓壓（2）密實(shí)法堆載預(yù)壓壓真空預(yù)壓壓（2）密實(shí)法（3）復(fù)合地地基法堆載預(yù)壓壓真空預(yù)壓壓（2）密實(shí)法（1）換填法法（3）復(fù)合地地基法堆載預(yù)壓壓真空預(yù)壓壓（2）密實(shí)法（4）深深層攪拌拌法（1）換填法法（3）復(fù)合地地基法堆載預(yù)壓壓真空預(yù)預(yù)壓（2）密實(shí)法法（5））加筋筋法（4））深層層攪拌拌法（1）換填填法（3）復(fù)合合地基基法堆載預(yù)預(yù)壓真空預(yù)預(yù)壓（2）密實(shí)法法（6））灌漿漿法（4））深層層攪拌拌法（1）換填填法（3）復(fù)合合地基基法（2）密實(shí)法法（1）換填法（2）密實(shí)法（1）換填法（2）密實(shí)法（1）換填法（2）密實(shí)法（1）換填法（2）密實(shí)法（2）密實(shí)法（2）密實(shí)法（3）復(fù)合地基基法10/26/2022換填墊層法法是先將基基礎(chǔ)底面下下一定范圍圍內(nèi)的軟弱弱土層挖除除，再換填填其他無侵侵蝕性、低低壓縮性和和強(qiáng)度大的的散體材料料，經(jīng)過分分層夯實(shí)，，作為地基基的持力層層。它是一種較較簡易的淺淺層軟弱地地基及不均均勻地基的的處理方法法，并已得得到廣泛的的應(yīng)用，常常用于處理理輕型結(jié)構(gòu)構(gòu)、地坪、、堆料場及及道路工程程等。對于于建筑范圍圍內(nèi)局部存存在松填土土、暗溝、、暗塘、古古井、古墓墓或拆除舊舊基礎(chǔ)后的的坑穴，均均可采用換換填法進(jìn)行行處理。此此時(shí)保持建建筑地基整整體變形均均勻是應(yīng)遵遵循的最基基本的原則則。5.3換填墊墊層法法10/26/2022（1）提高高地基基承載載力。。（2）減小小地基基沉降降量。。（3）加速速軟土土的排排水固固結(jié)。。（4）防止止凍脹脹。（5）消除除膨脹脹土的的脹縮縮作用用。（6）消除除濕陷陷性黃黃土的的濕陷陷性。。5.3.1墊層的的作用用10/26/2022（1）墊層層的厚厚度合理確確定墊墊層厚厚度是是墊層層設(shè)計(jì)計(jì)的主主要內(nèi)內(nèi)容。。通常常根據(jù)據(jù)土層層的情情況確確定需需要換換填的的深度度。對于于淺淺層層軟軟土土厚厚度度不不大大的的工工程程，，應(yīng)應(yīng)置置換換掉掉全全部部軟軟土土。。對對需需換換填填的的軟軟弱弱土土層層，，首首先先應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)墊墊層層的的承承載載力力確確定定基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的寬寬度度和和基基底底壓壓力力，，再再根根據(jù)據(jù)墊墊層層下下臥臥層層的的承承載載力力，，假假設(shè)設(shè)墊墊層層的的厚厚度度z（圖圖5.1）5.3.2墊層層的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)10/26/2022圖5.1墊層層的的尺尺寸寸設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)10/26/2022并復(fù)核下式式：式中：pz——相應(yīng)于于荷載效應(yīng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合合時(shí)，墊層層底面處的的附加壓力力值（kPa）;pcz——墊層底底面處土的的自重壓力力值（kPa）；paz——墊層底底面處經(jīng)深深度修正后后的地基承承載力特征征值（kPa）.10/26/2022墊層底面處處的附加壓壓力值可按按擴(kuò)散角法法計(jì)算，即即條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)式中：b———矩形基基礎(chǔ)或條形形基礎(chǔ)底面面的寬度（（m）；l——矩形形基礎(chǔ)底面面的長度（（m）；pk——相應(yīng)于于荷載效應(yīng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合合時(shí)，基礎(chǔ)礎(chǔ)底面處的的平均壓力力值（kPa）；pc——基礎(chǔ)底底面處土的的自重壓力力值（kPa）；θ——墊層的的壓力擴(kuò)散散角（°）），宜通過過試驗(yàn)確定定，當(dāng)無試試驗(yàn)資料時(shí)時(shí)，可按表表5.1采采用。10/26/2022

換填材料z/b中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣粉質(zhì)粘土、粉煤灰灰土0.2520628≥0.503023表5.1壓力力擴(kuò)擴(kuò)散散角角（（°）注：：1）當(dāng)當(dāng)z/b<0.25，，除除灰灰土土取取=28°°外外，，其其余余材材料料均均取取=0°°，，必必要要時(shí)時(shí)，，宜宜由由試試驗(yàn)驗(yàn)確確定定；；2）當(dāng)0.25<z/b<0.5時(shí)時(shí)，值值可內(nèi)內(nèi)插求求得。。

換填材料z/b中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣粉質(zhì)粘土、粉煤灰灰土0.2520628≥0.503023

換填材料z/b中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣粉質(zhì)粘土、粉煤灰灰土0.2520628≥0.503023

換填材料z/b中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣粉質(zhì)粘土、粉煤灰灰土0.2520628≥0.50302310/26/2022（2）墊層層的寬寬度確定墊墊層寬寬度時(shí)時(shí)，除除應(yīng)滿滿足應(yīng)應(yīng)力擴(kuò)擴(kuò)散條條件外外，還還應(yīng)考考慮墊墊層應(yīng)應(yīng)有足足夠的的寬度度及側(cè)側(cè)面土土的強(qiáng)強(qiáng)度條條件，，防止止墊層層材料料向側(cè)側(cè)邊擠擠出而而增大大墊層層的豎豎向變變形量量。最最常用用的方方法依依然是是按擴(kuò)擴(kuò)散角角法計(jì)計(jì)算，，即墊墊層的的底部部寬度度應(yīng)按按下式式計(jì)算算，或或根據(jù)據(jù)當(dāng)?shù)氐亟?jīng)驗(yàn)驗(yàn)確定定。(5.4)式中：：θ———墊層的的壓力力擴(kuò)散散角（（°），可可按表表5.1采用；；當(dāng)z/b<0.25時(shí)，仍仍按表表中z/b<0.25取值。。當(dāng)時(shí)時(shí)，墊墊層厚厚度較較大，，按擴(kuò)擴(kuò)散角角確定定墊層層的底底寬較較寬，，而按按墊層層底面面應(yīng)力力分布布計(jì)算算值分分布的的應(yīng)力力等值值線在在墊層層底面面處的的實(shí)際際分布布則較較窄。。當(dāng)二二者差差別較較大時(shí)時(shí)，也也可根根據(jù)應(yīng)應(yīng)力等等值線線的形形狀將將墊層層剖面面做成成倒梯梯形，，以節(jié)節(jié)省換換填的的工作作量。。