土木工程概論第八章基礎(chǔ)工程土木工程概論第八章基礎(chǔ)工程128.1地基及基礎(chǔ)的概念建筑物的全部荷載均由其下的地層來承擔(dān)。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基；建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。建筑物上部結(jié)構(gòu)--

superstructure基礎(chǔ)--foundation地基--base28.1地基及基礎(chǔ)的概念建筑物的全部荷載均由其下23基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)地基建筑物三部分示意圖3基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)地基建筑物三部分示意圖34

建筑物的上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三部分，功能不同，研究方法各異，但它們又是建筑物的有機組成部分，缺一不可、彼此聯(lián)系、相互制約。依目前的理論水平，還很難做到這一點。盡管如此，我們在處理地基基礎(chǔ)問題時，頭腦里一定要有地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用的整體概念，盡可能全面地加以考慮。4建筑物的上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三部分，功能不同，研究45

建筑物的地基和基礎(chǔ)是建筑物的根本，它們一旦出現(xiàn)問題，建筑物的安全和正常使用必然受到影響。建筑物的事故，絕大多數(shù)都與地基和基礎(chǔ)有關(guān)。組成地層的土或巖石是自然界的產(chǎn)物。建筑物建造在地層上面，所以建筑物場地的工程地質(zhì)條件是決定地基基礎(chǔ)設(shè)計和施工的先決條件。5建筑物的地基和基礎(chǔ)是建筑物的根本，它們一旦出現(xiàn)問題5基礎(chǔ)一般設(shè)置在天然地基上。當(dāng)碰到軟弱地基土?xí)r，有時候需要進行人工處理，成為人工地基。必要時設(shè)置樁基礎(chǔ)。有時基礎(chǔ)設(shè)計不當(dāng)，產(chǎn)生過大的變形——沉降，尤其是不均勻沉降，使上部建筑產(chǎn)生裂縫、傾斜甚至倒塌實例并不少見。基礎(chǔ)一般設(shè)置在天然地基上。當(dāng)碰到軟弱地基土?xí)r，有時候需要進行6LeaningBellToweratPisa,Italy比薩斜塔Unqueal/Differentialsettlements不均勻沉降LeaningBellTowerUnqueal/Diff7地質(zhì)條件：30mofmarineclaysitsatadepthof10mbelowthesurfaceofthetower’sfoundations南北承載能力：50kPa負載：500kPa地質(zhì)條件：南北承載能力：50kPa8In1998，TemporarycableIn1998，Temporarycable9Leadofcounterweight平衡重Leadofcounterweight10In1999，Soilextraction抽土In1999，Soilextraction抽土1141tubesquantityofsoiltoberemoved：50m341tubesquantityofsoiltobe12由于荷載的不均勻，對均勻地基也會產(chǎn)生不均勻沉降。但處理得當(dāng)亦可以防止發(fā)生事故——實例：開封開寶寺木塔。還有地震產(chǎn)生的地基土液化而發(fā)生裂縫、傾斜倒塌事例：由于荷載的不均勻，對均勻地基也會產(chǎn)生不均勻沉降。但處理得當(dāng)亦13Effectsofliquefaction(液化)causedbythe1964Niigata（新瀉）earthquakeonapartmentbuilding(震級)magintudeofearthquake=7.6Effectsofliquefaction(液化)ca14第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件15Sandboil(沙涌)--resultofliquefactionSanderuptedupwardlikeeruptionofvolcanicSandboil(沙涌)--resultofliqu162011ChristchurchearthquakeSandboil2011ChristchurchearthquakeS17Resultofliquefaction2011ChristchurchearthquakeResultofliquefaction2011Chr18土是連續(xù)介質(zhì)，不僅結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)對上部結(jié)構(gòu)有影響，地基的沉降也能帶來附近基礎(chǔ)的沉降，使該基礎(chǔ)上部建筑出現(xiàn)裂縫。甚至大面積堆料附近地基施工不妥善處理也會造成已建成建筑的損害。比如：開挖地基、打樁或抽水等。還有濕陷性土、多年凍土等對基礎(chǔ)影響很大。土是連續(xù)介質(zhì)，不僅結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)對上部結(jié)構(gòu)有影響，地基的沉降也能帶1920研究土體的應(yīng)力、變形、強度、滲流及穩(wěn)定性的一門力學(xué)分支學(xué)科稱為土力學(xué)。土力學(xué)是基礎(chǔ)工程的理論基礎(chǔ)。土力學(xué)所要研究的兩大基本問題是土體的變形和強度。20研究土體的應(yīng)力、變形、強度、滲流及穩(wěn)定性的一門力學(xué)2021地基基礎(chǔ)設(shè)計必須滿足的基本條件

建筑物的建造使地基中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，所以地基基礎(chǔ)的設(shè)計必須滿足：a.作用于地基的荷載不超過地基的承載能力（地基土的強度問題）；b.控制基礎(chǔ)沉降使之不超過允許值（地基土的變形問題）。21地基基礎(chǔ)設(shè)計必須滿足的基本條件建筑物的建造使地基2122

