1、.,1,第六章地基處理,第六章地基處理,.,2,第一節(jié)概述,地基處理的目的：是針對軟土地基上建造建筑物可能產(chǎn)生的問題，采取人工的方法改善地基土的工程性質(zhì)，達(dá)到滿足上部結(jié)構(gòu)對地基穩(wěn)定和變形的要求。,人工地基：土木工程建設(shè)中，有時不可避免地遇到工程地質(zhì)條件不良的軟弱土地基，不能滿足建筑物要求，需要先經(jīng)過人工處理加固，再建造基礎(chǔ)，處理后的地基稱為人工地基。,地基處理方法的分類,6-1概述第六章地基處理,.,3,6-1概述第六章地基處理,公路工程地基處理方法分類及其適用范圍表6-1,.,4,6-1概述第六章地基處理,公路工程地基處理方法分類及其適用范圍表6-1,.,5,6-1概述第六章地基處理,.,6

2、,6-1概述第六章地基處理,.,7,6-1概述第六章地基處理,.,8,6-1概述第六章地基處理,.,9,6-1概述第六章地基處理,.,10,6-1概述第六章地基處理,.,11,6-1概述第六章地基處理,.,12,注意：很多地基處理方法具有多重加固處理的功能，例如碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重功能；而石灰樁則具有擠密、吸水和置換等功能。,因此：對于每一工程必須進(jìn)行綜合考慮，通過方案的比選，選擇一種技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工可行的方案，既可以是單一的地基處理方法，也可以是多種方法的綜合處理。,6-1概述第六章地基處理,.,13,第二節(jié)軟土地基,軟土的分布：指沿海的濱海相、三角洲相、內(nèi)陸平原或

3、山區(qū)的河流相、湖泊相、沼澤相等主要由細(xì)粒土組成的土。軟土的特點(diǎn)：具有孔隙比大（一般大于1）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（a1-20.5MPa-1）和強(qiáng)度低的特點(diǎn)，多數(shù)還具有高靈敏度的結(jié)構(gòu)性。軟土的分類：主要包括淤泥、淤泥質(zhì)黏性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。,6-2軟土處理第六章地基處理,.,14,一軟土的成因及劃分,（一）濱海沉積1.濱海相：常與海浪岸流及潮汐的水動力作用形成較粗的顆粒(粗、中、細(xì)砂)相摻雜，使其不均勻和極松軟，增強(qiáng)了淤泥的透水性能，易于壓縮固結(jié)。2.瀉湖相：顆粒微細(xì)、孔隙比大、強(qiáng)度低、分布范圍較寬闊，常形成海濱平原。在瀉湖邊緣，表層常有厚約0.32.0m的泥

4、炭堆積。底部含有貝殼和生物殘骸碎屑。3.溺谷相：孔隙比大、結(jié)構(gòu)松軟、含水量高，有時甚于瀉湖相。分布范圍略窄，在其邊緣表層也常有泥炭沉積。4.三角洲相：由于河流及海潮的復(fù)雜交替作用，而使淤泥與薄層砂交錯沉積，受海流與波浪的破壞，分選程度差，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，多交錯成不規(guī)則的尖滅層或透鏡體夾層，結(jié)構(gòu)疏松軟，顆粒細(xì)小。如上海地區(qū)深厚的軟土層中央有無數(shù)的極薄的粉砂層，為水平滲流提供了良好條件。,6-2軟土處理第六章地基處理,.,15,（二）湖泊沉積湖泊沉積是近代淡水盆地和咸水盆地的沉積。沉積物中夾有粉砂顆粒，呈現(xiàn)明顯的層理。淤泥結(jié)構(gòu)松軟，呈暗灰、灰綠或暗黑色，厚度一般為10m左右，最厚者可達(dá)25m。,（三）

5、河灘沉積主要包括河漫灘相和牛軛湖相。成層情況較為復(fù)雜，成分不均一，走向和厚度變化大，平面分布不規(guī)則。一般常呈帶狀或透鏡狀，間與砂或泥炭互層，其厚度不大，一般小于10m。,6-2軟土處理第六章地基處理,.,16,（四）沼澤沉積分布在地下水、地表水排泄不暢的低洼地帶，多以泥炭為主，且常出露于地表。下部分布有淤泥層或底部與泥炭互層。軟土由于沉積年代、環(huán)境的差異，成因的不同，它們的成層情況，粒度組成，礦物成分有所差別，使工程性質(zhì)有所不同。不同沉積類型的軟土，有時其物理性質(zhì)指標(biāo)雖較相似，但工程性質(zhì)并不很接近，不應(yīng)借用。軟土的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)宜盡可能通過現(xiàn)場原位測試取得。,6-2軟土處理第六章地基處理,.,1

