地基与基础教程完整版全套课件

《地基与基础》课程教案(第二版)适用专业：高职建筑类（56～64h）主讲教师：郭迎春★学习目标★

通过本章的学习，应掌握地基与基础的概念；了解地基与基础在工程中的重要性，地基与基础设计的基本要求。

案例上海莲花南路楼盘倒塌事故上海莲花南路楼盘倒塌事故案例拆除施工上海莲花南路楼盘倒塌事故破坏分析涉及问题1.地基与基础强度；2.土压力；3.施工工艺。案例某高校底商式框架结构宿舍楼基础问题建筑平面及探点布置示意图溶洞溶洞振冲碎（卵）石补强桩柱下独立钢筋砼基础复合基础局部处理基岩层

本建筑基础设计方案最终因地质情况复杂、勘察不详而改变，挖孔由碎石回填后，设计为整体筏板基础。勘探以点代面基础设计方案挖孔灌注桩基岩不均匀软土层地基不均匀沉降，建筑倾斜地质剖面图加拿大特朗斯康谷仓地基破坏示意图地基强度破坏问题引起建筑失稳案例比萨斜塔地基与基础工程的特点：隐蔽工程，处理困难，事故危害大；工程造价高，占20-40%（低层＜多层＜高层）；设计上应做方案比较。单击此处添加小标题专业技术及课程学习的必要性与重要性单击此处添加小标题第0章绪论19世纪——桥的世纪20世纪——高层建筑的世纪21世纪——地下工程的世纪岩土工程（专业学科）随着建筑地下空间利用、地下铁道、海峡隧道、越江隧道及国防工程等的发展，人们越来越多地把研究的重点转向地下工程，因而更需要了解和掌握有关岩土工程方面的知识。

这是一个科学技术飞速发展的世纪，地下空间及地下工程将作为一种新型国土资源造福于人类。科学家预测在21世纪末将有1／3的人口穴居地下。

上海某建筑地下连续墙施工上海某建筑地下连续墙施工建筑组成建筑构造（使用体系）建筑结构（受力体系）屋架、面板、梁柱墙体基础门、窗屋面地面墙体基础导言基础建筑建筑物地基岩体土体岩土工程工程地质学岩石力学土力学是工程实用科学，都是研究作为建筑物地基的岩土体的形成、存在及其工程性状，应用于解决地基基础的设计与施工的岩土工程领域。但三者的学科内涵不同，研究方法不同。土力学是从微观的角度出发研究土的强度、变形、稳定性和渗透性的一门学科。

工程地质学是从宏观的角度出发来研究岩土工程问题，工程地质学的研究分为两个方向，一是研究影响工程建设的工程地质条件，包括地形、地貌、地层岩性、地质构造、水文地质及地质作用等，还有影响工程建设经济合理、安全可靠及正常运行的工程地质问题（如地基变形、边坡稳定、堤坝渗漏等问题），为工程提供建筑场地的工程地质条件和岩土工程性质的设计资料，对建筑场地的工程地质条件和地质环境作出评价；二是研究人类的经济活动对地质环境的影响，可称为环境工程地质学。工程地质学的研究目的是改造、利用和保护地质环境。案例1.浙江台州玉环渝汇蓝湾国际小区内，挖机正在拆除一幢18层高的居民楼。一个月前，该高层住宅楼所在位置出现严重不均匀沉降，导致房屋的一根承重柱断裂。据了解，该楼原规划建造11层，后变更为18层，2011年1月份通过竣工验收并交房使用。

2.专家组的初步调查论证结果：造成该住宅楼严重不均匀沉降的原因，应为大楼桩基承载力不足引起的。据了解，小区用地是此前通过填海造地而成。

3.项目打桩时有过“触礁”故地基不牢。

课程性质与学习目标

《地基与基础》课程是土建类专业一门理论性、实践性强，技术含量较高的主要专业课，是研究土的物理力学性质及建筑地基基础设计的一门学科，包括土力学和地基基础两部分内容。通过学习，学生应掌握土的基本性质和基本指标；掌握一般地基基础的设计步骤、计算原理和构造要求，能进行常见地基基础的设计计算，能分析和解决建筑地基与基础工程中出现的问题；熟悉一般土工试验方法和常见的地基处理方法，以满足专业岗位需要。

本课程综合性强，它涉及到工程地质、土力学、建筑力学、建筑结构、建筑材料、施工技术等学科领域。章次课程内容理论教学实践教学备注(重要性)第0章

绪论2★第1章

土的物理性质与软土地基处理64（2）★★★第2章

地基中应力计算4★★第3章

土的压缩性与地基沉降计算42★★第4章

土的抗剪强度与地基承载力42★★第5章

土压力与挡土墙设计6★★★第6章

岩土工程勘察22（0）★★第7章

地基浅基础设计10（8）2★★★第8章

桩基础设计6（4）★★第9章

基坑工程应用4★★第10章

区域性地基（选学）2★

机动2合计64（56）52（48）12（8）主要章节及课时分配一、土力学与地基基础的概念土

：地壳岩石经风化后形成的散粒堆积物（工程上示为受力材料或建筑材料）。土的特性：渗透性、高压缩性、低强度、固结与水作用等。土力学：研究土的物理性质及在荷载作用下应力与应变规律的一门分支力学。研究方法：实验、试验、经验并辅以理论计算，土力学是门依赖于实践的学科。与其他连续固体介质的区别：非连续、均质、各向同性？基础：埋入土层一定深度并将荷载传给地基的

建筑物下部结构。持力层：直接支撑建筑物基础的土层。下卧层：持力层下部的土层。

(软弱下卧层：特朗斯康谷仓案例)地基：承受建筑物荷载，应力与应变不能忽略的土层或岩体。（有一定深度和范围）地基土层结构荷载基底压力上部结构、基础、地基示意图压力扩散线下卧层地基持力层基础（三者间相互制约协同工作）上部结构、基础、地基间的关系：天然地基：没有经过人为处理，直接修建。人工地基：承载力低，高压缩性的地基，经人工处理后才能修建。简化设计

