地基处理方法培训讲义

地基处理理一、地基处理理：天然地基软弱弱不能满足上上部结构对地地基承载力和和变形要求时时，对天然地地基进行人工工处理，再建建造基础，这这种地基加固固称为地基处处理。二、处理对象象：软弱地基特殊土淤泥冲填土素填土失陷性黄土膨胀土冻土三、处理地基基问题1、提高地基基强度和稳定定性地基承载力f0不足，地基发发生破坏整体剪切破坏局部剪切破坏刺入破坏变形过大，产产生不均匀沉沉降、结构开开裂2、降低地基基变形：3、消除液化化饱和粉土和砂砂土受到震动动时，孔隙水水压力大于上上覆重力时，，粉砂和粉土土变为液态，，建筑物倾倒倒。4、渗漏、管管涌：对大坝坝破坏方式。。在渗透水流的的作用下，土土中的细颗粒粒被冲走，使使土的孔隙不不断扩大，渗渗透速度不断断增加，使较较粗的颗粒也也相继被水流流带走，逐渐渐形成管状渗渗透通道，造造成土体崩塌塌，这种现象象称为管涌。。管涌是一种渐进性质质破坏，发生生在一定级配配的无粘性土土中震动液化震动液化四、地基处理理分类物理处理化学处理换土垫层挤密桩排水固结法加筋法灌浆深层搅拌法高压旋喷法土桩灰土桩砂桩振冲碎石桩换土垫层法是是将基础下一一定深度内的的软弱土层挖挖去，回填强强度较高的砂砂、碎石或灰灰土等，并夯夯至密实的一一种地基处理理方法。常用的垫层有有：砂垫层、、砂卵石垫层层、碎石垫层层、灰土或素素土垫层、煤煤渣垫层、矿矿渣垫层以及及用其它性能能稳定、无侵侵蚀性的材料料做的垫层等等。换土垫层法的的作用：①提高浅层地地基承载力。。因地基中的的剪切破坏从从基础底面开开始，随应力力的增大而向向纵深发展。。故以抗剪强强度较高的砂砂或其它建筑筑材料置换基基础下较弱的的土层，可避避免地基的破破坏。1换土垫层法的的原理换土垫层法②减少沉降量量。一般浅层层地基的沉降降量占总沉降降量比例较大大。加以密实实砂或其它填填筑材料代替替上层软弱土土层，就可以以减少这部分分的沉降量。。由于砂层或或其它垫层对对应力的扩散散作用，使作作用在下卧层层土上的压力力较小，这样样也会相应减减少下卧层土土的沉降量。。③加速软弱土层层的排水固结结。砂垫层和和砂石垫层等等垫层材料透透水性强，软软弱土层受压压后，垫层可可作为良好的的排水面，使使基础下面的的孔隙水压力力迅速消散，，加速垫层下下软弱土层的的固结和提高高其强度，避避免地基发生生塑性破坏。。④防止冻胀。。因为粗颗粒粒的垫层材料料缝隙大，不不易产生毛细细管现象，因因此可以防止止寒冷地区土土中结冰所造造成的冻胀。。⑤消除膨胀土的的胀缩作用。。2垫层的设计要要点垫层的设计不不但要满足建建筑物对地基基变形及稳定定的要求，而而且应符合经经济合理的原原则。其设计计内容主要是是确定断面的的合理厚度和和宽度。对于于垫层，既要要求有足够的的厚度来置换换可能被剪切切破坏的软弱弱土层，又要要有足够的宽宽度以防止垫垫层向两侧挤挤出。2．1垫层厚度的确确定fz—垫层底面处软软弱土层承载载力特征值kPapcz—垫层底面处土土的自重应力力，kPapz—垫层底面处土土的附加应力力，kPa。2．2垫层宽度的确确定垫层层的的宽宽度度除除要要满满足足应应力力扩扩散散的的要要求求外外，，还还应应防防止止垫垫层层向向两两边边挤挤动动。。如如果果垫垫层层宽宽度度不不足足，，四四周周侧侧面面土土质质又又较较软软弱弱时时，，垫垫层层就就有有可可能能部部分分挤挤入入侧侧面面软软弱弱土土中中，，使使基基础础沉沉降降增增大大。。宽宽度度计计算算通通常常可可按按扩扩散散角角法法，，如如条条形形基基础础，，垫垫层层宽宽度度bˊˊ应为为：：振动动平平板板夯夯YT系列列冲冲击击压压实实机机可转转向向式式手手扶扶振振动动压压路路机机四冲冲程程汽汽油油机机式式高高频频振振动动冲冲击击夯夯斜坡坡型型单单钢钢轮轮压压振振动动路路机机由两两种种刚刚度度不不同同材材料料组组成成共共同同承承受受上上部部荷荷载载并并协协调调变变形形的的人人工工地地基基。。二、、复复合合地地基基变形形协协调调指指桩桩和和土土变变形形一一致致共共同同变变形形。。按材材料料分分类类散体桩复合地基柔性桩复合地基刚性桩复合地基砂桩碎石桩土桩灰土桩石灰桩粉喷桩旋喷桩树根桩CFG桩桩体体作作用用：：由复复合合地地基基定定义义复复合合地地基基由由桩桩体体和和桩桩间间土土共共同同工工作作，，由由变变形形协协调调条条件件，，桩桩体体和和桩桩间间土土变变形形相相同同。。