湖北工程学院基础工程复习资料

基础工程

FOUNDATIONENGINEERING

第一章、绪论地基：承受基础传来荷载的地层。分为岩基和土基，或者天然地基和人工地基。基础：是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。分为浅基础和深基础。天然地基：没有通过人为解决，直接修建。人工地基：承载力低，高压缩性地基，人工解决后才干修建。浅基础可分为刚性扩大基础、单独和联合基础、条形基础、筏板和箱形基础。深基础可分为桩基础、沉井基础。基础的作用：承上启下。承上：上部结构物传来的荷载；启下：荷载传给下面的地基。、浅基础浅基础设计的内容和一般环节：①充足掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料；②选择基础材料、类型，拟定平面布置方案；③选择地基持力层和基础埋置深度；④拟定地基承载力；⑤按地基承载力（涉及持力层和软弱下卧层）拟定基础底面尺寸；⑥进行必要的地基变形和稳定性验算；⑦进行基础的结构计算与设计；⑧绘制基础施工图（基础平面布置图、基础详图），并提出必要的技术说明。浅基础的分类：①扩展基础；②联合基础；③柱下条形基础；④柱下十字交叉基础；⑤筏形基础；⑥箱形基础。扩展基础分为无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础（又分为墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础）。无筋扩展基础（或刚性基础）：由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由台阶的允许宽高比或刚性角控制设计。钢筋混凝土扩展基础（或柔性基础）：当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础，如柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础）。无筋扩展基础又称刚性基础。刚性基础按材料分类有：①砖基础；②三合土基础；③灰土基础；④毛石基础；⑤混凝土和毛石混凝土基础。砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。片石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。钢筋混凝土扩展基础类型：①柱下独立基础；②墙下条形基础。钢筋混凝土基础强度度大，具有良好的抗弯性能，在相同条件下，基础的厚度较薄。建筑物的荷载较大或土质较软弱时，常采用这类基础。砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石规定：占体积20~30%，尺寸≤300mm。条形基础分为墙下和柱下条形基础，墙下条形基础是挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。其横剖面可以是矩形或将一侧筑成台阶形。有时为了增强桥柱下基础的承载能力，将同一排若干个柱子的基础联合起来，也就成为柱下条形基础。其构造与倒置的T形截面梁相类似，在沿柱子的排列方向的剖面可以是等截面的，也可以如图那样在柱位处加腋的。在桥梁基础中，一般是做成刚性基础，个别的也可做成柔性基础。墙下或柱下条形基础,柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连。条形基础的合用范围：基础的功能是将上部结构的荷载传给地基，通常在下列情况下采用条形基础：①上部结构传给地基的荷载大，地基承载力又较低，独立基础不能满足规定；②柱网较小，独立基础之间的净距小于基础的宽度，或独立基础所需要的面积受相邻构筑物的限制，面积不能扩大；③地基土不均匀，土质变化大；④各柱荷就相差较大，在荷载作用下，将会产生较大的沉降差；⑤需加强基础刚度，减少地基变形，防止过大的不均匀沉陷。柱下交叉基础具有良好的调整不均匀沉降的能力。筏形基础（又称筏板基础、片筏基础、满堂基础），合用于土质更差，有防水规定的基础。箱形基础由钢筋混凝土顶、底板和内外纵横墙体组成的，具有相称大的刚度的空间整体结构。箱形基础与基底和周边土体共同工作，增长建筑物的整体稳定性，有良好抗震作用。地基与基础的互相作用：柔性基础，随地基变形而任意弯曲，基底反力分布与基础上荷载分布相同，无力调整基底的不均匀沉降；刚性基础，在荷载作用下基础不产生挠曲，基底平面沉降后仍保持平面，基底反力分布有多种形态。上部结构刚度：上部结构对基础不均匀沉降或挠曲变形的抵抗能力。上部结构为绝对刚性，将约束基础变形，仅在支座间发生局部弯曲；上部结构为完全柔性，对基础变形约束作用很小，基础产生整体弯曲。地基基础设计原则基本规定：设计等级（安全等级）-甲级、乙级和丙级；设计状况（持久状况、短暂状况及偶尔状况）；设计任务：基础结构作用效应分析、基础结构抗力及其他性能分析（按两种极限状态、最不利荷载组合）。地基基础设计原则两种极限状态：承载能力极限状态和正常使用极限状态。地基基础设计原则：①p<fa原则（承载力验算）；②s<[s]原则（变形验算）；③基础结构强度、刚度和耐久性的规定；④经常承受水平荷载的高层建筑、构筑物以及基坑工程的稳定性验算等。地基基础设计资料：上部结构资料（设计时所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力或限值应符合相应规范的有关规定）、岩土工程勘察资料、位测试资料（地基承载力、单桩竖向承载力以及地基压缩模量和变形模量的原位测试报告等）。荷载效应最不利组合与相应抗力或限值的规定：①拟定基础底面面积或桩数，基础（承台）底面荷载按正常使用状态荷载效应的标准组合，抗力采用地基（单桩）承载力特性值；②计算地基变形，荷载按正常使用状态荷载效应的准永久组合（不计风和地震荷载），限值为地基变形允许值。；③计算挡土墙、地基或斜坡稳定等，荷载效应按承载能力的极限状态的基本组合。荷载分项系数为1。基础埋置深度的拟定：持力层（直接支撑基础的土层)、下卧层（持力层以下的各土层）、选择基础埋置深度（也就是选择合适的地基持力层）。基础埋置深度的拟定原则：在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。注意：①基础埋深不小于0.5m（表土一般松软，易受雨水及外界影响）；随建筑物高度适当增大；②基础顶面低于设计地面0.1m以上，避免基础外露，受外界破坏；③桥规定在冲刷深度以下。基础埋置深度的拟定影响因素：①建筑物的用途、结构类型、荷载大小及周边的环境条件；②.工程地质和水文地质条件；③寒冷地区地基的冻结深度影响。或（①地基的地质条件；②地基的地质条件；③本地的冻结深度；④上部结构型式；⑤本地的地形条件；⑥保证持力层稳定所需的最小埋置深度）岩石地基：覆盖土层较薄时，一般应清除覆盖土和风化层后，将基础直接修建在新鲜岩面上；如岩石的风化层很厚，难以所有清除时，基础放在风化层中的埋置深度应根据其风化限度、冲刷深度及相应的允许承载力来拟定。如岩层表面倾斜时，不得将基础的一部分置于岩层上，而另一部分则置于土层上。在陡峭山坡上修建桥台时，还应注意岩体的稳定性。非岩石地基：如受压层范围内为均质土，基础埋置深度除满足冲刷、冻胀等规定外，可根据荷载大小，由地基土的承载能力和沉降特性来拟定（同时考虑基础需要的最小埋深）。