设计方法：

将三部分相对独立分开，按静力平衡原则，采用不同的简化假定进行分析计算。地基上部结构荷载基础压力地基应力变形基础的作用？人工地基重锤夯实加固振动压实加固基础旋喷桩加固化学加固法地基加固堆载预压法（排水固结法）换土垫层法人工地基的特点：施工周期长，造价高，承载力相对提高少。结论：通过技术经济比较，尽可能利用天然地基。二、地基基础在工程中的重要性隐蔽工程，处理困难，事故危害大；工程造价高，占20-40%（低＜多＜高）；设计上应做方案比较。特点案例比萨斜塔、虎丘塔（地基不均匀沉降）；加特朗斯康谷仓、巴西桩基大厦（地基破坏）；上海锦江饭店整体下沉、香港宝成大厦失稳。软弱地基整体破坏地基土承载力低，产生强度破坏上部结构承台桩坚硬土层软土层极软土层软弱地基整体强度破坏基岩不均匀软土层地基不均匀沉降，建筑倾斜地质剖面图苏州虎丘塔基岩层不均匀软土层采用桩排式地下连续墙及注浆方案进行处理，直径1．4m的深入基岩的44根挖孔桩形成一圈，像一巨大的花盆，塔位于中间，在塔身内外地基中钻孔灌注水泥浆加固地基，塔体的不均匀沉降和倾斜得到了有效控制。苏州虎丘塔地基处理示意图塔基水泥灌浆均质软弱地基整体下沉上海锦江饭店模型：偷工减料，桩数不够，地基下沉。a.土的物理性质与工程分类；b.土力学基本理论；

三、课程内容与学习要求基本内容

c.建筑地基勘察；d.浅基础构造与设计；e.桩基础；f.软弱地基处理方法等。应力计算沉降计算强度与承载力土压力计算挡土墙设计注意工程应用土力学基础工程特点理论性、实践性、综合性较强。理论联系实际，注意应用件条，从实际出发分析解决工程问题；运用基本概念、知识、原理，掌握土工试验方法，能利用地质资料，结合其它相关学科知识，学会设计、计算与工程应用。（1）土力学是以土的三相体系作为一个整体进行研究的，成分复杂，工程性质差异甚大，进行建筑物设计时必须掌握土的工程性质。（2）地基土质条件不依人的愿望来选择，一旦建筑物场地确定，就无选择的余地，有时场地位置稍有变化，土的性质也就不相同。（3）地基和基础在地面以下，属于隐蔽工程，它的勘察、设计和施工质量直接影响建筑物的安全，它的技术要求高。（4）本课程涉及工程地质学、土力学、结构设计和施工等几个学科领域，内容广泛。学习要求地基承载力（强度）；地基变形（沉降）；地基稳定性（整体）；基础结构（强度与刚度）。由基础的形式、尺寸、材料调节四、地基基础设计的一般要求与程序要求：基础功能：扩散、传递压力调整变形基础按埋深分类：浅基础(≤5m)：用一般方法、工艺施工。深基础(桩基、沉井)：特殊工艺施工。常见的基础形式有如下类型基础浅基础常用形式与材料毛石基础毛石砼基础砖混结构柱下钢筋砼独立基础柱下十字交叉基础柱梁筏形基础（板式与梁板式）梁柱底版箱形基础柱顶板底版梁隔板深基础形式钻孔灌注桩挖孔灌注桩活瓣圆台形模板现浇砼护壁成孔、支护浇注护壁钢筋笼成孔后浇注砼预制桩植桩法施工沉管灌注桩地下连续墙施工程序沉井基础施工程序1.刃脚2.井桶3.内隔墙4.封底5.顶盖注意问题：地基选择：高强度、低压缩性。方案选择：应考虑造价、施工难易、安全合理、技术先进。设计资料掌握：工程地质、上部结构等情况。设计程序：上部结构荷载、地基情况基础形式、材料选持力层（埋深）确定基础尺寸（地基强度与变形）结构计算绘施工图五、学科发展简介：

古代：土、木、灰土；现代：水泥、钢材等；技术理论：理论发展，工艺先进，地下空间开发利用，地基处理技术，检测技术先进合理。本章重点内容：基本概念与专业工作内涵小结第1章土的物理性质与软土地基处理第一节土的成因与组成第二节土的物理性质指标第三节土的物理状态与工程特性第四节地基岩土的工程分类与野外鉴别本章讲授内容第五节软土地基处理★学习目标★

知识目标：通过本章的学习，了解土的成因、结构、构造、工程特性等概念，应掌握土的组成及比例关系对土体性质的影响，土的物理性质、物理状态评价指标及其在工程中的应用，清楚岩土的工程分类。了解地基处理的目的、对象以及软弱地基、不良地基等概念；熟悉地基处理方法的分类、工作机理、适用范围以及设计、施工要点；掌握本地区常用地基处理方法的基本原理、适用范围、设计与施工要点。能力目标：能熟练进行土的物理性质指标计算并分析判定土的各种状态，能进行试验操作测定相关指标；能鉴别常见土的工程性状与种类；能够按照现行规范合理设计一般的地基处理方案。

一、土力学与地基基础的概念二、地基基础在工程中的重要性四、地基基础设计的要求与程序三、课程内容与学习要求回顾结构荷载基底压力上部结构、基础、地基示意图压力扩散线持力层下卧层地基地基：承受建筑物荷载应力与应变不能忽略的土层。（有一定深度和范围）天然地基：没有经过人为处理，直接修建。人工地基：承载力低，高压缩性地基，人工处理后才能修建。基础：埋入土层一定深度并将荷载传给地基的建筑物下部结构。浅基础(≤5m)：用一般方法、工艺施工。深基础(桩基、沉井)：特殊工艺施工。本章主要内容:土的组成，物理性质与状态指标，工程分类，软土地基处理以上指标将影响土的物理、力学性质。工程上可将土示为一种工程材料。本章概要1.土：岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程形成的堆积物，由固体颗粒、水和气体组成的

三相分散体系。（形成了土自身固有的特性）第一节土的成因与组成一、土的生成

风化：物理风化—机械破坏，无质变（称为原生矿物）；化学风化—水与大气作用，产生次生矿物；生物风化—动植物、微生物生长使岩石破坏变化。内力地质作用—内部压力、温度变化引起。外力地质作用—天体间引力、太阳辐射等引起。

3.地质年代：按地壳的发展、演化历史划分的时间段落。

分为代、纪、世、期，现代土一般指新生代第四纪Q（距今2.5~100万年）沉积形成的。

(侏罗纪：距今135～180百万年（恐龙时代）)2.地质作用：

地壳在太阳辐射、地球重力及地球内热能作用下，处于不断的运动和演变中，这种作用称为地质作用。长白山天池基岩残积土坡积土洪积土冲积土风积土（黄土高原风成学说）4.土按成因条件分类：雅丹地貌（风蚀作用形成）卡斯特地貌（水溶作用形成）雅丹地貌新疆乌尔苏戈壁雅丹魔鬼城罗布泊“雅丹”地貌卡斯特地貌