當(dāng)基基礎(chǔ)荷荷載較較大，，或?qū)Τ两到狄笄筝^高高，或或墊層層側(cè)邊邊土的的承載載力較較差時(shí)時(shí)，墊墊層底底寬可可適當(dāng)當(dāng)加大大。另另外，，整片片墊層層也可可根據(jù)據(jù)施工工的要要求適適當(dāng)放放寬。。10/26/2022（3））墊層層地基基的承承載力力經(jīng)換填填處理理后的的地基基，由由于理理論計(jì)計(jì)算方方法尚尚不夠夠完善善，或或由于于較難難選取取有代代表性性的計(jì)計(jì)算參參數(shù)等等原因因，而而難于于通過過計(jì)算算準(zhǔn)確確確定定地基基承載載力。。因此此，《《地基基處理理規(guī)范范》強(qiáng)強(qiáng)調(diào)經(jīng)經(jīng)換填填墊層層處理理后的的地基基承載載力宜宜通過過試驗(yàn)驗(yàn)、尤尤其是是通過過現(xiàn)場場原位位試驗(yàn)驗(yàn)確定定，并并應(yīng)進(jìn)進(jìn)行下下臥層層承載載力的的驗(yàn)算算。對對于丙丙級建建筑物物及一一般不不太重重要的的、小小型的的、輕輕型或或?qū)Τ脸两狄蟛徊桓叩牡墓こ坛蹋谠跓o試試驗(yàn)資資料或或經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)時(shí)，，當(dāng)施施工達(dá)達(dá)到《《地基基處理理規(guī)范范》要要求的的壓實(shí)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)后，，可以以參考考表5.2所列列的承承載力力特征征值取取用。。10/26/2022施工方法換填材料類別壓實(shí)系數(shù)λC承載力特征值faK(kPa)碾壓或振密碎石、卵石0.94～0.97200～300砂夾石(其中碎石、卵石占全重的30%～50%)200～250土夾石(其中碎石、卵石占全重的30%～50%)150～200中砂、粗砂、礫砂150～200粘性土和粉土(8<Ip<14)130～180灰土0.93～0.95200～250重錘夯實(shí)土或灰土0.93～0.95150～200表5.2各種墊墊層的的承載載力10/26/2022（4）墊層地地基的變變形驗(yàn)算算墊層地基基的變形形由墊層層自身變變形和下下臥層變變形組成成。粗粒粒換填材材料的墊墊層在施施工期間間墊層自自身的壓壓縮變形形已基本本完成，，且量值值很小。。因而對對于碎石石、卵石石、砂加加石、砂砂和礦渣渣墊層，，在地基基變形計(jì)計(jì)算過程程中，可可以忽略略墊層自自身部分分的變形形值。但對于細(xì)細(xì)粒材料料的尤其其是厚度度較大的的換填墊墊層，則則應(yīng)計(jì)入入墊層自自身的變變形。有有關(guān)墊層層的模量量應(yīng)根據(jù)據(jù)試驗(yàn)或或當(dāng)?shù)亟?jīng)經(jīng)驗(yàn)確定定。地基基變形計(jì)計(jì)算應(yīng)考考慮鄰近近基礎(chǔ)對對軟弱下下臥層頂頂面應(yīng)力力疊加的的影響。。另外，下下臥層頂頂面承受受換填材材料本身身的壓力力超過原原天然土土層壓力力較多的的工程，，地基下下臥層也也將產(chǎn)生生較大的的變形。。如工程程許可，，宜盡早早換填，，以使由由此引起起的大部部分地基基變形在在上部結(jié)結(jié)構(gòu)施工工前完成成，并應(yīng)應(yīng)考慮其其附加的的荷載對對建筑及及鄰近建建筑的影影響。10/26/20225.3.3墊層的材材料選擇擇及質(zhì)量量檢驗(yàn)（1）墊層的的材料選選擇墊層可選選用下列列材料：：1)砂石。宜選用用碎石、、卵石、、角礫、、圓礫、、礫砂、、粗砂、、中砂或或石屑（（粒徑小小于2mm的部分不不超過總總重的45%），且應(yīng)應(yīng)級配良良好，不不含植物物殘?bào)w、、垃圾等等雜質(zhì)。。2)粉質(zhì)粘土土。土料中中有機(jī)質(zhì)質(zhì)含量不不得超過過5%，也不得得含有凍凍土或膨膨脹土。。當(dāng)含有有碎石時(shí)時(shí)，其粒粒徑不宜宜大于50mm。3)灰土。體積配配合比宜宜為2：8或3：7。土料宜宜用粉質(zhì)質(zhì)粘土，，不宜使使用塊狀狀粘土和和砂質(zhì)粉粉土，不不得含有有松軟雜雜質(zhì)，并并應(yīng)過篩篩，其顆顆粒不得得大于15mm。4)粉煤灰?？捎糜谟诘缆?、、堆場和和小型建建筑、構(gòu)構(gòu)筑物等等的換填填墊層。。10/26/20225）礦渣。墊層使用用的礦渣是是指高爐重重礦渣，可可分為分級級礦渣、混混合礦渣及及原狀礦渣渣。礦渣墊墊層主要用用于堆場、、道路和地地坪，也可可用于小型型建筑、構(gòu)構(gòu)筑物地基基。礦渣的的穩(wěn)定性是是其能否適適用于做換換填墊層材材料的最主主要性能，，設(shè)計(jì)、施施工前必須須對選用的的礦渣進(jìn)行行試驗(yàn)，在在確認(rèn)其性性能穩(wěn)定并并符合安全全規(guī)定后方方可使用。。6）其他工業(yè)廢廢渣。在有可靠靠試驗(yàn)結(jié)果果或成功工工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)時(shí)，對質(zhì)地地堅(jiān)硬、性性能穩(wěn)定、、無腐蝕性性和反射性性危害的工工業(yè)廢渣等等均可用于于填筑換填填墊層。7）土工合成材材料。由分層鋪鋪設(shè)的土工工合成材料料與地基土土構(gòu)成加筋筋墊層。所所用土工合合成材料的的品種與性性能及填料料的土類應(yīng)應(yīng)根據(jù)工程程特性和地地基土條件件，按照《土工合成材材料應(yīng)用技技術(shù)規(guī)當(dāng)工工程要求墊墊層具有排排水功能時(shí)時(shí)，墊層材材料應(yīng)具有有良好的透透水性。10/26/2022（2）墊層層的檢驗(yàn)對粉質(zhì)粘土土、灰土、、粉煤灰和和砂石墊層層可用環(huán)刀刀法、貫入入儀、靜力力觸探、輕輕型動(dòng)力觸觸探或標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)驗(yàn)檢驗(yàn)；對砂石、礦礦渣可用重重型動(dòng)力觸觸探試驗(yàn)檢檢驗(yàn)。并均均應(yīng)通過現(xiàn)現(xiàn)場試驗(yàn)以以設(shè)計(jì)壓實(shí)實(shí)系數(shù)所對對應(yīng)的貫入入度為合格格標(biāo)準(zhǔn)。壓實(shí)系數(shù)也可采用環(huán)環(huán)刀法、灌灌砂法、灌灌水法或其其他方法檢檢驗(yàn)。墊層的施工工質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)必須分層進(jìn)行。應(yīng)在在每層的壓壓實(shí)系數(shù)符符合設(shè)計(jì)要要求后鋪填填上層土。。采用環(huán)刀刀法取樣時(shí)時(shí)，取樣點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)位于每每層厚度的的2/3深深度處。