土力学地基与基础课程讲义地基处理

第十一章地基处理§11.1地基处理概述§11.2换土垫层法§11.3排水固结法§11.4强夯法§11.5砂石桩挤密法§11.6振冲法§11.7化学加固法主要内容§11.1地基处理概述

地基处理的目的 地基处理的目的是采取各种地基处理方法以改善地基土的工程性质，使其满足工程建设的需要。这些措施包括以下五个方面内容：（1）改善剪切特性，增加地基土的抗剪强度。（2）改善压缩特性。（3）改善透水特性。（4）改善土的动力特性。（5）改善特殊土的不良地基特性。主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。

地基处理方法分类、方案选择

§11.2换土垫层法换填法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实（或振实）至要求的密实度。1、换填法主要作用包括：①提高持力层的强度，并将建筑物基底压力扩散到垫层以下的软弱地基，使软弱地基土中所受应力减小到该软弱地基土的承载力范围内，从而满足强度要求；②垫层置换了软弱土层，从而可减少地基的变形量；③加速软土层的排水固结。④防止冻胀。⑤对湿陷性黄土、膨胀土等特殊土，处理的目的是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性等。2、垫层的设计要点按换填材料的不同，将垫层分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、煤渣垫层和粉煤灰垫层等。砂垫层设计的主要内容是确定断面的合理厚度和宽度。，θ（1）厚度的确定：垫层厚度一般应根据垫层底部软弱下卧层的承载能力确定，垫层底面处的附加压力值通常可按简化的压力扩散角法计算。垫层压力扩散角条形乔基础信时：矩形呢基础干时：在具合体计庄算时自，可妹先假循设一邪个垫驱层厚模度，霜然后企进行托验算犬。如不满宪足，县应重标新假员定一静个厚榴度进时行验龙算，姓直至侨满足曾要求烈为止排。垫层怪厚度铲不宜轮大于3m，太帆厚施朋工较哨困难升，而熄太薄露（<0浩.5碌m）则换裹填垫屈层的筛作用角不显学著。（2）宽爸度的药确定:垫层训的宽家度除埋应满讯足应勤力扩犁散的麦要求限外，钳对条撞形基椅础，苦可按下粮式计轮算：底宽访确定宗后，建再根本据开嗓挖基升坑所梅要求盾的坡兰度延苗伸至拜地面倚，即得垫自层的跨设计枕断面伴。垫梅层顶差面宽黑度一废般宜告超出暑基础女底边江不小于30艘0m堵m。垫层巨的承豪载力铲应通毯过现肾场试仆验确侄定，遣当无港实验躬资料查时，找可按下撞表选缎用，汽并验乞算下应卧层鹿承载白力。各种遵垫层滩的承欧载力陕表3、垫忽层材萌料选惨择（1）砂鲜石应选弱用级浑配良葡好的由中粗煎砂，拖含泥振量不滥超过3％，情并应抹除去含树皮、少草皮韵等杂淡质。暑若用汁细砂桥，应才掺入30％～50％的船碎石冲，碎豪石最大亭粒径州不宜剂大于50随mm。（2）粘历土（宣均质霉土）土料扶中有薪机质六含量殊不得辰超过5％，棋亦不见得含登有冻摊土或衣膨胀土。深当含芒有碎赖石时敞，其妈粒径逐不宜忙大于50宝mm。（3）素槐土素土积土料丽中有遇机质欲含量犬不得邻超过5％，蕉亦不存得含第有冻察土或佳膨胀土临，不效得夹扭有砖纷、瓦窗和石美块等歼渗水葡材料尘，碎对石粒命径不换得大衫于50突mm。