本地质条件较复杂如地层为多层土组成等或对大中型桥梁及其它建筑物基础持力层的选定，应通过较具体计算或方案比较后拟定。冲刷的基本概念：洪水冲刷后，整个河床面要下降，这叫一般冲刷；被冲下去的深度叫一般冲刷深度；同时由于桥墩的阻水作用，使洪水在桥墩四周冲出一个深坑，这叫局部冲刷。在有冲刷的河流中，为了防止桥梁墩、台基础四周和基底下土层被水流掏空冲走以致倒塌，基础必须埋置在设计洪水的最大冲刷线以下不小于1m。特别是在山区和丘陵地区的河流，更应注意考虑季节性洪水的冲刷作用。为了保证建筑物不受地基土季节性冻胀的影响，除地基为非冻胀性土外，基础底面应埋置在天然最大冻结线以下一定深度。《公桥基规》规定，当上部结构为超静定结构时，基底应埋置在最深冻结线以下不小于0.25m；对静定结构的基础，一般也按此规定，但在冻结较深地区，为了减少基础埋深，有些类别的冻土经计算后也可将基底置于最大冻结线以上。对中、小跨度简支梁桥来说，上部结构型式对拟定基础的埋置深度影响不大。但对超静定结构即使基础发生较小的不均匀沉降也会使内力产生一定变化。当墩台、挡土墙等结构位于较陡的土坡上，在拟定基础埋深时，还应考虑土坡连同结构物基础一起滑动的稳定性。本地基为倾斜土坡时，应结合实际情况，对地基允许承载力适当折减。若基础位于较陡的岩体上，可将基础做成台阶形，但要注意岩体的稳定性。地表土的性质是不稳定的。人类和动物的活动以及植物的生长作用，也会影响其强度和稳定，所以一般地表土不宜作为持力层。为了保证地基和基础的稳定性，基础的埋置深度（除岩石地基外）应在天然地面或无冲刷河底以下不小于1m。在拟定基础埋置深度时，还应考虑相邻建筑物的影响。地基承载力是指地基承受荷载的最大能力。涉及两部分：一是地基的强度满足上部荷载的规定；二是变形不超过允许值变形条件：Δ≤[Δ]拟定地基承载力的三种设计原则：①总安全系数设计原则：P≤Pu/K；②允许承载力设计原则—路桥地基规范采用P≤[P]；③概率极限状态设计原则。地基承载力特性值的拟定：①按土的抗剪强度指标拟定；②按地基载荷实验拟定；③按地基规范承载力表拟定；④参照相邻建筑物经验拟定。按土的抗剪强度指标拟定（《建筑地基基础设计规范》推荐的理论公式）：条件：荷载的偏心矩e≤0.033b（b为偏心方向基础边长）公式：fa=Mbrb+Mdrmd+Mcck.。其中fa承载力系数，b大于6m按6m取值，对于砂土，小于3m时按3m取值，r为基础底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度（浮重度）；rm为基础埋深范围内各层土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，ck为基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值。说明：①取值:采用原状土以三轴剪切实验测定，一般规定在建筑场地范围内布置6个以上的取土钻孔，各孔中同一层土的实验不少于三组；②拟定抗剪强度指标ck.、Φk的实验方法必须与地基土工作状态相适应。如：饱和软土，不固结不排水剪的内摩擦角Φk=0，由表知：Mb=0、Md=1、Mc=3.14将上式中的ck相应改为cu则地基承载力设计值：fa=r0d+3.14cu。这时，增长基础底面尺寸不也许提高地基承载力。但是对于Φk>0的土，增长基底宽度，承载力将随着Φk的提高而逐渐增大；③系数Md≥1，故承载力随埋深d线性增长。但对设立后回填土的实体基础，因埋深增大而提高的那一部分承载力将被基础和回填土G的相应增长而有所抵偿；特别是对Φk=0的软土，Md=1，由于rG≈rm，这两方面几乎相抵而收不到明显的效果；④按土的抗剪强度拟定地基承载力时，要进行地基承载力的变形验算。地基极限承载力理论公式－－魏锡克公式（或汉森公式、太沙基公式等）。合用范围：路桥、港口等。公式：fa=Pu/K，Pu为地基土极限承载力；按教材土力学公式计算，K为安全系数，K=2～3。载荷实验数据整理：由载荷实验可得到P-S曲线，再由P-S曲线拟定地基承载力特性值。数据解决：1）对于密实砂土、硬塑粘土等低压缩性土，其P-S曲线有明显的起始直线段和极限值，即显急进破坏的陡降段（有明显的拐点）：①地基承载力特性值取P-S曲线的比例界线荷载p1；②对于少数显“脆性”破坏的土，p1与pu（极限荷载）很接近，当pu<2p1时，地基承载力特性值取pu／2。2)对于有一定强度的中、高压缩性土，如松砂、填土、可塑粘土等，P-S曲线无明显转折点。地基承载力特性值为s/b=(0.01~0.015)所相应的荷载，软土地基承载力特性值为s/b=0.02所相应的荷载。以上两者的地基承载力特性值不应大于最大加载量的一半。注意：同一土层实验点应选3个以上，若所得特性值的极差不超过平均值的30%，则取该平均值作为fak，若超过应增长实验点。按地基规范承载力表拟定（建筑地基规范承载力表）注意:承载力表通过大量的实验数据，用记录分析方法得到，但存在地区的局限性，一般不再采用(新规范)，应根据地区的具体实验，制定相应的承载力表作为设计的参数。修正公式合用条件：当基础宽度大于3m，埋置深度大于0.5m时，从荷载实验或其它原位测试、经验值等方法拟定的地基承载力特性值尚应修正。修正公式：fa=fak+ηbr（b-3）+ηdrm（d-0.5），其中fa为修正后的地基承载力特性值，fak为地基承载力特性值，ηb、ηd为分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，r为基底持力层土的重度，地下水位以下取浮重度，rm为基础底面以上埋深范围内土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度。b----基础底面宽度（m）；当b<3m时按3m取值，当b>6m时按6m取值。d----基础埋置深度（m）；当d<0.5m时按0.5m取值，一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完毕时，应从自然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏板时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。当计算所得的fa<1.1fak时,可取fa=1.1fak。当不满足上述公式计算条件时，可取fa=1.1fak直接拟定地基承载力特性值。按地基规范承载力表拟定（《路桥地基规范》承载力表）地基允许承载力环节：①拟定土的分类名称。一般地基土,根据塑性指数、粒径、工程地质特性等分为六类,即粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土及岩石；②拟定土的状态。土的状态是指土层所处的天然松密和稠度状况。粘性土的天然状况按液性指数（即稠度指数）分为坚硬、半坚硬、硬塑、软塑和极软状态。砂类土根据相对密度分为稍密、中档密实、密实。碎、卵石类土按密实度分为密实、中档密实、松散；③拟定土的允许承载力[σo]。当基础最小边宽度b≤2m、埋深h≤3m时，各类地基土在各种有关的自然状态下的允许承载力[σo]可从规范查取。一般粘性土可按液性指数及天然孔隙比从表7-11查取[σo]。砂类土地基的允许承载力[σo]可按密实度和湿度从表中查取；④按基础埋置深度、宽度修正[σo]，拟定地基允许承载力[σ]。当基础宽度大于2m或埋置深度超过3m且h/b≤4时，上述一般地基土（除冻土和岩石外）的允许承载力[σ]可按下式计算：。