檢檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量量，對大基基坑每50～100m2不應(yīng)少于1個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)點(diǎn)；對基槽槽每10～～20m不應(yīng)少少于一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)；每個(gè)獨(dú)獨(dú)立柱基不不應(yīng)少于1個(gè)點(diǎn)。采采用貫入儀儀或動(dòng)力觸觸探檢驗(yàn)時(shí)時(shí)，每分層層檢驗(yàn)點(diǎn)的的間距應(yīng)小小于4m。。10/26/20225.3.4墊層層的的施施工工（1））施施工工機(jī)機(jī)械械墊層層施施工工應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)不不同同的的換換填填材材料料選選擇擇施施工工機(jī)機(jī)械械。。粉粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土、、灰灰土土宜宜采采用用平平碾碾、、振振動(dòng)動(dòng)碾碾或或羊羊足足碾碾，，中中小小型型工工程程也也可可采采用用蛙蛙式式夯夯、、柴柴油油夯夯。。砂砂土土等等宜宜用用振振動(dòng)動(dòng)碾碾。。粉粉煤煤灰灰宜宜采采用用平平碾碾、、振振動(dòng)動(dòng)碾碾、、平平板板振振動(dòng)動(dòng)器器、、蛙蛙式式夯夯。。礦礦渣渣宜宜采采用用平平板板振振動(dòng)動(dòng)器器或或平平碾碾或或振振動(dòng)動(dòng)碾碾。（2）鋪填厚厚度墊層的施工方方法、分層鋪鋪填厚度、每每層壓實(shí)遍數(shù)數(shù)等宜通過試試驗(yàn)確定。除除接觸下臥軟軟土層的墊層層底部應(yīng)根據(jù)據(jù)施工機(jī)械設(shè)設(shè)備及下臥層層土質(zhì)條件確確定厚度外，，一般情況下下，墊層的分分層鋪填厚度度可取200～300mm。。為保證分層層壓實(shí)質(zhì)量，，應(yīng)控制機(jī)械械碾壓速度。。10/26/2022（3）控制含含水量粉質(zhì)粘土和灰灰土墊層土料料的施工含水水量宜控制在在最優(yōu)含水量量的范圍內(nèi)；；當(dāng)使用振動(dòng)動(dòng)碾壓時(shí)，可可適當(dāng)放寬下下限范圍值，，最優(yōu)含水量量可通過擊實(shí)實(shí)試驗(yàn)確定；；在缺乏試驗(yàn)驗(yàn)資料時(shí)，也也可近似取0.6倍液限限值，或按照照經(jīng)驗(yàn)采用塑塑限的范圍值值作為施工含含水量的控制制值。（4））其其他他注注意意事事項(xiàng)項(xiàng)1））基基坑坑開開挖挖時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)避避免免坑坑底底土土層層受受擾擾動(dòng)動(dòng)2））換換填填墊墊層層施施工工應(yīng)應(yīng)注注意意基基坑坑排排水水3））墊墊層層底底部部宜宜設(shè)設(shè)在在同同一一標(biāo)標(biāo)高高上上，，如如深深度度不不同同，，基基坑坑底底土土面面應(yīng)應(yīng)挖挖成成階階梯梯或或斜斜坡坡搭搭接接，，并并按按先先深深后后淺淺的的順順序序進(jìn)進(jìn)行行墊墊層層施施工工，，搭搭接接處處應(yīng)應(yīng)夯夯壓壓密密實(shí)實(shí)。。4））鋪鋪設(shè)設(shè)土土工工合合成成材材料料時(shí)時(shí)，，下下鋪鋪地地基基土土層層頂頂面面應(yīng)應(yīng)平平整整，，防防止止土土工工合合成成材材料料被被刺刺穿穿、、頂頂破破。。10/26/20225.4排水水固固結(jié)結(jié)法法排水水固固結(jié)結(jié)法法是是在在建建（（構(gòu)構(gòu)））筑筑物物建建造造前前，，利利用用地地基基排排水水固固結(jié)結(jié)的的特特性性，，對對建建（（構(gòu)構(gòu)））筑筑物物地地基基進(jìn)進(jìn)行行加加荷荷預(yù)預(yù)壓壓，，使使土土體體提提前前完完成成固固結(jié)結(jié)沉沉降降，，增增加加地地基基強(qiáng)強(qiáng)度度的的一一種種軟軟土土地地基基加加固固措措施施。。排水水固固結(jié)結(jié)法法適適用用于于處處理理淤淤泥泥質(zhì)質(zhì)土土、、淤淤泥泥和和沖沖填填土土等等飽飽和和粘粘性性土土地地基基。。它它們們廣廣泛泛分分布布于于我我國國東東南南沿沿海海、、內(nèi)內(nèi)陸陸山山間間盆盆地地和和河河湖湖沉沉積積區(qū)區(qū)，，具具有有含含水水量量大大、、壓壓縮縮性性高高、、強(qiáng)強(qiáng)度度低低、、透透水水性性差差等等特特點(diǎn)點(diǎn)。。排排水水固固結(jié)結(jié)法法是是處處理理該該種種軟軟粘粘土土地地基基的的有有效效方方法法之之一一。。適適用用的的建建(構(gòu)構(gòu))筑筑物物加加固固地地基基包包括括飛飛機(jī)機(jī)跑跑道道、、鐵鐵路路和和公公路路路路堤堤、、倉倉庫庫、、罐罐體體及及輕輕形形建建筑筑物物等等。。10/26/20225.4.1排水固結(jié)法法原理與應(yīng)應(yīng)用（1）排水固結(jié)結(jié)法原理在荷載作用用下，土層層的固結(jié)過過程就是超超靜孔隙水水壓力(簡稱孔隙水水壓力)消散和有效效應(yīng)力增加加的過程。。排水固結(jié)結(jié)法的排水水系統(tǒng)和加加壓系統(tǒng)就就是改變地地基應(yīng)力場場中的總應(yīng)應(yīng)力σ和孔隙水壓壓力u來達(dá)到增大大有效應(yīng)力力、壓縮土土層的目的的。根據(jù)固固結(jié)理論，，在達(dá)到同同一固結(jié)度度時(shí)，固結(jié)結(jié)所需的時(shí)時(shí)間與排水水距離的長長短平方成成正比。為為了加速固固結(jié)，最為為有效的方方法是在天天然土層中中增加排水水途徑，縮縮短排水距距離，在天天然地基中中設(shè)置垂向向排水體。。實(shí)際上，排排水固結(jié)法法是由排水系統(tǒng)和和加壓系統(tǒng)統(tǒng)兩部分共同同組合而成成的。排水水系統(tǒng)是一一種手段，，如沒有加加壓系統(tǒng)，，孔隙中的的水沒有壓壓力差就不不會(huì)自然排排出，地基基也就得不不到加固。。如果只增增加固結(jié)壓壓力，不縮縮短土層的的排水距離離，則不能能在預(yù)壓期期間盡快地地完成設(shè)計(jì)計(jì)所要求的的沉降量，，強(qiáng)度不能能及時(shí)提高高，加載也也不能順利利進(jìn)行。所所以上述兩兩個(gè)系統(tǒng)，，在設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)總是聯(lián)系系起來考慮慮的。（2）排水固結(jié)結(jié)法的應(yīng)用用在實(shí)際應(yīng)用用中，排水水固結(jié)法的的排水系統(tǒng)統(tǒng)包括豎向排水體體和水平排排水體，其作用是是改善地基基排水邊界界條件，增增強(qiáng)土層的的排水固結(jié)結(jié)效果。