地基工程地质问题课件

第六章常见的工程地质问题第一节地基的工程地质问题

一、地基概述稳定成层土石地基由性质上有某些差别而层厚稳定的土石组成沉降均匀(当地基夹有可压缩性很高的软弱土层时)软土、黄土、膨胀土需作特殊处理当夹有厚度变化较大的软弱土层时，建筑物往往产生不能允许的变形厚度变化强烈且有透镜体的地基最不利的地基情况（表现在建筑物易出现强烈的不均匀沉陷变形）二、地基基础设计的工程地质论证该设计的基本任务选择地基系统（天然地基或人工地基）确定基础尺寸(砌置深度、基础底面积和形状)正确设计标志基础的总沉陷差能保证给定结构建筑物的稳定和正常使用邻近建筑物不致因新建筑物引起的土层变形而受到威胁地基土层所承受的荷载不能超过该土层的承载能力正确设计前提明确建筑物结构及荷载形式明确建筑场地地质结构、水文地质条件明确土石的物理力学性质基础设计的工程地质论证内容:⑴基础砌置深度和结构选择论证

基础砌置深度：由于地表土石受地表各种作用的影响而变疏松且有较多有机质，一般情况下它总是强度低而易于变形，因此，建筑物不会砌置在表层，而总是砌于地面下一定深度处，这一深度就叫基础砌置深度。基础砌置深度选择依据建筑物用途、类型、结构特征、荷载大小场地地质条件季节冻结深度和土石冻胀可能性场地地质结构场地水文地质条件关于地下水危害一般应对原

则冻胀涌水、流砂等会影响施工可能会对地基、基础产生侵蚀作用尽可能把基础砌置于地下水位以上或改变基础形式并增大基础底面积(埋深受限时)或尽可能减小基础在地下水位以下的砌置深度根据水的侵蚀性选择基础建筑材料(水位以下时)关于地质结构：①厚层坚硬致密土石层可直接利用作为基础必要时基础放大脚以防荷载过大

②厚层软弱土石场地尽可能加大基础砌置深度或选用整体或钢筋混凝土片筏基础或采用深基础（桩基础）极不利时采用人工地基（填、换、夯、压、挤、拌）轻型建筑物可砌置在上层致密土石层中尽可能潜埋基础以保证基础底面以下有足够厚的良好土层合理确定基础底面积以保证软弱土石层界面的附加荷载不超过该土石层的允许承载力重型建筑物基础按②处理典型场地——我国东南沿海的“硬壳层”地基场地内一定深度之下有很厚的软弱土石层，上覆土石则有较高强

度③“贯穿法”将基础置于下伏坚硬土石中（采用沉井或沉箱将基础直接置于下覆坚硬土石上）当软弱土石层厚过大时，按②处理当软弱土石层为膨胀土时（如成都、河南南阳、平顶山、安徽合肥、蚌埠、云南蒙自等地区）基础应置于该层之下场地内一定深度以下埋藏有坚硬土石,上覆层则为软弱土石④表层和下伏层都是致密坚硬土石，但中间夹有一层软弱土石⑤⑥表层疏松土厚度变化大，下伏坚硬基岩表面起伏不平场地贯穿法将基础置于下伏土石上分配法将基础置于上覆土石中加固法将软弱夹层加固采用变深度、变断面基础，在基岩埋深较大的部分基础砌置深度加大、基础断面加大利用下伏基岩面作支撑桩（岩溶发育地区、山地斜坡带等常采用）四、施工条件的工程地质论证基坑开挖条件评价基坑边壁的稳定条件（确定支撑或开挖坡度）潜蚀或流砂的可能性及预防措施坑底是否会隆起或被高压水头冲溃土石的风化速度和其保护措施在地下水位以下施工时还应定量预测涌水量测定含水层渗透系数K值以便选择排水方法和设备能量Note:5photoeshereFigure8-1Piledrivingusinghammera)hydraulicrotarydrillingequipmentb)C.F.A,

c)underreamingtoolopenposition

Figure8-2CFAProcessNote:5photoshereNote:4photoeshere第三级阶地面均为较厚的膨胀性土组成,与一、二级性质显著不同Note:2imageshere泥石流的形成条件1.地形条件三区上游形成区中游流通区下游堆积区2.强烈的风化作用3.强烈的构造作用4.丰富的降水由三个区构成Note:2imageshereFigure8-1PiledrivingusinghammerFigure8-2CFAProcessa)hydraulicrotarydrillingequipmentb)C.F.A,

c)underreamingtoolopenposition

Note:4imageshereLargematfootingforS.S.Towerinhighwindzone.Atthisstagetheformsforthebaseslabhavebeenconstructed,thesteelrebarshavebeenputinplace,andtheconcreteisbeingpouredusingabucketsuspendedfromtheboomofacrane.Note:2photoshereLoadtestingoflargemodelspreadfooting.FIGURE24.

VerticalstatenamicloadtestonmodelpilegroupatTFHRC.Verticalloadtestofdefectivedrilledshaft.11SIVACopyright﹠2001FieldCompactionFieldCompactionforcompactingverysmallareasVibratingPlateseffectiveforgranularsoils12SIVACopyright﹠2001FieldCompactionFieldCompactionProvideskneadingaction;“Walksout?aftercompactionSheepsfootRollerVeryeffectiveonclaysNote:4photoeshereSIVACopyright﹠2001DynamicCompactionDynamicCompaction-poundingthegroundbyaheavyweightSuitableforgranularsoils,landfillsandkarstterrainwithsinkholes.CratercreatedbytheimpactPounder(Tamper)solutioncavitiesinlimestone(tobebackfilled)SIVACopyright﹠2001DynamicCompactionDynamicCompactionPounder(Tamper)Mass=5-30tonneDrop=10-30mSIVACopyright﹠2001DynamicCompactionDynamicCompactionNote:3photoeshereSIVACopyright﹠2001VibroflotationVibroflotationVibroflot(vibratingunit)Length=2—3mDiameter=0.3—0.5mMass=2tonnesPracticedinseveralforms:Vibro—compactionstonecolumnsvibro-replacementSuitableforgranularsoils(loweredintothegroundandvibrated)SIVACopyright﹠2001VibroflotationVibroflotationSIVACopyright﹠