[σ]=[σo]+K1r1（b-2）+K2r2（h-3），式中：[σo]---基础宽度b≤2m，埋置深度超过3m时地基的允许承载力（KPa），b---基础验算剖面底面的最小边宽或直径（m），如b≥10m时，仍按10m计算；[σ]=[σo]+K1r1（b-2）+K2r2（h-3），h---基础的埋置深度（m），对于受水流冲刷的基础，由一般冲刷线算起，不受水流冲刷的基础，由挖方后的地面算起。r1--基底下持力层的天然重度（KN/m3），如持力层在地下水位以下且为透水性时，应取浮重度；r2--基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；K1、K2---修正系数，其值查表。基础尺寸的拟定（《建筑地基基础规范》）满足条件：中心荷载作用：pk≤fa偏心荷载作用：pk≤fapkmax≤1.2fa式中：pk---相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值；pkmax---相应于荷载效应标准组合时，基础底面边沿的最大压力值。基础尺寸的拟定（《路桥地基规范》）满足条件：σmax≤[σ]式中：σmax---基础底面处的最大压力值；[σ]----修正后的地基允许承载力。基本条件：基底压力的标准值不大于承载力的特性值Pk≤fa考虑的因素：①满足地基土的承载力和软弱下卧层的验算规定；②满足地基变形的规定；③建筑物周边场地允许及变形缝处空间的规定。地基承载力验算分为持力层强度验算和软弱下卧层承载力验算。荷载效应：由荷载引起结构或构件的反映（内力、接触应力、变形和裂缝等）。按地基承载力拟定基础底面积时，传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合；计算基础内力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合。减轻不均匀沉降损害的措施：①采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大、整体性较好的基础；②采用桩基或其他深基础；③采用各种地基解决方法；④建筑、结构、施工方面的常用措施。减轻不均匀沉降损害的结构措施：①设立沉降缝；②控制相邻建筑物基础的间距；③减轻建筑物自重；④设立圈梁；⑤减小或调整基底附加压力；⑥上部结构采用非敏感性结构形式。减轻不均匀沉降损害的施工措施：①合理安排施工顺序；②注意施工方法；③保持地基土的原状结构。、桩基础与深基础基桩的作用：穿越软基-坚硬岩层；承台的作用：承上启下、整体；桩基础的优点：承载力高、稳定性好、沉降小桩基础按承台位置分类：①高桩承台基础；②低桩承台基础。桩基础按施工方法分类：①沉桩（预制桩）（打入桩（锤击桩）、振动下沉桩、静力压桩）；②灌桩注（钻、挖孔灌注桩、沉管灌注桩）；③管柱基础。打入桩(锤击桩)施工方法：是通过锤击(或以高压射水辅助)将预制桩沉入地基。合用：桩径较小(一般直径在0.6m以下，但国内最大管桩直径已达lm)，地基土质为可塑状粘性土、砂性土、粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情况。问题：有较大的振动和噪声，在城市建筑密集地区施工，须考虑对环境的影响。振动下沉桩施工方法：将大功率的振动打桩机安装在桩顶，一方面运用振动以减小土对桩的阻力，另方面用向下的振动力使桩沉入土中。合用：可塑状的粘性土和砂土，用于土的抗剪强度受振动时有较大减少的砂土等地基和自重不大的钢桩，其效果更为明显。沉桩困难时可采用射水辅助振动沉桩。静力压桩施工方法：借助桩架自重及桩架上的压重，通过液压或滑轮组提供的静反力将预制桩压入土中的桩。合用：较均质的可塑状粘性土地基，对于砂土及其他较坚硬土层，由于压桩阻力大而不宜采用。优缺陷：静力压桩在施工过程中无振动、无噪声，并能避免锤击时桩顶及桩身的损伤，但较长桩分节压入时受压桩架高度的限制，使接头变多会影响压桩的效率。灌注桩——钻孔灌注桩：钻孔灌注桩系指用钻（冲）孔机具在土中钻进，边破碎土体边出土渣而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，灌注混凝土而形成的桩。特点：施工设备简朴、操作方便。适应范围：各种砂性土、粘性土，也适应于碎、卵石类土层和岩层。灌注桩——挖孔灌注桩：特点：不受设备限制，施工简朴、桩径较大，一般大于1.4m。合用范围：①适应于无水或渗水量小的地层；②对也许发生流沙或含较厚的软粘土层地基施工较困难（需要加强孔壁支撑）；③在地形狭窄、山坡陡峻处可以代替钻孔桩或较深的刚性扩大基础。灌注桩——沉管灌注桩：特点：①合用于粘性土、砂性土、砂土地基；②可以避免钻孔灌注桩施工中也许产生的流砂、坍孔的危害和由泥浆护壁所带来的排渣等弊病；③桩的直径较小；④在软粘土中易出现混凝土桩缩颈现象管柱基础：特点：①没有水下作业、不受季节限制；②施工动力规定较高；③在一般公路桥梁中很少采用。桩基础按设立效应分类：①挤土桩；②部分挤土桩；③非挤土桩。挤土桩：在锤击或振入过程中都要将桩位处的土大量排挤开（一般把用这类方法设立的桩称为打入桩），因而使土的结构严重扰动破坏（重塑）。粘性土由于重塑作用使抗剪强度减少（一段时间后部分强度可以恢复）；而本来处在疏松和稍密状态的无粘性土的抗剪强度则可提高。桩型：实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩。部分挤土桩：打桩时对桩周土稍有排挤作用，但对土的强度及变形性质影响不大。由原状土测得的土的物理、力学性质指标一般仍可用于估算桩基承载力和沉降。桩型：底端开口的钢管桩、型钢桩和薄壁开口预应力钢筋混凝土。非挤土桩：先钻孔后打入以及钻（冲、挖）孔桩在成孔过程中将孔中土体清除掉，不会产生成桩时的挤土作用。但桩周土也许向桩孔内移动，使得非挤土桩的承载力常有所减小。桩基础按桩土互相作用特点分类：①竖向受荷桩（摩擦桩、端承桩或柱桩）；②横向受荷桩（积极桩、被动桩）；③变截面桩（支盘桩、支盘桩。摩擦桩：穿过并支承在各种压缩性土层中，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，统称为摩擦桩。端承桩：桩穿过较松软土层，桩底支承在坚实土层（砂、砾石、卵石、坚硬老粘土等）或岩层中，且桩的长径比不太大时，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时，称为端承桩或柱桩。桩基础按桩身材料分类：①木桩；②钢桩；③钢筋混凝土桩。钢桩：型式：重要的有钢管型和H型钢桩，常用的是钢管桩。优点：强度高，能承受强大的冲击力和获得较高的承载力；其设计的灵活性大，壁厚、桩径的选择范围大，便于割接，桩长容易调节；轻便，易于搬运，沉桩时贯入能力强、速度较快，可缩短工期，且排挤土量小，对邻近建筑影响小，也便于小面积内密集的打桩施工。缺陷：用钢量大，成本昂贵，在大气和水土中钢材具有腐蚀性。承台的构造及桩与承台的连接：①平面尺寸和形状：应根据上部结构（墩、台身）底截面尺寸和形状以及基桩的平面布置而定，一般采用矩形和圆端形。②承台厚度：应保证承台有足够的强度和刚度，公路桥梁墩台多采用钢筋混凝土或混凝土刚性承台（承台自身材料的变形远小于其位移），其厚度不宜小于1.5m。混凝土强度等级不宜低于C15。③桩和承台的连接：钻（挖）孔灌注桩桩顶主筋宜伸入承台，桩身伸入承台长度一般为150~200mm（盖梁式承台，桩身可不伸入）。