第三章地基处理

1、2022-3-31 第三章第三章 地基处理概论地基处理概论 31 关于地基处理的几个问题关于地基处理的几个问题 一、地基问题一、地基问题 地基承载力和稳定性问题地基承载力和稳定性问题 建筑物地基在荷载作用下，当承载力不能满足要求建筑物地基在荷载作用下，当承载力不能满足要求时，就会产生局部或整体剪切破坏，影响正常使用甚至时，就会产生局部或整体剪切破坏，影响正常使用甚至导致建筑物的破坏。边坡失稳同样会引起其上建筑物的导致建筑物的破坏。边坡失稳同样会引起其上建筑物的破坏。破坏。 地基的沉降、不均匀沉降及水平位移问题地基的沉降、不均匀沉降及水平位移问题 在荷载作用下，地基的沉降、不均匀沉降或水平位在荷

2、载作用下，地基的沉降、不均匀沉降或水平位移超过相应的允许值时，也会影响使用或破坏。包括湿移超过相应的允许值时，也会影响使用或破坏。包括湿陷、胀缩等变形。陷、胀缩等变形。2022-3-32 地基的渗流问题地基的渗流问题 当地基中渗流量或水力比降超过其允许值时，将会造成当地基中渗流量或水力比降超过其允许值时，将会造成潜蚀或管涌，使地基发生失稳而导致工程事故。潜蚀或管涌，使地基发生失稳而导致工程事故。 岩土工程师在遇到上述地基问题时，可采取适当的地基处岩土工程师在遇到上述地基问题时，可采取适当的地基处理措施，形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要求。保证理措施，形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要

3、求。保证建筑物的安全与正常使用。建筑物的安全与正常使用。二、人工地基与地基处理二、人工地基与地基处理 天然地基天然地基:基础直接建造在未经加固的天然土层上时基础直接建造在未经加固的天然土层上时, 经人工处理或加固后的地基称为经人工处理或加固后的地基称为人工地基人工地基； 人工处理或加固地基的过程称为人工处理或加固地基的过程称为地基处理地基处理； 人工处理或加固地基所采取的工程技术措施称人工处理或加固地基所采取的工程技术措施称地基处理方法地基处理方法（加固技术）。（加固技术）。2022-3-33三、地基处理的对象三、地基处理的对象软弱地基软弱地基 软土地基软土地基指压缩层主要由抗剪强度低、压缩性

4、高、指压缩层主要由抗剪强度低、压缩性高、渗透性差的淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土等高压缩性渗透性差的淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土等高压缩性土层组成的地基。土层组成的地基。 软弱地基软弱地基不能满足建（构）筑物对地基要求的地不能满足建（构）筑物对地基要求的地基称为软弱地基或不良地基。基称为软弱地基或不良地基。 【注注】：“软弱地基软弱地基”是一个相对的概念。是相对于建筑是一个相对的概念。是相对于建筑物对地基的要求而言的。物对地基的要求而言的。 常见的软弱土或不良土常见的软弱土或不良土 淤泥、淤泥质土、泥炭土、杂填土、冲填土、饱和粉细淤泥、淤泥质土、泥炭土、杂填土、冲填土、饱和粉细砂、湿陷性黄土

5、、膨胀土、多年冻土和盐渍土等。砂、湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土和盐渍土等。2022-3-34四、地基处理的目的、任务和意义四、地基处理的目的、任务和意义 地基处理的目的地基处理的目的 通过地基处理，改善地基土的工程性质；通过地基处理，改善地基土的工程性质；提高地基的强提高地基的强度和稳定性；度和稳定性；降低软弱土的压缩性，减少地基的沉降和不均降低软弱土的压缩性，减少地基的沉降和不均匀沉降；匀沉降；防止地基的渗透变形和破坏。防止地基的渗透变形和破坏。 地基处理的任务地基处理的任务 根据有关资料和条件，选择经济、合理、适用、有效的地基根据有关资料和条件，选择经济、合理、适用、有效的地基处理方法，使

