地基处理 第一篇 绪论

(1)

采用深基础、桩基础(2)

地基处理，改善土性回顾

浅基础,当承载力、沉降、液化、冻胀等不满足设计要求时：第一篇绪论一、地基处理的目的和对象

岩土工程中，当天然地基不能满足建（构）筑物对地基的要求时，需要对天然地基进行处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用，这方面的工作称为地基处理（GroundTreat_ment），或地基改良（Groundimprovement），或地基加固（GroundReinforcement）。（一）地基可能存在的问题

（1）强度及稳定性：当地基的抗剪强度不足以承受上部结构的自重及附加荷载时，地基就会发生局部或整体破坏。失稳原因分析：事后勘查，发现基底之下为厚十余米的淤泥质软粘土层。地基的极限承载力为251kPa，而谷仓的基底压力已超过300kPa，从而造成地基的整体滑动破坏。基础底面以下一部分土体滑动，向侧面挤出，使东端地面隆起。加拿大特郎斯康谷仓的地基破坏事故加拿大特郎斯康谷仓由65个圆柱形筒仓组成，高31m，底面长59.4m。其下为钢筋混凝土片筏基础，厚2m。谷仓自重20万kN，当装谷27万kN后，发现谷仓明显失稳，24小时内西端下沉8.8m，东端上抬1.5m，整体倾斜26º53´。

基础下的地基土体产生整体滑动或因局部剪切破坏而导致过大的地基变形甚至倾覆。滑裂面地基p

建筑物地基承载力问题(图2)

建筑物地基承载力问题(图4)Early1972滑坡前June1972滑坡后

（2）变形：当地基在上部结构的自重及附加荷载作用下产生过大的变形时，会影响建筑物的正常使用；当超过建筑物所能容许的不均匀沉降时，结构可能产生开裂；湿陷性黄土遇水湿陷，膨胀土遇水膨胀、失水收缩也属于这类问题。孔隙水在水头差作用下

渗漏渗透稳定性造成水量损失，影响工程效益

引起土体内部应力状态的变化，从而改变水土建筑物或地基的稳定条件，甚者还会酿成破坏事故

渗透（3）渗透管涌流砂管涌Teton坝（美国idaho州

）概况：土坝，高90m，长1000m，建于1972-75年，1976年6月失事Teton坝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。Teton坝11：00左右洞口不断扩大并向坝顶靠近，泥水流量增加Teton坝11:30洞口继续向上扩大，泥水冲蚀了坝基，主洞的上方又出现一渗水洞。流出的泥水开始冲击坝趾处的设施。11：50左右洞口扩大加速，泥水对坝基的冲蚀更加剧烈。Teton坝11:57坝坡坍塌，泥水狂泻而下Teton坝12：00过后坍塌口加宽Teton坝洪水扫过下游谷底，附近所有设施被彻底摧毁Teton坝失事后现场状况Teton坝

（4）液化：在地震、机器及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载作用下，会引起饱和松散粉细砂（包括部分粉土）产生液化，使土体类似于液体而失去抗剪强度，从而造成地基失稳和震陷。液化新潟地震液化（二）地基处理的目的

根据工程情况及地基土质条件或组成的不同，地基处理的目的可归纳为：1.提高土的强度---地基承载力;2.增加土的刚度---减少地基沉降量;

对不良地基土进行地基处理，其目的就是为了提高地基的强度和保证地基的稳定、降低地基的压缩性、减少地基的沉降和不均匀沉降、防止地震时地基土的振动液化以及消除特殊性土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。3.改善地基土的水力特性

(1)防渗：堤坝、闸基、水池；

(2)排水：软基固结渗流、挡土墙排水；

(3)渗透稳定性：长江大堤的管涌、流土（采用反滤）;(4)抗冻性。4.改善抗震性能

(1)液化：加密；

(2)震陷：干松砂和溶洞。5.消除黄土的湿陷性、膨胀土的胀缩性等。（三）地基处理的对象软土淤泥与淤泥质土的总称为软土。淤泥土：

e>1.5，>L(IL>1.0)淤泥质土：

e=1.0~1.5，>L(IL>1.0)

地基处理的对象主要是软弱地基和特殊土地基。

软弱地基指主要由软土（淤泥、淤泥质土）、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。

软土的工程特性如下：

(1)

含水率高，孔隙比大：

=40~90%，甚至>100%；

(2)

压缩性高：

a>0.5~3.0MPa-1；

(3)

抗剪强度低：Cu<20kPa，软土地基的承载力一般为50～80KPa；

(4)

渗透性较差：

k=10-6~10-8cm/s,固结过程长；

(5)

具有显著的结构性：我国沿海软土的灵敏度St=4~10，属高灵敏土；

(6)