在土建、水利、橋隧、道路、港口等有關(guān)工程中，以巖土體的利用、改造與整治問題為研究對象的科技領(lǐng)域，因其區(qū)別于結(jié)構(gòu)工程的特殊性和各專業(yè)巖土問題的共同性，已發(fā)展融合成為一個自成體系的專業(yè)—“巖土工程”。它的研究方法是由三種基本手段（數(shù)學(xué)模擬、物理模擬和原位觀測）綜合而成。所謂巖土工程，即為土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)和巖體力學(xué)的結(jié)合。22在土建、水利、橋隧、道路、港口等有關(guān)工程中，以巖土228.2基礎(chǔ)的重要作用基礎(chǔ)為傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載至地基上的結(jié)構(gòu)。

建筑物地基可分為天然地基和人工地基，基礎(chǔ)可分為淺基礎(chǔ)(Shallowfoundation)和深基礎(chǔ)(Deepfoundation)。深基礎(chǔ)埋深較大，其主要作用是把所承受的荷載相對集中地傳遞到地基深部；而淺基礎(chǔ)則是通過基礎(chǔ)底面、把荷載擴散分布于淺部地層。8.2基礎(chǔ)的重要作用基礎(chǔ)為傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載至地基上的結(jié)構(gòu)23ShallowfoundationDeepfoundationShallowfoundationDeepfoundat248.3基礎(chǔ)類型墻下條形基礎(chǔ)(Stripfooting）柱下單個基礎(chǔ)(Spreadfooting)柱下條形基礎(chǔ)(Combinedfooting)筏板基礎(chǔ)(Mat/Raftfooting)薄殼基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)ShallowfoundationDeepfoundation8.3基礎(chǔ)類型ShallowDeepfoundatio256.3.1墻下條形基礎(chǔ)(Stripfooting)有無筋和配筋式兩種6.3.1墻下條形基礎(chǔ)(Stripfooting)有266.3.2柱下獨立基礎(chǔ)(Spreadfooting)其中需要注意偏心受壓情況。廠房中也有做成杯口狀6.3.2柱下獨立基礎(chǔ)(Spreadfooting)276.3.3筏板基礎(chǔ)(Mat/Raftfooting))6.3.3筏板基礎(chǔ)(Mat/Raftfooting)28平板式Flatplate柱下板加厚式platethickenedundercolumns（柱帽式）梁板式beam-and-slab板上基座式platewithpedestals箱型基礎(chǔ)basementwallsaspartofmat6.3.3筏板基礎(chǔ)(Mat/Raftfooting))平板式Flatplate6.3.3筏板基礎(chǔ)(M29筏板基礎(chǔ)Matfooting筏板基礎(chǔ)Matfooting3031第1節(jié)概述第2節(jié)樁的分類第3節(jié)單樁軸向荷載的傳遞第4節(jié)單樁豎向承載力的確定第5節(jié)樁基礎(chǔ)設(shè)計8.3.4樁基礎(chǔ)(Pilefoundation)31第1節(jié)概述8.3.4樁基礎(chǔ)(Pilefoun3132第1節(jié)概述如果建筑場地淺層的土質(zhì)不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求、而又不宜采取地基處理措施時，就需要考慮以下部堅實土層或巖層作為持力層的深基礎(chǔ)方案。樁基礎(chǔ)是應(yīng)用最為廣泛的一類深基礎(chǔ)。8.3.4樁基礎(chǔ)(Pilefoundation)32第1節(jié)概述如果建筑場地淺層的土質(zhì)不能滿足建3233

樁基礎(chǔ)：是由基樁和連接于樁頂?shù)某信_共同組成。承臺把樁聯(lián)結(jié)起來并承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，然后通過樁傳遞到地基中去。

樁是垂直或微斜埋置于土中的受力桿件，它的橫截面尺寸比長度小得多。其作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給土層或巖層。33樁基礎(chǔ)：是由基樁和連接于樁頂?shù)某信_共同組成。承臺把樁33樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)3435樁基礎(chǔ)設(shè)計也應(yīng)注意滿足地基承載力和變形這兩項基本要求。

按行業(yè)標準《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94－94），建筑樁基設(shè)計與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計一樣，應(yīng)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法，并按極限狀態(tài)設(shè)計表達式計算。樁基的極限狀態(tài)分為下列兩類：35樁基礎(chǔ)設(shè)計也應(yīng)注意滿足地基承載力和變形這兩項基本要3536

(1).承載能力極限狀態(tài)

對應(yīng)于樁基受荷達到最大承載能力導(dǎo)致整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形；

(2).正常使用極限狀態(tài)

對應(yīng)于樁基變形達到為保證建筑物正常使用所規(guī)定的限值或樁基達到耐久性要求的某項限值。36(1).承載能力極限狀態(tài)3637第2節(jié)樁的分類一、按樁的使用功能分類

1.豎向抗壓樁

主要承受豎向下壓荷載（簡稱豎向荷載）的樁，應(yīng)進行豎向承載力計算，必要時還需計算樁基沉降，驗算軟弱下臥層的承載力以及負摩阻力產(chǎn)生的下拉荷載。8.3.4樁基礎(chǔ)(Pilefoundation)37第2節(jié)樁的分類一、按樁的使用功能分類8.3.4樁3738