6、7,二、軟土的工程特性,含水量較高，孔隙比較大抗剪強(qiáng)度低壓縮性較高滲透性很小結(jié)構(gòu)性明顯流變性顯著,6-2軟土處理第六章地基處理,五大特性,.,18,三、軟土地基的承載力、沉降和穩(wěn)定性的計算,(一)軟土地基的承載力,軟土地基承載力應(yīng)根據(jù)地區(qū)建筑經(jīng)驗，并結(jié)合下列因素綜合確定：軟土成層條件、應(yīng)力歷史、力學(xué)特性及排水條件；上部結(jié)構(gòu)的類型、剛度、荷載性質(zhì)、大小和分布，對不均勻沉降的敏感性；基礎(chǔ)的類型、尺寸、埋深、剛度等；施工方法和程序；采用預(yù)壓排水處理的地基，應(yīng)考慮軟土固結(jié)排水后強(qiáng)度的增長。,6-2軟土處理第六章地基處理,.,19,1根據(jù)極限承載力理論公式確定,公橋基規(guī)提出軟土地基承載力容許值(kPa)

7、為,2根據(jù)土的物理性質(zhì)指標(biāo)確定,一般情況，地基承載力是與其天然含水量密切相關(guān)的，根據(jù)統(tǒng)計資料w與軟土的承載力基本容許值關(guān)系如下表所示。,6-2軟土處理第六章地基處理,.,20,3按臨塑荷載估算,軟土地基承載力，考慮變形因素可按臨塑荷載pcr公式估算，以控制沉降在一般建筑物容許范圍。條形基礎(chǔ)臨塑荷載pcr(kPa)計算式為,飽和軟土?xí)r，Nq=1，Nc=則,6-2軟土處理第六章地基處理,.,21,4用原位測試方法確定,由于室內(nèi)試驗測定土的物理力學(xué)指標(biāo)(如cu等)常受土被擾動影響使結(jié)果不正確；而一般土的承載力理論公式用于軟土也會有偏差，因此采用現(xiàn)場原位測試的方法往往能克服以上缺點(diǎn)。軟土地基常用的原位

8、測試方法：載荷試驗、旁壓試驗十字板剪切試驗按標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗靜力觸探試驗,6-2軟土處理第六章地基處理,.,22,（二）軟土地基的沉降計算,軟土地基在荷載下沉降變形的主要部分為固結(jié)沉降Sc，此外還包括瞬時沉降Sd與次固結(jié)沉降Ss，如圖所示。軟土地基的總沉降量S為Sd、Sc、Ss之和。,6-2軟土處理第六章地基處理,圖6-1軟土地基沉降的組成,.,23,1固結(jié)沉降Sc,在荷載作用下，軟土地基緩慢地排水固結(jié)發(fā)生的沉降稱為（主）固結(jié)沉降，常用的計算方法如下。,（1）采用ep曲線計算,（2）采用壓縮模量計算,(3)采用elogp曲線計算,6-2軟土處理第六章地基處理,.,24,2瞬時沉降Sd,瞬時沉降包括

9、土的兩種沉降，一種由地基土彈性變形引起；另一部分是由于軟土滲透系數(shù)低，加荷后初期不能排水固結(jié)，因而土體產(chǎn)生剪切變形，此時沉降是由軟土側(cè)向剪切變形引起。前一部分可用彈性理論公式計算,有時也用Sd(0.20.3)Sc對瞬時沉降進(jìn)行估算。,6-2軟土處理第六章地基處理,.,25,3次固結(jié)沉降Ss,長期現(xiàn)場觀測表明，在理論計算的固結(jié)過程結(jié)束后，軟土地基因土骨架的蠕動而繼續(xù)發(fā)生長期(長達(dá)數(shù)年以上)的、緩慢的壓縮，稱為次固結(jié)沉降。,6-2軟土處理第六章地基處理,計算公式：,圖6-2次固結(jié)沉降圖,.,26,(三)軟土地基的穩(wěn)定性分析,分析軟土地基上建筑物承受水平推力后，由于地基土抗剪強(qiáng)度低，發(fā)生基礎(chǔ)連同部分

10、地基土在土中剪切滑移失穩(wěn)的可能性。在軟土地基上橋臺、擋土墻等承受側(cè)向推力的建筑物在保證其地基承載力、沉降驗算。同時，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性的分析。,6-2軟土處理第六章地基處理,.,27,四、軟土地基基礎(chǔ)工程應(yīng)注意的事項,6-2軟土處理第六章地基處理,（一）要取得代表性很好的地質(zhì)資料,（二）軟土地基路堤地基處理設(shè)計應(yīng)注意的事項,1軟土路堤的穩(wěn)定性分析2軟土路堤的變形分析3軟土地基處理方案的合理選擇4觀測和試驗,（三）軟土地區(qū)的橋涵基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)注意的事項,（四）軟土地基橋臺及橋頭路堤的穩(wěn)定設(shè)計應(yīng)注意的事項,.,28,第三節(jié)換土墊層法,換土墊層法是挖去地表淺層軟弱土層或不均勻土層，回填堅硬、較粗料徑的材料，并