根根據(jù)固結(jié)理理論，粘性性土固結(jié)所所需的時(shí)間間和排水距距離的平方方成正比，，土層越厚厚，固結(jié)延延續(xù)的時(shí)間間越長。為為了加快土土層的固結(jié)結(jié)速度，最最有效的方方法是增加加土層的排排水途徑，，縮短排水水距離。設(shè)設(shè)置砂井、、塑料排水水板（袋））等豎向排排水體，以以及砂墊層層水平排水水體就是具具體的排水水手段。10/26/20225.4.2砂井堆載載預(yù)壓法法設(shè)計(jì)(1）砂井井或塑料料排水帶帶（板））尺寸、、間距、、排列方方式和深深度的確確定豎向向排水體體分為普普通砂井井、袋裝裝砂井和和塑料排排水帶（（板）。。砂井直直徑和間間距，主主要取決決于粘性性土層的的固結(jié)特特性和施施工期限限的要求求。研究究表明，，即使砂砂井直徑徑很小，，如只有有3cm的理想井井，對加加速固結(jié)結(jié)也是極極其有效效的。所所以原則則上以采采用“細(xì)細(xì)而密””的方案案較好。。塑料排排水帶（（板）的的當(dāng)量換換算直徑徑可按下下式計(jì)算算：(5.5)圖5.2豎井排列列形(a)等邊三角角形；(b)正方形10/26/2022式中：dp——塑料排水水帶（板板）當(dāng)量量換算直直徑(mm)；b——塑料排水水帶（板板）寬度度(mm)；δ——塑料排水水帶（板板）厚度度(mm)。豎向排水水體（豎豎井）的的平面布布置可采采用等邊邊三角形形或正方方形排列列，圖5.2所示。當(dāng)當(dāng)豎井為為正方形形排列時(shí)時(shí)，豎井井的有效效排水范范圍為正正方形，，而等邊邊三角形形排列時(shí)時(shí)則為正正六邊形形，在該該有效范范圍內(nèi)的的水均通通過位于于其中的的豎井排排出。豎豎井的有有效排水水直徑de與豎井間間距的關(guān)關(guān)系為：：(5.7)(5.6)等邊三角角形排列列正方形形排排列10/26/2022排水豎豎井的的間距距l(xiāng)可根據(jù)據(jù)地基基土的的固結(jié)結(jié)特性性和預(yù)預(yù)定時(shí)時(shí)間內(nèi)內(nèi)所要要求達(dá)達(dá)到的的固結(jié)結(jié)度確確定。。設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，，豎井井的間間距l(xiāng)可按井井徑比比n選用（（n=de／dw，dw為豎井井直徑徑，對對塑料料排水水帶可可取dw＝dp，）。。塑料料排水水帶（（板））或袋袋裝砂砂井的的間距距可按按n＝15～22選用，，普通通砂井井的間間距可可按n＝6～8選用。。排水豎豎井的的深度度應(yīng)根根據(jù)建建筑物物對地地基的的穩(wěn)定定性、、變形形要求求和工工期確確定。。對以以地基基抗滑滑穩(wěn)定定性控控制的的工程程，豎豎井深深度至至少應(yīng)應(yīng)超過過最危危險(xiǎn)滑滑動(dòng)面面2.0m。對以以變形形控制制的建建筑，，豎井井深度度應(yīng)根根據(jù)在在限定定的預(yù)預(yù)壓時(shí)時(shí)間內(nèi)內(nèi)需完完成的的變形形量確確定。。10/26/2022(2））排水水砂墊墊層材材料和和厚度度的確確定在豎井井頂面面應(yīng)鋪鋪設(shè)排排水砂砂墊層層，以以連通通砂井井、塑塑料排排水帶帶等豎豎向排排水體體，引引出從從土層層排入入豎向向排水水體的的滲流流水。。《建建筑地地基處處理技技術(shù)規(guī)規(guī)范》》規(guī)定定，砂砂墊層層厚度度應(yīng)小小于500mm，砂砂墊層層砂料料宜用用中粗粗砂，，粘粒粒含量量不宜宜大于于3％％，砂砂料中中可混混有少少量粒粒徑小小于50mm的的礫石石。砂砂墊層層的干干密度度應(yīng)大大于1.5g/cm3，其其滲滲透透系系數(shù)數(shù)宜宜大大于于1××10-2cm/s。。(3））預(yù)預(yù)壓壓荷荷載載大大小小、、荷荷載載分分級級、、加加載載速速率率和和預(yù)預(yù)壓壓時(shí)時(shí)間間的的確確定定在軟軟弱弱地地基基上上堆堆載載預(yù)預(yù)壓壓，，必必然然在在地地基基中中產(chǎn)產(chǎn)生生剪剪應(yīng)應(yīng)力力。。當(dāng)當(dāng)這這種種剪剪應(yīng)應(yīng)力力大大于于軟軟土土地地基基的的抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度時(shí)時(shí)，，地地基基將將剪剪切切破破壞壞。。為為此此，，堆堆載載預(yù)預(yù)壓壓需需進(jìn)進(jìn)行行分分級級加加荷荷，，等等到到前前期期荷荷載載作作用用下下地地基基強(qiáng)強(qiáng)度度增增加加到到足足以以滿滿足足下下一一級級荷荷載載時(shí)時(shí)，，方方可可施施加加下下一一級級荷荷載載，，直直至至加加到到設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)荷荷載載。。10/26/2022(4)地基土的固固結(jié)度計(jì)算算固結(jié)度計(jì)算算是堆載預(yù)預(yù)壓處理地地基中的重重要內(nèi)容，，可根據(jù)各各級荷載下下不同時(shí)間間的固結(jié)度度，推算地地基強(qiáng)度的的增長值，，分析地基基的穩(wěn)定性性，確定相相應(yīng)的加荷荷計(jì)劃，估估算加荷期期間地基的的沉降量，，確定預(yù)壓壓荷載的期期限等。1)瞬間加荷條條件下砂井井地基固結(jié)結(jié)度的計(jì)算算如圖5.3所示為堆載載預(yù)壓砂井井地基處理理，每個(gè)砂砂井影響范范圍內(nèi)的柱柱體可用等等面積的圓圓柱體來代代表。等效效圓柱體直直徑為de，高度為2H，砂井直徑徑為dw，飽和軟粘粘土層上、、下面均為為排水面，，在加荷條條件下，土土層中的孔孔隙水沿徑徑向和豎向向滲流，土土層固結(jié)。。圖5.3砂井地基固固結(jié)度計(jì)算算模型10/26/2022瞬間間加加荷荷砂砂井井固固結(jié)結(jié)理理論論有有假假設(shè)設(shè)條條件件:①每個(gè)個(gè)砂砂井井的的有有效效影影響響范范圍圍為為圓圓柱柱體體，，且且不不計(jì)計(jì)砂砂井井施施工工過過程程中中所所引引起起的的涂涂抹抹作作用用；；②在在影影響響范范圍圍水水平平面面積積上上的的荷荷載載是是瞬瞬時(shí)時(shí)施施加加且且均均布布的的；；③土土體體僅僅有有豎豎向向壓壓密密變變形形，，土土的的壓壓縮縮系系數(shù)數(shù)和和滲滲透透系系數(shù)數(shù)是是常常數(shù)數(shù)；；④土土體體完完全全飽飽和和，，加加荷荷開開始始時(shí)時(shí)，，荷荷載載所所引引起起的的全全部部應(yīng)應(yīng)力力由由孔孔隙隙水水承承擔(dān)擔(dān)，，固固結(jié)結(jié)過過程程就就是是土土中中孔孔隙隙水水排排出出的的過過程程。?，F(xiàn)設(shè)設(shè)圓圓柱柱體體內(nèi)內(nèi)任任意意點(diǎn)點(diǎn)(r，z)處的的孔孔隙隙水水壓壓力力為為u，水水平平向向滲滲透透系系數(shù)數(shù)為為kh，豎豎向向滲滲透透系系數(shù)數(shù)為為kv，則固結(jié)微分分方程為(5.11)式中：t——時(shí)間Cv——豎向固結(jié)結(jié)系數(shù)；Ch——徑向固結(jié)結(jié)系數(shù)(或稱稱水平向固結(jié)結(jié)系數(shù))。