§11谣.3排水陈固结狠法排水抱固结待法是筐利用岭地基拔排水求固结览的特长性，碑通过锡施加包预压炮荷载，大并增菜设各矿种排业水条尽件（迷砂井源和排阴水垫脸层等毒排水胳体）吸，使司土体中翅的孔载隙水博排出拳，逐波渐固错结，宋地基直发生事沉降冷，同板时强倚度逐宣步提高杰的一赏种软雀土地呢基处薯理方隆法。根据御所施木加的丘预压披荷载蚂不同组，排蝴水固绿结法株可分畅为堆锯载预俗压法、翅真空哀预压堤法和笔联合冈预压香法。1、堆卸载预版压加盈固机雨理在饱史和软机土地便基上扔施加微荷载牙后，兼孔隙常水被为缓慢叨排出色，孔圈隙体积随叉之逐沾渐减呀少，双地基饭发生腥固结校变形秆。同响时随挡着超债静水旗压力菊逐渐消怪散，钱有效牢应力胶逐渐肝提高葱，地穿基土够强度盐就逐丙渐增芳长。基础拔工程ht俗tp侍:/它/2、堆岩载预需压法催设计堆载经预压舰法处跳理地佛基的廉设计睬应包膝括下廉列内耗容：①选疗择竖纷向排刮水井图，确征定其文断面时尺寸季、间歉距、炉排列效方式恐和深暂度；②确桃定预孙压区矿范围膜、预膊压荷伍载大酱小、仗荷载叠分级云、加笛载速途率和屡预压时间再；③计爆算地晚基土敞的固挠结度和、强籍度增湿长、摸抗滑胜稳定沾性和学变形鼻。（1）竖水向排犁水井敲尺寸竖向纸排水处井直颗径：竖向验排水成井分览普通歉砂井卡、袋青装砂阳井和吨塑料卷排水客带。股普通断砂井直径究可取30圣0～50翼0m隐m，袋之装砂巧井直杨径可椅取70～12刃0m觉m。塑切料排水怎带已犁标准刊化，档一般丝式相当昏于直爽径60～70渣mm。（2）砂疲井或亚塑料精排水善带间恐距：通常踩砂井壳的间臭距可既按井芹径比节选用世，井幅径比牧按下棉式确待定：普通产砂井南的间茫距可闹按=6～8选用郊；袋装离砂井鸭或塑羡料排趋水带横的间正距可谎按=1们5～22选用府。（3）竖亭井排婶列方走式：一根氏竖井维的有洽效排贞水圆夕柱体棒的直捏径和竖井钢间距怜的关互系按丘下列储规定益取用燥：梅花妇形布爱置：正方凝形布梦置：由于培梅花吴形排遮列较辜正方归形紧礼凑和招有效，那应用怨较多烟。竖井影的布治置范偏围应膀稍大吸于建束筑物种基础范桥围，脏扩大膝的范轻围可柄由基企础轮啊廓线向外霜增大2～4m。（4）砂蹄井深击度：砂井近的深够度应统根据当建筑灶物对愿地基桑的稳寺定性申和变作形要氏求确定。恋对以鸡地基成抗滑票稳定吼性控缩慧制的交工程蝇，砂志井深兔度至情少应廉超过赔最危险适滑动求面2m。对该以沉施降控疾制的词建筑驾物，判如压淋缩土沾层厚御度不大，伟砂井李宜贯梁穿压尾缩土吸层；若软扩土层旱厚度捆不大湿或软突土层奋含较灰多的盐薄粉县砂夹略层，街预计必固结速率达能满沟足工寨期要框求时放，可麦不设暴置竖亡向排缸水体瞒。（5）砂碑垫层铅：在砂嘱井顶笨面应般铺设甩排水采砂垫级层，衰以连咽通各位个砂首井形楚成通煎畅的排理水面荒，将衣水排兴到场灶地以肯外。踏砂例垫层社厚度峰不应由小于0.壮5m；水下碑施工姿时，刷砂垫辆层厚抬度一虚般为1.铅0m左右女。为介节省庙砂料挡，也可采艘用连愁通砂动井的乡丰纵横析砂沟葛代替颜整片耽砂垫匠层，尘砂沟盏的高余度般舞为0.偿5～1.在0m，砂协沟宽络度取宰砂井挂直径角的2倍。确定博加载碑的数印量、狼范围黑和速谜率预压团荷载厅的大内小，倡应根高据设贝计要棍求确唐定，忍通常策可与惑建筑胡物的基槐底压舰力大富小相以同。广对于伞沉降偏有严湖格限积制的崇建筑猪，应债采用场超载预烈压法衬处理絮地基侨，超誉载数旬量应惑根据峰预定骆时间薪内要洞求消纺除的强变形量五通过木计算虎确定纲，并定宜使蔽预压佳荷载纸下受贤压土味层各睛点的笋有效谨竖向压次力等路于或林大于闻建筑价荷载疯所引括起的行相应傍点的暴附加他压力拾。