伸入承台的桩顶主筋可作成喇叭形（约与竖直线倾斜15°；若受构造限制，主筋也可不作成喇叭形。钻孔灌注桩的施工：①准备工作；②准备场地；③埋置护筒；④制备泥浆；⑤安装钻机或钻架。钻孔方法和钻具：①旋转钻进成孔；②冲击钻进成孔；③冲抓钻进成孔。钻孔过程中容易发生的质量问题及解决方法：①塌孔；②缩孔；③斜孔。钻孔注意事项：①始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外1~1.5m的水位差和护壁泥浆的规定，以起到护壁固壁作用，防止坍孔；②应根据土质等情况控制钻进速度、调整泥浆稠度，以防止坍孔及钻孔偏斜、卡钻和旋转钻机负荷超载等情况发生；③钻孔宜一气呵成，不宜半途停钻以避免坍孔。清孔及装吊钢筋骨架：①抽浆清孔；②掏渣清孔；③换浆清孔挖孔灌注桩的施工：①开挖桩孔；②护壁和支撑（1、现浇混凝土护圈；2、沉井护圈（(a)在护圈保护下开挖土方；（b）支模板浇注混凝土护圈；(c)浇注桩身混凝土）；3、钢套管护圈）；③吊装钢筋骨架及灌注桩身混凝土。按土的支承力拟定单桩轴向允许承载力：①静载实验法；②经验公式法；③静力触探法；④动测试桩法；⑤静力分析法。垂直静载实验法即在桩顶逐级施加轴向荷载，直至桩达成破坏状态为止，并在实验过程中测量每级荷载下不同时间的桩顶沉降，根据沉降与荷载及时间的关系，分析拟定单桩轴向允许承载力。P-S曲线明显转折点法、S-logt法（沉降速率法）。经验公式法（摩擦桩）：①打入桩；②钻（挖）孔灌注桩；③管柱受压允许承载力拟定④单桩轴向受拉允许承载力拟定。静力触探法是借触探仪的探头贯入土中时的贯入阻力与受压单桩在土中的工作状况相似的特点，将探头压入土中测得探头的贯入阻力，并与试桩结果进行比较，建立经验公式。测试时，可采用单桥或双桥探头。动测试桩法：①锤击贯入法（简称锤贯法）；②波动方程法。静力分析法：①桩底极限阻力的拟定；②桩侧极限摩阻力的拟定（α法、β法——有效应力法）；③单桩轴向允许承载力的拟定。群桩效应：竖向荷载作用下，由于承台、桩、土互相作用，群桩基础中的一根桩单独受荷时的承载力和沉降性状，往往与相同地质条件和设立方法的同样独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。端承型群桩基础：端承型群桩桩的荷载传递桩底持力层刚硬，桩的贯入量小。群桩承载力＝各单桩承载力之和，不必考虑群桩效应。摩擦型群桩基础：桩顶作用荷载通过侧阻传至桩周土体，并经扩散使桩底压力分布范围比桩身截面大很多。当桩距小于某距离时（一般为6d），桩底应力扩散面积交叉重叠，与本来单桩端应力叠加，使群桩桩底地基所受压力比单桩大，故群桩承载力小于各单桩承载力之和。桩的负摩阻力：桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力。引起桩侧负摩阻力的条件是：桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。产生负摩阻力的条件：①桩侧大范围减少地下水，如大面积抽水，基坑降水等；②桩侧地面大面积堆载；③桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层；④冻土区升温引起桩侧土沉陷。后果：使桩的竖向承载力减小，而桩身轴力加大。中性点：桩土相对位移为零处桩侧摩阻力为零处。在某深度处桩周土与桩截面沉降相等；或两者无相对位移发生；或其摩阻力为零。特点：在中性点处桩身轴力达成最大值。中性点位置的拟定：中性点的位置取决于桩－土间的相对位移：当桩侧压缩变形大，桩地下土层坚硬，抗下沉量小，→下移；反之，中性点位置上移。中性点位置还与时间因素、环境因素、地质条件等有关，精确计算有困难，目前采用经验估算法：（0.7～1.0）l0，l0—桩周变形土层下限深度，即软弱压缩层厚度。减小负摩阻力的工程措施：对也许出现负摩阻力的桩基，宜按下列原则设计：①对于填土建筑场地，先填土并保证填土的密实度，待填土地面沉降基本稳定后再成桩；②对于地面大面积堆载的建筑物，采用预压等解决措施，减少堆载引起的地面沉降；③对位于中性点以上的桩身进行解决，以减少负摩阻力；④对于自重湿陷性黄土地基，采用强夯、挤密土桩等先行解决，消除上部或所有土层的自重湿陷性；⑤采用其他有效而合理的措施。减小负摩阻力的措施：①在预制桩表面涂一薄层沥青；②对钢桩再加一层厚度为3mm的塑料薄膜(兼作防锈蚀用)；③对现场灌注桩也可在桩与土之间灌注斑脱土浆等方法，来消除或减少负摩阻力的影响。单桩的竖向极限承载力：是指单桩在竖向荷载作用下，到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所相应的最大荷载。单桩的竖向极限承载力重要取决于两方面：①地基土对桩的支承能力；②桩身的材料强度。单桩水平承载力作用机理：水平荷载(力和弯矩）作用下，桩身产生横向位移或挠曲变形，并挤压桩侧土体，同时桩侧土反作用于桩，产生侧向土抗力，桩土共同作用。单桩在水平力下破坏模式：①刚性桩(ah≤2.5)：桩身刚体转动破坏，承载力重要由桩的水平位移和倾斜控制；②柔性桩(ah≥2.5)：桩身发生扰曲变形，破坏时桩身某点弯矩超过截面抵抗矩或土体屈服失稳，承载力由桩身水平位移及最大弯矩值控制。土的弹性抗力：桩基础在荷载（涉及轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移（涉及竖向位移、水平位移和转角），桩的竖向位移引起桩侧土的摩阻力和桩底土的抵抗力。桩身的水平位移及转角使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力δzx，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用，土的这种作用力称为土的弹性抗力。δzx即指深度为Z处的横向（X轴向）土抗力，其大小取决于土体性质、桩身刚度、桩的入土深度、桩的截面形状、桩距及荷载等因素。地基系数：地基系数k表达单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。它的大小与地基土的类别、物理力学性质有关。如能测得xz并知道k值，δzx值即可解得。地基系数k值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测xz及zx后反算得到。根据桩身直径的大小：可以分为小桩、中档直径桩、大直径桩。小桩是指桩径d≤250mm的桩，一般用于基础加固和复合基础。中桩直径是指桩径250<d<800mm的桩，建筑桩基应用较多。大直径桩是指桩径d≥800mm的桩，特点是单桩承载力较高，常用于上部结构荷载特别大的基础。桩基础的设计环节：①结构与地质资料；②桩型、桩长、桩距；③拟定桩数n=P/R；④桩基中单桩承载力验算；⑤实体深基础验算；⑥软弱下卧层验算；⑦沉降计算；⑧承台设计。桩的荷载传递过程实质上就是桩侧摩阻力与桩端阻力逐步发挥的过程。承台下土对荷载的分担作用：复合桩基：由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。条件：桩及桩间土整体下沉，保证承台底不脱空。特性：承台底分担荷载的作用随桩群相对于地基土向下位移幅度的加大而增强，桩身弹性压缩产生桩土相对位移也使承台底反力增。通常，台底分担荷载的比例可从百分之十几直至百分之三十。