特例：干土与饱和土

二、土的组成

土一般是由固体颗粒、水和气体组成的三相孔隙介质。孔隙水气体土三相分布组成示意图土颗粒(一)土中固体颗粒：

土颗粒构成土的骨架，其大小、粗细、成分与组成决定土的物理力学性质。粒组划分

工程上将物理力学性质相近的颗粒划分为一组，便于研究。细粒：粉粒：0.005＜d≤0.075；粘粒：d≤0.005巨粒：漂石、块石：d＞200；卵石、碎石：60＜d≤200粗粒：砾粒、粗粒：20＜d≤60，细粒：2＜d≤20；砂粒：0.075＜d≤2透水性大，无粘性。透水性大，无粘性。易透水，无粘性，松散。透水性小，稍有粘性。透水性很小，有粘性，可塑。d土颗粒粒径粒组划分及特性土的工程分类土工分析方法：（土工试验）筛分法（0.075~60）密度计法(≤0.075的粉粒，粘粒)试验结果表述：颗粒级配：指大小土粒的搭配情况，通常用各粒组的相对含量表示。颗粒级配曲线：纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比；横坐标表示土粒的粒径（取对数坐标）。

曲线平缓，粒径不均匀，级配好；曲线陡，粒径均匀，级配不好。曲线特征天然地基土是由不同粒组组成的混合物颗粒级配曲线：反映土粒大小搭配情况不均匀系数：d60—限定粒径d10—有效粒径d30—对应小于某粒径的土粒质量占总质量的30%时的粒径。曲率系数：cu＜5，级配不好；cu＞10，cc=1~3级配良好。级配评价工程评价（二）土中水：按物理状态分为土颗粒自由水弱结合水强结合水结合水存于孔隙中固态水（冰）气态水（孔隙中水气）液态水（有以下两种存在方式，影响土性）1.结合水强结合水：紧靠土粒表面（受电场作用力很大）近于固体特征。弱结合水：强结合水外，受电场作用减小，呈粘滞状态，对粘性土物理力学性质影响大。2.自由水（不受电场吸引）重力水：存在于地下水位以下土孔隙中，服从重力规律，传递水压力，对土粒有浮力。毛细水：存在于地下水位以上土孔隙中（表面张力作用产生，细粒土明显），注意防冻、防潮。潜水承压水含水层地下水埋藏方式简介天然地面补给源不透水层喷泉地下水位面井上层滞水（三）土中气体

与大气相通时可排出，封闭气泡可使土产生压缩性和弹性。（对土的性质影响相对较小）a.单粒结构（砂粒以上）b.蜂窝结构（粉粒）c.絮状结构（粘粒）结构性强，受扰动后强度降低。a.单粒结构b.蜂窝结构c.絮状结构三、土的结构与构造土的结构：土粒的空间排列及其连接形式。土的构造示意图(a)水平层理构造；(b)交错层理构造；(c)裂隙构造(a)(b)(c)土的构造：宏观上土的组成，如成层性、裂隙性。四、土的工程特性高压缩性高渗透性低承载力（散粒结构特点决定的）概要：土中三相（质量与体积）组成比例关系，直接影响土的工程性质（干湿、软硬、松密等）。气水土粒WWwWSVVSVvVaVw第二节土的物理性质指标（本章重点）a-气体s-土粒w-水v-孔隙W—重量

V—体积一、土的三相组成简图：可用烘干法测定，反应土的干湿程度。同类土，w越大，土越软。

二、基本指标（可由试验直接测得）1.土的重度－γ

(kN/m3)一般用环刀法测定，天然土γ在16~22kN/m3之间。2.土的含水量－w？反映土密实度γ＞20kN/m3土较密实；γ＜18kN/m3土较松软。3.土粒相对密度（或称土粒比重）－Gs

（ds

）γs—土颗粒重度土粒重量与同体积4℃时水的重量之比。用比重瓶法测定。一般砂土：2.65~2.95，粘土：2.7~2.75。透水石环刀法重度测定环刀含水量测定三、换算指标（以下定义指标可由上述三个指标推算得出）3.土的有效重度（地下水位以下水受浮力作用）－(kN/m3)2.土的饱和重度－(kN/m3)(kN/m3)1.土的干重度－γdγsatγ′4.土的孔隙比－6.土的饱和度－5.土的孔隙率－用于评价天然土层的密实程度，一般e＜0.6为低压缩性土，e＞1为疏松的高压缩性土。亦反映土的密实程度反映土中孔隙被水充满的程度，Sr=0为干土，Sr=100为饱和土。enSr四、指标换算公式（书P20表1—3）

【例2-1】

某土样测得重量为1.87N，体积为100cm3,烘干后重量为1.67N，已知土粒的相对密度为Gs=2.66，试求：γ、w、e、sr、γd、γsat、γ′

。【解】第三节土的物理状态指标与工程特性重点内容：掌握判断不同土物理状态的依据N63.5≤5松散10＜N63.5≤20中密5＜N63.5≤10稍密N63.5

＞20密实一、无粘性土的物理状态指标《规范》法探测：重型圆锥动力触探试验用锤击数N63.5判断其密实度。也可根据野外方法鉴别(教材P25表1-7）（一）碎石土的密实度粒经大于2mm的颗粒含量超全重50%的土.30cm锤重：63.5kN落距：760mm动力触探试验原理示意图标准惯入器重型圆锥地面触探杆被探测土层采用相对密实度Dr判断（试验困难，应用较少）e---土天然孔隙比emin---土最小孔隙比emax---土最大孔隙比0≤Dr≤0.33松散0.33＜Dr≤0.67中密0.67＜Dr≤1密实（二）砂土的密实度

指粒经大于2mm的颗粒含量不超全重50%、大于0.075mm超全重50%的土。N≤10松散15＜

N≤30中密10＜

N≤15稍密N

＞30密实《规范》法探测：标准惯入试验用锤击数N判断。用孔隙比e判断e＜0.6

密实是良好的天然地基e

＞0.95

松散不宜作天然地基

即粘性土的软硬程度—因土粒与水作用强，故水对其工程性质影响大。

固态半固态可塑状态流动状态

缩限ws

塑限wp

（测）液限wL（测）含水量w（一）界限含水量（由试验测得）

粘性土由一种状态转变到另一种状态的分界含水量。

二、粘性土的物理状态指标0IP大，则粘粒（d≤0.005mm颗粒）含量多，故工程上用于对土进行分类，即：当：IP

＞10时为粘性土。（二）塑性指数－IP

表示土在可塑状态下的含水量变化范围。塑性指数

（三）液性指数－IL

反映土不同天然含水量（w）状态下软硬程度指标，规范根据液性指数将粘性土划分为如下五种状态：IL≤00~0.250.25~0.750.75~1IL

＞1坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数

粘性土具有天然结构性，其结构破坏时强度降低，压缩性增大。用灵敏度表示：

St=qu/q0

qu—原状土强度；q0—重塑土强度。（四）粘性土的灵敏度高灵敏度的土，结构性强，因而基槽施工时应注意防止土体结构扰动，避免承载力降低。1＜St≤22＜St≤4St