11、夯壓密實，形成墊層的地基處理方法。,換填的材料主要有砂、碎石、高爐干渣和粉煤灰等，應(yīng)具有強(qiáng)度高、壓縮性低、穩(wěn)定性好和無侵蝕性等良好的工程特性。,換填墊層法設(shè)計的主要指標(biāo)是墊層厚度和寬度，一般可將各種材料的墊層設(shè)計都近似地按砂墊層的計算方法進(jìn)行設(shè)計。,6-3換土墊層法第六章地基處理,.,29,砂墊層,6-3換土墊層法第六章地基處理,.,30,一、砂墊層的設(shè)計計算,(一)砂墊層厚度的確定,6-3換土墊層法第六章地基處理,砂墊層厚度計算實質(zhì)上是軟弱下臥層頂面承載力的驗算，根據(jù)需要置換的軟弱下臥層頂面承載力確定墊層厚度，應(yīng)滿足下式要求，通過試算求得：,（6-12）,.,31,6-3換土墊層法第六章地基

12、處理,設(shè)計時，一般采用試算法，即先根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)的荷載情況以及軟弱下臥層的承載力情況初步取定墊層的厚度，然后驗算承載力是否滿足要求。不滿足時調(diào)整初選值再進(jìn)行驗算直至符合要求。墊層的厚度通常不宜小于0.5m，也不宜大于3m。,.,32,(二)砂墊層的寬度,6-3換土墊層法第六章地基處理,（1）墊層的頂寬,為防止墊層向兩側(cè)擠出，墊層頂面每邊宜超出基礎(chǔ)底邊不小于300mm，或從墊層底面兩側(cè)向上，按當(dāng)?shù)亻_挖基坑經(jīng)驗要求的坡度延伸到地面。,（2）墊層的底寬,墊層的寬度應(yīng)滿足基底壓應(yīng)力擴(kuò)散的要求，可按下式或根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定：,.,33,(三)墊層的承載力,6-3換土墊層法第六章地基處理,墊層承載力容許

13、值fcu宜通過現(xiàn)場確定，當(dāng)無試驗資料時，可按表6-4參考采用。,各種墊層承載力容許值fcu表6-4,.,34,(四)沉降驗算,墊層地基的變形包括墊層自身變形及壓縮層范圍內(nèi)下臥層的變形。墊層地基的沉降量按下式計算：,6-3換土墊層法第六章地基處理,（6-16）,（6-17）,.,35,二、墊層施工與質(zhì)量檢驗,軟土地區(qū)采用換填地基時，其填筑、壓實的施工及檢測應(yīng)符合公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTGF10-2006）規(guī)定。墊層施工應(yīng)嚴(yán)格控制墊層材料的顆粒成分和質(zhì)量。在地下水位高于基坑底面時，應(yīng)采取排水或降低水位措施。在基坑挖好經(jīng)檢驗后，應(yīng)迅速進(jìn)行鋪壓墊層材料，避免坑底暴露過久，或被踐踏、浸水使土結(jié)構(gòu)遭到破

14、壞，強(qiáng)度降低。施工時應(yīng)嚴(yán)格保證墊層材料的密實度，應(yīng)選擇合格的鋪壓厚度，確定最優(yōu)含水量。分層壓實可采用機(jī)械碾壓、重錘夯實、振動壓實等。要求分層壓實達(dá)到設(shè)計要求的壓實度(應(yīng)在90%以上)。砂墊層的質(zhì)量檢驗，可選用環(huán)刀取樣法或貫入測定法進(jìn)行，采用應(yīng)達(dá)到的干重度或貫入度作為控制指標(biāo)。墊層材料除砂、砂礫外，也可考慮用石灰土、二灰土(石灰加粉煤灰)、加筋土等，可根據(jù)具體情況因地制宜、就地取材選擇，并正確選用有關(guān)設(shè)計參數(shù)。,6-3換土墊層法第六章地基處理,.,36,第四節(jié)排水固結(jié)法,排水固結(jié)法是使天然地基在建筑物投入使用之前完成大部分固結(jié)沉降，從而減少建筑物或構(gòu)筑物使用期的沉降，保證建筑物的沉降和沉降差在允