加载逃的范并围不足应小避于建幅筑物挠基础折外缘净所包痕围的摇范围唇，以礼保证建泄筑物律范围须内的臂地基是得到花均匀注加固惯。加载绩速率鄙应与疫地基狡土增击长的停强度址相适畜应，钥待地蹄基在自前一图级荷载牌作用唱下达肾到一躲定的助固结层度后谅，再这施下盐一级度荷载歼。二、挤真空波预压巴加固沟机理真空会预压异是通悠过覆种盖于孟地面盈的密推封膜跳下抽尚真空竟，使笨膜内知外形成涂气压育差，征使粘耀土层基产生天固结搏压力凭。即沸在总软应力断不变声的情筒况下，后通过先减小继孔隙才水压您力来黄增加桥有效倒应力竿的方端法。个真空寇预压缎和降水焰预压弄是在逮负超腊静水序压力殊下排鼓水固阔结，晋称为思负压旬固结悠。真空薯预压身的原父理主如要反属映在膜以下忍几个幸方面邮：（1）薄罚膜上千面承剂受等央于薄塌膜内裕外压门差的划荷载羞。（2）地订下水乘位降傲低，逆相应慈增加鄙附加元应力贷。（3）封过闭气重泡排异出，尼土的链渗透含性加墙大。真空阀预压戏法设番计（1）竖押向排余水体畏尺寸膜：采用访真空煌预压辰法处长理地茧基必杨须设丹置竖冤向排惰水体贝。竖家向排拔水体哥可采多用直问径为70漂0m煎m的袋主装砂剥井，阿也可婚采用捡普通边砂井逝或塑慕料排蜜水带艰。其提间距秀可按辉照加载预左压法填设汁呢的砂悉井或遇塑料证排水丝式带间咬距选曾用。（2）预伶压区螺面积缩慧：真空墙预压掩区边升缘应戒大于偶建筑游物基睛础轮圈廓线茎，每青边增齿加量稼不得则小于3.怠0m。每块省预压砍面积计宜尽垒可能源大且化呈方妹形。（3）真缎空预牵压的等膜内忽真空级度应磨保持亮在65黑0m以mH去g以上棕，相骡当于80栋kP状a的真空压加力，乒且应袋均匀悔分布吃；（4）沉恼降计暗算，途先计杂算加赛固前谊建筑您物荷烟载下喇天然协地基杀的沉啊降量夺，后冈计算寺真空预画压期治间所艺完成静的沉育降量帝，两社者之璃差即剪为预兽压后阅在建再筑物蚁使用睡荷载忍下可屯能发生举的沉轿降。§11窑.4强夯店法强夯歇法是决法国L·梅纳四（Me屋na罢rd密）1协96男9年首乡丰创的矛一种盏地基傅加固谷方法解。夯院击后涂的地鼠基承乖载力幻玉可提沈高2姓～5递倍，以压缩衔性可因降低泊20形0～坡50换0％借，影脉响深般度在擦10m以上论。强夯升法亦称挨为动射力固件结法邀，是境一种害将较滚大的未重锤(一般泉约为80咏~4疏00作kN，最德重达20拐00软kN倡)从6~浅20摧m高处(最高烘达40埋m)自由后落下挨，对超较厚会的软箩土层甩进行趣强力楚夯实伍的地俭基处蛇理方渔法。特点棚：夯击幼能量棍大，袄因此猴影响深俱度也茧大。比并具剩有工吃艺简堵单，乐施工侧速度妙快、拾费用两低、朝适用鄙范围沉广、狼效果未好等择优点减。强夯笛法适美用性娘：适用叮于碎项石类支土、添砂类研土、吸杂填近土、堵低饱沸和粉痒土招和粘左土搬、湿姓陷性骑黄土言等地续基的芝加固辣，效蛙果较妻好。临对于差高饱术和软遣粘土(淤泥掩及淤必泥质狡土)强夯邀处理守效果继较差限，但盒若结泼合夯熟坑内鞭回填售块石疤、碎萄石或发其他猜粗粒急料，撑强行左夯入帜形欲成复倍合地田基（绒称为挨强夯欠置换展或动演力挤输淤）惊，处究理效魄果较呈好。加固坊机理掌：动力阅挤密宣、动酒力固稻结、卧动力惊置换古。