＞4低灵敏度中灵敏度高灵敏度锥式液限仪（五）黏性土塑限wp、液限wL的测定锥式液限仪测定土的液限电脑液塑限联合测定仪搓条法测定塑限土样含水量测量土样烘干

三、土的压实性（填土施工）1.压实

压实是指采用人工或机械以夯、碾、振动等方式，对土施加夯压能量，使土颗粒原有结构破坏，空隙减小，气体排出，重新排列压实致密，从而得到新的结构强度。2.击实试验

在工程建设中，经常会遇到填土或松软地基，为了改善这些土的工程性质，常采用压实的方法使土变得密实。

击实试验就是模拟施工现场压实条件，采用锤击方法使土体密度增大、强度提高、沉降变小的一种试验方法。

击实试验分轻型击实试验和重型击实试验两种方法。轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土；重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。击实仪构造

最优含水量：使土在同样的击实能情况下获得最大密实程度的土含水量。

土在一定的击实效应下，如果含水率不同，则所得的密度也不相同，击实试验的目的是测定试样在一定击实次数下或某种压实功能下的含水率与干密度之间的关系，从而确定土的最大干密度和最优含水率，为施工控制填土密度提供设计依据。w含水量γd干重度wopγdmax不同击实能情况下曲线最优含水量wop应由击实试验确定，经验：

wop=wp+2η经验系数:黏土取0.95；粉质黏土取0.96；粉土取0.97。施工质量控制：压实系数λcλc=γd/γdmaxγd—施工干重度γdmax—试验最大干重度

四、土的渗透性

水流通过土中孔隙难易程度的性能称为土的渗透性。渗透变形渗透破坏流砂管涌土颗粒移动土体变形地基变形、下沉、破坏第四节地基岩土的工程分类与野外鉴别目的：根据工程性质相近原则，按粒组相对含量、

IP值进行分类，便于研究应用(设计、施工)。工程分类岩石碎石土砂土粉土粘性土人工填土概要：重点掌握岩土的工程分类标准及工程特性。完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎无试验，可现场观察划分。一、岩石（广义）指颗粒间牢固连接，呈整体或具有节理裂隙的岩体。按坚硬程度分类别（Mpa)坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩单轴抗压强度＞6030~6015~305~15≤5按完整性分

二、碎石土指粒经大于2mm的颗粒含量超全重50%的土。分如下亚类：漂、块石（粒径＞200，含量＞50%）；卵、碎石（粒径＞20，含量＞50%）；圆、角砾（粒径＞2，含量＞50%）。三、砂土指粒经大于2mm的颗粒含量不超全重50%、大于0.075mm超全重50%的土。分如下亚类：砾砂(粒径＞2，含量25~50%)；粗砂(粒径＞0.5，含量＞50%)；中砂(粒径＞0.25，含量＞50%)；细砂(粒径＞0.075，含量＞85%)；粉砂(粒径＞0.075，含量＞50%)。

五、粘性土指IP＞10的土。

IP＞17为黏土，17≥IP＞10为粉质黏土。特殊：淤泥（w＞wL，e＞1.5)，淤泥质土（w＞wL，1.5≥e＞1.0)等。

四、粉土

（性质介于砂土与粘性土之间）指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%，

IP≤10的土。【例1-2】P24【例1-3】P31

六、人工填土人类活动而堆填的土，包括素填土、杂填土、冲填土和压实填土（人工处理）。七、岩土的野外鉴别方法

P31~33【例1-3】P33判断方法：先判断土的类别确定大类后，由粗到细确定其亚类3.根据锤击数N判断土的物理状态粒径（mm）0.5～20.25～0.50.075～0.250.05～0.0750.01～0.05＜0.01粒组含量（％）5.617.527.424.015.510.0颗粒筛分试验结果表

小结了解三相组成对土性质影响，粒组划分方法；重点掌握土物理性质指标概念及工程意义；掌握无粘性土与粘性土物理状态的判断依据；掌握土的工程分类方法。实验一一、土的密度实验（环刀法）二、天然含水量实验（烘干法）三、粘性土的液限试验（锥式液限仪法）四、粘性土的塑限试验（搓条法）具体内容祥见试验指导书第1章土的物理性质与软土地基处理

第五节软土地基处理1.5.2机械压实法1.5.3强夯法1.5.4换土垫层法1.5.5预压排水固结法1.5.6挤密法和振冲法1.5.7化学加固法1.5.8托换法1.5.1概述回顾与思考天然地基人工地基深基础浅基础方案组合造价低；易施工；安全合理；技术先进。方案选择??1.5软土地基处理

地基处理的目的：若天然地基不能满足建筑物的强度和变形等要求时，对地基进行必要的加固或改良，提高地基的强度，保证地基的稳定，降低压缩性，减少基础的沉降或不均匀沉降。适用情况：拟建建筑物或已建工程地基加固。方案选择应注意问题：

1.上部结构、基础和地基是共同工作的整体；

2.方案应进行技术经济比较论证；

3.处理后的地基应符合《规范》的规定。1.5.1概述地基处理方法及适用情况序号处理方法适用地基类型说明1机械压实含水量一定的黏土、填土浅层处理2换填法淤泥、淤泥质土、素杂填土浅层处理3预压法淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和粘土浅层处理4强夯法碎石、砂、粉土、黏性土、杂素填土深层处理5振冲法黏性土、粉土、人工填土深层处理6挤密桩法地下水位以上的素杂填土深层处理7砂石桩法松散砂土、素填土、杂填土深层处理8深层搅拌粉土、含水量高fa≤129kPa黏性土深层处理9高压注浆各类土均可深层处理淤泥和淤泥质土：形成：静水或缓水流中沉积而成，由粘粒和粉粒组成。特性：w＞wL，淤泥：e＞1.5，泥质土1.5≥e＞1.0；强度低，压缩性高，渗透性小，灵敏度高。杂填土：形成：建筑垃圾、工业废料、生活垃圾。特点：强度低，压缩性高，均质性差，易侵水湿陷。冲填土：形成：由水力冲填而成。特性：不均匀性、欠固结。不良地基饱和松散粉细砂、冻土、岩溶与土洞等特殊土。地基处理的对象地基处理方法的选用原则（1）处理方法应与工程的规模、特点和地基土的类别相适应；（2）处理后土的加固深度；（3）上部结构的影响；（4）能提供的处理材料；（5）能选用的机械设备，并掌握加固原理与技术；（6）周围环境因素和邻近建筑的安全；（7）对施工工期的要求；（8）施工队伍的专业技术素质；（9）施工技术条件与经济技术比较，尽量节省材料与资金。

