地基處理方法專題講義一概述

地基處理方法概述主題合肥工業(yè)大學本科生教學《地基處理》鐘劍jzhong@2一

地基處理的目的和意義二常見軟弱土和不良土三地基處理常用方法四地基處理方法分類及適用范圍五地基處理方法選用原則和規(guī)劃程序六地基處理發(fā)展展望地基處理方法概述內容提要3天然地基土質地基巖石地基特殊土地基人工地基—若天然地基軟弱，承載力和變形不能滿足設計要求時，需進行加固處理的(如排水固結法等處理)地基。復合地基—由兩種不同強度的介質（如軟土中加入水泥）組成的人工地基。一地基處理的目的和意義基本概念4一地基處理的目的和意義各種建筑物和構筑物對地基的要求主要包括三個方面：穩(wěn)定問題：指在建(構)筑物荷載(包括靜、動荷載的各種組合)作用下，地基土體能否保持穩(wěn)定。變形問題：指在建(構)筑物的荷載(包括靜、動荷載的各種組合)作用下，地基土體產生的變形(包括沉降，或水平位移，或不均勻沉降)是否超過相應的允許值。滲透問題：包括（1）蓄水構筑物地基滲流量是否超過其允許值（如水庫壩基滲流量超過其允許值的后果是造成較大水量損失，甚至導致蓄水失敗）；（2）地基中水力比降是否超過其允許值（地基中水力比降超過其允許值時，地基土會因潛蝕和管涌產生穩(wěn)定性破壞，進而導致建(構)筑物破壞）。5一地基處理的目的和意義

當天然地基不能滿足建(構)筑物在上述三個方面的要求時，需要對天然地基進行地基處理。天然地基通過地基處理形成人工地基，從而滿足建(構)筑物對地基的各種要求。土木工程功能化、城市建設立體化、交通運輸高速化，以及改善綜合居住條件已成為我國現(xiàn)代土木工程建設的特征。各類土木工程建設項目對地基提出了更高的要求。6二常見軟弱土和不良土判別天然地基是否屬于軟弱地基或不良地基沒有明確的界限，工程師們常常將不能滿足建(構)筑物對地基要求的天然地基稱為軟弱地基或不良地基。因此，天然地基是否屬于軟弱地基或不良地基也可以說是相對的，并無嚴格的標準。在土木工程建設中常常將下述地基土稱為軟弱土和不良土：軟黏土、人工填土、部分砂土和粉土、濕陷性土、有機質土和泥炭土、膨脹土、鹽漬土、垃圾土、多年凍土、巖溶、土洞和山區(qū)地基等。地基土要求截然不同我國廣泛分布著海相、湖相、河相沉積的軟弱黏性土層：含水量大、壓縮性、高強度低、透水性差、不少情況埋藏深厚7二常見軟弱土和不良土1、軟黏土8二常見軟弱土和不良土2、人工填土人工填土按照物質組成和堆填方式可以分為素填土、雜填土和沖填土三類。

素填土是由碎石、砂或粉土、黏性土等一種或幾種組成的填土。若經(jīng)分層壓實后則稱為壓實填土。人工填土地基性質取決于填土性質、壓實程度以及堆填時間。

雜填土是人類活動形成的無規(guī)則堆積物，其成分復雜，性質也不相同，且無規(guī)律性。在大多數(shù)情況下，雜填土是比較疏松和不均勻的。在同一場地的不同位置，地基承載力和壓縮性也可能有較大的差異。