、地基解决与复合地基地基解决的目的：①提高土的强度-地基承载力；②增长土的刚度-减少地基沉降量；③改善地基土的水力特性:(1)防渗,堤坝,闸基,池(湿陷,膨胀性土)；(2)排水:软基固结渗流,挡土墙排水；(3)渗透稳定性:长江大堤的管涌,流土.采用反滤；(4)抗冻性:实质是渗透性,减少毛细现象,加强排水；④改善抗震性能:(1)液化:加密,围封（水床）;(2)震陷:干松砂和溶洞。哪些土需要解决？①淤泥土与淤泥质土；②泥炭、泥炭质土；③填土、回填土；④松砂；⑤区域性土。地基解决原理及方法：地基解决方法的分类可有多种多样。如：准时间可分为临时解决和永久解决；按解决深度可分为浅层解决和深层解决；按解决土性对象可分为砂性土解决和粘性土解决，饱和土解决和非饱和土解决；按地基解决作用机理可分为置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋等解决方法。其中最本质的是根据地基解决作用机理进行分类，其具体分类以及加固原理、合用范围见表4-2。常见的地基解决方法：①换填法；②排水固结法（砂井堆载预压法、塑料板排水预压法、真空预压法）；③强夯法；④灌浆法（压力灌浆、硅化法）；④挤密桩法（挤密法、振冲法）；⑤深层搅拌法（粉喷桩法、浆喷桩法）；⑥高压喷射注浆法；⑦CFG法。地基解决方法选用原则：技术先进、经济合理、安全合用、保证质量。选择地基解决方法环节：①根据上部结构及建筑场地条件和环境，初步选定几种可供考虑的解决方案；②对初步选定的各种地基解决方案进行综合分析，进行技术经济分析和对比，拟定最佳的地基解决方案；③对已拟定的地基解决方案，在有代表性的场地上进行相应的现场实验或实验性施工及必要的测试，以期达成最佳解决效果。复合地基是由基体（天然地基土体）和增强体（桩体或带形体）两部分组成，共同承受上部结构荷载并协调变形的人工地基。复合地基有两个基本特点：①复合地基是由两种刚度（或模量）不同的材料（增强体和基体）两部分组成，是非均质和各向异性的；②

复合地基在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载并协调变形。复合地基可分为竖向增强体复合地基和水平向增强体复合地基。竖向增强体复合地基可分为柔性桩（砂石桩、振冲桩、土挤密桩、石灰桩）和半刚性桩（灰土挤密桩、CFG桩、夯实水泥桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩）。水平向增强体复合地基有加筋体复合地基。复合地基作用机理：①桩体作用；②排水固结；③挤密作用；④加筋作用。复合地基作破坏模式：①刺入破坏；②鼓胀破坏；③整体剪切破坏；④滑动破坏。.面积置换率m：桩体截面积Ap与其承担的复合地基面积A之比，m=Ap/A.桩土应力比n：桩体竖向应力sp与桩间土竖向平均应力ss之比，n=σp/σs。复合模量Eps：将加固区视为一均质复合土体，则与原复合地基等价的均质复合土体模量称为复合模量。Eps=mEp+（1-m）Es=[1+m(n-1)]Es。复合地基承载力的计算：①应力比法（合用于柔性桩）；②面积比法（合用于半刚性桩）。复合地基变形s计算：S=S1+S2，S为复合地基的沉降；S1为复合地基加固区的压缩量；S2为地基压缩层厚度内加固区下卧层的压缩量。总沉降量：复合地基加固区变形量和加固区下卧层变形量。加固区下卧层的变形计算一般采用分层总和法。加固区的变形计算可采用复合法模量。换土垫层法：定义——当软弱地基土层承载力和变形不能满足规定，且层厚不很大时，可将基底下一定范围内的软弱土部分或所有挖去后分层换填并压实强度大、性能稳定、无侵蚀性的材料。分类：砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。合用土层：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的不良地基的浅层解决。换土垫层法换填的材料：①砂石；②粉质粘土；③灰土；④粉煤灰；⑤矿渣；⑥工业废渣。有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等良好的工程特性。垫层的重要作用：①提高地基承载力；②减少地基沉降量；③加速排水固结；④消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；⑤防止土的冻胀作用；⑥改善土的抗液化性能。垫层厚度z：根据垫层底面自重压力与附加压力之和小于或等于该处下卧土层的承载力规定拟定。垫层厚度的拟定仅考虑了应力扩散的作用，忽略了垫层约束作用和排水固结对地基承载力提高的影响，所以实际的承载力比考虑深度修正后的天然地基承载力大。对重要工程，建议通过现场载荷实验来拟定。垫层宽度的拟定：规定：满足基础底面应力扩散的规定，防止垫层向两侧挤压。（便于压实机械施工、防侧向挤压(淤泥)）垫层顶面每边超过基础底边不宜小于300mm。垫层材料的选用：①砂石。宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑（粒径小于2mm的部分不应超过总重的45％），应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂时，应掺入不少于总重30％的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm；②粉质粘土。土料中有机质含量不得超过5％，当具有碎石时，粒径不宜大于50mm；③其他材料如灰土、粉煤灰、矿渣等。在有可靠实验结果或成功工程经验时，对质地坚硬、性能稳定、无腐蚀性和放射性危害的工业废渣等均可用于填筑换填垫层。也可由土工合成材料与地基土构成加筋垫层。注意：砂垫层不宜用于解决湿陷性黄土地基垫层施工要点：①关键是如何将砂土加密到设计规定的密实度。加密方法可采用机械碾压法、重锤夯实法和平板振动法。应根据不同的换填材料选择施工机械；②分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过实验拟定。一般情况下，垫层的分层铺填厚度可取200～300mm；③基坑开挖时应避免坑底土层受扰动；④作好基坑的排水工作，必要时应采用减少地下水位的措施。采用振实时，应保证水源补给与排水畅通，水面宜保持与砂面齐平。可用作垫层的材料很多，除砂和碎石外，尚有素土、灰土垫层，以及粉煤灰垫层等。国外还在垫层中铺设塑料网片（加筋）来提高垫层的强度。排水固结法原理：通过在饱和软粘土中设立竖向排水体，对地基施加预压荷载，使孔隙水排出，土体逐渐固结，提前完毕或基本完毕地基沉降，以达成增大地基承载力，减小地基沉降的目的。用排水固结原理加固地基的方法：排水固结法的实行有两个方面：①施加预压荷载；②在地基中做排水通道。适宜：饱和软粘土，但具体方法又各有差异：砂井预压法：特别合用有薄砂层地基。但若土太软，则荷载加不上。此外，因砂井只增大主固结，故对有机质土和泥炭等次固结土不宜，此时可用超载解决。真空预压法：适合大面积均匀深厚软土地基加固。排水固结原理加固地基的方法：排水固结法系统由排水系统和加压系统组成，排水系统分为竖向排水系统（普通砂井、袋装砂井、塑料排水带）和水平向排水系统（砂垫层），加压系统分为堆载法、真空法、减少地下水位法、电渗法、联合法。排水固结法可解决以下两个问题：①沉降问题。使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完毕，使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。②稳定问题。