即：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源。1.5.2机械压实法一、土的压实原理工程实践表明：土在一定击实能和适当含水量即最优含水量情况下才会被压到最密实状态。测定方法：室内击实或现场压实实验测定。w含水量γd干重度γdmaxwop经验：粘性土：wop=wp+2粉土：14%~18%手柄导桶击锤击实桶导杆土样底板击实仪结构示意图施工质量控制：压实系数λc=γd/γdmax无试验时，黏土与粉土的最大干重度η经验系数：黏土取0.95；粉质黏土取0.96；粉土取0.97。砌体与框架结构排架结构在主要受力层内λc≥0.97；在主要受力层下λc≥0.95。在主要受力层内λc≥0.96；在主要受力层下λc≥0.94。二、机械碾压法常用机械：平碾、羊足碾、压路机等（注意适用条件）。适用条件：大面积填土和杂填土试验：实验室与现场测试一定击实能下（分层厚度、压实遍数）的wop施工质量控制：a:土的含水量为wop；b:土的分层厚度300mm左右；c:检测λc与γdmax

（由设计确定）。三、振动压实法常用机械：振动压实机适用条件：杂填土、炉渣、细砂、碎石土等。压实效果：影响深度1.2~1.5m，承载力可达100~120kPa。注意：不宜地下水位高，对周围影响3m范围。

振动压实法是一种在地基表面施加振动把浅层松散土振密的方法。适用条件：杂填土、粘性土、砂土等。压实效果：影响深度1.2m左右，承载力可达

100~150kPa。四、重锤夯实法常用机械：起重机——重锤施工要求：锤重15~30kN，落距2.5~4.5m，最优含水量，夯打8~12遍，影响深度1.2m左右。

重锤夯实法是利用起重机械将重锤提到一定高度，然后使其自由落下，重复夯打地基，使地基表面形成一层较均匀密实的硬壳层，从而提高了地基强度。1.5.3强夯法常用机械：由起重机将重型锤提至一定高度后自由落下，重复夯击使土密实。锤重：100~400kN，落距6~40m。适用条件：碎石土、砂土、粉土、人工填土等，不适于淤泥等高灵敏度土。加固机理：夯击能产生动应力与冲击波，土层液化，土粒位移并重新排列密实。设计要点：单击夯实能、夯击遍数、间隔时间、加固范围、夯点布置等。（按《建筑地基处理技术规范》要求进行设计）施工要点

①清理并平整场地。起重设备进场前应铺设垫层，同时增大地下水位和表层面的距离，提高强夯效率；②标出首遍夯点位置，测量场地高程；③起重机就位，使夯锤对准夯点标记；④测量夯前锤顶高程；⑤起吊夯锤至预定高度，释放夯锤，测量锤顶高程，及时整平；⑥重复步骤⑤，按设计夯击次数及控制标准完成夯点的夯击；⑦重复步骤③～⑥，完成第一遍夯击；⑧用推土机填平夯坑，测量场地高程；⑨根据规定的时间间歇，重复步骤②～⑧，完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。1.5.4换土垫层法一、换填法的处理原理及适用范围换填法是将天然软弱土层挖出，分层回填强度较高、压缩性较低且无腐蚀性的砂石、素土等材料，压实或夯实后作为地基持力层。软土层垫层①淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土等的浅层处理；②多层或低层建筑的条形基础或独立基础的情况，亦可用于地坪、料场道路工程。

适用范围：二、垫层设计要点

垫层设计应满足建筑物对地基的强度和变形的要求，具体内容就是确定合理的垫层断面，即厚度和宽度。

整片垫层的宽度可根据施工的要求适当加宽；垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于300mm，或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡。垫层土的厚度z应根据下卧层土层的承载力确定，即：p0zθpczpzd垫层下卧层pcz---软土层顶面处自重应力；faz---软土层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。pz---软土层顶面附加应力；1.垫层厚度与宽度的确定

换填垫层的厚度与宽度设计与计算见第7章（地基上浅基础设计）复合地基基础设计部分内容。2.垫层材料选择（1）砂石：级配良好，不含有机杂质。（2）粉质黏土：土料中有机质含量不得超过5%含有碎石时粒径不超过50mm。（3）灰土：配比2:8或3:7，土料为粉质黏土，石灰为新鲜的消石灰。三、施工要点1.根据不同的填料选择施工机械。粉质黏土、灰土宜用：平碾、振动碾、羊足碾；砂石宜用：振动碾。2.施工方法、分层厚度、每层压实遍数宜通过试验确定。施工时严禁扰动垫层下的软土。3.素填土和灰土施工含水量宜为最优含水量±2%。垫层竣工后应及时进行基础施工与回填。4.重锤夯实的夯锤宜用圆台形，锤重宜大于2t。夯实顺序宜先外后里，先深后浅。四、质量检验1.要求：分层夯实，分层检验。2.检验方法：环刀法（测压实系数），贯入仪、静力触探、标准贯入试验等方法。1.5.5预压排水固结法一、加固原理及适用范围排水固结法：是在建筑物建造以前，有条件地在建筑物场地上进行预压，使地基的固结沉降基本完成以提高地基土的强度。适用范围：淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和软黏土的加固。预压系统：堆载预压系统与真空预压系统。二、砂井堆载预压法简介砂井堆载预压排水固结示意图排水砂垫层堆载堆载产生超静水压力排水砂井软土层工艺：砂井分普通砂井、袋装砂井和塑料排水板（带）。设计要点：（1）砂井直径与间距

普通砂井直径可取300～500mm，间距一般为砂井直径的6～8倍；袋装砂井直径可取70～100mm；塑料排水带的当量换算直径可按式1－16计算；袋装砂井或塑料排水带的间距一般为砂井直径的15～22倍。（2）砂井深度

砂井深度主要根据土层的分布、地基中的附加应力大小、施工条件与期限以及建筑物对地基变形和稳定性的要求等因素确定。（3）砂井平面布置砂井的平面布置可采用正方形或等边三角形排列。（4）砂井材料