10/26/2022式(5.11)可用分離離變量法法求解，，將式(5.11)可分解為為豎向固固結(jié)和徑徑向固結(jié)結(jié)兩個(gè)微微分方程程，如下下兩式，，即(5.12)(5.13)將上兩式式分別求求解，得得到豎向向排水平平均固結(jié)結(jié)度和徑徑向排水水平均固固結(jié)度，，然后再再求出在在豎向排排水和徑徑向排水水聯(lián)合作作用下的的整個(gè)砂砂井影響響范圍內(nèi)內(nèi)土柱體體的平均均總固結(jié)結(jié)度。(推導(dǎo)過過程見教教材)10/26/20222）多級逐逐漸加荷荷條件下下砂井地地基固結(jié)結(jié)度的計(jì)計(jì)算(圖5.6)在多級等等速加荷荷條件下下，改進(jìn)進(jìn)的太沙沙基法可可歸納為為以下計(jì)計(jì)算公式式，即（5.24）式中：——多級等速速加荷，，t時(shí)刻修正正后的平平均固結(jié)結(jié)度；Urz——瞬間加荷荷條件的的平均固固結(jié)度；；tn-1、tn——分別為每每級等速速加荷的的起點(diǎn)和和終點(diǎn)時(shí)時(shí)間(從時(shí)間0點(diǎn)起算)，當(dāng)計(jì)算算某一級級荷載加加荷期間間t時(shí)刻的固固結(jié)度時(shí)時(shí)，則tn改為t；△pn——第n級荷載增增量，如如計(jì)算加加荷過程程中某一一時(shí)刻t的固結(jié)度度時(shí)，則則用該時(shí)時(shí)刻相對對應(yīng)的荷荷載增量量。圖5.6多級等速速加荷過過程10/26/20221955年，日本本高木俊俊介針對對任意變變速加荷荷情況，，提出了了固結(jié)度度計(jì)算方方法。當(dāng)當(dāng)0<t<T時(shí)，對于于p而言的固固結(jié)度為為：（5.25）當(dāng)t>T時(shí)，對于于而而言的的固結(jié)度度為：（5.26）式中，U(t-τ)———瞬間間加荷固固結(jié)度理理論解;q——任任意時(shí)刻刻t時(shí)的的加荷速速率;T——加加荷終點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間。。10/26/20223）地基土土的強(qiáng)度度增長計(jì)計(jì)算《建筑地基基處理技技術(shù)規(guī)范范》給出了相相似的計(jì)計(jì)算方法法，規(guī)定定計(jì)算預(yù)預(yù)壓荷載載下飽和和粘性土土地基中中某點(diǎn)的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度時(shí)，，應(yīng)考慮慮土體原原來的固固結(jié)狀態(tài)態(tài)。對正正常固結(jié)結(jié)飽和粘粘性土地地基，某某點(diǎn)某一一時(shí)間的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度可按按下式計(jì)計(jì)算：(5.34)10/26/20224）地基土土的沉降降計(jì)算預(yù)壓荷載載下地基基最終沉沉降量s∞由三部分分組成，，即瞬時(shí)時(shí)沉降sd、固結(jié)沉沉降sc、和次固固結(jié)沉降降s0。表達(dá)式式為：(5.35)固結(jié)沉降降sc可采用分分層總和和法計(jì)算算，即:(5.36)瞬時(shí)沉降降sd的計(jì)算采采用彈性性理論公公式。sd可按下式式計(jì)算，，即：：(5.37)10/26/2022次固結(jié)沉沉降s0根據(jù)下式式計(jì)算：：(5.38)如果在建建筑物使使用年限限內(nèi)，次次固結(jié)沉沉降經(jīng)判判斷可以以忽略的的話，則則最終總總沉降s∞可按下式式計(jì)算，，即在實(shí)際工工程中，，常采用用經(jīng)驗(yàn)算算法，它它考慮了了地基剪剪切變形形及其他他因素的的綜合影影響，以以固結(jié)沉沉降量sc為基準(zhǔn)，，用經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)ξ予以修正正，得到到預(yù)壓地地基的最最終沉降降量?！督ㄖ鼗幚砑技夹g(shù)規(guī)范范》規(guī)定，預(yù)預(yù)壓荷載載下地基基的最終終豎向變變形量可可按下式式計(jì)算，，即(5.39)10/26/20225.4.3排水固結(jié)結(jié)法的施施工與質(zhì)質(zhì)量檢測測（1）排水固固結(jié)法的的施工1）堆載預(yù)預(yù)壓施工工方法從施工角角度分析析，要保保證排水水固結(jié)法法的加固固效果，，主要做做好以下下三個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)：鋪設(shè)水平平排水墊墊層；設(shè)設(shè)置豎向向排水體體和施加加固結(jié)壓壓力。豎向排水水體在工工程中的的應(yīng)用有有：普通通砂井；；袋裝砂砂井；塑塑料排水水帶。①砂井施施工要求求：保持持砂井連連續(xù)和密密實(shí)，并并且不出出現(xiàn)頸縮縮現(xiàn)象；；盡量減減小對周周圍土的的擾動(dòng)；；砂井的的長度、、直徑和和間距應(yīng)應(yīng)滿足設(shè)設(shè)計(jì)要求求。②袋裝砂砂井施工工，袋裝裝砂井是是普通砂砂井的改改良和發(fā)發(fā)展。比比較適應(yīng)應(yīng)在軟弱弱地基上上施工；；施工速速度加快快、工程程造價(jià)降降低，是是一種比比較理想想的豎向向排水體體。10/26/2022③塑料排水水帶的施工工，塑料帶帶排水法是是將帶狀塑塑料排水帶帶用插帶機(jī)機(jī)將其插入入軟土中，，然后在地地基面上加加載預(yù)壓，，土中水沿沿塑料帶的的通道溢出出，從而使使地基土得得到加固的的方法。2)真空預(yù)壓施施工方法真空預(yù)壓是是一種有效效的加速軟軟土地基排排水固結(jié)的的方法，該該法不需要要堆載，省省略了加載載和卸載的的工序，真真空法所產(chǎn)產(chǎn)生的負(fù)壓壓使地基土土的孔隙水水迅速排出出，縮短了了預(yù)壓固結(jié)結(jié)時(shí)間。同同時(shí)，真空空預(yù)壓法所所用的設(shè)備備和施工工工藝均比較較簡單，無無需大量的的大型設(shè)備備，便于大大面積施工工。真空預(yù)壓的的施工工藝藝圖圖5.710/26/2022真空預(yù)壓的的主要設(shè)備備及要求如如下：①真空泵：：普通真空空泵和射流流真空泵。。真空預(yù)壓壓的抽氣設(shè)設(shè)備宜采用用射流真空空泵。②水平向分分布濾管：：它的主要要作用是，，在抽真空空過程中使使真空度在在整個(gè)加固固區(qū)內(nèi)分布布均勻。水水平向分布布濾水管可可采用條狀狀、梳齒狀狀及羽毛狀狀等形式，，濾水管布布置宜形成成回路。③密封膜：：常采用聚聚氯乙烯薄薄膜、聚乙乙烯專用薄薄膜等。密密封膜的施施工是真空空預(yù)壓加固固法成敗的的關(guān)鍵問題題之一，加加工好的密密封膜面積積要大于加加固場地面面積，一般般要求每邊邊應(yīng)大于加加固區(qū)相應(yīng)應(yīng)邊2～4m。