地基处理技术

同济大学叶观宝教授中国地基处理技术

FoundationImprovementTechnologyinChina地基处理的含义场地（Site）：指工程建设所占有并直接使用的有限面积的土地。场地范围内及其邻近的地质环境都回直接影响着场地的稳定性。地基(Foundation,Subgrade):指承托建筑物基础的这一部分很小的场地。基础（Foundation，Footing):指建筑物向地基传递荷载的下部结构。地基处理（GroundTreatment，GroundImprovement）：指天然地基很软弱，不能满足地基承载力和变形的要求，而地基需经过人工处理后再营建基础。建筑物基础地基地基存在的问题

地基承载力或稳定性问题沉降、水平位移及不均匀沉降问题渗透问题特殊土的不良地质问题液化问题地基存在的问题

实例1．加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形，长59.44m,宽23.47m。高31.0m。容积36368m3。谷仓为圆筒仓，每排13个圆筒仓，共5排65个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝土筏基，厚61cm，基础埋深3.66m。谷仓于1911年开始施工，1913年秋完工。1913年9月起往谷仓装谷物，仔细地装载，使谷物均匀分布、10月当谷仓装了31822m3谷物时，发现1小时内垂直沉降达30.5cm。结构物向西倾斜，并在24小时间谷仓倾倒ˊ。谷仓西端下沉7.32m,东端上抬1.52m。1913年10月18日谷仓倾倒后，上部钢筋混凝土筒仓艰如盘石，仅有极少的表面裂缝。PfP>f建筑物荷载过大，使地发生整体滑动，建筑物失稳。实例2.香港宝城滑坡1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡６7人。山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大大降低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。滑动面雨水建筑Gf实例3.比萨斜塔比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼，塔八层，高53.3m。塔的砖石地基的直径为19.6m，最大深度5.5m。塔基向南倾斜，与地面成5.5°第七层在南面突出4.5m。比萨斜塔基础底面倾斜值，经计算为0.093，即9.3％,我国国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7－89中规定：高耸结构基础的倾斜，当建筑物高度Hg为：50m<Hg≤100m时，其允许值为0.005，即0.5％。比萨斜塔基础实际倾斜值已等于我国国家标准允许值的18倍。S地基产生的不均匀沉降造成的建筑物倾斜实例4.大地震中地基液化地震引起大面积砂土地基液化后产生很大的侧向变形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到严重损伤。

实例5．Teton坝

Teton坝位于美国Idaho州的Teton河上，是一座防洪、发电、旅游、灌溉等综合利用工程。大坝为土质肥心墙坝。最大坝高126.5m(至心墙齿槽底)，坝顶长945m。建于1972-75年，1976年6月失事。损失：直接8000万美元，起诉5500起，2.5亿美元，死14人，受灾2.5万人，60万亩土地，32公里铁路。渗透破坏12：30洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底摧毁11：50左右，洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧烈

1976年6月5日上午10:30左右，下游坝面有水渗出并带出泥土。11：00左右洞口不断扩大并向坝顶靠近，泥水流量增加地基处理对象及其特征地基处理的对象软弱地基（SoftFoundation）特殊土地基(SpecialGround)软土（softsoil）冲填土杂填土饱和松散粉细砂淤泥淤泥质土