2.豎向抗拔樁

主要承受豎向上拔荷載的樁，應(yīng)進行樁身強度和抗裂計算以及抗拔承載力驗算。

3.水平受荷樁

主要承受水平荷載的樁，應(yīng)進行樁身強度和抗裂驗算以及水平承載力和位移驗算。

382.豎向抗拔樁3839

4.復(fù)合受荷樁

承受豎向、水平荷載均較大的樁，應(yīng)按豎向抗壓（或抗拔）樁及水平受荷樁的要求進行驗算。394.復(fù)合受荷樁3940二、按樁承載性能分類

1.摩擦樁（Skinfrictionpile）

當(dāng)軟土層很厚，樁端達不到堅硬土層或巖層上時，則樁頂?shù)臉O限荷載主要靠樁身與周圍土層之間的摩擦力來支承，樁尖處土層反力很小，可忽略不計。第2節(jié)樁的分類40二、按樁承載性能分類第2節(jié)樁的分類4041

2.端承樁(Endbearingpile)

樁穿過軟弱土層，樁端支承在堅硬土層或巖層上時，則樁頂極限荷載主要靠樁尖處堅硬巖土層提供的反力來支承，樁側(cè)摩擦力很小，可以忽略不計。

3.摩擦端承樁(Combinedpile)

樁頂?shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，但主要由樁端阻力承受。

412.端承樁(Endbearingpile)4142

4.端承摩擦樁(Combinedpile)

樁頂?shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，但主要由樁側(cè)阻力承受。三、按樁身材料分類可分為木樁，混凝土樁，鋼樁，組合樁等。424.端承摩擦樁(Combinedpile)4243四、按設(shè)置效應(yīng)分類

1.非擠土樁包括干作業(yè)挖孔樁，泥漿護壁鉆（沖）孔樁，套管護壁灌注樁等。

這類在成樁過程中基本對樁相鄰?fù)敛划a(chǎn)生擠土效應(yīng)的樁，稱為非擠土樁。其設(shè)備噪音較擠土樁小，而廢泥漿、棄土運輸?shù)瓤赡軙χ車h(huán)境造成影響。43四、按設(shè)置效應(yīng)分類4344

2.部分擠土樁

當(dāng)擠土樁無法施工時，可采用預(yù)鉆小孔后打較大尺寸預(yù)制或灌注樁的施工方法，也可打入敞口樁。

3.擠土樁

擠土樁除施工噪音較大外，不存在泥漿及棄土污染問題，當(dāng)施工質(zhì)量好，方法得當(dāng)時，其單方混凝土材料所提供的承載力較非擠土樁及部分擠土樁高。

442.部分擠土樁4445五、按樁徑大小分類

1.小樁

樁徑d≤250mm。由于樁徑小，施工機械，施工場地及施工方法一般較為簡單。小樁多用于基礎(chǔ)加固（樹根樁或錨桿靜壓樁）及復(fù)合樁基礎(chǔ)。

2.中等直徑樁

250mm<d<800mm。這類樁長期以來在工業(yè)與民用建筑物中大量使用，成樁方法和工藝繁多。45五、按樁徑大小分類4546

3.大直徑樁

樁徑d≥800mm。近年來的發(fā)展較快，應(yīng)用范圍逐漸增大。因為樁徑大且樁端還可以擴大，因此，單樁承載力較高。此類樁除大直徑鋼管樁外，多數(shù)為鉆、沖、挖孔灌注樁。通常用于高層或重型建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)，并可實現(xiàn)柱下單樁的結(jié)構(gòu)型式。正因為如此，也決定了大直徑樁施工質(zhì)量的重要性。463.大直徑樁468.4地基處理(Groundimprovement)8.4.1概述8.4.2換填墊層法--Removalandreplacement8.4.3排水固結(jié)法--Drainagemethods8.4.4化學(xué)加固法--GroutingandInjection8.4.5密實法--In-situdensification8.4.6加筋土技術(shù)--Reinforcement8.4地基處理(Groundimprovement)8478.4.1概述

地基處理是指為提高地基承載力，改變其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采取的人工處理地基的方法。歐美國家稱地基處理，亦有稱地基加固。地基處理對象軟弱地基

特殊土地基

軟弱地基：淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等沖填土

雜填土

濕陷性黃土

膨脹土

鹽漬土

季節(jié)性凍土

8.4.1概述地基處理是指為提高地基承載力，改變其變48地基處理的目的：1.提高地基的抗剪強度，增加其穩(wěn)定性;2.降低地基土的壓縮性，減少地基的沉降變形;3.改善地基土的滲透特性，減少地基滲漏或加強其滲透穩(wěn)定;4.改善地基土的動力特性，提高地基的抗震性能;5.改善特殊土地基的不良特性，滿足工程設(shè)計要求.地基處理的目的：1.提高地基的抗剪強度，增加其穩(wěn)定性;49地基處理方法分類