沖填土是由水力沖填泥砂形成的填土。沖填土的性質與所沖填泥砂的來源及沖填時的水力條件有密切關系。含帶土顆粒較多的沖填土往往是欠固結的，其強度和壓縮性指標都比同類天然沉積土差；以粉細砂為主的沖填土，其性質基本上和粉細砂相同。素填土雜填土圍海筑地沖填土9二常見軟弱土和不良土3、部分砂土和粉土地基土液化震陷變形10二常見軟弱土和不良土4、濕陷性土渤海華北平原東南季風太行山黃土高原沙漠戈壁降雨降塵西風黃土高原上的濕陷性黃土11以粉土為主主孔隙比大e>1.0天然密度小小＝1.4~1.65g/cm3富含碳酸鹽鹽類遇水沉降增增大，稱濕濕陷性成因：風成，部分水水成特點：濕陷性又分：自重濕濕陷性黃土地地基和非自重重濕陷性黃土土地基濕陷性黃土二常見軟弱土和和不良土4、濕陷性土12二常見軟弱土和和不良土5、有機質土和和泥炭土6、垃圾土垃圾土：城市廢棄的工工業(yè)垃圾和生生活垃圾形成成的地基土。。垃圾土的性性質十分復雜雜，很大程度度上取決于廢廢棄垃圾的類類別和堆積時時間，生活垃垃圾比工業(yè)垃垃圾更為復雜雜。垃圾堆場的地地基處理也已已成為巖土工工程師的工作作內容，不僅僅要保持垃圾圾土地基穩(wěn)定定，而且要解解決好防止垃垃圾污染地下下水源等環(huán)境境保護問題。。13二常見軟弱土和和不良土7、膨脹土膨脹土是指黏粒成分分主要由親水水性黏土礦物物組成的黏性性土。膨脹土土在環(huán)境的溫溫度和濕度變變化時會產生生強烈的脹縮縮變形。利用用膨脹土作為為建(構)筑物地基時，，如果沒有采采取必要的地地基處理措施施，膨脹土飽飽水膨脹、失失水收縮常會會給建(構)筑物造成危害害。膨脹土在我國國分布范圍很很廣，根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)有的資料，，廣西、云南南、湖北、河河南、安徽、、四川、河北北、山東、陜陜西、江蘇、、內蒙古、貴貴州和廣東等等地均有不同同范圍的分布布。8、鹽漬土14二常見軟弱土和和不良土10、巖溶、土洞洞和山區(qū)地基基9、多年凍土15三地基處理常用用方法地基處理方法法多達上百種種，常用的主主要有：換填法排水固結法土樁、灰土樁樁擠密法沉管擠密砂石石樁法振沖法強夯法和強夯夯置換法灌漿法高壓噴射注漿漿法水泥土攪拌法法石灰樁法低強度樁復合合地基法凍結法錨固法土的加筋法墊層置換法三地基處理常用用方法砂（碎石）墊墊層171散體材料料樁、砂石樁樁、石灰樁2膠結摻和和料樁水泥粉煤灰碎碎石樁水泥土樁高壓噴射注漿漿樁土樁置換法三地基處理常用用方法堆載預壓18混凝土灌注樁樁三地基處理常用用方法真空預壓19靜重碾壓Compactionbyrolling振動平胎碾－礫石羊足碾－粘性土或粉土機械壓密法三地基處理常用用方法平滑鼓型振動動碾振動平板碾－－級配砂或者者砂、礫和粘粘性土的混合合土灰土擠密樁20進料口管嘴砂樁套管管嘴深層擠密法三地基處理常用用方法21強夯法三地基處理常用用方法振沖法(1)設備,振沖器d=270~420mm,l=2~3m,G=8~20KN(2)原理:振:偏心輪旋轉轉,振動加密密,使顆顆粒移動沖:高壓水從從中間穿過,土顆粒振浮浮液化固結22振沖法三地基處理常用用方法23剛性樁基礎法法三地基處理常用用方法CFG樁法24打入樁三地基處理常用用方法樁板結構25高壓噴射注漿漿法三地基處理常用用方法灌漿法26樁土應力比：：n=p/s面積置換率：：m=Ap/A復合地基散體材料樁復復合地基柔性樁復合地地基剛性樁復合地地基砂石樁、砂樁樁、攪拌樁、、水泥土樁、、土樁、灰土土樁、CFG樁；混凝土土樁樁與土共同變變形，共同承承載；非均質質，各向異性性與樁基區(qū)別？？深層水泥攪拌拌法三地基處理常用用方法27已有樁或墩的的持力層加固固已有結構地基基加固提高水平抵抗抗力抵抗上浮結構沉井持力層深層水泥攪拌拌法三地基處理常用用方法28深層攪拌法施施工工藝流程程定位預攪拌下沉噴漿攪拌上升升重復攪拌下沉沉重復攪拌上升升完畢深層水泥攪拌拌法三地基處理常用用方法2929人工加固建筑筑性能不良的的軟土地基，，常用的加固固方法有：排水、壓密、、加筋、固化化等幾類。土的加筋法三地基處理常用用方法30四地基處理方法法分類及適用用范圍對地基處理方方法進行嚴格格的統(tǒng)一分類類很困難。方法分類原則則多，同一原原則不同專家家分類方法也也不同。不少地基處理理方法具有多多種效用，如如土樁和灰土土樁既有擠密密作用又有置置換作用。一些地基處理理方法的加固固機理以及計計算方法目前前還不是十分分明確，尚需需進一步探討討，如低位高高真空擊密法法等。地基處理方法法也在不斷發(fā)發(fā)展，功能不不斷擴大，也也使地基處理理方法分類變變得更加困難難。地基處理方法法分類也不宜宜太細、類別別太多。地基處理方法法八類。置換，排水固固結，灌入固固化物，振密密、擠密，加加筋，冷熱處處理，托換，，糾傾和遷移移31四地基處理方法法分類及適用用范圍1.置換2.排水固結32四地基處理方法分類類及適用范圍4.振密、擠密3.灌入固化物33四地基處理方法分類類及適用范圍5.加筋6.冷熱處理7.托換8.糾傾和遷移34四地基處理方法分類類及適用范圍35四地基處理方法分類類及適用范圍36四地基處理方法分類類及適用范圍37四地基處理方法分類類及適用范圍38四地基處理方法分類類及適用范圍39四地基處理方法分類類及適用范圍40四地基處理方法分類類及適用范圍41四地基處理方法分類類及適用范圍42五地基處理方法選用用原則和規(guī)劃程序序43五地基處理方法選用用原則和規(guī)劃程序序地基處理規(guī)劃程序序44六地基處理發(fā)展展望望近20多年來，我國地基基處理技術和復合合地基理論發(fā)展很很快，表現(xiàn)在各種種地基處理方法得得到應用和普及，，地基處理隊伍的的不斷擴大，我國國地基處理理論發(fā)發(fā)展也很快。在探探討加固機理、改改進施工機械和施施工工藝、發(fā)展檢檢驗于段、提高處處理效果、改進