地基处理技术讲义

地基处理新技术龚晓南著第一章绪论1.1地基处理的目的和意义1.2地基处理原理和分类1.3地基处理规划程序1.4复合地基理论概要1.5地基处理技术新发展土木工程建设中，当天然地基不能满足建设对地基的要求时，需要对天然地基进行地基处理，形成人工地基，以满足建筑物对地基的要求，保证建筑物对地基的正常使用。1.1地基处理的目的和意义1.地基承载力或稳定性问题2.沉降、水平位移及不均匀沉降3.渗透问题

渗透问题主要分为两类：一类是堤坝蓄水构筑物地基渗流量超过允许值时，其后果是造成较大的水量损失，甚至蓄水失败。另一类是地基中水力比降超过其允许值。水力比降是单位流径上的水头差损失。建筑物对地基的要求主要包括以下方面软弱地基或不良地基：不能满足建筑物对地基要求的天然地基称为软弱地基或不良地基。软弱地基主要有：软粘土、人工填土、湿陷性土、有机质土、泥炭土、膨胀土、多年冻土、岩溶、土洞和山区地基等。1.1地基处理的目的和意义根据地基处理原理，可对地基处理进行分类，将各方法归纳如下：（1）置换：置换是用物理学性质较好的岩土材料置换天然地基中的软弱土或不良土，形成双层地基或复合地基。主要包括：换土垫层法、挤淤置换法、振冲置换法、沉管碎石桩法、强夯置换法、砂桩置换法、石灰桩法、EPS超轻材料填土法。1.2地基处理分类（2）排水固结法：是指土体在一定荷载作用下固结、孔隙比减小、强度提高，以达到提高地基承载力、减小工后沉降的目的。（3）灌入固化物：是向土体中灌入或拌入水泥、石灰或其他化学材料，在地基中形成增强体，以达到处理地基的目的。主要有：深层搅拌法、高压喷射注浆法和电动化学灌浆法。1.2地基处理分类（4）振密、挤密法：是采用振动或挤密的方法使未饱和土密实，以达到提高地基承载力和减少沉降的目的。

主要有：原位压密法、强夯法、振冲压密法、挤密砂桩法、爆破挤密法、石灰桩法。1.2地基处理分类（5）加筋：在地基中设置强度高、模量大的筋材，以达到提高地基承载力，减少沉降的目的。主要有：加筋土法、土钉墙法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土复合桩法、钢筋混凝土复合桩法。1.2地基处理分类（6）冷热处理：是通过冻结土体或培烧地基土体，改变土体物理力学性质，以达到地基处理目的。主要有：冻结法和烧结法。1.2地基处理分类（7）托换：是对原有建筑物和基础进行处理和加固。主要包括：基础加宽法、墩式托换法、桩式托换法、地基加固法和综合加固法。（8）纠偏：是指对于沉降不均匀造成倾斜的建筑物进行矫正的手段。主要有：加载纠偏法、掏土纠偏法、顶升纠偏法和综合纠偏法。1.2地基处理分类选择地基处理方法的总原则：力求做到技术先进，经济合理、安全使用，确保质量。

1.3地基处理规划程序1

11.4.1定义与分类：经过地基处理形成的人工地基通常有三种形式：均质地基（包括多层地基）、复合地基和桩基。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。1.4复合地基理论概要竖向增强体复合地基散体材料桩复合地基复合地基柔性桩复合地基刚性桩复合地基水平向增强体复合地基1.4复合地基理论概要复合地基由两个基本特点：一、加固区是由基体和增强体两部分组成，是非均质和各向异性的。二、在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。1.4复合地基理论概要计算思路：一种是先分别确定桩体的承载力和桩间土的承载力，根据一定的原则叠加这两部分承载力得到复合地基的承载力；另一种是把桩体和桩间土组成的复合地基作为整体来考虑，如通过地基滑弧稳定性分析法确定复合地基承载力。在稳定性分析中采用复合土体的综合指标。1.4.2竖向增强体复合地基承载力计算一、采用第一种计算思路复合地基的极限承载力Pcf可用下式表示：式中——分别为桩体、天然地基极限承载力，kPa；K1、k2——分别为桩体和桩间土实际承载力修正系数，与地基土质和成桩方法有关，K1一般大于1；k2可能大于1，也可能小于1。——分别为桩体和桩间土极限强度发挥度；m——复合地基置换率，为桩体面积，A为对应的加固面积。1.4.2竖向增强体复合地基承载力计算桩体地基的破坏方式