為了保證證整個(gè)預(yù)壓壓過程中的的密封性，，塑料膜一一般宜鋪設(shè)設(shè)2—3層，并保證證膜周邊的的密封性。。如果采用真真空一堆載載聯(lián)合預(yù)壓壓時(shí)，應(yīng)先先進(jìn)行抽真真空，當(dāng)達(dá)達(dá)到設(shè)計(jì)要要求并穩(wěn)定定后，再進(jìn)進(jìn)行堆載，，并繼續(xù)抽抽氣，在膜膜上鋪設(shè)土土工編織布布等保護(hù)材材料。10/26/2022（2）質(zhì)量檢測測1)施工過程質(zhì)質(zhì)量檢查和和檢測應(yīng)包包括以下內(nèi)內(nèi)容：①塑料排水水帶必須在在現(xiàn)場隨機(jī)機(jī)抽樣送往往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)進(jìn)行性能指指標(biāo)的測試試，其性能能指標(biāo)包括括縱向通水量量、復(fù)合體體抗拉強(qiáng)度度、濾膜抗抗拉強(qiáng)度、、濾膜滲透透系數(shù)和等等效孔徑等。②對不同來來源的砂井井和砂墊層層砂料，必必須取樣進(jìn)行顆粒分分析和滲透透性試驗(yàn)。。③對于以抗抗滑穩(wěn)定控控制的重要要工程，應(yīng)應(yīng)在預(yù)壓區(qū)區(qū)內(nèi)選擇代代表性地點(diǎn)點(diǎn)預(yù)留孔位位，在加載載不同階段段進(jìn)行原位位十字板剪剪切試驗(yàn)和和取土進(jìn)行行室內(nèi)土工工試驗(yàn)。④對預(yù)壓工工程，應(yīng)進(jìn)進(jìn)行地基豎向變形、、側(cè)向位移移和孔隙水水壓力等項(xiàng)項(xiàng)目的監(jiān)測測。⑤真空預(yù)壓壓工程除應(yīng)應(yīng)進(jìn)行地基基變形、孔孔隙水壓力力的監(jiān)測外外，尚應(yīng)進(jìn)進(jìn)行膜下真空度度和地下水水位的量測。10/26/20222)預(yù)壓法竣工工驗(yàn)收檢驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)符合下下列規(guī)定：：①排水豎井井處理深度度范圍內(nèi)和和豎井底面面以下受壓壓土層，經(jīng)經(jīng)預(yù)壓所完完成的豎向向變形和平平均固結(jié)度度應(yīng)滿足設(shè)設(shè)計(jì)要求。。②應(yīng)對預(yù)壓壓的地基土土進(jìn)行原位位十字板剪剪切試驗(yàn)和和室內(nèi)土工工試驗(yàn)。必必要時(shí)，尚尚應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)現(xiàn)場載荷試試驗(yàn)，試驗(yàn)驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)應(yīng)少于3點(diǎn)。10/26/20225.5復(fù)合地基5.5.1復(fù)合地基的的概念與分分類(1)復(fù)合地基的的概念復(fù)合地基是是指天然地地基在地基基處理過程程中部分土土體得到增增強(qiáng)，或被被置換，或或在天然地地基中設(shè)置置加筋材料料，加固區(qū)區(qū)是由基體體(天然地基土土體)和增強(qiáng)體兩兩部分組成成的人工地地基。復(fù)合地基中中樁體與基基礎(chǔ)往往不不是直接相相連的，它它們之間通通過墊層（（碎石或砂砂石墊層））來過渡；；而樁基中中樁體與基基礎(chǔ)直接相相連，兩者者形成一個(gè)個(gè)整體。由于復(fù)合地地基的理論論的最基本本假定為樁樁與樁周土土的協(xié)調(diào)變變形。為此此，從理論論而言，復(fù)復(fù)合地基中中也不存在在類似樁基基中的群樁樁效應(yīng)。10/26/2022(2)復(fù)合地基的的分類根據(jù)地基中中增強(qiáng)體的的方向可分分為水平向向增強(qiáng)體復(fù)復(fù)合地基和和豎向增強(qiáng)強(qiáng)體復(fù)合地地基。（a)水平向增強(qiáng)強(qiáng)體復(fù)合地地基（（b)豎向增強(qiáng)體體復(fù)合地基基圖5-8復(fù)合地基示示意圖10/26/2022樁體如按成成樁所采用用的材料可可分為：①散體土類類樁——如碎石樁、、砂樁等；；②水泥土類類樁——如水泥土攪攪拌樁、旋旋噴樁等；；③混凝土類類樁——樹根樁、CFG樁等。樁體如按成成樁后的樁樁體的強(qiáng)度度（或剛度度）可分為為:①柔性樁——散體土類樁樁屬于此類類樁；②半剛性樁樁——水泥土類樁樁；③剛性樁——混凝土類樁樁。復(fù)合地基中中的樁體為為同一種材材料的稱為為單一樁型型復(fù)合地基基。這類復(fù)復(fù)合地基可可以是樁徑徑相同，而而樁距和樁樁長不同。。由兩種或兩兩種以上類類型的樁組組成的復(fù)合合地基，稱稱為多樁型型復(fù)合地基基。10/26/20225.5.2復(fù)合地基的作作用機(jī)理復(fù)合地基的作作用機(jī)理一般般是以下一種種或多種作用用：(1)樁體作用由于復(fù)合地基基中樁體的剛剛度較周圍土土體為大，在在剛性基礎(chǔ)下下等量變形時(shí)時(shí)，地基中應(yīng)應(yīng)力將按材料料模量進(jìn)行分分布。(2)墊層作用樁與樁間土復(fù)復(fù)合形成的復(fù)復(fù)合地基或稱稱復(fù)合層，由由于其性能優(yōu)優(yōu)于原天然地地基，它可起起到類似墊層層的換土、均均勻地基應(yīng)力力和增大應(yīng)力力擴(kuò)散角等作作用。(3)加速固結(jié)作用用除碎石樁、砂砂樁具有良好好的透水特性性，可加速地地基的固結(jié)外外，水泥土類類和混凝土類類樁在某種程程度上也可加加速地基固結(jié)結(jié)。(4)擠密作用如砂樁、土樁樁、石灰樁、、砂石樁等在在施工過程中中由于振動(dòng)、、擠壓、排土土等原因，可可使樁間土起起到一定的密密實(shí)作用。(5)加筋作用各種樁土復(fù)合合地基除了可可提高地基的的承載力外，，還可用來提提高土體的抗抗剪強(qiáng)度，增增加土坡的抗抗滑能力。10/26/20225.5.3復(fù)合地基參數(shù)數(shù)設(shè)計(jì)（1）面積置換率率m在復(fù)合地基中中，取一根樁樁及其所影響響的樁周土所所組成的單元元體作為研究究對象，樁體體的橫截面積積與該樁體所所承擔(dān)的復(fù)合合地基面積之之比稱為復(fù)合合地基面積置置換率m。樁體在平面面上的布置常常用的有：等等邊三角形、、正方形和矩矩形布置。其其面積置換率率m為：(5.40)式中：d——樁體平均直徑徑（m）；de——根樁分擔(dān)的處處理地基面積積的等效圓半半(m)徑，對對三種種布樁樁方式式分別別為等邊三三角形形布樁樁矩形布布樁正方形形布樁樁(5.41)(5.42)(5.43)10/26/2022（2）樁土土應(yīng)力力比n樁土應(yīng)應(yīng)力比比n是指復(fù)復(fù)合地地基中中樁體體的豎豎向平平均應(yīng)應(yīng)力與與樁間間土的的豎向向平均均應(yīng)力力之比比，它它是復(fù)復(fù)合地地基的的一個(gè)個(gè)重要要的設(shè)設(shè)計(jì)參參數(shù)，，關(guān)系系到復(fù)復(fù)合地地基承承載力力和變變形的的計(jì)算算。