湿陷性土红粘土膨胀土冻土岩渍土污染土等软弱地基由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。组成物质杂乱，分布不均匀，结构松散。因而强度低、压缩性高和均匀性差。包括淤泥和淤泥质土。在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成。主要由细粒土组成，孔隙比大（大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（压缩系数>0.5MPa-1）和强度低。广泛分布在我国东南沿海及内地。例如天津、上海、杭州宁波、温州、厦门、广州等沿海地区，以及昆明、武汉等内地地区。软土（SoftSoil）冲填土（HydraulicFill）整治和疏浚江河航道时，用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹大量水分吹到江河两岸而形成的沉积土。又称吹填土。冲填土是否需要处理和采取何种方法处理，取决于冲填土的颗粒组成、土层厚度和排水条件。杂填土（MiscellaneousFill）饱和粉细砂（SaturatelooseSand）由于密实度小，容易在动力荷载下产生液化现象，并容易在东水压力作用下产生管涌和流沙现象。特殊土地基指土体在一定压力下受水浸湿时产生的湿陷变形量达到一定数值的土。包括：湿陷性黄土、干旱和半干旱地区具有崩解性的碎石土和砂土。黄土在我国特别发育，广泛分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、山东、河北、河南、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等地。指粘粒成分主要由亲水性矿物所组成的粘性土。具有吸水膨胀、失水收缩的特性。主要分布在广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、陕西、江苏、广东等地。指石灰岩、白云岩等碳酸类岩石在亚热带温湿气候条件下经风华作用所形成的褐红色的粘性土。由于下卧岩面起伏及存在，一般容易引起不均匀沉降。主要分布在云南、贵州、广西等地。土的温度等于或低于摄氏零度，含有固态水。当自然条件改变时，产生冻胀、融陷等不良地质现象。季节冻土占中国领土面积一半以上，其南界西从云南章凤，向东经昆明、贵阳，绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。多年冻土分布在东北大、小兴安岭，西部阿尔泰山、天山、祁连山及青藏高原等地，总面积为全国领土面积的1/5强湿陷性土（CollapsibleLoess）膨胀土(ExpansiveSoil)红粘土(RedClay)季节性冻土(FrozenSoil)

地基处理的目的1、改善土的抗剪特性2、改善压缩特性3、改善透水特性4、改善动力特性5、改善特殊土的不良地基特性1、改善土的抗剪特性地基的破坏属于剪切破坏！因此可以通过提高地基土的抗剪强度来提高地基的强度和承载力。从而防止结构倒塌、边坡失稳。σ1σ3σ3σ12、改善压缩特性※减小建筑物的沉降和不均匀沉降；减小基坑开挖、隧道施工引起的地面沉降；减小降水产生的固结沉降。颗粒水气※土的压缩机理土中的孔隙的减少。由于孔隙中含有水和气，压缩速度受排水和排气特性的影响。3、改善透水特性※地下水位下基坑开挖的止水；砂土液化中的排水。颗粒水气※土的透水性能主要受孔隙大小（渗透性）和排水距离的的影响。可以通过减小孔隙和填充孔隙的方法来减小土的渗透性。也可以在土中植入透水性好的介质（砂石桩和排水板）来增加其渗透特性。4、改善动力特性※松散粉细砂的液化机理在动力荷载作用下，松散粉细砂有结构变密的趋势，从而导致孔压增长，产生液化现象。因此可以通过增加密度、减小动剪切应力和改良排水条件三方面来处理可液化地基。5、改善特殊土的不良地基特性※改善黄土的湿陷性；※改善膨胀土的胀缩性；※改善冻土的冻胀和融沉特性。地基处理的方法

置换1、换土垫层法2、挤淤置换法3、褥垫法4、振冲置换法5、沉管碎石桩法6、强夯置换法7、砂桩置换法8、柱锤冲扩桩法9、石灰桩法10、EPS超轻质料填土法(发泡聚苯乙烯)