1.4.2竖向增强体复合地基承载力计算（一）刚性桩和柔性桩复合地基桩体极限承载力可采用类似摩擦桩极限承载力公式计算：桩体极限承载力计算按式1那.4.垫2计算燃桩体极蚂限承载歉力外，药尚需计静算桩身应材料强动度允许滚的单桩雄承载力证，即Ppf=q(1起.4她.3嗓)由式1寻.4.谋2和式址1.4被.3计提算所得素的二者件取较小乡丰值为桩也的极限观承载力莲。桩体光极限壁承载骆力计登算柔性铜桩复垮合地浇基中拾，临像界桩穴长是两一个逝值得总注意诉的问长题，置龚晓盼南和砍段继刃伟通高过现欲场足铃尺试慎验，头研究小了水胡泥土滥搅拌股桩的肥荷载剥传递厕规律窃得出址：传努递到哑桩端迁的荷豆载占搜桩顶扬荷载涝的比曲例甚奥少，赶桩顶碧的变械形、通轴力峡和侧闸摩阻崭力主表要集隶中在滴0~lc(临界荷守载)深永度内，题并给出待了临界耽桩长计装算图。议陈善雄脏用荷载慎传递函萍数法导省出了临崇界桩长耳的计算张公式：关于臣柔性倚地基室的临卸界桩季长问贱题（二）舌散体复挺合桩地絮基桩体极五限承载乖力主要料取决于跌桩侧土中体所能材提供的吓最大侧挂限力。猾散体材丝式料桩在琴荷载作艳用下，海桩体发蜜生鼓胀砖，桩周硬土进入汁塑性状所态，可鱼通过计疗算桩周柴土侧限组极限应真力计算舞单桩极蓬限承载匙力。其昼一般表积达式为痒：桩体极旗限承载汪力计算计算桩签侧土体危所能提费供的最顿大侧限泛应力常郊用方法粗如下：1.Br黑au阳ns(19辫78)计算渣式该式是梅为计算啦碎石桩荐承载力壶提出的想，其原零理计算武也适用讨于一般疲散体材城料桩的粘情况。Bra跨uns认为，盟在荷载钞作用下挂，桩体炉产生鼓恭胀变形添使桩周贷土进入怒被动极锁限平衡耍状态，扶桩周土窑极限平侵衡区如事图1-禁4-1逮（a）所示。桩侧土亚最大侧裁向极限扰应力计宜算1fM、fK、fR分别沈为平掀衡土弹体的火桩周乱界面铜、滑题动面举和地畅表面饭的面限积。假定：1）桩集周土极恒限平衡搜区位于循桩顶附狂近，滑众动面成含漏斗形，桩体鼓齿胀破坏抄段长度徒等于2r0tgδp，其中r0为桩体养半径，δp=45˚+φ/2，φ松散材钻料桩桩辜体内摩像擦角；2）猛桩周沟土与师桩体地间摩咐擦力3)不计地牙基土和面桩体的命自重。桩侧菊土最让大极裁限应刷力计捐算根据渐力的努平衡零，可令得到早在极衫限荷宰载作美用下酸，桩池周土融上的漆极限岸应力河为：桩侧物土最饿大极阔限应地力计斤算1桩侧土沟最大极爷限应力奶计算1桩侧土皇最大极木限应力胀计算12.规圆哭筒形洒孔扩田张理殿论计独算式根据Ves摆ic圆孔只扩张租理论恭（龚饰晓南聪19痕90躁），清当土绒体内妥摩擦党角φ=0时，桩侧土张最大极脸限应力烈计算当土僻体内送摩擦艇角乱时，驱极限乏状态妖下，邮圆孔咏扩张挡压力pu表达低式为莲:桩侧曲土最肉大极叨限应肉力计悉算刚度挖指标Ir表达芝式为杆：桩侧土泥最大极范限应力鹅计算由式示1.指4.悉10桌和式霞1.中4.浙12坛可分暑别计考算φ=0和眯两省种情破况下哨桩间昼土所甩能提圆供的花侧向蜂极限孩应力Pu值，由垦式1.陡4.4跟可得散拐体材料仙桩极限们承载力针表达式尖：桩体极份限承载阻力计算3.Hau渣ghe危s和Wi粘th钉er胀s(搜19伟74宴)计算毯式Hau情ghe撒s和Wi父th猾er炸s用极堂限平疯衡理拥论分射析，诊建议始按下碗式计杏算桩债间土对侧向教极限晚应力叔值：桩体仅极限膜承载欧力计台算Ha棕ug辨he箭s和Wit侄her谋s根据原魄型观测肿资料分铜析，桩体极调限承载化力计算4.认被动托土压槐力法通过计巴算桩周苍土中的菜被动土甜压力可练以计算薪桩周土看对散体惭材料桩炉的最大鹅侧限压拖力。根违据被动物土压力贞可得桩捧体极限遇承载力巩表达式钓为（又荡超载时熔郎肯被疯动土压伸力公式宇）：桩体榴极限赢承载俱力计香算5.Won势gH生.Y戏.(1桶975硬)计算式对于肃较小叉沉降充量（拳25mm）的桩，Won繁g建议采抹用下式侦计算：桩体极就限承载变力计算复合地叶基极限哲承载力讽计算式绣1.4颂.1中躲天然地头基极限竞承载力山除了直拦接通过闪载荷试钥验，以额及其他增土工试男验资料浮外，常保采用Ske喉mpt趣on极限丛承载列力公咱式进誉行计钱算。Sk越em蹈pt决on极限亚承载帖力公视式为适：桩体疼极限诸承载酸力计恐算已知桩围体极限梳承载力Ppf和桩间汉土极限锤承载力Psf，则可鹿根据蜓式1扶.4猜.1朵得到床复合奴地基指极限剑承载祥力Pcf值。复合地随基的容袍许承载秋力Pcc为：（三四）复击合地脂基容静许承睬载力当复合喝地基加春固区下周卧层为翠软弱土哈层时，唐按复合纺地基加聚固区容俊许承载眨力计算恭基础的途底面尺双寸后，鞭尚需对佛下卧层墨承载力五进行验赛算。要微求作用避在下卧杂层顶面骆处附加休应力P0和自重银应力σr之和P不超过其下卧层楼土的容剖许承载步力[R]，即(四)下卧层核为软弱红土层时包承载力泳验算将桩钱体和呈桩间窃土作苦为整兆体来心