加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。排水固结法合用于解决淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。砂井地基的设计：①砂井的直径和间距。为达成相同的固结度，缩短砂井间距比增长砂井直径效果要好，即以“细而密”为佳。但是，考虑到施工的可操作性，普通砂井的直径为300~500mm。间距可按为直径的6~8倍选用。②砂井深度。当软土不厚（一般为10~20m）时，尽量要穿过软土层达成砂层；当软土过厚（超过20m）,不必打穿粘土，可根据建筑物对地基的稳定性和变形的规定拟定。对以地基抗滑稳定性控制的工程，竖井深度应超过最危险滑动面2.0m以上。③砂井排列。等边三角形布置、正方形布置；④砂井的布置范围:由于在基础以外一定的范围内仍然存在压应力和剪应力，所以砂井的布置范围应比基础范围大为好，一般由基础的轮廓线向外增长2~4m。⑤砂料：砂料宜用中、粗砂，必须保证良好的透水性，含泥量不应超过3%，渗透系数应大于10-3cm/s。⑥砂垫层：为了使砂井有良好的排水通道，砂井顶部应铺设砂垫层，垫层砂料粒度和砂井砂料相同，厚度一般为0.5m~1m。袋装砂井和塑料排水板预压法。用砂井法解决软土地基如地基土变形较大或施工质量稍差常会出现砂井被挤压截断，不能保持砂井在软土中排水通道的畅通，影响加固效果。近年来普通在砂井的基础上，出现了以袋装砂井和塑料排水板代替普通砂井的方法，避免了砂井不连续缺陷，并且施工简便、加快了地基的固结，节约用砂，在工程中得到日益广泛的应用。袋装砂井预压法：目前国内应用的袋装砂井直径一般为70~120mm，间距1.0m~2.0m(井径比n约取15~20)。灌入砂袋的砂应为中、粗砂并振捣密实。砂袋留出孔口长度应保证伸入砂垫层至少300mm，并不得卧倒。与普通砂井相比，优点是：①施工工艺和机具简朴、用砂量少；②它间距较小，排水固结效率高，井径小，成孔时对软土扰动也小，有助于地基土的稳定，有助于保持其连续性。塑料排水板预压法是将塑料排水板用插板机插入加固的软土中，然后在地面加载预压，使土中水沿塑料板的通道逸出，经砂垫层排除，从而使地基加速固结。塑料板排水与砂井比较具有如下优点：①.塑料板由工厂生产，材料质地均匀可靠，排水效果稳定；②塑料板重量轻，便于施工操作；③施工机械轻便，能在超软弱地基上施工；施工速度快，工程费用便宜。天然地基堆载预压法是在建筑物施工前，用与设计荷载相等(或略大)的预压荷载(如砂、土、石等重物)堆压在天然地基上使地基软土得到压缩固结以提高其强度(也可以运用建筑物自身的重量分级缓慢施工)，减少工后的沉降量，待地基承载力、变形达成设计预期规定后，将预压荷载撤除，在经预压的地基上修建建筑物。此方法费用较少，但工期较长。如软土层不太厚，或软土中夹有多层细、粉砂夹层渗透性能较好，不需很长时间就可获得较好预压效果时可考虑采用，否则排水固结时间很长，应用就受到限制。此法设计计算可用一维固结理论。真空预压法实质上是以大气压作为预压荷重的一种预压固结法。在需要加固的软土地基表面铺设砂垫层，然后埋设垂直排水通道(普通砂井、袋装砂井或塑料排水板)，再用不透气的封闭薄膜覆盖软土地基，使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空泵进行抽气，使其形成真空，当真空泵抽气时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐渐形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压力差，在此压力差作用下，土体中的孔隙水不断排水，从而使土体固结。排水系统：砂井、塑料排水板，加载系统：真空负压。真空预压施工流程：①清理场地；②铺设垫层；③开挖封闭沟；④铺设塑料排水系统；⑤排水管联接；⑥铺设土工布；⑦土工布上另铺塑料薄膜；⑧抽真空。减少水位预压法是借井点抽水减少地下水位，以增长土的自重应力，达成预压目的。其减少地下水位原理、方法和需要设备基本与井点法基坑排水相同。地下水位减少使地基中的软弱土层承受了相称于水位下降高度水柱的重量而固结，增长了土中的有效应力。这一方法最合用于渗透性较好的砂土或粉土或在软粘土层中存在砂土层的情况，使用前应摸清土层分布及地下水位情况等。水泥搅拌桩法是以水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂（浆液或粉体）和地基土强制搅拌，由固化剂与软土间所产生的一系列物理和化学反映，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基解决方法。水泥搅拌桩法加固的机理：①水泥的水解和水化反映；②离子互换和团粒化作用；③硬凝反映；④)碳酸化作用。粉喷桩（干法）施工工艺：①钻头下沉至设计深度；②压缩空气喷水泥粉；③边搅拌、边喷粉、边提高；④复搅。合用性：适于解决淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。加固深度≤15m，桩径≥500mm。浆喷桩（湿法）施工工艺：①钻头下沉至设计深度；②压缩空气喷纯水泥浆；③边搅拌、边喷浆、边提高；④复搅。合用性：同粉喷桩。加固深度：20m左右。与粉喷桩相比优点：①加固深度加深；②最大限度运用了原土；③环境污染小。高压喷射注浆法：高压喷射注浆法，它是运用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,高压脉冲泵（工作压力在20MPa以上），将水和水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置形成高压射流喷射出来,冲击破坏土体,同时钻杆以一定速度渐渐向上提高,使浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后在土中形成水泥土加固体的地基解决方法。喷射注浆施工顺序：①开始钻进；②钻进结束；③高压悬喷开始；④喷嘴边旋转边提高；⑤悬喷结束。高压旋喷注浆三种型式：①单喷管旋喷注浆(浆液)；②二重喷管旋喷注浆(浆液+气体)；③三重喷管旋喷注浆(水+气体+浆液)。高压喷射注浆三种型式：①旋转喷射注浆（旋喷法）；②定向喷射注浆（定喷法）；③摇摆喷射注浆（摆喷法）。挤密砂石桩法：用振动、冲击及水冲等方法在软弱地基中成孔后，将碎石或砂挤压入已成孔中，形成大直径密实桩体。碎石桩和砂桩总称为碎(砂)石桩，又称粗颗粒土桩或粒料桩。施工方法：①振动成桩法；②冲击成桩法。合用条件：①对砂土、填土加固效果较好；②对饱和软粘土，有争议。挤密法：①打入沉管（管嘴：封口、活瓣）；②加料（砂、碎石、石灰）；③拔出、振动、锤击。合用于填土,松砂,湿陷性黄土,一般粘性土Sr<60%。振冲法：振:偏心轮旋转,振动加密,使颗粒移动，冲:高压水从中间穿过,土颗粒振浮液化固结。合用于松砂,素填土,杂填土和一般粘性土，不合用于淤泥和淤泥质土。振冲法是指采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后，再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成的密实桩体，并和原桩周土组成复合地基的地基解决方法。振冲法加固原理：在松散砂土中的作用：①挤密作用；②振密作用。