砂井砂料应选中粗砂，垫层砂料和砂井砂料相同，含泥量应小于5％，砂料中可混有少量粒径小于50mm的石粒,厚度不应小于500mm。三、真空预压法

真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水通道，再用不透气的封闭膜（橡皮布、塑料布、粘土或沥青等）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，用真空装置进行抽气，先后在地表砂垫层和竖向排水通道内形成负压，使土体内部与排水通道、砂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地从排水通道中排出，从而使土体固结。真空预压排水示意图1.5.6挤密法和振冲法一、挤密法加固原理挤密法是以振动或冲击的方法成孔，然后在孔中填入砂石、土、石灰或其它填料，并加以捣实成为桩体。机理：桩管打入土中，产生横向挤密作用，土体密实，强度增加，同时，桩体本身具有较大的强度，故桩体与土组成复合地基。适用范围：松软砂类土、素填土、杂填土等。二、振冲法加固原理振冲法：是利用振冲器在高压水流的作用下，在黏土中成孔，孔中填入碎石形成桩体，桩体与地基土构成较原土强度高、压缩性小的复合地基。对于砂土地基，是利用振动挤压和振动液化密实加固地基。对于粘土地基，是利用振冲后桩体与原地基土形成复合地基，称为振冲置换。1.5.7化学加固法化学加固法是采用化学浆液灌入或喷入土中，使土体固结（土粒胶结）的地基加固方法。一、灌浆法灌浆法是利用液压、气压或电化法，通过灌浆管把化学浆液灌入土的孔隙中，以填充、渗透挤密等方式，替代土颗粒间孔隙，经一定时间硬化后将松散土粒固结成整体。化学浆液：水泥浆+稳定剂+减水剂+早强剂加固目的：防渗、加固地基、地基托换。二、高压喷射注浆法高压喷射注浆法是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至设计的土层深度，以高压设备使浆液形成20kPa左右的射流喷出，冲击破坏土体，并使土粒剥下与浆液搅拌混合，经凝结固化后形成加固体。喷射注浆方法：旋喷法（形成柱状加固体），摆喷法（形成扇形状加固体），定喷法（形成墙板状加固体）。适用范围：淤泥、淤泥质土、素填土、粉土、塑态黏土、砂土、碎石土等。三、深层搅拌法深层搅拌法是利用水泥作固化剂，通过深层搅拌机械，在加固深度内将软土和水泥强制拌合，硬结成具有整体性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙。适用范围：淤泥、淤泥质土、粉土、含水量较高且承载力较低（≤120kPa）的粘性土。1.5.8托换法一、分类

托换法是对既有建筑物的地基和基础进行处理和加固，或在既有建筑物基础下需要修建地下工程，以及邻近新建工程而影响既有建筑物的安全等问题的处理方法的总称。1.按托换性质分类

既有建筑物地基设计不符要求及扩建或改建；邻近修建地下工程、新建工程或深基坑开挖等。2.按托换目的分类补救性托换、预防性托换和维持性托换三种。3.按托换方法分类桩式托换法、灌浆托换法和基础加固法三种。4.按托换时间分类临时性托换和永久性托换

①补救性托换是指既有建筑物基础下地基土不能满足承载力和变形要求，或因拟对既有建筑物进行增层改造、扩建或改建等而使基础下地基土不能满足承载力和变形要求时，需扩大既有建筑物基础底面积或加深基础至比较好的持力层上，或需对地基进行处理的托换工程。

②预防性托换是指虽然既有建筑物的地基土能满足地基承载力和变形要求，但由于在其邻近要修建较深的新建筑物基础，包括深基坑开挖和隧道穿越，可能危及既有建筑物的安全使用，用托换技术对既有建筑物的地基基础所采取的预防性措施。

③维持性托换是指在新建的建筑物基础上预先设置可装设顶升的措施（如预留安放千斤顶位置），以适应事后产生不容许出现的地基差异沉降值时，设置千斤顶调整差异沉降。按托换目的分类方法：①桩式托换法所有采用桩的形式进行托换的方法都称为桩式托换法，包括坑式静压桩托换、锚杆静压桩托换、灌注桩托换和树根桩托换等。桩式托换适用于软弱粘性土、松散砂土、饱和黄土、湿陷性黄土、素填土和杂填上等地基。

②灌浆托换法灌浆托换法采用气压或液压将各种有机或无机化学浆液注入土中，使地基固化，起到提高地基土承载力、消除湿陷性或防渗堵漏等作用。根据灌浆材料的不同，可分为水泥灌浆法、硅化法和碱液法等。灌浆托换法适用于既有建筑物的地基处理。灌浆托换属于原位处理，施工较为方便。

③基础加固法采用水泥浆或环氧树脂等浆液灌浆，或加大基础底面面积、增大基础深度使基础支承在较好的土层上的加固方法，统称基础加固法。可分为灌浆法、加大基础。按托换方法分类方法：二、托换实施步骤（1）对需要加固的既有建筑物结构进行加固；（2）采取适当而稳妥的办法，将既有建筑物基础的全部或部分支托住；（3）根据需要，对既有建筑物地基或基础进行加固；（4）当需要在既有建筑物下修建地下构筑物时，在基础已支托的状态下，于原基础下开挖土方，并进行该部分施工；（5）将荷载传到新建的地下工程上；（6）必要时，拆除托换结构。回顾与思考地基有足够的强度；地基不发生过大变形；基础有足够的强度与刚度。由基础的形式、尺寸及材料强度调节满足设计前提：地基基础设计要求：地基土物理性质指标（前述）地基受力计算（本章）基础尺寸设计、地基沉降计算结构荷载基底压力上部结构、基础、地基示意图压力扩散线（持力层）（下卧层）地基附加应力自重应力dx第二节土中自重应力计算第三节基底压力第四节地基中竖向附加应力本章讲授内容第2章地基中应力计算第一节概述★学习目标★

知识目标：通过本章的学习，应掌握土的自重应力计算方法及其分布规律；轴心受压及单向偏心受压状态下基底压力与基底附加压力的计算及其分布形态；均布矩形荷载以及均布条形荷载作用下地基中附加应力的计算方法。

能力目标：能运用角点法计算均布荷载作用下矩形基础任意点下的附加应力；查表计算均布条形荷载作用下条形基础（平面问题）任意点下的附加应力；能够分析一般建筑物地基附加应力的分布规律。

研究目的：建筑荷载在地基中产生应力，应力产生应变。本章内容通过研究地基中应力计算方法和分布规律，作为地基变形与强度计算依据。地基中应力类型（来源）：自重应力与附加应力学习要点：地基中自重应力与附加应力计算方法。计算假定：地基为连续（均质）各向同性，半无限弹性体，表面水平，则可运用材料力学公式进行计算。第一节概述概述：自重应力指土自身有效重量产生的应力，它使土密实并具有一定强度与刚度。地基设计计算前应知其原始的应力状态。第二节土中自重应力一、竖向自重应力单层均质土层：zσcz=γzσcz=γzσcz天然地面A0z地基为多层土组成：（力的叠加原理）σcz=Σγhzσcz天然地面Aγ1h1γ2h2γ3h3γ4h40γ1h1γ1h1+γ2h2γ1h1+γ2h2+

γ3h3γ1h1+γ2h2+

γ3h3+

γ4h4地下水位以下土计算时用有效重度γ′；不透水层面及以下无浮力作用情况下应考虑静水压力作用；地下水位下降时有效重度增加，会造成地面下降；地下水位上升时有效重度减小，影响土性，地基承载力降低。二、地下水及不透水层影响：σcyM(x,y,z)yxzrσczσcx地面0K0—静止土压力系数，用于挡土墙土压力计算。可由试验确定。三、水平自重应力