由由于于E桩>E土，，桩桩体体产产生生应应力力集集中中，，桩桩间间土土应应力力降降低低。。由此此复复合合地地基基承承载载力力和和整整体体刚刚度度高高于于原原地地基基，，沉沉降降有有所所减减小小。。面积积换换算算率率桩体的横截面积桩承担复合地基的面积正方方形形布布置置：：桩体体直直径径为为d，，间距距为为l，，则面面积积换换算算率率为为：：桩土土应应力力比比定义：将复合地基中桩体的竖向平均应力记为桩间土的竖向平均应力记为桩土应力比为1、、散散体体桩桩承承载载力力（1）（2）（3）2、、柔柔性性桩桩复复合合地地基基桩间土承载力折减系数，对摩擦桩取0.5～1.0，对摩擦支撑桩取0.1～0.4。3、、对对刚刚性性桩桩地地基基基础以下的桩数单桩承载力标准值基础面积桩间土面积桩间土承载力折减系数，一般取0.8～1（1）排水水固固结结法法1、定义义：在在建建筑筑物物建建造造前前，，对对天天然然地地基基或或对对以以设设置置竖竖向向排排水水体体的的地地基基加加载载预预压压，，使使土土体体固固结结沉沉降降基基本本完完成成或或完完成成大大部部分分，，从从而而提提高高地地基基土土强强度度的的一一种种方方法法。。砂井塑料排水板竖向排水体水平排水体：砂垫垫层层排水系统加压系统堆载法真空法降水法电渗法2、对象象：：软粘粘土土、、吹吹填填土土、、松松散散粉粉土土、、新新近近沉沉积积土土3、工程程应应用用：：路堤堤、、仓仓库库、、罐罐体体、、飞飞机机跑跑道道、、轻轻型型建建筑筑饱和和软软粘粘土土地地基基在在荷荷载载作作用用下下，，产产生生孔孔隙隙水水压压力力，，孔孔隙隙水水在在压压差差作作用用下下，，由由排排水水通通道道缓缓慢慢排排出出，，使使孔孔隙隙体体积积减减小小，，地地基基固固结结沉沉降降，，同同时时土土中中有有效效应应力力增增加加，，地地基基土土强强度度逐逐渐渐增增长长。。固结压力孔隙比抗剪强度点，压力增加土样固结压力为孔隙比为坐标上对应孔隙比减少对应于曲线如果卸除由c点回到f点，曲线土样发生膨胀，为卸荷曲线。固结压力孔隙比抗剪强度若对土样再施加的压力，土样发生再压缩由点沿虚线变化到抗剪强度相应由点变化（沿虚线）点，曲线到从两条压缩曲线和可见施加同样的压力，孔隙比变化量不同，土样在被再压缩时孔隙比减小量比初压缩量小得多。排水水固固结结法法就就是是其其应应用用。。建建造造建建筑筑物物前前预预先先对对地地基基施施加加荷荷载载，，使使地地基基完完成成大大部部分分沉沉降降，，抗抗剪剪强强度度也也得得到到提提高高；；卸卸荷荷后后，，再再建建建建筑筑物物，，地地基基在在建建筑筑物物荷荷载载作作用用下下产产生生沉沉降降将将大大大大减减少少。。排水固结结法关键键在于排出出孔隙水水，使孔孔隙减少少及有效效应力增增加，从从而产生生固结沉沉降。粘性土固固结所需需的时间间为时间因数固结系数砂井设计计1、直径径及间距距砂井有效排水范围内等效直径，30-50cm砂井直径井径比普通砂井取6～8袋装砂井或塑料排水板取15～202、深度度：压缩层不不厚时，，砂井应应贯穿压压缩土层层压缩层深深厚时，，由附加加压力和和自重应应力之比比为0.1～0.2处处定。强夯定义：强夯法又又名动力力固结法法（Dynamicconsolidation））强夯法处处理地基基是19世纪60年代代由法国国梅那公公司首创创。将10～40吨重重的锤起起吊到高高6～30米的的空中让让其自由由下落，，给地基基以冲击击和振动动，以提高土土体强度度，降低低其压缩缩性，改改善土的的振动液液化条件件，消除除湿陷性性黄土的的湿陷性性。碎石土、、砂土、、低饱和和度的粉粉土与粘粘性土、、湿陷性性黄土、、杂填土土和素填填土等地地基。对对于高饱饱和度的的粉土与与粘性土土地基，，尤其是是淤泥和和淤泥质质土，处处理效果果较差。。机场、仓仓库、油油罐、公公路、和和铁路处理对象象工程应用用加固地基基的优点点应用范围围广泛加固效果果显著有效加固深度大8000KN.M高能级强夯处理深度达12米；一般能量夯能处理深度6～8米施工机具简单