地基處理的分類方法多種多樣，按時間可分為臨時處理和永久處理；按處理深度分為淺層處理和深層處理；按處理土性對象分為砂性土處理和粘性土處理，飽和土處理和非飽和土處理；也可按地基處理的加固機理進行分類。因為現(xiàn)有的地基處理方法很多，新的地基處理方法還在不斷發(fā)展，要對各種地基處理方法進行精確分類是困難的。常見的分類方法主要是按照地基處理的加固機理進行分類：

地基處理方法分類地基處理的分類方法多種多樣50地基處理方法換填法：換土墊層法、褥墊法密實法：淺層密實、深層密實

排水法：堆載預(yù)壓、砂井堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓、井點降水預(yù)壓固化法：灌漿法、噴拌法

加筋法：土工聚合物加筋、錨桿、樹根樁地基處理方法換填法：換土墊層法、褥墊法密實法：淺層密實、51一、定義換填墊層法——是將基礎(chǔ)底面下一定深度范圍內(nèi)不滿足地基性能要求的土層（或局部巖石），全部或部分挖出，換填上符合地基性能要求的材料，然后分層夯實作為基礎(chǔ)的持力層。換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。換填墊層法按其換填材料的功能不同，又分為墊層法和褥墊法。8.4.2換填墊層法--Removalandreplacement

一、定義8.4.2換填墊層法52二、作用a.提高地基承載力b.減少沉降量c.加速軟弱土層的排水固結(jié)d.防止凍脹e.消除地基的濕陷性和脹縮性二、作用53淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。墊層厚度，墊層寬度砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣、工業(yè)廢渣、土工合成材料分層夯實，控制含水量淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等54排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法（Preloading），指直接在天然地基或在設(shè)置有袋狀砂井、塑料排水帶等豎向排水體的地基上，利用建筑物本身重量分級逐漸加載或在建筑物建造前在場地先行加載預(yù)壓，使土體中孔隙水排出，提前完成土體固結(jié)沉降，逐步增加地基強度的一種軟土地基加固方法。8.4.3排水固結(jié)法—Drainagemethod排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法（Preloading），指直接在天55排水固結(jié)法由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分組成。加壓系統(tǒng)通過預(yù)先對地基施加荷載，使地基中的孔隙水產(chǎn)生壓力差，從飽和地基中自然排出，進而使土體固結(jié)；排水系統(tǒng)則通過改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排出的途徑，縮短排水距離，使地基在預(yù)壓期間盡快地完成設(shè)計要求的沉降量，并及時提高地基土強度。

排水固結(jié)法由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分組成。加壓系統(tǒng)通過56排水固結(jié)法適用于處理各類淤泥質(zhì)土、淤泥及沖填土等飽和粘性土地基。預(yù)壓荷載是其中的關(guān)鍵問題，因為施加預(yù)壓荷載后才能引起地基土的排水固結(jié)。排水固結(jié)法適用于處理各類淤泥質(zhì)土、淤泥及沖填土等飽和粘57第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件58（一）砂井堆載預(yù)壓法（二）袋裝砂井和塑料排水板預(yù)壓法（三）天然地基堆載預(yù)壓法（四）真空預(yù)壓法和降水位預(yù)壓法三排水固結(jié)法分類：（一）砂井堆載預(yù)壓法（二）袋裝砂井和塑料排水板預(yù)壓法（三）天59

漿液固化法是指利用水泥漿液、粘土漿液或其它化學(xué)漿液，通過灌注壓入、高壓噴射或機械攪拌，使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來，以改善地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)的地基處理方法。目前漿液固化法中常用的方法除原來已有的灌漿法外，后面出現(xiàn)了高壓噴射注漿法和水泥土攪拌法。前者利用高壓射水切削地基土，通過注漿管噴出漿液，就地將土和漿液進行攪拌混合，后者通過特制的攪拌機械，在地基深部將粘士顆粒和水泥強制拌和，使粘士硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和足夠強度的地基土。8.4.4漿液加固法--GroutandInjection漿液固化法是指利用水泥漿液、粘土漿液或其它化學(xué)漿601.概述

灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。

灌漿法的應(yīng)用始于1802年，法國工程師CharlesBeriguy在Dieppe采用了灌注粘土和水硬石灰漿的方法修復(fù)了一座受沖刷的水閘。此后，灌漿法成為地基加固中的一種常用方法。

一、灌漿法1.概述一、灌漿法612加固目的有以下幾個方面：

①增加地基的不透水性，常用于防止流砂、鋼板樁滲水、壩基漏水、隧道開挖時涌水以及改善地下工程的開挖條件；②截斷滲透水流，增加邊坡、堤岸的穩(wěn)定性。常用于整治塌方、滑坡、堤岸以及蓄水結(jié)構(gòu)等；③提高地基承載力，減少地基的沉降和不均勻沉降；④提高巖土的力學(xué)強度和變形模量，固化地基和恢復(fù)工程結(jié)構(gòu)的整體性，常用于地基基礎(chǔ)的加固和糾偏處理。2加固目的有以下幾個方面：623應(yīng)用主要有以下幾個方面：