15、許的范圍內(nèi)。,圖6-5室內(nèi)壓縮試驗說明排水固結(jié)法原理a)e-曲線b)-曲線,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,37,一、砂井堆載預(yù)壓法,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,圖6-6砂井堆載預(yù)壓,砂井堆載預(yù)壓法適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和黏土地基。飽和黏土滲透系數(shù)很低，為了縮短加載預(yù)壓后排水固結(jié)的歷時，對較厚的軟土層，常在地基中設(shè)置排水通道，使土中孔隙較快排出水。,.,38,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,1排水豎井設(shè)計,（1）砂井的直徑和間距：,以“細(xì)而密”為佳，普通砂井的直徑為300500mm，間距可按為直徑的68倍選用。,（2）砂井深度：,當(dāng)軟土不厚（一般為1020m）時，盡量要穿

16、過軟土層達(dá)到砂層；當(dāng)軟土過厚（超過20m）,不必打穿黏土，可根據(jù)建筑物對地基的穩(wěn)定性和變形的要求確定。對以地基抗滑穩(wěn)定性控制的工程，豎井深度應(yīng)超過最危險滑動面2.0m以上。,.,39,（3）砂井排列：砂井的平面布置可采取正方形或等邊三角形，每個砂井平面上的排水影響面積以等面積的圓來代替，可得一根砂井的有效排水圓柱體的直徑de和砂井間距l(xiāng)的關(guān)系按下式考慮：,等邊三角形布置,正方形布置,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,圖6-7砂井的平面布置及固結(jié)滲透途徑,.,40,（4）砂井的布置范圍：由于在基礎(chǔ)以外一定的范圍內(nèi)仍然存在壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，所以砂井的布置范圍應(yīng)比基礎(chǔ)范圍大為好，一般由基礎(chǔ)的輪廓線向外增

17、加24m。（5）砂料：砂料宜用中、粗砂，必須保證良好的透水性，含泥量不應(yīng)超過3%，滲透系數(shù)應(yīng)大于103cm/s。,（6）砂墊層：為了使砂井有良好的排水通道，砂井頂部應(yīng)鋪設(shè)砂墊層，墊層砂料粒度和砂井砂料相同，厚度一般為0.5m1m。,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,41,2預(yù)壓荷載,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,對于沉降有嚴(yán)格限制的建筑，應(yīng)采用超載預(yù)壓法處理，超載量大小應(yīng)根據(jù)預(yù)壓時間內(nèi)要求完成的變形量通過計算確定，并宜使預(yù)壓荷載下受壓土層各點(diǎn)的有效豎向應(yīng)力大于建筑物荷載引起的相應(yīng)點(diǎn)的附加應(yīng)力。在公路工程中，預(yù)壓分欠載預(yù)壓、等載預(yù)壓和超載預(yù)壓。預(yù)壓高度應(yīng)根據(jù)軟土性質(zhì)、路堤設(shè)計高度、填料情況及

18、施工工期等確定，并考慮路面結(jié)構(gòu)層材料重度與填料重度不同的因素。,.,42,3砂井地基的固結(jié)度計算。,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,一級或多級等速加載條件下，當(dāng)固結(jié)時間為t時，對應(yīng)總荷載的地基平均固結(jié)度可按下式計算：,（6-18）,.,43,4預(yù)壓荷載下地基土體的抗剪強(qiáng)度驗算,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,計算預(yù)壓荷載下飽和黏性土地基中某點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度時，應(yīng)考慮土體原來的固結(jié)狀態(tài)，對正常固結(jié)飽和黏性土地基，某點(diǎn)某一時間的抗剪強(qiáng)度可按下式計算：,（6-24）,.,44,5預(yù)壓荷載下地基的最終豎向變形量計算,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,預(yù)壓荷載下地基的最終豎向變形量可按下式計算：,（6-25）

19、,.,45,二、袋裝砂井和塑料排水板預(yù)壓法,用砂井法處理軟土地基如地基土變形較大或施工質(zhì)量稍差常會出現(xiàn)砂井被擠壓截斷，不能保持砂井在軟土中排水通道的暢通，影響加固效果。近年來普通在砂井的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了以袋裝砂井和塑料排水板代替普通砂井的方法，避免了砂井不連續(xù)缺點(diǎn)，而且施工簡便、加快了地基的固結(jié)，節(jié)約用砂，在工程中得到日益廣泛的應(yīng)用。,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,46,(一)袋裝砂井預(yù)壓法目前國內(nèi)應(yīng)用的袋裝砂井直徑一般為70120mm，間距為1.0m2.0m(井徑比n約取1520)。砂袋可采用聚丙烯或聚乙烯等長鏈聚合物編織制成，應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度、耐腐蝕、對人體無害等特點(diǎn)。裝砂后砂袋的