6、加固处理后的地基能满足设计要求。处理方法，使加固处理后的地基能满足设计要求。 地基处理的意义地基处理的意义 地基处理恰当与否，关系到整个工程的质量、投资和进度。地基处理恰当与否，关系到整个工程的质量、投资和进度。 城市发展，建筑越来越高，对地基的要求越来越高；城市发展，建筑越来越高，对地基的要求越来越高； 城市发展，建筑越来越密集，良好的场地越来越少；城市发展，建筑越来越密集，良好的场地越来越少； 2022-3-35 32 地基处理方法的分类与选择地基处理方法的分类与选择一、地基处理方法的分类一、地基处理方法的分类 按时间分类按时间分类： 临时处理临时处理 永久处理永久处理 按深度分类按深度分

7、类： 浅层处理（浅层处理（3m） 深层处理（深层处理（ 3m ） 按土性分类按土性分类： 砂性土处理砂性土处理 饱和土处理饱和土处理 粘性土处理粘性土处理 非饱和土处理非饱和土处理 按地基处理的作用机理分类按地基处理的作用机理分类： 2022-3-36置换处理置换处理：换土垫层法换土垫层法挖除浅层软弱土或不良挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土土，分层碾压或夯实土 挤淤置换法挤淤置换法边填碎石、边挤淤边填碎石、边挤淤 褥垫法褥垫法振冲置换法振冲置换法强夯置换法强夯置换法砂石桩置换法砂石桩置换法灰土桩置换法灰土桩置换法超轻质料填土法超轻质料填土法 砂垫层砂垫层碎石垫层碎石垫层灰土垫层灰土垫层

8、素土垫层素土垫层2022-3-37 振密、挤密法振密、挤密法表层碾压夯实法表层碾压夯实法强夯法强夯法振冲密实法振冲密实法挤密砂石桩法挤密砂石桩法爆破挤密法爆破挤密法挤实土桩、灰土桩法挤实土桩、灰土桩法夯实水泥土桩法夯实水泥土桩法孔内夯扩桩法孔内夯扩桩法重锤夯实法重锤夯实法碾压法碾压法振动压实法振动压实法2022-3-38 排水固结法：排水固结法：堆载预压法堆载预压法:在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物部分或大部分地

9、基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物 。临时临时的预压堆载一般等于建筑物的荷载的预压堆载一般等于建筑物的荷载 。超载预压法超载预压法：为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载。为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载。真空预压法真空预压法：在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。抽气，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。真空预压与堆载联合作用法真空预压与堆载联合作用法降

10、低地下水位法降低地下水位法：通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。促进地基固结。电渗法：电渗法：砂井法砂井法： 在软粘土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增在软粘土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。 砂井堆载预压法砂井堆载预压法：堆载预压法：堆载预压法+砂井法砂井法在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从

11、阳极流向在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。 降低地下水位法降低地下水位法：通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。促进地基固结。2022-3-39

12、灌入固化物法（化学加固法）：灌入固化物法（化学加固法）：深层搅拌法深层搅拌法高压喷射注浆法高压喷射注浆法渗入性灌浆法渗入性灌浆法劈裂灌浆法劈裂灌浆法压密灌浆法压密灌浆法 在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。 2022-3-310 加筋法：加筋法：加筋土法加筋土法锚固法锚固法树根桩法树根桩法低强度桩复合地基法低强度桩复合地基法钢筋混凝土桩复合地基钢筋混凝土桩复合地基水泥土桩水泥土桩碎石桩碎石桩混凝土桩混凝土桩CFG 桩桩把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体，用以提高土体的稳定

13、性。 依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的，它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构，如边坡稳定、基坑围护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。 在地基中沿不同方向，设置直径为75250mm的细桩，可以是竖直桩，也可以是斜桩，形成如树根状的群桩，以支撑结构物，或用以挡土，稳定边坡。 通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。2022-3-311 冷热处理法：冷热处理法：冻结法冻结法烧结法烧结法 托换法：托换法：基础加宽托换法基础加宽托换法坑式托换坑式托换墩市式托换法墩市式托换法桩式托换法桩式托换法地基加固法地基