地基处理的方法

振密、挤密1、表层原位压实法2、强夯法3、冲击碾压4、振冲密实法5、挤密砂桩法6、爆破挤密法7、土桩、灰土桩法

300T•m强夯降水情强夯-高真损空击感密工湖法（递远眺蔑）降水强元夯-高真钉空击遍密工丑法（餐近景而）施工争之前表层忌处理-高真空浅层添处理-高真涝空深层处理1深层处理2在真空姓管之间胶进行强茶夯高真仗空排云水与揭强夯睁同时之进行5．砂率土地奇基双在点共夫振振匠冲密沸实法多边权轮快鸡速夯耳实法地基处旬理的方该法排水固坦结1、加载块预压法2、超载垮预压法3、砂销井法(普通砂迅井、袋风装砂井川、塑料排谨水带)4、真空遇预压法5、真梢空预唐压与织堆载摔联合骂法6、降耻低地绘下水颗位法7、电渗覆排水法插板岁机(振动锤+龙门架)塑料排粮水板场区串覆膜高真惠空井渡点强夯设备浦东国蜘际机场垫高真空企击密法恩加固地基中处理渐的方质法灌入碌固化怪物1、深仗层搅贪拌法(湿法递与干弟法)2、高压寄喷射注肿浆法3、夯实泰水泥土哥桩法4、渗洗入性边灌浆希法5、劈裂更灌浆法6、挤密娱灌浆法7、电动证化学灌甚浆法SM炒W工法匙组合诞构件忠支护趟结构地基桶处理误的方北法加筋1、加筋郊土法2、锚胁固法(土锚孩、土绕钉、转锚定悼板)3、土工兴合成材歌料4、树权根桩井法5、低强呼度混凝轿土桩复弄合桩基藏法6、钢筋满混凝土雁桩复合赴桩基法(GS金I)(G猎SI贤)土工格视室（geo贯cel退l）和土工联网格（ge越ow店eb）(GS峰I)杭州天哥子岭垃米圾填埋觉场（捷高神）封场锣后可处作为盏牧场暖、公载园、秤高尔馅夫球扑场等抽，有米效利终用了娱土地（捷高秩）GC信L封顶钱层（疤捷高爪）St无ee仁pe昂nSl穗op既e蹄to腰W殃al龄lIncreaseSpace※Sl锡op修e:血F围ac肚e讯in秋cl酒in府at绕io跳n<700※Sol扰uti茧on挖dri雾ven犹by灶ma铃ny苍fac葱tor罩sSl墨op会e浩vs疫.梦Wa挤llRoa卖dwa询yA幕ppl丑ica最tio肤nsIl替lu松st何ra瘦te吹d船Cr盐os塘s恭Se姐ct呀io煤nPa脱ne搁l手Wa深ll标S摊ys惨te喉mFu赚ll梢-H办ei吃gh军t三Pa筑ne日l钥Wa总ll地S命ys贿te悦mMo斯du晚la允r会Bl四oc听k编Wa柱ll醉S嚷ys来te后mI-2予5-矛Fo道und销ers歌Me丸ado伴ws币Pkw饲y.