20、滲透系數(shù)不應(yīng)小于砂的滲透系數(shù)。灌入砂袋的砂應(yīng)為中、粗砂并振搗密實。砂袋留出孔口長度應(yīng)保證伸入砂墊層至少300mm，并不得臥倒。,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,袋裝砂井的設(shè)計理論、計算方法基本與普通砂井相同，它的施工已有相應(yīng)的定型埋設(shè)機(jī)械，與普通砂井相比，優(yōu)點(diǎn)是：施工工藝和機(jī)具簡單、用砂量少；間距較小，排水固結(jié)效率高，井徑小，成孔時對軟土擾動也小，有利于地基土的穩(wěn)定，有利于保持其連續(xù)性。,.,47,(二)塑料排水板預(yù)壓法塑料排水板預(yù)壓法是將塑料排水板用插板機(jī)插入加固的軟土中，然后在地面加載預(yù)壓，使土中水沿塑料板的通道逸出，經(jīng)砂墊層排除，從而使地基加速固結(jié)。塑料板排水與砂井比較具有如下優(yōu)點(diǎn)：1，

21、塑料板由工廠生產(chǎn)，材料質(zhì)地均勻可靠，排水效果穩(wěn)定；2塑料板重量輕，便于施工操作；3施工機(jī)械輕便，能在超軟弱地基上施工；施工速度快，工程費(fèi)用便宜。,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,48,多孔單一結(jié)構(gòu)型塑料排水板,復(fù)合結(jié)構(gòu)塑料排水板,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,49,塑料排水板,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,50,三、天然地基堆載預(yù)壓法天然地基堆載預(yù)壓法是在建筑物施工前，用與設(shè)計荷載相等(或略大)的預(yù)壓荷載(如砂、土、石等重物)堆壓在天然地基上使地基軟土得到壓縮固結(jié)以提高其強(qiáng)度(也可以利用建筑物本身的重量分級緩慢施工)，減少工后的沉降量，待地基承載力、變形達(dá)到設(shè)計預(yù)期要求后，將預(yù)

22、壓荷載撤除，在經(jīng)預(yù)壓的地基上修建建筑物。此方法費(fèi)用較少，但工期較長。如軟土層不太厚，或軟土中夾有多層細(xì)、粉砂夾層滲透性能較好，不需很長時間就可獲得較好預(yù)壓效果時可考慮采用，否則排水固結(jié)時間很長，應(yīng)用就受到限制。此法設(shè)計計算可用一維固結(jié)理論。,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,51,四、真空預(yù)壓法和降水位預(yù)壓法,真空預(yù)壓法實質(zhì)上是以大氣壓作為預(yù)壓荷重的一種預(yù)壓固結(jié)法。在需要加固的軟土地基表面鋪設(shè)砂墊層，然后埋設(shè)垂直排水通道(普通砂井、袋裝砂井或塑料排水板)，再用不透氣的封閉薄膜覆蓋軟土地基，使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內(nèi)埋設(shè)的吸水管道，用真空泵進(jìn)行抽氣，使其形成真空，當(dāng)真空泵抽

23、氣時，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐漸形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓力差，在此壓力差作用下，土體中的孔隙水不斷排水，從而使土體固結(jié)。,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,52,降低水位預(yù)壓法是借井點(diǎn)抽水降低地下水位，以增加土的自重應(yīng)力，達(dá)到預(yù)壓目的。其降低地下水位原理、方法和需要設(shè)備基本與井點(diǎn)法基坑排水相同。地下水位降低使地基中的軟弱土層承受了相當(dāng)于水位下降高度水柱的重量而固結(jié)，增加了土中的有效應(yīng)力。這一方法最適用于滲透性較好的砂土或粉土或在軟粘土層中存在砂土層的情況，使用前應(yīng)摸清土層分布及地下水位情況等。,6-4排水固結(jié)法第六章地基處理,.,53,第五節(jié)擠(振)密法,一、

24、擠密砂樁法,概念：是用振動、沖擊或打入套管等方法在地基中成孔(孔徑一段為300mm600mm)然后向孔中填入含泥量不大于5%的中、粗砂、粉、細(xì)砂料應(yīng)同時摻入25%35%碎石或卵石，再加以夯擠密實形成土中樁體從而加固地基的方法。作用：對松散的砂土層，砂樁的加固機(jī)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)。,6-5擠密法第六章地基處理,.,54,（一）砂樁的設(shè)計,6-5擠密法第六章地基處理,1加固范圍,通常砂樁擠密地基的面積應(yīng)超出基礎(chǔ)的面積，每邊放寬不應(yīng)少于13

25、排；用于防止砂層液化時，每邊放寬不宜小于處理深度的1/2，且不宜小于5m；對高速公路，一般應(yīng)處理至邊緣外13m。,2樁直徑及樁位布置,圖6-12砂樁的布置及中距,.,55,6-5擠密法第六章地基處理,3砂樁的間距,一般對粉土和砂土地基，不宜大于砂樁直徑的4倍；對黏性土地基不宜大于砂樁直徑的3倍。初步設(shè)計時，砂樁的中距也可按下列公式估算。,(1)松散粉士和砂土地基可根據(jù)擠密后要求達(dá)到的孔隙比e1來確定。,.,56,6-5擠密法第六章地基處理,（2）黏性土地基,正方形布置：,（6-31）,.,57,6-5擠密法第六章地基處理,4砂樁樁長,砂樁樁長不宜小于4m當(dāng)軟弱土層厚度不大時，砂樁樁長宜穿過松軟