将地基近似视为半无限弹性体，可得水平自重应力为：？1计算要点：地下水位以下用有效重度计算；不透水层面以上考虑浮力，过不透水层面后则考虑水压力影响，不透水层面处自重应力有突变。【例2-1】如图，成层土地基，地面以下有地下水及不透水层。地基土自重应力分布图γ1，

h1γsat2，h2γsat3，h3γ4

，h4不透水层▽①②③下③上④地基剖面图第三节基底压力概要：基底压力是指基础底面传递给地基表面的压力（地基反力），用于地基应力、变形及基础结构计算。FkGkdd基底压力示意图基底压力地基反力lb基础底面上部结构基础地基计算假定：按直线规律变化，根据材料力学公式计算。

一、基底压力分布基底压力分布图基础基础基础基础

基底压力分布形式与基础刚度、荷载大小及分布，基础埋深，地基土性质有关。实际分布形式：如图示，随荷载增大发生变化。二、基底压力简化计算（一）轴心荷载作用下基底压力计算Gk

=γGAd（基础自重）γG=20kN/m3（重度）A=b×l（基础底面积）d—基础平均埋深（自设计地面算起）条形基础取：l=1m计算地下水位以下应扣除水的浮力作用FkGkdd室外室内结构荷载基础自重基底压力pklb基础底面（二）偏心荷载作用下基底压力计算（单向）上部荷载基础自重Fk+GkepkminpkmaxMk设计上一般pkmin＞0，即基底压力要求呈梯形分布。

合力偏心距基底边缘压力最大最小值A=b·l条形基础（l/b≥10）（沿基础长边方向取单位长度l=1m为计算单位）epkminpkmax【例2-2】基础底面尺寸l=3m，b=2m，基础顶面作用轴心力Fk=450kN，弯矩Mk=150kN·m，基础埋深d=1.2m，试计算基底压力。【解】Gk=γGAd=20×3×2×1.2=144kN

偏心距：基底压力：pkminpkmaxFk+GkMk基础底面三、基底附加压力计算－p0

基底面处以下在原土自重应力作用下已沉降完毕，如不考虑地基回弹，基槽开挖后只有超出基底面处土自重应力以外的力，才能引起地基变形，基底新增加的应力，称为基底附加压力（用于地基变形计算）。轴心受压：偏心受压：kkkk挖槽卸荷建造后总荷新增荷载基底附加压力计算原理示意图地基产生变形的主要原因kkkk挖槽卸荷建造后总荷新增荷载基础补偿性设计：高层建筑利用箱形基础或地下室，使设计埋深部分的结构自重小于挖去的土自重，即减小p0，从而减少地基变形。γ·dp0pk不变：【例2-3】例2-2中，基础埋深内土分为两层，重度分别为γ1，γ2，求基底附加压力。解题要点：γ1

h1γ2

h2第四节地基中附加应力附加应力：建筑物荷载（p0)在地基中产生的应力。计算假定：地基土为均质，各向同性，用弹性理论计算。一、竖向集中荷载作用下地基中附加应力计算布辛内斯克（法）公式：K—附加应力计算系数与(r,z有关)M(x,y,z)yxzPrσz附加应力扩散规律：附加应力随深度增加而减小；同深度水平方向越远附加应力越小；附加应力成扩散状分布。深度水平方向水平方向地面P附加应力扩散规律示意图二、竖向均布矩形荷载作用下附加应力计算

矩形荷载（基础）角点下任意深度处附加应力值可根据前述布氏公式，应用力的叠加原理，得如下计算公式：式中：KC—矩形荷载下附加应力计算系数(与l/b，z/b有关)；

p0—基底附加压力。矩形荷载即：基底附加压力

（一）均布矩形荷载角点下附加应力计算p0xz0M(z)blσz

（二）均布矩形荷载任意点下应力——角点法利用角点法和力的叠加原理求基底面任意点处的附加应力。有如下四种情况：adcbefghoadcbefghoⅠⅣⅡⅢoⅠⅡoKc=KⅠ+KⅡKc=KⅠ+KⅡ+KⅢ+KⅣKc=Kob+Koc-Koa-KodKc=Kob+Kod-Koa-Koc例题三、竖向均布条形荷载作用下附加应力计算

同样由叠加法可得基础底面宽度中心以下任意点的M(x,z)附加应力：式中：Ksz—条形荷载下附加应力计算系数(与x/b，z/b有关)。条形基础（l/b≥10）——条形荷载p0zxM(x,z)y＋∞－∞0自重应力：基底压力：基底附加压力：附加应力：本章小结天然地面基础底面附加应力分布曲线自重应力分布曲线地基应力分布示意图【例2-4】基础底面尺寸l=3m，b=2m，基底附加压力p0=100kPa，试计算基础底面中心点以下z=2m，

z=4m

深处M点的附加应力。【解】①利用角点法，过M点将基底面分成四个矩形，M点位于四个角点下。

②计算每个角点下M点的附加应力系数：当z=2m

时：l/b=1.5/1.0=1.5，z/b=2/1=2.0，查表得Kc1=(0.1034+0.1103)/2=0.10685，当z=4m

时：l/b=1.5/1.0=1.5，z/b=4/1=4.0，查表得Kc2=(0.0362+0.0403)/2=0.03825。随深度增加，附加应力减小。③当z=2m

时附加应力：

当z=4m

时附加应力：④计算分析：Mxz0M(4)M(2)地基附加应力计算简图浅基础常用形式与材料毛石基础毛石砼基础柱下钢筋砼独立基础柱下十字交叉基础柱梁上章回顾基底压力：自重应力：应力、应变规律变形计算基底附加压力：附加应力：天然地面基础底面附加应力分布曲线自重应力分布曲线地基应力分布示意图p0第二节土的压缩性第三节地基最终沉降量的计算第四节建筑物的沉降观测与

地基允许变形值本章讲授内容第3章土的压缩性与地基沉降计算第一节概述★学习目标★

知识目标：通过本章的学习，应掌握土的压缩性指标的确定方法及工程应用，了解地基变形与时间的关系、地基变形类型及建筑物沉降观测方法。能力目标：能正确进行土的压缩性试验；能用分层总和法与规范法计算基础的最终沉降量。学习要点：清楚土的压缩性、压缩性指标，掌握地基最终沉降量的计算方法。第一节概述建筑物荷载地基附加应力地基变形（主要是竖向变形）建筑物基础亦随之沉降。计算意义：沉降或不均匀沉降超过容许值，将会影响建筑物的正常使用，如引起上部结构的过大下沉、裂缝、扭曲或倾斜，严重时还将危及建筑物的安全。因此，研究地基的变形，对于保证建筑物的经济性和安全具有重要意义。土是一种散粒沉积物，具有压缩性。孔隙水气体土三相分布组成示意图土颗粒第二节土的压缩性