加固备机理(1板)动力旅密实采用乖强夯傍加固面多孔钱隙、崇粗颗盆粒、坟非饱猎和土殿是基勺于动成力密摧实的压机理团，即局用冲努击型哄动力毕荷载梁，使岔土体饥中的勤孔隙序减小牙，土蜻体变矛得密甩实，奔从而肝提高林地基阀土强赛度。涛在采用竭强夯龄法加敌固多裤孔隙防、粗旱颗粒拖、非融饱和外土的搜过程润中，高能映量的禁夯击泰对土慢的作励用不朗同于滥机械倦碾压治、振滤动压竭实和纸重锤肚夯实坑，巨大导的夯属击能出量产测生的普冲击询波和驱动应叫力在伟土中馋传播剃，使辣颗粒叠破碎似或使港颗粒车产生含瞬间强的相糊对运畜动，躺从而吩孔隙芬中气冬泡迅名速排弹出或临压缩凡，孔川隙体恨积减拒少，义形成唐较密娃实的卡结构侨。(2再)动力抹固结用强税夯法刚处理剖细颗夏粒饱叨和土记时，疑则是腰借助随于动届力固忍结的毙理论镇，即巨大贫的冲恰击能暂量在察土中兴产生六很大茂的应阿力波讽，破贫坏了灰土体乏原有词的结摆构，垃使土姻体局悟部发窗生液叮化并捞产生月许多勤裂隙艘，增屠加了鹅排水口通道叹，使犬孔隙痕水顺忘利逸薪出，搭待超卷孔隙值水压弊力消丑散后爷，土续体固乔结。点由于唤软土漂的触娇变性睛，强按度得暴到提粥高。夯击哗次数衔与遍况数夯击希次数梨应根辽据现诸场试商夯的悦夯击留次数李和夯冠沉量翼关系倚曲线程以及前最后割两击孤夯沉牢量之厦差并扰结合壮现场下具体怖情况旺来确蔬定：①最誓后两绸击的许平均罩夯沉嚼量不程大于50迟mm，当目单击座夯击腰能量趋较大旦时，中应不率大于10服0m恐m，当惜单击舰夯击慕能大证于60疤00违kN仍·m时不先大于20菠0m话m；②夯检坑周斧围地课基不祖应发希生过颗大的毁隆起哥；③不鄙因夯港坑过日深而锡发生皂起锤模困难勿。各抵试夯动点的买夯击肥数，通应使屿土体年竖向胞压缩村最大戏，而盘侧向悦位移最最小化为原调则，仔一般桑为5~搏15击。段夯击长遍数袖一般窄为2~珍3遍，允最后隐再以反低能骨量满励夯一肉遍。间歇枝时间滨：对于芹多遍嘉夯击垫，两宿遍夯佛击之鹿间应瓣有一妄定的降时间糟间隔厨，主种要取隙决于埋加固石土层罪孔隙列水压纪力的啦消散忍时间离。对槽于渗崖透性甩较差努的粘彩性土搬地基贷的间萍隔时急间，突应不环小于3~脊4周，非渗透恶性较未好的狠地基呈可连叛续夯开击。夯点慌布置叫及间孔距：夯点词的布昆置一思般为啦正方螺形、驳等边改三角鲁形或露等腰嗽三角炕形，共处理例范围布应大蚊于基态础范密围，悔宜超煌出1/遇2~珍2/墨3的处振理深瓣度，陡且不诉宜小及于3m。夯针间距丹应根罗据地巾基土淡的性章质和充要求劣处理赚的深没度来梦确定段。一痰般第准一遍酒夯击上点间戒距可踢取5~打9m，第俭二遍扔夯击准点位夺于第落一遍佩夯击呼点之昼间，陵以后球各遍委夯击饥点间钢距可羞与第财一遍缩慧相同棒，也叠可适汗减小盛。强夯掩法强夯痒法强夯治法§11络.5砂石观桩挤耽密法碎石库桩、贴砂桩超和砂则石桩昏总称膛为砂申石桩，又称骡粗颗涌粒土障桩，表是指兔采用振动租、冲屈击或晴水冲劲等方槐式在软基弱地兵基中揪成孔聚后，弄再将碎石软、砂腿或砂宇石挤压嫌入已猾成的点孔中桶，形城成砂左石所尽构成州的密滔实桩烈体，皮并和稻原桩归周土号组成姥复合悄地基叼的地瘦基处扶理方提法。砂石既桩适贸用于敬挤密松散托砂土善、粉设土、锈粘性勾土、论素填荷土、毒杂填何土地顶基。罗对饱丙和粘下土地舱基上怕对变贞形控踢制要煮求不佛严的碰工程燃也可喷采用里砂石拴桩置恶换。绳砂石忘桩也笑可用渠于处坦理可毛液化拨地基纠。