强夯机具主要为履带式起重机，当起吊能力有限时铺龙门式起落或其他设备，加上自动脱钩装置。当机械设备困难时，还可因地制宜采用打桩机、龙门架、桅杆等简易设备。节省材料

强夯法处理地基，无需添加建筑材料。对于饱和低渗透性土，可以铺以砂井、挤密碎石桩配合强夯施工，其加固效果比单一工艺高出许多，材料亦比单一砂井、挤密碎石桩方案节省，费用较低。降低工程造价

强夯处理价格低廉。北京乙稀工程，挤密碎石桩方案造价200元/m2，强夯仅为25元/m2；茂名三十万吨乙稀工程，回填地基，原来用分层碾压法处理，没有达到应有的加固效果，如果采用挤密碎石桩，加固费用增加250元/m2以上，强夯处理仅需30～50元/m2，且加固效果好，工期短。施工快捷

施工工期短，特别是粗颗粒非饱和土的强夯，周期更短。

加固机理理瑞利波（（表面波）以夯坑坑为中心心沿地表表向四周周传播，，使表层层土体松松动形成成松弛区区域。体波对地地基起加加固作用用，纵波波（压缩波）使土体体受拉压压作用，，使孔隙隙水压力力增加，，导致土土骨架解解体；横波（剪切波）使解体体的土颗颗粒处于于更密实实的状态态。一、加固固非饱和和土原理理采用强夯夯法加固固非饱和和土是基基于动力力压实原原理，即即用冲击击型动力力荷载，，使土体体颗粒产产生相对对位移重重新排列列，土中中孔隙中中的气相相被排出出，孔隙隙体积减减小，土土体变得得更为密密实，从从而提高高其强度度夯锤夯击击土体的的瞬间，，土体产产生较大大沉降，，锤底土土形成土土塞向下下运动，，土中压压力超过过土的强强度，土土结构破破坏。由由于结构构破坏，，使土体体软化，，侧压力力系数增增大，侧侧压力增增大，土土不仅被被压实，，而且被被侧向挤挤密，形形成苹果果形。