一、基本概念（一）土的压缩性土的压缩性:土在压力作用下体积缩小的特性。土体积缩小的原因有以下三个方面：①土颗粒本身的压缩(一般建筑基底压力在

p=100～600kPa，可忽略不计)；②土孔隙中不同形态的水和气体的压缩(忽略不计）；③孔隙中部分水和气被挤出，土粒被挤密，孔隙体积Vv减小(为压缩主要原因，设计与计算中考虑）。土的压缩需要一定的时间才能完成，对于无粘性土，压缩过程所需的时间较短。对于饱和粘性土，由于水被挤出的速度较慢，压缩过程所需的时间就相当长，需几年甚至几十年才能压缩稳定。（二）土的固结与固结度各种土在不同条件下的压缩特性有很大差别，可以通过室内压缩试验和现场载荷试验测定。土的压缩随时间而增长的过程称为土的固结。土在固结过程中某一时间t的固结沉降量St与固结稳定的最终沉降量S之比称为固结度Ut

。StS固结示意图室内压缩试验又称为侧限压缩试验。土的压缩特性可由试验中施加的竖向垂直压力p

与相应固结稳定状态下的土孔隙比e

之间关系反映出来。二、室内压缩试验与压缩性指标

（一）压缩试验与压缩曲线试验时，逐级对土样施加分布压力，一般按p=50、100、200、300、400(kPa)五级加荷，待土样压缩相对稳定后（符合现行《土工试验方法标准》

GB/T50123—1999有关规定要求）测定相应变形量Si，而Si可用孔隙比e的变化来表示。e减小压缩受力土样侧限压缩孔隙体积变化示意图piAVvVsV＇vVsh0hiSi土样初始状态受力压缩后状态h0——土样的初始高度，hi——土样在荷载pi

作用下稳定后的高度，Si——土样在荷载pi

作用下的稳定压缩量。图中e0ei（减小）压缩式中：e0——土的初始孔隙比，h0——土样的初始孔高，ei——荷载pi作用下土的孔隙比，Si——荷载pi作用下土的稳定压缩量。小型固结仪测微表平衡装置垂直加载压缩容器加载导环土样环刀加载活塞测微表支架压缩容器以压力p为横坐标，孔隙比e为纵坐标，可以绘出e～p关系曲线，此曲线称为压缩曲线，反映土的压缩性大小，如下图示。e1e2ep1p2p/kPaβM1M20土压缩试验曲线

图示的压缩曲线中，当实际工程p1、p2变化范围不大时(100～200kPa)

，可将压缩曲线上的M1M2小段用其割线来代替。则M1M2段的斜率可表示为：（二）压缩指标压缩系数

a值表示单位压力增量所引起的孔隙比的变化，称为土的压缩系数。

土的压缩性评价：当a1-2≥0.5MPa-1时，为高压缩性土；当0.5MPa-1＞a1-2≥0.1MPa-1时，为中压缩性土；当a1-2＜0.1MPa-1时，为低压缩性土。

工程实践中，常采用p1=100kPa～p2=200kPa压力区间相对应的压缩系数将土的压缩性分为以下三类：用压缩模量Es评价土的压缩性(常用单位Mpa)，即:土的应力变化量与相应的应变变化量之比。

提示：在工程实际中，p1相当于地基土所受的自重应力，p2则相当于土自重与建筑物荷载在地基中产生的应力和。故（p2-p1）即是地基土所受到的附加应力σz。

e1—土的初始孔隙比。土的压缩性指标可野外静载荷试验确定；变形模量E0是指土在无侧限条件下受压时，压应力与相应应变之比值；现场原位载荷试验同时可测定地基承载力。三、土压缩性的原位测试原位荷载试验装置基准梁荷载试坑次梁主梁千斤顶百分表支墩承压板现场载荷试验p～s

曲线：当p＜pcr时，地基土可看成是直线变形体，可采用弹性力学公式计算土的变形模量E0(MPa)。荷载试验p～s曲线

变形模量是在现场原位进行测定的，所以它能比较准确地反映土在天然状态下的压缩性。

0spcrpuabcs1ppcr——p-s曲线直线段终点所对应的应力（kPa），称为临界压力式中：w——沉降量系数，刚性正方形荷载板

w=0.88；刚性圆形荷载板w=0.79；

μ—土的泊松比，可按表3-2采用；

pcr—p-s曲线直线段终点所对应的应力（kPa）；

s1一与直线段终点所对应的沉降量（mm）；

b一承压板宽度（mm）。【例3-1】某工程地基钻孔取样，进行室内压缩试验，试样高为h0=20mm，在p1=100kPa作用下测得压缩量s1=1.1mm，在p2=200kPa作用下的压缩量为s2=0.64mm。土样初始孔隙比为e0=1.4，试计算压力p=100～200kPa范围内土的压缩系数、压缩模量，并评价土的压缩性。

【解】在p1=100kPa作用下的孔隙比

在p2=200kPa作用下的孔隙比属高压缩性土＞地基最终沉降量：指地基在建筑物荷载作用下最后的稳定沉降量。计算地基最终沉降量的目的在于确定建筑物最大沉降量、沉降差和倾斜，并将其控制在允许范围内，以保证建筑物的安全和正常使用。荷载取值：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准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形永久值。计算假定：地基中附加应力按均质地基考虑；地基受压后不发生侧向膨胀。第三节地基最终沉降量的计算分层总和法：将地基压缩层范围以内的土层划分成若干薄层，分别计算每一薄层土的变形量，最后总和起来，即得基础的沉降量。一、分层总和法计算地基最终沉降量的方法：目前一般采用分层总和法和《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011推荐的方法，兹介绍如下：σzi-1j-1jbσczi-1σcziσziσczσz=0.2σczzndhi分层总和法计算原理示意图自重应力曲线附加应力曲线地面SihiFkGkpk

一般采用基础底面中心点下的附加应力计算各分层的变形量。第i层土的压缩量：基础总沉降量：(适于采用压缩曲线)上式适于用压缩模量Es作为计算指标；σzi—第i分层土上下层面所受附加应力的平均值。基础总沉降量计算亦可将上式变为：分层总和法计算步骤如下：1）按比例尺绘出地基剖面图和基础剖面图；

2）计算基底的附加应力和自重应力；

3）将压缩层范围内各土层划分成厚度为hi≤0.4b(b为基础宽度)的若干薄土层，不同性质的土层面和地下水位面必须作为分层的界面；

4）计算并绘出自重应力和附加应力分布图（各分层的分界面应标明应力值）；

5）确定地基压缩层厚度，一般取对应σz≤0.2σcz处的地基深度zn作为压缩层计算深度的下限，当在该深度下有高压缩性土层时取σz≤0.1σcz对应深度；

6）按公式（3-9）计算各分层的压缩量；

7）按公式（3-10）或（3-11）算出基础总沉降量。转三二、规范法《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2011）采用下式计算最终的基础沉降量：—基础底面至第i层和第i-1层底面范围内平均附加应力系数，可按表3-4采用。

式中

ψs—沉降计算经验系数，根据各地区沉降观测资料及经验确定；i-1层i层Δzzi-1规范法计算原