基础工程学三

基础工程学主要内容前言第一讲基础工程的设计原则第二讲岩石地基基础第三讲嵌岩锚杆基础第四讲嵌岩桩基础第五讲土岩组合地基第六讲填土地基

EEEEEEE第五讲土岩组合地基

第五讲土岩组合地基

一、土岩组合地基的特点土岩组合地基过去又称岩土不均匀地基、岩土混合地基，是山区常见的地基之一。其主要特点表现在地基的均匀性和场地的稳定性两大问题上，属复杂条件下的地基类型。第五讲土岩组合地基国标地基规范定义：在地基变形计算深度范围内，遇下列情况之一者为土岩组合地基：①下卧基岩坡度较大者；②石芽密布并有部分出露者；③大块孤石或个别石芽出露者。第五讲土岩组合地基重庆地基规范定义：在地基变形计算深度范围内，遇下列情况之一者为土岩组合地基：①

一幢单体建筑物的地基，部分为岩石，另一部分为土质者；②

下卧基岩表面坡度较大者；③

基岩起伏多变，覆盖土层厚度相差较大者；④

石芽密布并有部分出露者；⑤

风化残余岩块与残积土混杂堆积者；⑥

崩塌体堆积，或崩塌体与坡积土混杂堆积者。第五讲土岩组合特点特点之一：地基变形不均匀与软土地基相比，一般来说强度方面问题不是很大，关键是下卧岩石起伏不平，土层在平面及空间方向均不均匀，导致地基变形的不均匀。特点之二：场地的稳定性问题一般土岩组合地基往往伴随着边坡存在，特别是暗藏的下伏基岩，经常给地基稳定性造成威胁。第五讲土岩组合实例工程实例：重庆钢铁公司滑坡第五讲地基变形验算

二、

土岩组合地基的验算

1．变形验算土岩组合地基的变形验算，主要应考虑刚性下卧层的存在。对上软下硬的双层地基，在荷载作用下会在上层土中发生应力集中现象，这会造成土层变形的增加。如不考虑此因素，则可能出现计算变形值较实际变形值小的情况，得出不安全的结论。第五讲应力增大减小第五讲应力分布比较第五讲地基专题研究

重庆规范组进行了“具有刚性下卧层地基的有限元计算及试验研究”的专题课题研究。⑴有限元计算计算域深为41~50m，其中下卧层为40m，对下卧层顶面的边界，采用上下界面应变协调。计算采用9节点等参元法，计算网格见图1，土层及岩层计算参数和变化幅度见图2。

第五讲有限元网络图第五讲室外载荷试验

⑵室外载荷试验为进一步分析刚性下卧层深度对地基中应力的影响，课题组进行了室外试验坑内的压板试验。压板面积为0.23m2，在板底不同位置布置了9个压力盒测定基底压力分布，压板上的荷载采用钢块堆载，荷载分为17级，最大板底中心处的压力为451kPa。试验坑的几何尺寸及土体内压力盒位置见图3所示。

第五讲试验坑布置图第五讲试验结果比较

⑶试验结果第五讲计算结果分析

⑷计算结果及分析第五讲应力集中分析从图5中可见，土中应力σz的增大量，主要由地基相对厚度H／b（H为上覆土层厚度，b为基础宽度）决定，H／b越小，即刚性下卧层越浅，应力集中现象越显著。当Ｈ≤0.5倍基础宽度时，土中附加应力不随深度衰减，犹如无穷分布荷载作用下地基中的应力。随着H／b的增大，应力集中程度逐渐减弱。当H／b>2时，应力分布与均质地基中的应力相差巳不太大了，当H／b=10时，二者巳非常接近。第五讲沉降增大曲线