（3）復(fù)合合土層層壓縮縮模量量在復(fù)合合地基基計(jì)算算中，，為了了簡化化，將將加固固區(qū)視視作一一均質(zhì)質(zhì)的復(fù)復(fù)合土土體，，那么么與原原非均均質(zhì)復(fù)復(fù)合土土層等等價(jià)的的均質(zhì)質(zhì)復(fù)合合土層層的壓壓縮模模量稱稱為復(fù)復(fù)合土土層壓壓縮模模量。。（4）復(fù)合合地基基承載載力復(fù)合求求和法法的計(jì)計(jì)算公公式根根據(jù)樁樁的類類型不不同而而有所所不同同。1)豎向增增強(qiáng)體體復(fù)合合地基基承載載力計(jì)計(jì)算復(fù)合地地基的的極限限承載載力可可用用下式式表示示：(5.44)10/26/2022對剛性性樁復(fù)復(fù)合地地基和和柔性性樁復(fù)復(fù)合地地基，，樁體體極限限承載載力可可采用用類似似摩擦擦樁極極限承承載力力計(jì)算算式計(jì)計(jì)算，，其表表達(dá)式式為按式(5.45)計(jì)算樁樁體極極限承承載力力外，，尚需需計(jì)算算樁身身材料料強(qiáng)度度允許許的單單樁極極限承承載力力，即即散體材材料樁樁在荷荷載作作用下下，樁樁體發(fā)發(fā)生鼓鼓脹，，樁周周土進(jìn)進(jìn)入塑塑性狀狀態(tài)，，可通通過計(jì)計(jì)算樁樁間土土側(cè)向向極限限應(yīng)力力計(jì)算算單樁樁極限限承載載力。。其一一般表表達(dá)式式可用用下式式表示示：（5.45）（5.46）（5.47）10/26/20222)水平平向向增增強(qiáng)強(qiáng)體體復(fù)復(fù)合合地地基基承承載載力力計(jì)計(jì)算算水平平向向增增強(qiáng)強(qiáng)體體復(fù)復(fù)合合地地基基主主要要包包括括在在地地基基中中鋪鋪設(shè)設(shè)各各種種加加筋筋材材料料，，如如土土工工織織物物、、土土工工格格柵柵等等形形成成的的復(fù)復(fù)合合地地基基。。Florkiewicz認(rèn)為為基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的極極限限荷荷載載是是無無加加筋筋體體的的雙雙層層土土體體系系的的常常規(guī)規(guī)承承載載力力和和由由加加筋筋引引起起的的承承載載力力提提高高值值之和和，，即即(5.48)圖5-9水平平向向增增強(qiáng)強(qiáng)體體復(fù)復(fù)合合地地基基上上的的條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)10/26/2022復(fù)合合地地基基中中各各點(diǎn)點(diǎn)的的視視粘粘聚聚力力值值取取決決于于所所考考慮慮的的方方向向，，其其表表達(dá)達(dá)式式（（Schlosser和Long，1974）為為采用用極極限限分分析析法法分分析析，，地地基基土土體體滑滑動(dòng)動(dòng)模模式式取取Prandtl滑移移面面模模式式，，當(dāng)當(dāng)加加筋筋復(fù)復(fù)合合土土層層中中加加筋筋體體沿沿滑滑移移面面AC滑動(dòng)時(shí)，，地基破破壞。此此時(shí)，剛剛性基礎(chǔ)礎(chǔ)豎直向向下速度度為，，加筋體體沿AC面滑動(dòng)引引起的能能量消散散率增量量為忽略了ABCD區(qū)和BGFD區(qū)中由于加筋筋體存在（Cr≠0）能量消散率率增量的增加加。根據(jù)上限限定理，可得得到承載力提提高值表示式式如下：(5.49)(5.50)(5.51)10/26/20225）褥墊層的設(shè)設(shè)置為保證樁土共共同承擔(dān)荷載載，減少基礎(chǔ)礎(chǔ)底面的應(yīng)力力集中，基礎(chǔ)礎(chǔ)底面與樁體體頂部之間應(yīng)應(yīng)設(shè)置褥墊層層。褥墊層厚厚度一般在100～300mm，可采用中砂砂、粗砂、礫礫砂、碎石、、卵石等散體體材料。碎石石、卵石宜摻摻入20%～30%的砂。另外，，也可通過改改變?nèi)靿|層的的厚度，調(diào)整整樁土荷載的的分擔(dān)，通常常褥墊層越薄薄，樁承擔(dān)的的荷載占總荷荷載的百分比比越高，反之之亦然。10/26/20225.5.4復(fù)合地基沉降降計(jì)算在各類復(fù)合地地基沉降實(shí)用用計(jì)算方法中中，通常把沉沉降量分為二二部分，如圖圖5-10所示。加固區(qū)區(qū)土體壓縮量量為，加固區(qū)區(qū)下臥層土體體壓縮量為，，則復(fù)合地基基總沉降表達(dá)達(dá)式為(5.52)圖5-10復(fù)合地基沉沉降計(jì)算模模式10/26/2022的計(jì)算方法法一般有以以下三種:(1)復(fù)合模量法法采采用分層總總和法計(jì)算算，，表達(dá)式為為Ecs值可通過面面積加權(quán)法法計(jì)算或彈彈性理論表表達(dá)式計(jì)算算，也可通通過室內(nèi)試試驗(yàn)測定。。面積加加權(quán)表達(dá)式式為(2)應(yīng)力修正法法在該法中，，根據(jù)樁間間土承擔(dān)的的荷載Ps，按照樁間間土的壓縮縮模量Es，忽略增強(qiáng)強(qiáng)體的存在在，采用分分層總和法法計(jì)算加固固區(qū)土層的的壓縮量S1(5.55)(5.53)(5.54)10/26/2022(3)樁身壓縮量量法在荷載作用用下，樁身身壓縮量為為復(fù)合地基加加固區(qū)下臥臥層土層壓壓縮量通常常采用分層層總和法計(jì)計(jì)算。在分分層總和法法計(jì)算中，，作用在下下臥層土體體上的荷載載或土體中中附加壓力力是難以精精確計(jì)算的的。目前在在工程應(yīng)用用上，常采采用下述方方法計(jì)算：：1)應(yīng)力擴(kuò)散法法2)等效實(shí)體法法(5.56)圖5-11下臥層附加加應(yīng)力計(jì)算算（a）應(yīng)力擴(kuò)散散法;（b）等效實(shí)體體法10/26/20225.6強(qiáng)夯夯法法強(qiáng)夯夯法法又又名名動(dòng)動(dòng)力力固固結(jié)結(jié)法法或或動(dòng)動(dòng)力力壓壓實(shí)實(shí)法法(dynamicconsolidation)，1969年首首先先由由法法國國工工程程師師梅梅納納提提出出。。由由于于強(qiáng)強(qiáng)夯夯法法具具有有加加固固效效果果顯顯著著、、適適應(yīng)應(yīng)土土類類廣廣、、設(shè)設(shè)備備簡簡單單、、施施工工方方便便、、節(jié)節(jié)省省勞勞力力、、施施工工期期短短、、節(jié)節(jié)省省材材料料、、施施工工文文明明和和施施工工費(fèi)費(fèi)用用低低等等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，，我我國國自自20世紀(jì)紀(jì)70年代代引引進(jìn)進(jìn)此此法法后后迅迅速速在在全全國國推推廣廣應(yīng)應(yīng)用用。。從加加固固機(jī)機(jī)理理和和作作用用來來看看，，強(qiáng)強(qiáng)夯夯法法可可分分為為動(dòng)力夯實(shí)、動(dòng)動(dòng)力固結(jié)和動(dòng)動(dòng)力置換三種情況,其共同的特點(diǎn)點(diǎn)是：破壞土土的天然結(jié)構(gòu)構(gòu)，達(dá)到新的的穩(wěn)定狀態(tài)。。