第五章 地基处理

1、第5章 地基处理51 概述软弱土地基处理分类表编号分类处理方法原理及作用 适用范围1碾压及夯实重锤夯实、机械碾压、振动压实、强夯（动力固结）利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地基土压实；强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土，杂填土等，对饱和粘性土应慎重采用2换土垫层沙石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿渣垫层、加筋土垫层以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力，扩散应力，减少沉降量适用于处理地基表层软弱土和暗沟、暗塘等软弱土地基3排水固结天然地基预压、砂井及塑料排水带预压、真

2、空预压、降水预压和强力固结等在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和增长速度，提高地基的稳定性；加速沉降发展，使基础沉降提前完成适用于处理饱和软弱粘土层；对于渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待4振密挤密振冲挤密、沉桩振密、灰土挤密、砂桩、石灰桩、爆破挤密等采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体的孔隙减少，强度提高；必要时在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土，非饱和粘性土等5置换及拌入振冲置换、冲抓置换、深层搅拌、高压喷射注浆、石灰桩等采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软

3、弱土，或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固题，与未处理部分土组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。振冲置换法限于不排水抗剪强度cu20kPa的地基土6加筋土工合成材料加筋，锚固、树根桩、加筋土在地基或土体中埋设强度较大的土工合成材料、钢片等加筋材料，使地基或土体能承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善变形特性软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土编号 分类 处理方法 原理及作用适用范围7其他灌浆、冻结、托换技术、纠倾技术通过特种技术措施处理软弱土地基根据实际情况确定表编号分类处理方法原理及

4、作用 适用范围1碾压及夯实重锤夯实、机械碾压、振动压实、强夯（动力固结）利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地基土压实；强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土，杂填土等，对饱和粘性土应慎重采用2换土垫层沙石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿渣垫层、加筋土垫层以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力，扩散应力，减少沉降量适用于处理地基表层软弱土和暗沟、暗塘等软弱土地基3排水固结天然地基预压、砂井及塑料排水带预压、真空预压、降水预压和强力固结等在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和

5、增长速度，提高地基的稳定性；加速沉降发展，使基础沉降提前完成适用于处理饱和软弱粘土层；对于渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待编号分类处理方法原理及作用 适用范围4振密挤密振冲挤密、沉桩振密、灰土挤密、砂桩、石灰桩、爆破挤密等采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体的孔隙减少，强度提高；必要时在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土，非饱和粘性土等5置换及拌入振冲置换、冲抓置换、深层搅拌、高压喷射注浆、石灰桩等采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺入水

6、泥、石灰或砂浆等形成加固题，与未处理部分土组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。振冲置换法限于不排水抗剪强度cu20kPa的地基土6加筋土工合成材料加筋，锚固、树根桩、加筋土在地基或土体中埋设强度较大的土工合成材料、钢片等加筋材料，使地基或土体能承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善变形特性软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土52 垫层法521 垫层的作用522 换土垫层的设计 （5-1）式中 faz-垫层地面处软土层经深度修正后的地基承载力特征值，kPa；cz-垫层地面处自重应力，kPa；z-砂垫层

7、底面的附加应力，kPa。对于条形基础： （5-2a）对于矩形基础： （5-2b）式中 l，b-基础的长度和宽度，m； z-砂垫层的厚度，m；pk-基地压力，kPa；cd-基础底面标高处土的自重应力，kPa；-砂垫层的压力扩散角，可按表5-2选用。例题5-1 某四层砖混结构的住宅建筑，承重墙下为条形基础，宽1.2m，埋深1m，上部建筑物作用于基础的荷载为120kN/m，基础的平均重度为20kN/m3。地基土表层为粉质粘土，厚度为1m，重度为17.5kN/m3；第二层为淤泥，厚15m，重度为17.8kN/m3，地基承载力特征值fak=50kPa；第三层为密实的沙砾石。地下水距地表为1m。因为地基土

8、较软弱，不能承受建筑物的荷载，试设计砂垫层。解 （1）先假设砂垫层的厚度为1m，并要求分层碾压夯实，干密度达到大于1.5t/m3。（2）砂垫层厚度的验算：根据题意，基础底面平均压力为砂垫层底面的附加应力由式（5-2a）得：根据下卧层淤泥地基承载力特征值fak=50kPa，再经深度修正后的地基承载力特征值：则 这说明所设计的垫层厚度不够，再假设垫层厚度为1.5m，同理可得 （3）确定砂垫层的底宽b为 （4）绘制砂垫层剖面图，如图5-2所示。 53 排水固结法 531 原理与应用在软体地基上建筑堤坝，如果采用加速加载填筑，填筑不高，地基就会出现剪切破坏而滑动；如果在同等的条件下，采用缓慢逐渐加载填

9、筑，填筑至上述同等堤高时，却未出现地基破坏的现象，而且还可继续筑高，直至填筑到预期高度。532 砂井地基固结理论先作如下假定：（1） 等应条件成立，即砂井地基中无侧向变形，同一水平面上任一点的垂直变形相等；（2） 每根砂井影响范围内的渗流路径，既有竖向分量，也有径向分量，两者分别单独考虑，考虑竖向渗流时，按太沙基一位固结理论求解；考虑径向渗流时，令kv=0求解；径向和竖向组合渗流时可按卡理罗（Carrilo）定理考虑，即：任意点的孔隙水压力urz与径向和竖向孔隙水压力ur和uz有如下关系： （5-4）（3） 砂井内孔隙水压力沿径向变化很小，可以不计；任一深度z处从土体中沿周边流入砂井的水量等于

10、砂井向上流出的增量；（4） 除渗透系数外，井料和涂抹区内的其他性质与天然地基的相同；（5） 荷载一次瞬时施加。1 径向固结基本方程及其解答根据假定（1），再等应变条件下，体积应变率与排水流量变化率相等，以及假定（3）则得径向固结的基本方程为 rwrrs （5-5a） rsrre （5-5b） （5-5c）式中 Es-地基土的压缩模量；ur-渗流影响区内任一点的孔隙压力，ur=ur（r,z,t）；-仅考虑径向渗流时，影响区内任一深度的平均孔隙水压力，=（z，t）；uw-考虑径向渗流时，砂井内任一深度的孔隙水压力，uw= uw（z，t）；w-水的重度；t-时间。引用求解的初始条件和边界条件，可以解

11、出地基中任一深度的径向固结度Ur： （5-6）地基的平均径向固结度（整个砂井深度范围内Ur的平均值）为 （5-7） 533 排水固结设计根据工程经验，加荷速率不宜过快，以防止产生局部剪切破坏，为此控制加荷速率48kPa/d，则图中的T1=p1/ 。为了防止地基产生剪切破坏，在施加第一级荷载之后需恒载一段时间，待地基固定后才施加下一级荷载。Q1qq1 535 真空预压法与降水预压法简介1 真空预压法2 降水预压法 54 深层水泥搅拌法 541 概述利用水泥（或石灰）作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在一定的深度范围内把地基土与水泥（或其他固化剂）强行搅拌，固化后形成具有水稳定性和足够强度的水泥土，制成桩体、块体和墙体等类加固体，并与地基土共同作用，提高地基的承载力，改善地基变形特性的一种地基处理方法。， 5、4、2 水泥土形成的机理及其性质 543 应用与设计1 概述应用于房屋建筑物、堤坝、岸坡和支挡结构等的地基加固，与地基土共同作用，提高地基承载