26、土層；當(dāng)松軟土層厚度較大時，對按穩(wěn)定性控制的工程，砂石樁樁長不應(yīng)小于最危險滑動面以下2m的深度；對按變形控制的工程，砂樁樁長應(yīng)滿足處理后地基變形量不超過建筑物的地基變形允許值并滿足軟弱下臥層承載力的要求；對可液化的地基，砂石樁樁長應(yīng)按現(xiàn)行相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定采用。,.,58,6-5擠密法第六章地基處理,5砂樁孔內(nèi)的填料和填砂量,砂樁內(nèi)填料宜用礫砂、粗砂、中砂、圓粒、角礫、卵石、碎石等，填料中含泥量不應(yīng)大于5%，并不宜含有粒徑大于50mm的粒料。,6墊層,砂樁施工完成后，樁頂部分的樁體比較松散，密實度較小，應(yīng)采用碾壓或夯實的方法將其壓密，然后在砂樁頂部宜鋪設(shè)一層厚度為300500mm的砂石墊

27、層。必要時可在墊層中增設(shè)加筋織物，加大地基抗剪強(qiáng)度。,.,59,6-5擠密法第六章地基處理,7強(qiáng)度驗算,計算中設(shè)有砂樁的復(fù)合地基的路堤整體抗剪穩(wěn)定安全系數(shù)時，復(fù)合地基內(nèi)滑動面上的抗剪強(qiáng)度采用復(fù)合地基抗剪強(qiáng)度，該強(qiáng)度可按下式計算：,（6-34）,（6-35）,（6-36）,（6-37）,.,60,6-5擠密法第六章地基處理,8沉降計算,在砂樁樁長深度內(nèi)地基的沉降按下式計算：,（6-38）,（6-39）,.,61,6-5擠密法第六章地基處理,（二）砂樁施工,可采用振動沉管、錘擊沉管或沖擊成孔等成樁法。當(dāng)用于消除粉細(xì)砂及粉土液化時，宜用振動沉管成樁法。振動式是靠振動機(jī)的垂直上下振動作用，把帶樁靴或底

28、蓋的鋼套管打入土中成孔，填入砂料振動密實成樁(一面振動一面拔出套管)；錘擊式是將鋼套管打入土中，其他工藝與振動式基本相同，但灌砂成樁和擴(kuò)大是用內(nèi)管向下沖擊而成。,.,62,6-5擠密法第六章地基處理,（三）質(zhì)量檢驗,應(yīng)在施工期間及施工結(jié)束后，檢查砂樁的施工記錄。對沉管法，尚應(yīng)檢查套管往復(fù)擠壓振動次數(shù)與時間、套管升降幅度和速度、每次填砂石料量等施工記錄。施工后應(yīng)間隔一定時間方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗。對飽和黏性土地基應(yīng)待孔隙水壓力消散后進(jìn)行，間隔時間不宜少于28d；對粉土、砂土和雜填土地基，不宜少于7d。砂樁的施工質(zhì)量檢驗可采用單樁載荷試驗，對樁體可采用動力觸探試驗檢測，對樁間土可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探、

29、動力觸探或其他原位測試等方法進(jìn)行檢測。,.,63,二、夯（壓）實法,夯（壓）實法對砂土地基及含水率在一定范圍內(nèi)的軟弱黏性土可提高其密實度和強(qiáng)度，減少沉降量。此法也適用于加固雜填土和黃土等。填方或地面淺表層常用的壓實方法是碾壓法、夯實法和振動壓實法，而淺層處理可采用重錘夯實法，深層處理可選擇強(qiáng)夯法。,6-5擠密法第六章地基處理,.,64,(一)重錘夯實法重錘夯實法是運(yùn)用起重機(jī)械將重錘(一般不輕于15kN)提到一定高度(34m)然后錘自由落下，這樣重復(fù)夯擊地基，使它表層(在一定深度內(nèi))夯擊密實而提高強(qiáng)度。它適用于砂土、稍濕的黏性土，部分雜填土、濕陷性黃土等，是一種淺層的地基加固方法。,重錘的樣式：