①壩基的加固及防滲②建筑物地基的加固③土坡穩(wěn)定性加固④擋土墻后土體的加固⑤已有結(jié)構(gòu)的加固：⑥道路地基基礎(chǔ)加固⑦地下結(jié)構(gòu)的止水及加固：⑧井巷工程中的加固及止水⑨動力基礎(chǔ)的抗振加固⑩其他：預(yù)填骨料灌漿、后拉錨桿灌漿及鉆孔灌注樁后灌漿。3應(yīng)用主要有以下幾個方面：63大壩帷幕灌漿大壩帷幕灌漿64溢洪閘帷幕灌漿溢洪閘帷幕灌漿65建筑物地基的加固建筑物地基的加固66土坡穩(wěn)定性加固土坡穩(wěn)定性加固67隧道加固隧道加固68擋土墻后土體的加固擋土墻后土體的加固69道路地基基礎(chǔ)加固道路地基基礎(chǔ)加固70二、水泥土攪拌法

1.概述

水泥土攪拌法是利用水泥或石灰等材料作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處就地將固化劑和地基土強制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的樁體的地基處理方法。根據(jù)施工方法的不同，水泥土攪拌法分為水泥漿攪拌（以下簡稱濕法）和粉體噴射攪拌（以下簡稱干法）兩種。

水泥土攪拌法最早在美國研制成功，稱為Mixed-in-Place-Pile(簡稱MIP法)。二、水泥土攪拌法1.概述71適用于：正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂土地基。應(yīng)用：水泥土攪拌樁法形成的水泥土加固體，可作為豎向承載的復(fù)合地基，基坑工程圍護擋墻、被動區(qū)加固、防滲帷幕，大體積水泥穩(wěn)定土等。適用于：正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏72水泥漿攪拌和粉體噴射攪拌法：水泥漿攪拌法： 簡稱濕法，利用水泥（或石灰）作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，從不斷回旋的中空軸端部向周圍已被攪松的土中噴出水泥漿，經(jīng)葉片攪拌而形成水泥土樁，并與地基土共同作用，提高地基的承載力，改善地基變形特性的一種地基處理方法，稱為深層攪拌法，簡稱為CDM法。水泥漿攪拌和粉體噴射攪拌法：73深基坑圍護水泥攪拌樁機深基坑圍護水泥攪拌樁機74深層攪拌樁施工現(xiàn)場深層攪拌樁施工現(xiàn)場75第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件76粉體噴射攪拌法（DJM）：簡稱為粉噴（干噴）法，這是在軟土地基中，通過粉噴機械把加固材料（石灰或水泥）的粉料，用氣體噴射到地基中并與土攪拌混合，使粉噴料與地基土發(fā)生化學(xué)作用，形成具有一定強度、水穩(wěn)定性的加固體，應(yīng)用于地基加固。

注：當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓市∮?0%(黃土含水率小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用干法。粉體噴射攪拌法（DJM）：772水泥土攪拌法加固軟土技術(shù)，具有以下獨特的優(yōu)點：

⑴水泥土攪拌法由于將固化劑和原地基軟土就地攪拌混合，因而最大限度地利用了原土；

⑵攪拌時無振動、無噪音和無污染，可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑群中進行施工；

⑶攪拌時不會使地基側(cè)向擠出，所以對周圍原有建筑物及地下溝管影響很??；

⑷水泥土攪拌法形成的水泥土加固體，可作為豎向承載的復(fù)合地基、基坑工程圍護擋墻、基坑被動區(qū)加固、防滲帷幕、大體積水泥穩(wěn)定土等，其設(shè)計靈活，可按不同地基土的性質(zhì)及工程設(shè)計要求，合理選擇固化劑及其配方；

⑸根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，可靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固形式；

⑹與鋼筋混凝土樁基相比，可節(jié)約大量的鋼材，并降低造價。

2水泥土攪拌法加固軟土技術(shù)，具有以下獨特的優(yōu)點：78水泥土攪拌法可用于增加軟土地基的承載能力，減少沉降量，提高邊坡的穩(wěn)定性，適用于以下情況：

⑴作為建筑物或構(gòu)筑物的地基、廠房內(nèi)具有地面荷載的地坪、高填方路堤下基層等；⑵進行大面積地基加固、以防止碼頭岸壁的滑動、深基坑開挖時坍塌、坑底隆起和減少軟土中地下構(gòu)筑物的沉降；⑶作為地下防滲墻以阻止地下滲透水流，對樁側(cè)或板樁背后的軟土加固以增加側(cè)向承載能力。水泥土攪拌法可用于增加軟土地基的承載能力，減少沉降量，提高邊79（二）深層水泥攪拌法①施工方法：用回轉(zhuǎn)的攪拌葉將壓入軟土內(nèi)的水泥漿與周圍軟土強制拌和形成水泥加固體。攪拌機由電動機、中心管、輸漿管、攪拌軸和攪拌頭組成，并有灰漿攪拌機、灰漿泵等配套設(shè)備。我國生產(chǎn)的攪拌機現(xiàn)有單攪頭和雙攪頭兩種，加固深度達30m，形成的樁柱體直徑60cm-80cm。②施工過程（二）深層水泥攪拌法①施工方法：80深層攪拌法施工過程深層攪拌法施工過程81③優(yōu)點與粉體噴射攪拌法相比有其獨特的優(yōu)點：1.加固深度加深；2.由于將固化劑和原地基軟土就地攪拌，因而最大限度利用了原土；3.攪拌時不會側(cè)向擠土，環(huán)境效應(yīng)較小。③優(yōu)點82攪拌機械就位、調(diào)平攪拌機械就位、調(diào)平83第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件84第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件85預(yù)攪下沉預(yù)攪下沉86預(yù)攪下沉至設(shè)計深度預(yù)攪下沉至設(shè)計深度87邊攪拌提升邊攪拌提升88三、高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是指用高壓水泥漿通過鉆桿由水平方向的噴嘴噴出，形成噴射流，以此切割土體并與土拌和形成水泥土加固體的地基處理方法。