振冲此法是霞利用希一个佛振冲辫器，提在高称压水倍流的失作用均下边毕振边漂冲，样使松波砂地疮基变达密；服或在激粘性瞎土地迹基中朱成孔钥，在昂孔中搏填入残碎石横制成杆一根柱根的钢桩体饺，这队样的孟桩体同和原科来的失土构陆成复合乒地基。胀在毫砂土虽中和壳粘性兔土中奏振冲陶法的村加固滨机理扇是不脑同的蚀。在辛砂土社中主斤要是纯振动迁挤密芒和振桃动液杜化作原用；赵在粘乏性土任中主业要是垂振冲少置换哑作用获，置辛换的妙桩体投与土虫组成猎复合汤地基限。§11哈.6振冲理法§11骂.6振冲割法在粘清土中形主要妻起振偏冲置修换作决用，近置换握后填才料形秒成的想桩体罢与土列组成贸复合政地基狂；在砂胸土中加主要观起振篮动挤燥密和起振动朱液化怎作用痕。振冲可置换圆法振冲毒密实顶法作用哪机理监：振冲擦法适与用的粘土层：加料衫振冲舞：细醋砂、挨粉土世、粘洽性土赏、素码填土腔、杂果填土玻不加子料振栽冲：菌中、步粗砂§11梳.7化学役加固捡法灌浆帅法水泥尤深层何搅拌前法高压要喷射统灌浆筐法灌浆杏法是捕指利石用液压罢、气感压或认电化蒜学原停理，通过肚注浆萍管把拌浆液贞均匀令地注狼入地跳层中校，浆夜液以填充罩、渗无透和慎挤密等方夜式，尘赶走焰土颗喂粒间遭或岩驼石裂脸隙中冶的水宴分和蜡空气林后占这据其流位置腹，经撤人工画控制淹一定色时间光后，拼浆液严将原膊来松滥散的指土粒扛或裂字隙胶锅结成裙一个束整体，形成臭一个储结构微新、迫强度垒大、聚防水策性能严好和钉化学瓦稳定粮性良迫好的演“结歇石体绩”。灌浆惜法2加固件目的丸有以泰下几鞠个方泼面：①增加灾地基须的不药透水滤性，速常用标于防六止流收砂、管钢板拘桩渗径水、灯坝基般漏水斜、隧提道开安挖时挪涌水丘以及拜改善块地下吼工程住的开表挖条逝件；②截断奴渗透威水流暮，增艘加边欣坡、起堤岸输的稳萍定性堵。常搭用于倦整治低塌方塘、滑殖坡、挺堤岸盖以及意蓄水丙结构晶等；③提高质地基迈承载齿力，指减少夺地基遗的沉进降和仓不均中匀沉荡降；④提高题岩土粗的力券学强穿度和忘变形踏模量愁，固场化地询基和喂恢复抽工程放结构铅的整颜体性芦，常盒用于冬地基铅基础插的加朗固和洗纠偏些处理经。3应用干主要层有以惜下几经个方示面：①坝基便的加因固及贴防渗②建筑视物地嘉基的替加固③土坡矛稳定蚕性加设固④挡土屡墙后保土体肝的加仅固⑤已有您结构兽的加艰固：⑥道路蔽地基采基础匙加固⑦地下僚结构退的止锄水及预加固脚：⑧井巷准工程颂中的裹加固烈及止宾水⑨动力同基础宁的抗耀振加箩固⑩其他两：预旦填骨车料灌草浆、耀后拉盟锚杆被灌浆象及钻方孔灌辅注桩驳后灌律浆。大坝券帷幕跌灌浆溢洪活闸帷括幕灌单浆建筑肾物地口基的旬加固隧道烈加固挡土派墙后腔土体产的加椅固道路扶地基谋基础均加固水泥工深层弟搅拌姑法深层屈搅拌殊法（De太ep懂M伙ix格in容g太Me攀th科od国──化DM绵M）是功一种尾化学粱加固止地基虑的方焰法。蝇它通个过特铲制机策械─狗─各果种深笛层搅匪拌机堂，沿咏深度姻将固化齐剂（水盏泥浆授、水差泥粉凉或石佩灰粉总，外呜掺一凶定的明添加袍剂）撞与地基璃土强制际就地冈搅拌刃，利念用固袖化剂坛自身躁及其袜与地挠基土你之间邮所产见生的喜一系项列物未理、坛化学脖反应岂，使剪地基俘土硬独结成益为具从有整弓体性凑、水就稳定晶性、或较低凑渗透那性和仗一定宜强度捏的复合朴土桩吐（体歇），或与秒地基脆土构随成复家合地航基，苍从而砍提高喜软土仔地基帖的承撤载力众、减标小地看基的反变形湿法歼：水铜泥浆吴喷射干法把：水颂泥粉季喷射适用旋范围渠：用于司处理怒正常蒸固结敲的淤枣泥与直淤泥授质土恰、粉竭土、仁饱和夹黄土