30、常為一截頭圓錐體，重為1530kN，錘底直徑0.7m1.5m，錘底面自重靜壓力約為1525kPa，落距一般采用2.54.0m。,有效影響深度：重錘夯實的有效影響深度與錘重、錘底直徑、落距及地質(zhì)條件有關(guān)。國內(nèi)某地經(jīng)驗，一般砂質(zhì)土，當(dāng)錘重為15kN，錘底直徑1.15m，落距34m時，夯擊68遍，夯擊有效深度約為1.101.20m，為達(dá)到預(yù)期加固密實度和深度，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試夯，確定需要的落距、夯擊遍數(shù)等。,6-5擠密法第六章地基處理,.,65,6-5擠密法第六章地基處理,重錘的式樣常為一截頭圓錐體(圖6-13)，重為1530kN，錘底直徑0.7m1.5m，錘底面自重靜壓力約為1530kPa，落距一般

31、采用2.54.0m。,圖6-13夯錘,.,66,(二)強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法概念：用質(zhì)量達(dá)數(shù)十噸的重錘自數(shù)米高處自由下落，給地基以沖擊（圖6-14），從而提高一定深度內(nèi)地基土的密度、強(qiáng)度并降低其壓縮性的方法。,特點(diǎn)：夯擊能量大，因此影響深度也大。并具有工藝簡單，施工速度快、費(fèi)用低、適用范圍廣、效果好等優(yōu)點(diǎn)。,6-5擠密法第六章地基處理,強(qiáng)夯法適用范圍：處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。對飽和軟黏土地基中夾有多層粉砂可采用在夯坑中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料進(jìn)行強(qiáng)夯置換處理，,.,67,6-5擠密法第六章地基處理,1強(qiáng)夯法加固的機(jī)理,圖6-14強(qiáng)夯法示意圖,（1）

32、動力密實（2）動力固結(jié)（3）動力置換,.,68,6-5擠密法第六章地基處理,2強(qiáng)夯法設(shè)計,(1)有效加固深度：,(2)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)（最佳夯擊能）：,以夯坑的壓縮量最大，夯坑周圍地面隆起最小為原則，且最后兩擊或三擊的平均夯沉量不大于50100mm。,(3)夯點(diǎn)可采用正方形或等邊三角形布置，間距以57m為宜。一般夯錘有效加固面積可以相連或重合。(4)夯擊遍數(shù)通過試夯確定。,.,69,6-5擠密法第六章地基處理,(5)間歇時間：,兩遍夯擊之間留出使土中超孔隙水壓力消散的時間，可以通過試夯過程中孔隙水壓力測量確定，當(dāng)缺少實測資料時，可按37d考慮（適用條件是：飽和軟黏土地基中夾有多層粉砂或采用在夯坑

33、中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料進(jìn)行強(qiáng)夯置換時）。,.,70,強(qiáng)夯法,6-5擠密法第六章地基處理,.,71,強(qiáng)夯法,6-5擠密法第六章地基處理,.,72,強(qiáng)夯法,6-5擠密法第六章地基處理,.,73,強(qiáng)夯法,6-5擠密法第六章地基處理,.,74,王曲電廠8000KN.M強(qiáng)夯2,6-5擠密法第六章地基處理,.,75,榆次大乘寺2000KN.M強(qiáng)夯,6-5擠密法第六章地基處理,.,76,三、振沖法,6-5擠密法第六章地基處理,概念：利用振沖器在土層中振動和水流噴射的聯(lián)合作用成孔，然后填入碎石料并提拔振沖器逐段振實形成剛度較大的碎石樁的地基處理方法。,適用范圍：適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土和

34、雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kPa的飽和黏性土和飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。,.,77,6-5擠密法第六章地基處理,振沖法對砂性土地基的加固原理：,振動力除直接將砂層擠壓密實外，還向飽和砂土傳播加速度，因此在振沖器周圍一定范圍內(nèi)砂土產(chǎn)生振動液化，液化后的土顆粒在重力、上覆土壓力及外添填料的擠壓下重新排列變得密實，孔隙比大為減小，從而提高地基承載力及抗振能力；另一方面，依靠振沖器的重復(fù)水平振動力，在加回填料情況下，通過填料使砂層擠壓加密。,.,78,圖6-15振沖器構(gòu)造示意圖圖6-16振沖施工過程,6-5擠密法第六章地基處理,振沖法主要的施工機(jī)具和施工工藝

35、：,.,79,振沖樁方法,6-5擠密法第六章地基處理,.,80,振沖樁方法,6-5擠密法第六章地基處理,.,81,振沖樁方法,6-5擠密法第六章地基處理,.,82,振沖樁方法,6-5擠密法第六章地基處理,.,83,振沖樁方法,6-5擠密法第六章地基處理,.,84,振沖樁方法,6-5擠密法第六章地基處理,.,85,振沖樁方法,6-5擠密法第六章地基處理,.,86,第六節(jié)化學(xué)固化法,概念：指在軟土地基土中摻入水泥、石灰等，采用噴射、攪拌等方法使其與原土體充分混合，產(chǎn)生固化作用；或把一些具有固化作用的化學(xué)漿液(如水泥漿、水玻璃、氯化鈣溶液等)灌入地基土體中，以改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，達(dá)到加固目的。