高壓噴射注漿法20世紀60年代后期創(chuàng)始于日本。我國是繼日本之后研究開發(fā)較早和應(yīng)用范圍較廣的國家。1975年首先在鐵道部門進行單管法的試驗和應(yīng)用，1977年原冶金部建筑研究總院在寶鋼工程中首次應(yīng)用三重管法噴射注漿獲得成功，1986年該院又開發(fā)成功高壓噴射注漿的新工藝——干噴法，并取得國家專利。至今，我國已有上百項工程應(yīng)用了高壓噴射注漿法。

三、高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法是指用高壓水泥漿89

高壓噴射注漿法所形成的固結(jié)體形狀與噴射流移動方向有關(guān)。一般分為旋轉(zhuǎn)噴射(簡稱旋噴)、定向噴射(簡稱定噴)和擺動噴射(簡稱擺噴)三種型式。旋噴法施工時，噴嘴一邊噴射一邊旋轉(zhuǎn)和提升，固結(jié)體呈圓柱狀。主要用于加固地基，提高地基的抗剪強度，改善地基土的變形性質(zhì)，也可組成閉合的帷幕，用于截阻地下水流和治理流砂。旋噴法施工后，在地基中形成的圓柱體，簡稱旋噴樁。定噴法施工時，噴嘴一邊噴射一邊提升，噴射的方向固定不變，固結(jié)體形如板狀或壁狀。擺噴法施工時，噴嘴一邊噴射一邊提升，噴嘴的方向呈較小的角度來回擺動，固結(jié)體形如較厚的墻板狀。

定噴和擺噴兩種方法通常用于基坑防滲、改善地基土的水流性質(zhì)及穩(wěn)定邊坡等工程。高壓噴射注漿法所形成的固結(jié)體形狀與噴射流移動方向有關(guān)。一90第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件911.適用性：高壓噴射注漿法適用于砂類土、粘性土、濕陷性黃土、淤泥和人工填土等多種土類。對于礫石粒徑過大，含腐殖質(zhì)過多的土加固效果較差；對地下水流較大，對水泥有嚴重腐蝕的地基土也不宜采用。2.根據(jù)注漿管的類型：高壓噴射注漿法又可分為單管法、雙管法、三管法和多管法等四種施工方法。

單管法的特點是用單層注漿管噴射，只噴射水泥漿液一種介質(zhì)。由于噴射流在土中衰減快，破碎土的射程較短，成樁直徑較小，一般為0.3～0.8m。

雙管法的特點是用雙層注漿管噴射，噴射高壓水泥漿液和壓縮空氣，或噴射高壓水泥漿液和高壓水兩種介質(zhì)，成樁直徑1.0m左右。1.適用性：92

多管法的特點是用多重管噴射，噴射超高壓力水射流，切削破壞四周的土體，經(jīng)高壓水沖擊下來的土和石成為泥漿后，立即用真空泵從多重管中抽出。裝在噴嘴附近的超聲波傳感器及時測出空間的直徑和形狀，最后根據(jù)工程要求選用漿液、砂漿、礫石等材料進行填充。成樁直徑可達4m。

三管法的特點是用三層注漿管噴射，噴射高壓水流與氣流復(fù)合噴射流，噴射高壓水、壓縮空氣及高壓水泥漿液三種介質(zhì)由于高壓水流和氣流的作用，使地基中一部分土粒隨著水、氣排出地面，高壓水泥漿流隨之填充空隙。成樁直徑較大，一般有1.0～2.0m，但成樁強度較低。多管法的特點是用多重管噴射，噴射超高壓力水射流，切削93高壓噴射注漿法分類及參數(shù)表：旋噴加固方法分類