第五讲地基沉降分析地基的沉降亦有相似的规律，从图8可见H／b越小，沉降量的增大越显著。当H/b=0.5时，沉降量约增大30％（与E2／E1的比值有关，比值越大，沉降量增大幅度越大，此处考虑中等压缩性土），当H／b>2后，沉降的增大量小于10％，可以认为刚性下卧层对地基沉降的影响巳经很小，即刚性下卧层对上层土的主要影响深度是在基底下２倍基础宽度范围内。因此重庆规范规定：当土层厚度大于2b时，可按均质地基进行应力和变形的计算。第五讲应力变形计算考虑刚性下卧层时的地基变形计算方法：先按弹性半无穷体理论计算出地基中的应力和变形，然后根据刚性下卧层的埋藏深度乘以一增大系数。

pqz=kqzpz

sqz=βqzsz式中：pqz、sqz---具有刚性下卧层时，地基中的应力与变形计算值；

kqz---应力增大系数；

βqz---变形增大系数；第五讲伶土闻岩组合许地基为减少计稀算工作量州，重庆规状范对可不作变形庄验算的土吼岩组合地谷基，给了获一个具体婚规定（傅第7.夏2.2张条表7缴.2.乎2），犹当下卧基岩望表面坡度燃符合表中卡要求时，贿可不作变瓣形验算菊。第五讲盈允辽许坡度奥值表第五讲夏地基稳枝定验算2．稳剖定验算目前地基贤稳定性验灿算还缺乏剥统一的模式，重传庆地区疼在土岩耻地基上产的稳定赖破坏，多发生记在下伏咽基岩坡彻度大于焦30°沿的地区壮，坡度大色于20肆°时猾有稳定等破坏的叨可能。套据此重庆地与基规范椒规定：捡对一级汁建筑物女地基，下卧基叹岩面坡焰度大于芒35％零→1长9.3肉°；二尾级建筑物弦地基，碗下卧基具岩表面辅坡度大反于50兵％→26迈.6°熔时，应租验算地征基的稳蒙定性。绵从而使验算课范围缩圾小到一寒定的限榴制，减畅小了设计工作酿量。第五讲砖土岩组施合地基三、土岩组您合地基终的利用气和处理1.禁加强上绢部结构天刚度；2.蜓采用不掀同的基季础形式拘；3.采取适撕当的处毕理措施巷。土岩组悬合地基通的处理邮原则：1.进地基土累质部分扬所占比嚼例较大博时，改造（处理柏）土质地份基；2.苹地基岩征石部分缺所占比陈例较大雕时，改造（处理那）岩石地乏基。第五讲瓶土骑岩组合椅地基岩石地喘基的处则理方法西：重庆最苍常用的摔办法是周采用褥啦垫。土质地饼基的处倾理方法乔：换填法怕，梁板指跨越法鲜，局部瓶桩基等轧。第六讲落山宏区填土自地基第六讲申山区填土塘地基一、山区填土把地基的特泻点山区填土选按其组成虽可分为素迟填土和杂填土卫两大类袄。其基以本特点名是：1.不描均匀性物质成绝分不均查匀，主要表现烫在深密实度煮不均匀，平面及炊空间分腔布不均怕匀2.不嚼稳定性变形不令稳定主要表悟现在强度不发稳定第六讲剧压祝实填土矛地基二、山区填土较地基的利虚用和处理填土按其除堆填方式度又可分为等压实填土和抛掷盯填土两大师类。1.压实砍填土利用压实斑填土作为腰地基时，编应根据建筑物对访地基的具霞体要求，字进行填方堂设计。设城计内容不包括填约料的性因质、压辰实机械的选岩择、密死实度的重要求、治质量监班督措施等。影对重大所工程，版应在填郊方正式卧施工前，进行疼填方试验扑，取得必包需的填方赞参数后再辫进行施率工。第六讲栋江北机虹场实例工程实例盯：重庆江安北机场重庆江洞北机场你场址属砍浅丘地收貌，自然地表贱高差近侄60m泼，要开临挖10者个山头号填平9条问深沟。副地表及龄沟内覆喂盖层为最饱和粘性土栗，最大什厚度1采0m，设压缩性坡高，承载力低。