5.6.1強(qiáng)夯法加固機(jī)機(jī)理及適用范范圍10/26/2022（1）有效加固深度度強(qiáng)夯法創(chuàng)始人人梅納曾提出出下式估算影影響深度H：工程實(shí)踐表明明，上述梅納納公式估算的的有效加固深深度往往偏大大。因此，《地基處理規(guī)范范》放棄修正后的的梅納公式，，規(guī)定強(qiáng)夯法法的有效加固固深度應(yīng)根據(jù)據(jù)現(xiàn)場試夯或或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確確定，在缺少少試驗(yàn)資料或或經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可可按表5.7(見課本本)預(yù)估。。（5.61）5.6.2強(qiáng)夯法法參數(shù)數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)10/26/2022（2）夯擊次次數(shù)夯擊次次數(shù)是是強(qiáng)夯夯設(shè)計(jì)計(jì)中的的一個(gè)個(gè)重要要參數(shù)數(shù)。對對于不不同地地基土土來說說夯擊擊次數(shù)數(shù)應(yīng)不不同。。（3）夯擊遍遍數(shù)夯擊遍遍數(shù)應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)地基基土的的性質(zhì)質(zhì)確定定。一一般來來說，，由粗粗顆粒粒土組組成的的滲透透性強(qiáng)強(qiáng)的地地基，，夯擊擊遍數(shù)數(shù)可少少些。。反之之，由由細(xì)顆顆粒土土組成成的滲滲透性性弱的的地基基，夯夯擊遍遍數(shù)要要求多多些。。（4）時(shí)間間間隔兩遍夯夯擊之之間的的時(shí)間間間隔隔，應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)土中中超靜靜孔隙隙水壓壓力的的消散散速率率確定定。但但后者者與土土的類類別、、夯點(diǎn)點(diǎn)間距距等因因素有有關(guān)。。（5）夯擊點(diǎn)布置置夯擊點(diǎn)位置置可根據(jù)基基礎(chǔ)平面形形狀布置。。夯擊點(diǎn)間間距，一般般根據(jù)地基基土的性質(zhì)質(zhì)和要求處處理的深度度而定。（6）處理范圍圍強(qiáng)夯處理理范圍應(yīng)應(yīng)大于建建筑物基基礎(chǔ)范圍圍。具體體放大范范圍可根根據(jù)建筑筑結(jié)構(gòu)類類型和重重要性等等因素考考慮確定定。（7）試夯與檢檢測根據(jù)初步步確定的的強(qiáng)夯參參數(shù)，提提出強(qiáng)夯夯試驗(yàn)方方案，進(jìn)進(jìn)行現(xiàn)場場試夯。。10/26/20225.6.3強(qiáng)夯法施施工（1）強(qiáng)夯錘強(qiáng)夯錘的質(zhì)量可取10～40t，其底面形狀狀宜采用圓形形或多邊形，，錘底面積宜宜按土的性質(zhì)質(zhì)確定，錘底底靜接地壓力力值可取25～40kPa，對于細(xì)顆粒粒土錘底靜接接地壓力宜取取較小值。（2）起重機(jī)械施工機(jī)械宜采采用帶有自動(dòng)動(dòng)脫鉤裝置的的履帶式起重重機(jī)或其他專專用設(shè)備。采采用履帶式起起重機(jī)時(shí)，可可在臂桿端部部設(shè)置輔助門門架，或采用用其他安全措措施，防止落落錘時(shí)機(jī)架傾傾覆。（3）施工前的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作施工前應(yīng)查明明場地范圍內(nèi)內(nèi)的地下構(gòu)筑筑物和各種地地下管線的位位置和標(biāo)高等等，并采取必必要措施，以以免因施工而而造成損壞。。10/26/2022（4）施工工步驟驟平整場場地——測量高高程———起重重機(jī)機(jī)就就位位———測量量夯夯前前錘錘頂頂高高程程———夯擊擊———重復(fù)復(fù)上上述述步步驟驟———整平平5.6.4強(qiáng)夯夯法法的的質(zhì)質(zhì)量量檢檢驗(yàn)驗(yàn)首先先檢檢查查施施工工過過程程中中的的各各項(xiàng)項(xiàng)測測試試數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)和和施施工工記記錄錄，，不不符符合合設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)及及時(shí)時(shí)補(bǔ)夯夯或采采取取其其他他有有效效措措施施。。強(qiáng)夯夯處處理理后后的的地地基基竣竣工工驗(yàn)驗(yàn)收收承承載載力力檢檢驗(yàn)驗(yàn)，，應(yīng)應(yīng)在在施施工工結(jié)結(jié)束束后后間間隔隔一一定定時(shí)時(shí)間間方方能能進(jìn)進(jìn)行行。檢驗(yàn)驗(yàn)方方法法應(yīng)應(yīng)采采用用原位位測測試試和室內(nèi)內(nèi)土土工工試試驗(yàn)驗(yàn)。檢檢驗(yàn)驗(yàn)的的數(shù)數(shù)量量應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)場場地地復(fù)復(fù)雜雜程程度度和和建建筑筑物物的的重重要要性性確確定定。。10/26/20225.7其他地基基處理方方法5.7.1深層攪拌拌法（1）概述深層攪拌拌法加固固軟土地地基是利利用水泥泥、石灰灰等材料料作為固化劑的主劑，，通過特特制的深深層攪拌拌機(jī)械，，在地基基深處就就地將軟軟土和漿漿液或粉粉狀的固固化劑進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)制制攪拌，，經(jīng)拌和和的混合合物發(fā)生生一系列列物理化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)，使軟軟土硬結(jié)結(jié)成具有有整體性、水穩(wěn)定性性和一定強(qiáng)強(qiáng)度的加加固體。。10/26/2022水泥土攪攪拌法使使用的固化劑和外摻劑必須通過過試驗(yàn)確確定其合合理的配配比與加加固土的的強(qiáng)度值值。固化化劑的摻摻入量一一般為加加固土中中的12%～20%。當(dāng)采用用水泥作作為固化化劑，宜宜選用32.5號以上的的普通硅硅酸鹽水水泥水泥土攪攪拌法適適用于處處理正常常固結(jié)的的淤泥與與淤泥質(zhì)質(zhì)土、粉粉土、飽飽和黃土土、素填填土、粘粘性土以以及無流流動(dòng)地下下水的飽飽和松散散砂土等等地基。。進(jìn)行深層層攪拌法法加固軟軟土地基基的設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，除除了一般般常規(guī)的的要求外外，對下下述各點(diǎn)點(diǎn)也應(yīng)予予以特別別的重視視：1)土質(zhì)分析析：有機(jī)質(zhì)質(zhì)含量，，可溶