方法分類單管法二重管法三重管法噴射方式漿液噴射漿液、空氣噴射水、空氣噴射，漿液注入硬化劑水泥漿水泥漿水泥漿常用壓力（MPa）15.0~20.015.0~20.0高20.0~40.0；低0.5~3.0噴射量（L/min）60~7060~70高60~70；低80~150壓縮空氣（kPa）\500~700500~700提升速度(cm/min)20~25約10約10旋轉(zhuǎn)速度（rpm）約20約10約10樁徑（cm）與土質(zhì)有關(guān)國內(nèi)最大深度(m)452053高壓噴射注漿法分類及參數(shù)表：旋噴加固方法分類方法分類單管法943高壓噴射注漿法的特征(1)適用范圍較廣?？捎糜诩扔薪ㄖ托陆ńㄖ牡鼗庸?，深基坑、地鐵等工程的土層加固或防水。(2)適用土層較多。適用范圍從淤泥、淤泥質(zhì)土到碎石土，均有良好的加固效果。(3)施工簡便靈活。設(shè)備較簡單、輕便，機械化程度高，全套設(shè)備緊湊，體積小，機動性強，占地少，能在狹窄場地施工；操作容易，管理方便，速度快，效率高，用途廣泛，成本低。(4)可控制加固體的形狀和加固范圍。(5)耐久性好，可用于永久性工程中。(6)環(huán)保效果好。用于已有建筑物地基加固而不擾動附近土體，施工噪聲低，振動小。3高壓噴射注漿法的特征(1)適用范圍較廣。可用于既有建筑和951）高壓噴射流對土體的破壞作用破壞土體的結(jié)構(gòu)強度的最主要因素是噴射動壓，為了取得更大的破壞力，需要增加平均流速，也就是需要增加旋噴壓力，一般要求高壓脈沖泵的工作壓力在20MPa以上，這樣就使射流象剛體一樣，沖擊破壞土體，使土與漿液攪拌混合，凝固成圓柱狀的固結(jié)體。噴射流在終期區(qū)域，能量衰減很大，不能直接沖擊土體使土顆粒剝落，但能對有效射程的邊界土產(chǎn)生擠壓力，對四周土有壓密作用，并使部分漿液進入土粒之間的空隙里，使固結(jié)體與四周土緊密相依，不產(chǎn)生脫離現(xiàn)象。4加固機理及其性質(zhì)1）高壓噴射流對土體的破壞作用4加固機理及其性質(zhì)962）水泥與土的固結(jié)機理水泥與水拌合后，首先產(chǎn)生鋁酸三鈣水化物和氫氧化鈣，它們可溶于水中，但溶解度不高，很快就達到飽和，這種化學(xué)反應(yīng)連續(xù)不斷地進行，就析出一種膠質(zhì)物體。這種膠質(zhì)物體有一部分混在水中懸浮，后來就包圍在水泥微粒的表面，形成一層膠凝薄膜。所生成的硅酸二鈣水化物幾乎不溶于水，只能以無定形體的膠質(zhì)包圍在水泥微粒的表層，另一部分滲入水中。由水泥各種成分所生成的膠凝膜，逐漸發(fā)展起來成為膠凝體，此時表現(xiàn)為水泥的初凝狀態(tài)，開始有膠粘的性質(zhì)。此后，水泥各成分在不缺水、不干涸的情況下，繼續(xù)不斷地按上述水化程序發(fā)展、增強和擴大。2）水泥與土的固結(jié)機理975設(shè)計要點1)加固體強度和范圍高壓噴射注漿形成的加固體強度和范圍，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。當(dāng)無現(xiàn)場試驗資料時，可參照相似土質(zhì)條件的工程經(jīng)驗估計。2)樁的平面布置豎向承載旋噴樁的平面布置可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)特點確定。獨立基礎(chǔ)下的樁數(shù)一般不應(yīng)少于4根。3)褥墊層設(shè)置豎向承載旋噴樁復(fù)合地基宜在基礎(chǔ)和樁頂之間設(shè)置褥墊層，褥墊層厚度可取200～300mm，其材料可選用中砂、粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大于30mm。5設(shè)計要點1)加固體強度和范圍98旋噴樁形成防滲帷幕。雙排或三排布孔——孔距應(yīng)為0.866d、排距為0.75d；當(dāng)單排旋噴樁帷幕的最小厚度h由水力計算確定后，旋噴孔距s可按下式確定：旋噴樁形成防滲帷幕。當(dāng)單排旋噴樁帷幕的最小厚度h由水力計算確99擺噴與支護樁防滲連接：擺噴與支護樁防滲連接：100用旋噴法對細砂層進行加固，防流砂管涌：用旋噴法對細砂層進行加固，防流砂管涌：101高噴機通管高噴機通管102旋噴開始旋噴開始103第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件104第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件1051強夯法和強夯置換法—Dynamiccompaction

（淺層密實法）8.4.5密實法--In-situdensification

強夯法是法國Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，又名動力固結(jié)法或動力壓實法。這種方法是反復(fù)將夯錘（質(zhì)量一般為5～40t）提到一定高度使其自由落下（落距一般為10～40m），給地基以沖擊和振動能量，從而提高地基的承載力，降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。同時，夯擊能還可提高土層的均勻強度，減小將來可能出現(xiàn)差異沉降。1強夯法和強夯置換法—Dynamiccompactio106

強夯置換法是采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石等粗顆粒材料，用夯錘夯擊形成連續(xù)的強夯置換墩。強夯置換法是20世紀80年代后期開發(fā)的方法，適用于高飽和度的粉土與軟塑-流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。強夯置換法具有加固效果顯著、施工期短、施工費用低等特點。強夯置換法是采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎107強夯法強夯法108第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件109強夯法強夯法110強夯法強夯法111王曲電廠8000KN·M強夯王曲電廠8000KN·M強夯112第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件1132深層擠密法--Dynamicdeepcompaction