姜机场场道举平整度要焦求不超过30m族m。为娘此进行跌了填方叙试验。第六讲博机场填蹈方试验重庆江北蹲机场填方益试验：试验场地脖北端为浅狱丘，南端狼为冲沟，相对高草差19抱m。试餐验划分偶了四个负区，每区面积长扛为82m凭，宽为1讲2m，中吩间有6m的隔离嫌带。每赴区均有侧挖填方唱，对各秃区分别采用伯不同的平处理方描法。第六讲腥试亮验场地畜划分I区：将冲沟底的粘土覆盖层全部挖除，分层回填振动碾压至基顶。Ⅱ区：将冲沟底的粘土覆盖层表面耕植土挖除，翻松400mm，晾晒到含水量为13.2%时振动压实，上面分层填筑，强夯夯实。Ⅲ区：将冲沟底的粘土覆盖层用强夯夯实后，上面分层填筑，振动压实。Ⅳ区：将冲沟底的粘土覆盖层用强夯夯实后，上面分层填筑，强夯夯实。第六讲队填岁方试验礼结果试验结雁果：1.四个皱区中，除沉Ⅱ区土地烛基顶下1示.5~3m的密实骑度只达型到96辣.1%胁外，其以余三个区土地象基下0~3m鄙内的密实谣度均达到98%晚；2.Ⅰ区槐的分层振辣压和强夯熟都能满足料土地基下3m内铃的密实堤度达到汇98%躬，3m乖下的密实度成达到96莫%；综合比漫较后，冷最后采披用Ⅰ区阳的分层重型振动锡碾压方法匙，取得了找很好的效县果。第六讲摆山区填逝土地基机场场臣道填方激完成后身，进行磁了大量的静载售荷试验希，Es钳达30~损50M隙Pa。为研究填土的灿变形及蠕或变，在2皆0多米厚途填土的不同腐深度，设葵置了沉降魂观测装置睡，经过5年鲁多的观测瞧，没有发钞现下沉现趟象。此外机场关的副场道个和其它交惠通道，其压实系预数为0.9拴0~0教.95堵不等，湖经观测臭压缩性也很殖低，均可趴作建筑物递地基。据此重素庆地基闪规范给中出了压竞实填土地基注的压实洒系数控烤制值，葵见规范紫表8.2罚.6。第六讲疼山区填惜土地基2.抛在掷填土一般素麦填土当势回填年宾限超过享3年（老无粘性土央）或5腥年（粘行性土）俘时，称聋为“老填土”，总在自重作槽用下可认迫为其变形猫已经稳定。仆但目前番为较快箱取得效敲益，常找要在新填土中啦进行建筑价，这就对椅基础工程屯的设计及施避工提出了缸新的要求规，稍有不帐当就会引盐起建筑波物的损每坏，造辈成事故同。因此往往需批要针对建尚筑物的特勤点和要求兼进行地基疲处理。第六讲蒸合历川凉亭喂园区合川凉亭膏经济园区区建筑物开裂事故1.基犹本情况园区位司于涪江祥的Ⅰ级醒阶地上达，有一条由北向员南流向涪良江的大冲胃沟。冲沟三的最大深尿度为18~豆19m是，最小畜深度为裂2m，冲沟两岸懒的距离为框40~5雕0m。1彻995年康将冲沟回填，闷填筑方式兵为抛掷回芬填，填料戴主要为河围滩里的烧砂卵石俗，局部瓶填有建测筑垃圾和生祸活垃圾监，在冲谣沟里顺时沟谷铺堆设了一条断惭面为4叮.0×贵4.5列m的涵指洞。第六讲筋凉种亭平面堂示意第六讲啦凉索亭建筑疗开裂第六讲拒凉胁亭建筑陕开裂第六讲世地基处奋理方法地基处理深方法：填土地挑基的处滑理方法神有多种泼，通常有：垫敢层法、井重锤夯座实法、戚浸泡法组、振动碾压裕法、深孔层密实展法、注惠浆法等细。1.垫门层法的铸应用垫层法在雪传统的地皂基加固处免理中，是利用垫藏层的应力害扩散作用崇，解决地手基承载力不勇足的问题结。在山区蛛土岩组合碧地基和填土嘉地基的处挺理中，垫护层的作用槽主要调整将应力。第六讲揭垫层法富的应用山区的焰土体颗呼粒很不躁均匀，饲地基中常有块石灰、