在软粘土中的作用：①置换作用；②排水作用振密砂桩和振密碎石桩用途：①在松散砂土中，可用于增大相对密度，防止振动液化；②在软粘土中，可用于提高地基承载力，加速固结沉降，改善地基的整体稳定性。碎(砂)石桩一般设计：①砂桩材料（材料：就地取材，中、粗混合砂、碎石等，含泥量＜5%，d粒＜8cm。垫层：基础底面应铺设30～50cm厚度的砂（碎）石垫层，分层铺设。）；②砂桩直径（根据设备和地质土质情况拟定。如采用30kN振冲器成桩：d桩＝0.80～1.2m；采用沉管法成桩：d桩＝0.3～0.70m。）；③砂桩长度（下卧的较硬层埋深不大时，按此埋深拟定；下卧的较硬层埋深较大时：对按变形控制的工程，复合地基变形≤[s]；对按稳定性控制工程，加固深度＞最危险滑动面深度。可液化地基中，加固深度按规定的抗震解决深度拟定。）；④砂桩平面布置（均匀受力地基(路基)：满堂布置，宜用等边三角形布桩；独立或条形基础：宜用正方形、矩形和等腰三角形布桩；圆形或环形基础(如油罐基础)：放射形布桩。）；⑤砂桩桩间距。强夯法：定义：动力固结法。机理：①动力密实；②动力固结；③动力置换。特点：①承载力提高2～5倍；②土层压缩200～500％；③影响深度在10m以上。合用性：砾、砂、粉土和粘土。强夯法的设计：①有效加固深度：强夯的有效加固深度影响因素很多，有锤重、锤底面积和落距，尚有地基土性质，土层分布，地下水位以及其他有关设计参数等；②强夯的单位夯击能：指单位面积上所施加的总夯击能，它的大小应根据地基土的类别、结构类型、荷载大小和解决的深度等综合考虑，并通过现场试夯拟定。对于粗粒土可取1000~4000)KN·m／m2；对细粒土可取1500~5000kN·m／m2。夯锤底面积对砂类土一般为(3~4)m2，对粘性土不宜小于6m2。夯锤底面静压力值可取24~40kPa，强夯置换锤底静压力值可40~200kPa。实践证明，圆形夯锤底并设立可取250~300mm的纵向贯通孔的夯锤，地基解决的效果较好；③夯击次数与遍数：夯击次数应根据现场试夯的夯击次数和夯沉量关系曲线以及最后两击夯沉量之差并结合现场具体情况来拟定。施工的合理夯击次数，应取单击夯沉量开始趋于稳定期的累计夯击次数，且这一稳定的单击夯沉量即可用作施工时收锤的控制夯沉量。但必须同时满足：（1）最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击夯击能量较大时，应不大于100mm，当单击夯击能大于6000kN·m时不大于200mm；（2）夯坑周边地基不应发生过大的隆起；（3）不因夯坑过深而发生起锤困难。各试夯点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则，一般为5~15击。夯击遍数一般为2~3遍，最后再以低能量满夯一遍；④间歇时间：对于多遍夯击，两遍夯击之间应有一定的时间间隔，重要取决于加固土层孔隙水压力的消散时间。对于渗透性较差的粘性土地基的间隔时间，应不小于3~4周，渗透性较好的地基可连续夯击；⑤夯点布置及间距：夯点的布置一般为正方形、等边三角形或等腰三角形，解决范围应大于基础范围，宜超过1/2~2/3的解决深度，且不宜小于3m。夯间距应根据地基土的性质和规定解决的深度来拟定。一般第一遍夯击点间距可取5~9m，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间，以后各遍夯击点间距可与第一遍相同，也可适减小。CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)法：在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度(C5～C20)的桩，是新开发的一种地基解决技术施工：与振动沉管桩同样简朴，比振冲碎石桩污染少。用材：运用工业废料，水泥用料少，优于水泥搅拌桩。受力特性：介于碎石桩（散体桩）和钢筋混凝土（刚性桩）之间，与水泥搅拌桩类似。合用范围：可用于加固填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等。对塑性指数高的饱和软粘土使用要慎重。加固机理：CFG桩复合地基由桩、桩间土和褥垫层形成。其中褥垫层为粒状散体材料，是CFG桩复合地基不可缺少的部分。CFG加固软弱地基，重要有三种作用：①桩体作用；②挤密与置换作用；③褥垫层的作用。桩身材料：一般采用425#普通水泥，碎石粒径20-50mm，石屑粒径2.5-10mm，混合料密度2.1-2.2t/m3。桩体材料强度一般控制在10MPa左右，从而达成既提高复合地基承载力又减少沉降的目的。为使桩土共同工作、变形协调，基础下面要设立一定厚度的砂石料垫层，使地基土能有效地分担外荷载。胶结掺料桩复合地基合用小结：常用材料：水泥粉煤灰砂石桩CFG，水泥土桩，高压喷射注浆桩；CFG桩合用于粘性土、粉土、砂土和自重固结完毕的人工填土；水泥土桩合用于正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、黄土、素填土、粘性土和饱和松散砂土(静水位)；高压喷射注浆桩合用于土类与与水泥土桩类似。地基解决按其加固原理分为七大类，应根据所解决的对象选择切实有效的解决方法。换土垫层法垫层的厚度和宽度，应从下卧层的条件和防止土体侧向挤出的规定拟定，必要时还应验算地基变形。砂井排水用于饱和软土地基解决。砂井的设立缩短了排水途径，加速了土体的排水固结，加固效果显著。高压旋喷法和深层搅拌法加固深层地基，一般用水泥浆作为固化剂，加固后按桩基或复合地基进行计算。强夯的加固机理、施工方法和有关参数的拟定，有别于一般的地基解决方法。挤密砂桩与砂井的作用不同。砂桩的作用重要是将土体挤密，设计时重要从土体挤密的效果来计算桩距、灌砂量和加固深度。粘性土地基中的挤密砂桩和振冲桩，桩与土共同作用，传递荷载，共同分担压力，形成复合地基。第六章、特殊土地基解决区域性地基：特殊土地基、山区地基以及地震区地基等。特殊土：由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成因以及次生变化等因素，使一些土类具有特殊的成分、结构和工程性质。通常把这些具有特殊工程性质的土类称为特殊土。特殊土种类很多，大部分都具有地区特点，故又有区域性特殊土之称。特殊土重要涉及：①软土；②湿陷性黄土；③膨胀土地基；④岩溶地基；⑤冻土；⑥地震区的基础。软土的成因及划分：定义：指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水率高、空隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。分类：①滨海沉积；②湖泊沉积；③河滩沉积；④沼泽沉积。软土：天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量大于液限，压缩系数宜大于0.5MPa－1，不排水抗剪强度宜小于30kPa，并且具有灵敏结构性的细粒土。其涉及淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。软土的分布：①滨海环境沉积、海陆过渡环境沉积（三角洲沉积）；②河流环境沉积、湖泊环境沉积和和沼泽环境沉积；③山地型的软土，软岩风化产物和地表的有机物质经水流搬运，沉积于低洼处，长期饱水软化或间有微生物作用而形成。软土的工程特性：①含水量较高，孔隙比较大；②抗剪强度低；③压缩性较高；④渗透性很小；⑤结构性明显；⑥流变性显著。