深層擠密法是以振動、沖擊或帶套管等方法成孔，然后向孔中填入砂、石、土（或灰土、二灰、水泥土）、石灰或其它材料，再加以振實而成為直徑較大樁體的方法。擠密樁屬于柔性樁，而木樁、鋼筋混凝土樁和鋼樁屬于剛性樁。2深層擠密法--Dynamicdeepcompacti114振沖法是指在振沖器和高壓水的共同作用下，使松砂土層振密，或在軟弱土層中成孔，然后回填碎石等粗粒料形成樁柱，并和原地基組成復(fù)合地基的處理方法。

振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。施工機具

振沖器是振沖法施工的主要機具.振沖法--

VibroCompaction(Vibroflotation)振沖法是指在振沖器和高壓水的共同作用下，使松砂土層振密，或在115振沖器--VibroStitcher振沖器--VibroStitcher116第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件117振沖器有兩個功能，一是產(chǎn)生水平向振動力(40～90kN)作用于周圍土體；二是從端部和側(cè)部進行射水和補給水。振動力是加固地基的主要因素，射水起協(xié)助振動力在土中使振沖器鉆進成孔，并在成孔后清孔及實現(xiàn)護壁作用。振沖器有兩個功能，一是產(chǎn)生水平向振動力(40～90kN118孔口喂料Top-feed孔口喂料119加固機理對于松散的砂土層，砂樁的加固機理有擠密作用、排水減壓作用和砂土地基預(yù)振作用。對于松軟粘性土地基中，主要通過樁體的置換和排水作用加速樁間土的排水固結(jié)，并形成復(fù)合地基，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，改善地基土的力學(xué)性質(zhì)。對于砂土與粘性土互層的地基及沖填土，砂樁也能起到一定的擠實加固作用。加固機理120振沖樁方法振沖樁方法121振沖樁方法振沖樁方法122振沖樁方法振沖樁方法123振沖樁方法振沖樁方法124振沖樁方法振沖樁方法125振沖樁方法振沖樁方法126第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件127第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件1283水泥粉煤灰碎石樁法CementFly-ashGrave

（1）.概述水泥粉煤灰碎石樁法又稱CFG樁法，是指由水泥、粉煤灰、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘結(jié)強度樁，并由樁、樁間土和褥墊層一起組成復(fù)合地基的地基處理方法。水泥粉煤灰碎石樁法吸取了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優(yōu)點。第一，施工工藝與普通振動沉管灌注樁一樣，工藝簡單，與振沖碎石樁相比，無場地污染，振動影響也較小。第二，所用材料僅需少量水泥，便于就地取材，基礎(chǔ)工程不會與上部結(jié)構(gòu)爭“三材”，這也是比水泥攪拌樁優(yōu)越之處。第三，受力特性與水泥攪拌樁類似。3水泥粉煤灰碎石樁法CementFly-ashGrav129CFG樁CFG樁130

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

2.加固機理CFG樁加固軟弱地基，樁和樁間土一起通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基。其加固軟弱地基主要有三種作用：①樁體作用；②擠密作用；③褥墊層作用。水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法適用于處理粘性土、粉131

(1)樁體作用CFG樁不同于碎石樁，是具有一定粘結(jié)強度的混合料。在荷載作用下CFG樁的壓縮性明顯比其周圍軟土小，因此基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力隨地基的變形逐漸集中到樁體上，出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，復(fù)合地基的CFG樁起到了樁體作用。

(2)擠密作用CFG樁采用振動沉管法施工，由于振動和擠壓作用使樁間土得到擠密。

(3)褥墊層作用①保證樁、土共同承擔(dān)荷載②減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中③調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比(1)樁體作用1323.施工

1)成樁水泥粉煤灰碎石樁的施工，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件選用下列施工工藝：①長螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以下的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土。②長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土，以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地。③振動沉管灌注成樁，適用于粉土、粘性土及素填土地基。3.施工133長螺旋鉆孔施工長螺旋鉆孔施工134樁頭清理樁頭清理135樁頭清理樁頭清理136樁頭清理完畢樁頭清理完畢137切割樁頭切割樁頭138切割樁頭切割樁頭139切割后樁頭切割后樁頭140第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件141第八章-基礎(chǔ)工程ppt課件1421）概述8.4.6加筋土技術(shù)

加筋土技術(shù)是將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后逐層鋪設(shè)土工合成材料與砂石等組成的加筋墊層作為地基持力層，通過筋材與土體之間的摩擦作用可以改善土體抗拉、抗剪性能，提高地基承載力，減小沉降。加筋土技術(shù)的發(fā)展與加筋材料的發(fā)展密不可分，加筋材料從早期的天然植物、帆布、金屬和預(yù)制鋼筋混凝土發(fā)展到土工合成材料，土工合成材料的出現(xiàn)被譽為巖土工程的一次革命，它以優(yōu)越的性能和豐富的產(chǎn)品型式在工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，在地基處理工程中也發(fā)揮了重要的作用。20世紀70年代后，土工合成材料迅猛發(fā)展，被