14、加固法综合托换法综合托换法灌浆托换法灌浆托换法热加固托换法热加固托换法静压桩法静压桩法树根桩法树根桩法旋喷桩法旋喷桩法通过人工冷却，使地基温度低到孔隙水的冰点以下，使之冷却，从而具有理想的截水性能和较高的承载力。适用于软粘土或饱和的砂土地层中的临时措施。2022-3-312 纠偏（倾）法纠偏（倾）法：加载纠偏法加载纠偏法掏土纠偏法掏土纠偏法浸水纠偏法浸水纠偏法顶升纠偏法顶升纠偏法综合纠偏法综合纠偏法2022-3-313二、地基处理方法的选择二、地基处理方法的选择 选择处理方案之前应考虑的因素选择处理方案之前应考虑的因素 建筑物的结构条件建筑物的结构条件 建筑体形、结构和用途；建筑体形、结构和用

15、途； 荷载大小、性质、分布；荷载大小、性质、分布； 基础类型、埋深和平面布置形式；基础类型、埋深和平面布置形式； 基底压力、天然地基承载力、变形允许值、稳定安基底压力、天然地基承载力、变形允许值、稳定安全系数；全系数； 场地地基条件场地地基条件 地形、地貌，地层结构，各层土的物理力学性质；地形、地貌，地层结构，各层土的物理力学性质； 软弱土层厚度、不均匀性和分布范围；软弱土层厚度、不均匀性和分布范围；2022-3-314 持力层埋深、厚度、均匀性和起伏情况；持力层埋深、厚度、均匀性和起伏情况； 水文地质条件及不良地质现象；水文地质条件及不良地质现象； 周围环境影响周围环境影响 有无邻近的建筑和

16、居民区；有无邻近的建筑和居民区； 有无邻近的地下管线或其它地下设施；有无邻近的地下管线或其它地下设施； 施工条件施工条件 施工场地条件；施工场地条件； 工期要求和工程造价；工期要求和工程造价； 材料供应情况；材料供应情况； 施工设备；施工设备； 施工技术和管理水平。施工技术和管理水平。 2022-3-315 选择地基处理方案的步骤选择地基处理方案的步骤 搜集有关资料（工程地质、水文地质、建筑物设计等）。搜集有关资料（工程地质、水文地质、建筑物设计等）。 根据掌握的资料，仔细分析影响方案选择的各种因素，充分考根据掌握的资料，仔细分析影响方案选择的各种因素，充分考虑不同地基处理方法的加固机理，适用

17、程度和处理效果，初步拟虑不同地基处理方法的加固机理，适用程度和处理效果，初步拟选几种可能采用的处理方案。考虑上部结构、基础和地基共同作选几种可能采用的处理方案。考虑上部结构、基础和地基共同作用，也可以选用加强结构措施（圈梁、沉降缝）和处理地基结合。用，也可以选用加强结构措施（圈梁、沉降缝）和处理地基结合。 对初选方案进行综合的技术经济分析和对比，比选出针对该场对初选方案进行综合的技术经济分析和对比，比选出针对该场地的最佳处理方案。（加固效果、材料供应、施工设备、工期、地的最佳处理方案。（加固效果、材料供应、施工设备、工期、造价、环境影响等）（造价、环境影响等）（不一定一种不一定一种） 对选定处

18、理方案，在全面施工之前宜进行试验性施工，以验证对选定处理方案，在全面施工之前宜进行试验性施工，以验证处理效果和确定施工参数。处理效果和确定施工参数。2022-3-316 选择地基处理方案的原则选择地基处理方案的原则 因地制宜，就地取材；（没有万能的处理方法）因地制宜，就地取材；（没有万能的处理方法） 应同时考虑地基基础和上部结构的共同工作。应同时考虑地基基础和上部结构的共同工作。（决定选用地基处理方案或选用加强上部结构刚度和地基（决定选用地基处理方案或选用加强上部结构刚度和地基处理相结合的方案）处理相结合的方案） 技术可靠，经济合理，施工方便，安全环保。技术可靠，经济合理，施工方便，安全环保。 选址定位阶段，应尽量壁开地基处理难度很大或处理选址定位阶段，应尽量壁开地基处理难度很大或处理费用非常高的地段。费用非常高的地段。 2022-3-317三、地基处理工程施工管理三、地基处理工程施工管理 在地基处理中，有时虽然采用了