僚Cas轨tle酒Ro筑ck,拘CO地基处晃理的方膜法冷热处片理1、冻结腹法2、烧结淡法地基处陷理的方嘉法改造工续程1、建心筑物世增层干改造彼（地节上、素室内和向且地下的记增层改茎造）；2、建筑沙物改建温、扩建看（调整礼、改善小房屋坟使用维功能受，扩筒大使用面积三）；3、建筑述物加固浑和托换遗工程；4、建膏筑物容移位热工程适（平蚕移、尼转动、缝升降丢移位编、综缺合移晃位）柏；地基处靠理的方骂法1、建筑智物的裂苦损加固鸟处理；2、氡气彼治理工略程；3、建肠筑物脱纠倾肯扶正途及防啦复倾料加固很工程艳；4、不耗均匀崭下沉枣引起湿建筑床物的吩挠曲跟、扭浴曲变堆形的骑病害注处理向工程芹；5、过葛量沉因降建熔筑物划的控斧制与颤处理脉工程枣；6、火京灾、叠水灾侍后建宴筑物哑的检论验、都鉴定吉与加愚固处步理；7、建筑会材料质私量低劣知的危险旋房屋抢衡救与加赞固工程存；8、地肃震、左风灾很损坏梯后建站筑物肥抢救储与加顺固工汽程；9、泥渐石流寒、滑袋坡损取坏的端建筑历物抢念救与雕加固漫工程济；10、地喂面塌茧陷及唐地面呈裂缝榜损坏片的建尤筑物帐抢救轧与加剂固工鹿程；11、其他泊灾害损没坏导致纹的建筑翻物的抢霜救工程病害处础理事故实碧例CF治G桩软基组处理高恨填方路狗堤滑坡事故事扑例搅拌桩晚软基处请理高填肤方路堤禁滑塌地基处忆理的方锐法既有踏建筑地基域基础铜加固骨方法1、基础槽加固法2、基础央托换法3、地奥基加务固法4、组合改加固法敬－同时崭采用诞基础旗加方固、基础托启换或地属基加固等两薪种或两合种以上方法苹的组合教加固地基处息理的方繁法基础加尤固法1、基致础补诵强注着浆加虫固法2、扩大瞎基础底均面积法3、加寻深基旨础法地基处依理的方假法基础昂托换牢法1、锚杆静潮压桩法2、树根雀桩法3、坑式静柄压桩法4、桩式窝托换扇法5、后压肾浆桩液法6、抬墙阳梁法7、沉井托哲换加固旺法地基处指理的方纸法地基弱加固置法1、注杰浆加尺固法2、高压洽喷射注魔浆法3、水鹅泥土保搅拌枪法4、加圾筋水剧泥土旬桩锚扑法5、双司灰桩绵法6、化学撤灌浆法地基处掉理的方贫法纠偏栋方法1、锚杆捧静压桩祸法2、基恶础加曾压纠宵偏法3、基础疑减压和冷加强上皱部结构前刚度法4、套隆筒法5、浸水辉与加压梯矫正法6、排(掏)土纠倾宪法7、预浸支水法8、灰贤土桩罚法地基处灯理的方律法移位地基处丧理方法帽的选择考虑的茂因素1、土的种怨类2、土的咏加固犁深度3、上筋部结要构的葱要求4、能提供喂的材料5、能提剂供的好加固轨机械恳设备6、环境因秧素7、工期要会求8、当巾地处仗理方灰法的番习惯咐，施颤工队房诚伍素由质9、施工未技术条欲件和经普济指标返比较地基替处理贱的原漂则经济上蛙合理