软土地基的工程措施：5运用表层密实的粘性土(“硬壳层”)作为持力层；②减小基底附加应力；③地基解决（采用换土垫层或桩基础等、采用砂井预压，加速土层排水固结、采用高压喷射、深层搅拌、粉体喷射等解决方法）；③使用期间，对大面积地面堆载划分范围，避免荷载局部集中、直接压在基础上。湿陷性黄土地基：定义：黄土是一种产生于第四纪地质历史时期干旱条件下的沉积物，重要呈黄色或褐黄色（涉及原生黄土及次生黄土）。凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著附加下沉，强度也随之减少的，称为湿陷性黄土。黄土受水浸湿后，在上覆土层自重应力作用下发生湿陷的称自重湿陷性黄土；不发生湿陷，而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。黄土的湿陷机理：①黄土的结构特性。黄土的结构是由集粒和碎屑组成的骨架颗粒互相连接形成的一种粒状架空结构体系，它具有大量的架空孔隙；②黄土的物质成分。黄土中胶结物的多寡和成分，以及颗粒的组成和分布，对于黄土的结构特点和湿陷性的强弱有着重要的影响、胶结物含量、黄土中的盐类；③水的浸湿。黄土受水浸湿时，结合水膜增厚楔入颗粒之间。于是，结合水联结消失，盐类溶于水中，骨架强度随着减少，土体在上覆土层的自重应力或在附加应力与自重应力综合作用下，其结构迅速破坏，土粒滑向大孔，粒间孔隙减少。这就是黄土湿陷现象的内在过程。影响黄土地基湿陷性的重要因素：①粘粒含量；②孔隙比大小；③含水量大小；④外加压力。湿陷性评价的意义和标准：意义：①查明黄土在一定压力下浸水后是否具有湿陷性；②判别场地的湿陷类型；③鉴定黄土地基的湿陷等级。标准：我国《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25-90）。黄土湿陷性的判别：①湿陷系数：单位厚度的土层，由于浸水在规定压力下产生的湿陷量，它表达了土样所代表黄土层的湿陷限度δs=(hp-h0)/h0；②湿陷性判别：我国《湿陷性黄土地区建筑规范》按照国内各地经验采用δs=0.015作为湿陷性黄土的界线值，δs≥0.015定为湿陷性黄土，否则为非湿陷性黄土。湿陷系数的测定压力：实验时测定湿陷系数的压力p应采用黄土地基的实际压力。初勘阶段，建筑物的平面位置、基础尺寸和埋深等尚未拟定，即实际压力大小难以预估。《黄土规范》规定：自基础底面（初勘时，自地面下1.5m）算起，10m以上的土层应用200kPa；10m以下至非湿陷性土层顶面，应用其上覆土的饱和自重应力（当大于300kPa时，仍应用300kPa）；基底压力大于300kPa时，宜用实际压力判别黄土的湿陷性湿陷起始压力拟定：①双线法：2个试样。一个在天然湿度下分级加荷，另一个在天然湿度下加第一级荷重，下沉稳定后浸水，至湿陷稳定后再分级加荷。绘制p-ds曲线上取ds＝0.015所相应的压力作为湿陷起始压力psh；②单线法：5个试样，各试样均分别在天然湿度下分级加荷至不同的规定压力。绘制p-ds曲线。psh的拟定方法与双线法相同。湿陷性评价：①湿陷起始压力：根据现场载荷实验p-s曲线(压力与浸水下沉量曲线)，取其转折点所相应的压力作为湿陷起始压力；②湿陷性判别：当黄土所受压力低于这个数值，即使浸了水也只产生压缩变形，而不会出现湿陷现象；③湿陷类型的划分：划分：《湿陷性黄土地区建筑规范》用计算自重湿陷量△zs来划分这两种湿陷类型的地基，当△zs>7cm时为自重湿陷性黄土地基，△zs≤7cm时为非自重湿陷性黄土地基；④黄土地区的湿陷等级湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底下各土层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量的大小按下表拟定。湿陷性黄土地基的工程措施：目的：改善土的性质和结构，减少土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生，部分或所有消除它的湿陷性，满足地基在承载力、变形及稳定性方面的规定。地基解决措施：破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便所有或部分消除地基的湿陷性。防水措施：消除黄土发生湿陷变形的外在条件。结构措施：补充手段。膨胀土地基：膨胀土是土中粘粒成分重要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土。特性：裂隙发育。影响膨胀土胀缩变形的重要因素：①内在机制：矿物成分。膨胀土含大量的蒙脱石、伊利石等亲水性粘土矿物，它们比表面积大，有强烈的活动性，既易吸水又易失水。微观结构。矿物成分在空间的联结状态也影响膨胀土的胀缩性质。扫描电镜分析表白，面-面连接的分散结构是膨胀土的一种普遍的结构形式，这种结构比团粒结构具有更大的吸水膨胀和失水吸缩的能力；②外部因素：水的作用。水分的迁移是控制土胀、缩特性的关键外在因素。由于只有土中存在着也许产生水分迁移的梯度和进行水分迁移的途径，才有也许引起土的膨胀或收缩。膨胀土的工程特性指标：①自由膨胀率；②膨胀率；③线缩率；④收缩系数；⑤膨胀力。自由膨胀率：将人工制备的磨细烘干土样，经无颈漏斗注入量杯，量其体积，然后倒入盛水的量筒中，经充足吸水膨胀稳定后，再测其体积。增长的体积与原体积的比值δef称为自由膨胀率。δef=（Vw-V0）/V0。膨胀率：表达原状土在侧限压缩仪中，在一定压力下，浸水膨胀稳定后，土样增长的高度与原高度之比。δep=（hw-h0）/h0。线缩率：指土的竖向收缩变形与原状土样高度之比，表达为δs=（hw-h0）/h0*100%。收缩系数：运用收缩曲线直线收缩段可求得收缩系数λs，其定义为：原状土样在直线收缩阶段内，含水量每减少1%时所相应的线缩率的改变值。λs=△δs/△w。膨胀力：原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生的最大内应力，称为膨胀力pe。膨胀土的判别：①《膨胀土地区建筑技术规范》中规定，凡具有下列工程地质特性的场地，且自由膨胀率δef≥40%的土应鉴定为膨胀土。②裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土。在自然条件下呈坚硬或硬塑状态；③多余露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边沿丘陵地带，地形平缓，无明显自然陡坎；④常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生坍塌等；⑤建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。膨胀土地基工程措施：设计措施：①选择场地时应避开地质条件不良地段；②建筑上力求体型简朴；③结构上应加强建筑物的整体刚度；④加大基础埋深。施工措施；①在施工中应尽量减少地基中含水量的变化；②一方面应采用排水措施，整治环境。岩溶地区：可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等受水的长期溶蚀作用，在岩层中形成沟槽、裂隙、石芽、石林和空洞，以及由于空洞顶板塌落使地表产生陷穴、洼地等现象和作用的总称。岩溶发育条件和规律：①具有可溶性岩层；②具有足够溶解能力和足够流量的水；③地表水有下渗、地下水有流动的途径。岩溶解决措施：结构措施：①沉降缝；