基础工程__地基处理

1、本章内容5.1 概述5.2 垫层法5.3 排水固结法5.4 深层水泥搅拌法5.5 高压喷射注浆法5.6 强夯法5.7 振冲法如何设计地基与基础？三种方案都可以三种方案都可以,要做方案的要做方案的技术技术经济比较。经济比较。杂填土杂填土软土软土天然地基Natural ground桩基 Pile好土好土地基处理地基处理Ground improvement承载力承载力变形变形5.15.1 概述地基处理的目的（1）提高土的强度 - 提高地基承载力（2）增加土的刚度 - 减少地基沉降量（3）改善地基土的水力特性 - 防渗（4）改善抗震性能 - 防液化地基处理的对象 软弱地基软弱地基 不良地基不良地基淤淤

2、 泥泥 土土 e1.5， L (IL1.0)淤泥质土淤泥质土 e=1.01.5， L (IL1.0)泥炭土泥炭土 ，泥炭质土，泥炭质土冲填土冲填土湿陷性黄土湿陷性黄土膨胀土膨胀土冻土冻土松砂松砂 Dr 0.85 饱和液化饱和液化,干土震陷干土震陷人工填土，杂填土人工填土，杂填土地基处理方法的分类碾压及夯实换土垫层排水固结振密挤密置换及拌入加筋灌浆、托换等其他方法众多，方法众多，分类不统一分类不统一 详见表详见表5-1设计依据：建筑地基处理技术规范（设计依据：建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）5.2 5.2 垫层法分类处理方法加固原理适用范围换土垫层机械碾压法重锤夯实法平板振动法 挖除

3、浅层软弱土或不良土，回填力学性能良好的材料，分层碾压或夯实。按回填材料可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层、素土垫层、粉煤灰垫层和矿渣垫层等。可提高持力层的承载力，减少沉降量，消除或部分消除土的湿陷性或涨缩性，防止土的冻涨作用，以及改善土的抗液化性能。 适用于处理浅层软土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、素填土和杂填土地基等。5.2 5.2 垫层法 b 回填土回填土 垫层材料垫层材料卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂素土、素土、灰土：灰土：灰土比灰土比 2:8 或或 3:7工业废料：工业废料：粉煤灰，矿渣粉煤灰，矿渣 垫层厚度垫层厚度一般：一般：0.53m（假定）（假定） 垫

4、层设计验算垫层设计验算持力层：持力层： p f下卧层：下卧层：Z +CZ faz压实系数压实系数 c= d/ dmax 0.93例题例题5-1换土垫层、排水垫层和换土垫层、排水垫层和加筋土垫层加筋土垫层5.3 5.3 排水固结法分类处理方法加固原理适用范围排水固结堆载预压法真空预压法降水预压法电渗排水法 通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件，并采用加压、抽气、抽水或电渗等措施，以加速地基土的排水固结和强度增长，提高地基的承载力，减小地基的沉降。 适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，应有预压的荷载和时间条件。 5.3 5.3 排水固结法堆载预压堆载预压1 12 2分级堆载竖向排水砂井、塑

5、料排水板水平排水垫层堆载过快易失稳堆载过快易失稳砂井固结理论砂井固结理论基本条件：基本条件：n 必要的预压荷载必要的预压荷载n 必要的排水条件和必要的排水条件和足够的排水固结时间足够的排水固结时间5.3 5.3 排水固结法真空预压真空预压-u广州南沙港区一期工程陆域场地（北段）软基处理工程图片广州南沙港区一期工程陆域场地（北段）软基处理工程图片 吹填沙吹填沙 塑料排水板施工塑料排水板施工 淤泥搅拌桩施工淤泥搅拌桩施工 真空膜铺设真空膜铺设 真空预压真空预压 施工检测施工检测 塑料排水板5.4 5.4 深层水泥搅拌法分类处理方法加固原理适用范围置换及拌入法振冲置换水泥土搅拌桩（深层搅拌法湿法和粉

6、体喷搅法干法）高压喷射注浆法 采用振冲方法，以碎石、砂等材料置换部分软弱土地基，或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰等材料与土反应形成加固体，与未加固软弱土部分组成复合地基，从而提高地基承载力，减小沉降量。 适用于处理淤泥与淤泥质土（振冲法慎用）、粉土、粘性土、杂填土和松散砂土地基。 深层搅拌法施工工艺流程深层搅拌法施工工艺流程定定位位预预搅搅拌拌下下沉沉喷喷浆浆搅搅拌拌上上升升重重复复搅搅拌拌下下沉沉重重复复搅搅拌拌上上升升完完毕毕复合地基理论桩土应力比：桩土应力比：n= p / s面积置换率：面积置换率：m=Ap/A复合地基复合地基散体材料桩复合地基散体材料桩复合地基柔性桩复合地基柔性桩复合