具有明显的流变性：次固结量随时间增加。

冲填土是在整治和疏通江河时，用挖泥船或泥浆泵把江河或港湾底部的泥砂用水力冲填形成的。冲填土的物质成分比较复杂：

（1）若以粉土、粘土为主，则属于欠固结的软弱土；

（2）当冲填土主要由中砂粒以上的粗颗粒组成时，则不属于软弱土。2.冲填土新加坡人工填海

杂填土一般是覆盖在城市地表的人工杂物。包括：碎砖瓦块等建筑垃圾、工业废料和生活垃圾等。杂填土主要特性：（1）强度低；（2）压缩性高；（3）均匀性差。3.杂填土

饱和松散粉细砂及部分粉土，在机械振动、地震等动力荷载的重复作用下，有可能会产生液化或震陷变形。另外，在基坑开挖时，也可能会产生流砂或管涌。因此，对于这类地基土，往往需要进行地基处理。4.其它高压缩土5.特殊土地基

大部分带有地区性特点，包括湿陷性黄土、膨胀土和冻土等。（1）湿陷性黄土以粉粒为主孔隙比大

e>1.0天然密度小

＝1.4~1.65g/cm3富含碳酸盐类

在覆盖土层的自重应力或自重应力和附加应力作用下，遇水浸湿后土的结构迅速破坏，并发生显著附加下沉，其强度也迅速降低的黄土。成因：风力搬运沉积而成，部分水成特点：湿陷性又分：自重湿陷性黄土地基和非自重湿陷性黄土地基

湿陷性黄土p黄土高原上的湿陷性黄土渤海

华北平原东南季风太行山黄土高原沙漠戈壁降雨降尘西风黄土高原上的湿陷性黄土黄土边坡溜塌黄土冲沟

（2）膨胀土指粘粒成分主要由强亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成的粘性土。工程特性：

胀缩性崩解性多裂隙性超固结性风化特性强度衰减性

工程危害主要表现：对建筑物的影响、对道路交通工程的影响以及对边坡稳定的影响。膨胀土——干裂膨胀土——雨后崩解

（3）盐渍土土体中易溶盐含量超过0.3%的土。工程危害：

溶陷性盐胀性腐蚀性盐渍土

（4）季节性冻土季节性冻土是指冬季冻结而夏季融化的土层。如果基底下面有季节性冻土，将产生难以预估的冻胀和融陷变形。冻胀丘热融沉陷冻土对路基的危害二、地基处理方法分类及其适用性地基处理方法的分类可有多种多样。如：按时间可分为临时处理和永久处理；

按处理深度可分为浅层处理和深层处理；

按处理土性对象可分为砂性土处理和粘性土处理、饱和土处理和非饱和土处理；

按地基处理作用机理可分为置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和冷热等处理方法。

其中最本质的是根据地基处理作用机理进行分类，其具体分类以及加固原理、适用范围见表1-1。表1-1软弱土地基处理方法分类表

深层搅拌法强夯法振冲挤密法青岛港8号码头强夯挤淤工程北海堤爆破挤淤类别方法处理效果沉降处理稳定处理加速固结沉降减小总沉降量控制剪切变形阻止强度降低促进强度增长增加抗滑阻力置换换土垫层法★★★★挤淤置换法★★★强夯置换法★★★石灰桩法★★★排水固结加载预压法★★超载预压法★★真空联合堆载预压★★降低地下水位法★★表1-2各种方法处理效果

类别方法处理效果沉降处理稳定处理加速固结沉降减小总沉降量控制剪切变形阻止强度降低促进强度增长增加抗滑阻力灌入固化物深层搅拌法★★★高压喷射注浆法★★★挤密灌浆法★★★振密挤密强夯法★★挤密砂、石桩法★★★★加筋加筋垫层法★★★低强度混凝土桩★★★钢筋混凝土桩★★★长短桩复合地基★★★续表

通过地基处理形成的人工地基可以分为下述两类：

1.通过土质改良或置换，全面改善地基土的物理力学性质，提高地基土的抗剪强度，增大土体压缩模量，或减少土的渗透性。该类人工地基属于均质地基，或多层地基。

2.通过在地基中设置增强体，增强体与原地基土形成复合地基，以提高地基承载力，减小地基沉降，为复合地基。

均质地基已有较成熟的理论，复合地基理论处于发展中。三、地基处理的原则及程序

地基处理是一门技术性和经验性很强的应用学科。在选择地基处理方法之前，必须认真研究上部结构和地基两方面的特点，并结合当地的经验，选择经济有效的处理方法。地基处理的几条原则：1.针对地质条件和工程特点选用合适的地基处理方法；

2.所选用的处理方法必须符合土力学的基本原理;3.根据地基处理的时效特点进行工程验算与控制;4.重视地基处理的工程经验。

在众多的地基处理方法中，加固机理、理论分析和计算方法等都尚需进一步研究，因此，经验具有相当重要的作用。岩土工程师必须不断的研究和总结，因地制宜，切忌机械地搬用。（一）地基处理方法的选择工期经济性施工难易度方法可靠性环境条件确定处理方法拟定几种处理方案有关条件处理指标及范围方法原理过去成果地基条件道路条件施工条件环境条件土质、地基构成道路性质、道路形式、所在路段工期、材料、施工机械的作业条件施工对周围环境的影响地基处理规划流程（二）处理流程四、地基处理技术的最新发展1

地基处理新方法的涌现2地基处理施工