地基处理方法技术上朽可靠施工上宾方便节约恒能源保护似环境地基炭处理牺的设匹计地基阳条件1、地形漠及地端质成达因2、地基的仆成层状助况3、软土究层层厚火及范围4、持力层忘的位置杨及倾斜盒情况5、透水着层的甲位置柄及状朗况6、地下移水位办和孔末隙水驳压力冰的情铅况7、地基捡土的友物理产及力狗学性炎质地基百处理奸的设朽计结构徒条件1、形式：做荷载面省的刚度怜及现状荡、开挖菊型式2、规模垫：荷优载的注大小幼、发券布情排况、卧种类（动贝载或社静载谜）、坚荷载洗面的灯面积及布捞置、扭开挖林深度耐及宽桌度3、重彻要性傲及目朋的4、稳定蔽安全青系数5、沉降及溉变形的必容许值地基处壳理的设保计环境葬影响1、振动、哭噪音－底强夯、上砂桩、混挤密2、土方运欲输－堆登载预压3、附具加下疾沉－悬真空伶预压痒、降总水预非压、循高压喷射注痒浆4、污染饲－石舰灰桩辉、灌朵浆5、施工剥扰动苦－竖公向排鸦水体掠等地基处电理的设回计施工条迅件1、用地条挠件2、工期3、工甲程用旋料4、施工机狮械5、施工岗难易生程度6、施工拼管理跨质量惭控制7、施工棉管理杀水平8、工程造黄价复合柏地基捎特性复合地示基复合拖桩基天然弊地基桩基复合兔地基1、竖碎向加吐筋复营合地蜡基、虫水平笑加筋厨复合地具基2、散稿体土酬类桩筐、水父泥土砍类桩竞、混摧凝土类搞桩3、柔性捐桩、半撇刚性桩石、刚性禁桩4、刚性济基础下运复合地朽基、柔孩性基础下复合担地基地基装处理夹发展烈现状1、理滥论落号后于伟实践2、设弯计人蚕员的辽素质3、施工增质量的滑控制4、施它工机跪械的妖自动躺化程钢度与文施工杀工艺5、检测搭手段与嫂方法6、经济予杆杠的要作用地基胀处理究发展吼动向应用方号面从解决素一般工柴程地基眼加固向斯解决各吓类超软轰、深厚恭、深挖亿等大型岛工程地景基加固器方向发耻展，如总在深厚协超软地刷基上高峡速公路袭、大型渔油罐和唇深基坑盘开挖等地基处框理发展扮动向目的抽方面从以掩提高彻地基略承载馅力与丹稳定兵性为辜目的主向以店解决使基础若过大咽沉降亦和不喂均匀灵沉降委为目载的方迫向发摇展，骨如高每速公你路的刚工后帐沉降盗、基度坑开吸挖的靠侧向鼻变形械和大紫型油廊罐的天不均洁匀沉驾降等地基处霞理发展装动向加固许技术炭方面各类诊施工太方法爸不断认以现撤代新帮技术迈新材桐料充崖实和兵改进姜施工紧工艺截，向饲实用佛有效奶、随绳土质孔和加抽固要馒求而锡定、壶可控欧、可心靠方爽向发布展，贯砂石套垫层→加筋调土垫秩层，慢砂井→袋装俘砂井愿、塑路料排莫水板纺，水搁泥土进搅拌做法的别质量已监控团系统蛛等地基揉处理榜发展袜动向设计握理论铲方面在大量窝工程实针践基础耐上，修征订了地召基处理猜的设计茅规范和台设计手省册：朱中华人扒民共和丛国行业爬标准《建筑渠地基脉处理旧技术奏规范》(J六GJ7名9-9常1)(愧JGJ辨79-叹200附2)；中华河人民运共和置国行竿业标句准《既有史建筑跨地基纷基础英加固者技术越规范》(J缴GJ1渐23-斥200梨0)；中国貌工程赔建设贼标准哲化协谷会标扮准《建筑物辜移位纠逐倾增层泳改造技茶术规范》地基洁处理归发展湿动向其它方牙面大量现腊场监测祝技术的愤应用，敲使信息共设计和密施工成善为今后硬重大工质程设计赢和施工冒的发展暮方向；渐多种方飞法的联挥合处理秃，满足瞒不同工内程的要傍求，如砍土工织沾物垫层陵和排水融板联合堵处理、扇真空预棉压与堆办载预压朋联合处聚理、加蚊筋垫层事和水泥乓土搅拌抓法联合概处理等问题与隆研究浅层处胖理法1、土谅工织来物现感场应伞变测苦试问段题；2、土宇工织渣物应躁力应悦变关识系特扑性研究问局题；3、土工残织物与切垫层的锦复合整伍体的研究；4、垫秤层与字下卧挥层的叼双层嫂地基副的研颗究。问题与移研究排水畅固结找法1、竖向吐排水体济对地基锐土的扰明动影响形问题；2、竖向岔排水体虹的加筋哑作用和状稳定性室问题；3、水健平排其水垫着层的撕设置冶问题榜；4、工崖后沉房诚降问咐题；5、沉降氏过程的镰反分析绒及后续恨沉降的反预估问林题；问题巧与研织究砂石桩乞法1、施工隶工艺；2、桩体统质量的戏检测；3、对桩蚁周土的晌扰动影淘响；4、复久合地清基的亭应力茶分布巴；5、复膜合地悄基的馒变形私。问题庙与研析究搅拌桩织法1、处培理深给度；2、加固番材料及愁费用；3、桩露身质党量检捷测；4、设匹计计浇算；5、合理洪配方；6、施婶工可背靠性宵及监摄控。问题桶与研眼究强夯法1、设计而理论与胳方法；2、冲罚击动餐力特后性的展研究下；3、有老效加见固深勤度标录准；4、表面馋垫层的手设置。简单(单一方范向纠倾)纠偏蛾工程畅的发队展趋断势：复杂(多方锤向纠使倾)简单慢地基医纠倾复杂曲地基格纠倾浅基热础纠稀倾深基础咸纠倾现