7、地基刚性桩复合地基刚性桩复合地基砂石桩、砂桩；搅拌桩、水泥砂石桩、砂桩；搅拌桩、水泥土桩、土桩、灰土桩、土桩、土桩、灰土桩、CFG桩；桩；混凝土桩混凝土桩桩与土共同变形，共同承桩与土共同变形，共同承载；非均质，各向异性载；非均质，各向异性 与桩基区别？与桩基区别？ 复合地基的承载力复合地基的承载力(1) 公式计算公式计算(2) 载荷试验载荷试验桩土应力比桩土应力比n与土性有关，随荷与土性有关，随荷载过程变化。对于碎石桩载过程变化。对于碎石桩n=24 复合地基的压缩模量复合地基的压缩模量spppspkAAAAf)( sksspksspkspspkfnmnmfmmnfmmf)1(1 )1(1 )1

8、 ()1 (spspEmmEE)1 ( 单桩载荷试验，复合地基载荷试验单桩载荷试验，复合地基载荷试验sspEnmE)1(1 高压喷射注浆法高压旋喷旋喷单管单管: :浆液浆液双管双管: :内浆外气内浆外气三管三管: :气气, , 水水, , 浆浆适用于适用于: :人工填土人工填土; ;黄土及一般粘性黄土及一般粘性土土; ;软粘土软粘土; ;砂石砂石5.5 5.5 高压喷射注浆法注浆方法注浆方法旋喷法旋喷法定喷法定喷法摆喷法摆喷法5.6 5.6 强夯法分类处理方法加固原理适用范围强夯法 强夯法强夯置换法 利用强大的夯击能，使地基土产生动力固结而使土体密实。强夯置换是在夯坑内回填块石碎石等材料，在夯

9、锤的作用下形成连续的强夯置换墩，形成复合地基。 适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换适用于处理高饱和度的粉土与软塑流塑的粘性土。 强夯法强夯法锤重：锤重：825t，最大，最大200t落距：落距：825m有效深度：有效深度：510m承载力：承载力：180250kPa强夯设备：强夯设备：夯锤，起重机，脱钩装置夯锤，起重机，脱钩装置加固机理：加固机理：动态能量动态能量, 波的传播和密实固结波的传播和密实固结加固效果：加固效果：高承载力、减小沉降量，高承载力、减小沉降量， 消除液化可能、消除湿陷性等消除液化可能、消除湿陷性等优优 缺缺 点：点：经济

10、；噪音经济；噪音5.7 5.7 振冲法分类处理方法加固原理适用范围振密挤密法振冲挤密挤密砂、石桩挤密土桩、灰土桩、石灰桩柱锤夯扩桩法 通过挤密或振动使深层土密实，并在振动或挤密过程中，回填砾石、碎石、砂、素土、石灰、灰土等材料，形成碎石桩、砂桩、土桩、石灰桩、灰土桩等，与桩间土一起形成复合地基，提高地基承载力，减小地基沉降量，消除或部分消除湿陷性或液化性。 振冲挤密和挤密砂、石桩适用于处理粉土、粘性土、杂填土和松散砂土地基。土桩与灰土桩适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土地基。 振冲桩振冲桩 (起源于德国起源于德国,我国于我国于70年代引入年代引入)(1)设备设备,振冲器振冲器d

11、=270420mm,l=23m, G=820KN(2)原理原理:振振:偏心轮旋转偏心轮旋转,振动加密振动加密,使颗粒移动使颗粒移动 冲冲:高压水从中间穿过高压水从中间穿过,土颗粒振浮液化固土颗粒振浮液化固结结振冲法振冲法(一一) 振冲密实振冲密实振冲法振冲法(二二) 振冲置换振冲置换 (1) 沉管、柱锤冲扩法 (2) 材料：砂桩、碎石桩和灰土桩砂桩、碎石桩和灰土桩 (3)适用于填土,松砂,湿陷性黄土,一般粘性土Sr60%. 饱和度较高的粘性土不宜。通过振冲成孔，以砂石置换并振动密实形成通过振冲成孔，以砂石置换并振动密实形成复合地基。复合地基。进料口进料口管嘴管嘴砂桩套管套管管嘴管嘴加筋法(一一

12、) )土工合成材料技术发展土工合成材料技术发展( (二二) )土工合成材料功能土工合成材料功能防渗，不透水膜防渗，不透水膜反滤，防冲反滤，防冲 防止渗透破坏，水土流失防止渗透破坏，水土流失 ( (护坡护坡) ) 加筋加筋: :格栅格栅, ,土工布土工布, ,条带条带, ,纤维加筋纤维加筋隔离隔离排水排水, ,塑料排水板塑料排水板防渗，防渗， 不透水膜，不透水膜，三峡二期围堰的防渗墙上部采用土工膜三峡二期围堰的防渗墙上部采用土工膜, ,固体废物填埋场固体废物填埋场三峡二期三峡二期围堰围堰排水沟排水沟表土覆盖层表土覆盖层表面隔断层表面隔断层基础隔断层基础隔断层地基基础地基基础垃圾渗水垃圾渗水和地下水的距离和地下水的距离渗水导管渗水导管气体导管气体导管竖井竖井地质屏障地质屏障经处理的地质屏障经处理的地质屏障地下水地下水气体收集气体收集渗水收集渗水收集垃垃 圾圾 体体垃圾填埋体的主要构成垃圾填埋体的主要构成隔离隔离降低维护频率降低维护频率延