36、,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,分類：按加固材料的狀態(tài)可分為粉體類(水泥、石灰粉末等)和漿液類(水泥漿及其他化學(xué)漿液)。按施工工藝可分為低壓攪拌法(如粉體噴射攪拌樁、水泥漿攪拌樁等)、高壓噴射注漿法（如高壓旋噴樁等）和膠結(jié)法(如灌漿法、硅化法)三類。,.,87,一、粉體噴射攪拌(樁)法和水泥漿攪拌(樁)法,概念：深層攪拌法是利用水泥、石灰或其它材料作為固化劑，通過特別的深層攪拌機(jī)械將其與地基深層土體強(qiáng)制攪拌，經(jīng)物理化學(xué)作用、硬化或形成整體的漿液攪拌法和粉噴攪拌法。,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,.,88,1.加固機(jī)理：(1)水泥的水化反應(yīng)(2)陽離子交換與團(tuán)?；饔?3)硬凝反應(yīng)(4)碳酸

37、化反應(yīng),6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,.,89,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,2.水泥土攪拌法設(shè)計,(1)對工程地質(zhì)勘察的要求和適用范圍(2)布樁形式(3)樁長、樁徑和間距的確定(4)固化劑及外摻劑類型和用量(5)水泥土樁復(fù)合地基穩(wěn)定計算(6)水泥土樁復(fù)合地基沉降計算,.,90,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,3.水泥土攪拌施工,水泥攪拌樁分為干噴法與濕噴法兩種方法，干噴法是把水泥粉噴入地下，與軟土攪拌成樁，俗稱粉噴樁。濕法是把水泥漿噴入地下，與軟土攪拌成樁，又稱漿噴樁或深攪樁。其主要步驟應(yīng)為：攪拌機(jī)械就位、調(diào)平；預(yù)攪下沉至設(shè)計加固深度；邊噴漿（粉）、邊攪拌提升直至預(yù)定的停漿（灰）面；重復(fù)

38、攪拌下沉至設(shè)計加固深度；根據(jù)設(shè)計要求，噴漿（粉）或僅攪拌提升直至預(yù)定的停漿（灰）面；關(guān)閉攪拌機(jī)械；在預(yù)（復(fù)）攪下沉?xí)r，也可采用噴漿（粉）的施工工藝，但必須確保全樁長上下至少再重復(fù)攪拌一次。,.,91,二、高壓噴射注漿法,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,概念：高壓噴射注漿法是采用注漿管和噴嘴，借高壓將水泥漿等從噴嘴射出，直接破壞地基土體，并與之混和，硬凝后形成固結(jié)體，以加固土體和降低其滲透性的方法。,適用范圍：適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑可塑黏性土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。,分類：高壓噴射注漿法按噴射方向和形成固體的形狀可分為旋轉(zhuǎn)噴射、定向噴射和擺動噴射三種類別。按注漿的基本工

39、藝可分為單管法（漿液管）、二重管法（漿液管和氣管）、三重管法（漿液管、氣管和水管）和多重管法（水管、氣管、漿液管和抽泥漿管）等。加固形狀可分為柱狀、壁狀、條狀和塊狀。,.,92,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,1加固機(jī)理,對天然地基土的加固硬化機(jī)理和形成復(fù)合地基以加固地基土、提高地基土強(qiáng)度、減少沉降量。,2高壓噴射注漿法的施工,首先進(jìn)行施工前的準(zhǔn)備；樁機(jī)按布好的樁點(diǎn)就位；開機(jī)鉆孔至設(shè)計深度；高壓噴射注漿；邊注漿邊提升；成樁結(jié)束提管沖洗。,.,93,三、膠結(jié)法,(一)灌漿法,概念：亦稱注漿法，利用壓力或電化學(xué)原理通過注漿管將加固漿液注入地層中，以漿液摻入土粒間或巖石裂隙中的水分和氣體，經(jīng)一定時間

40、后，漿液將松散的土體或縫隙巖體膠結(jié)成整體，形成強(qiáng)度大、防水防滲性能好的人工地基。,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,.,94,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,按照施工工藝和灌漿工作原理的不同，灌漿方法可分為下列幾種：,1灌漿方法,(1)滲透灌漿(2)劈裂灌漿(3)壓密灌漿(4)電化學(xué)灌漿（或電滲法）,.,95,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,按漿液所處狀態(tài)可分為真溶液、懸浮液和乳化液；按工藝性質(zhì)可分為單漿液和雙漿液；按漿液主劑分為無機(jī)系列和有機(jī)系列；按漿液顆?？煞至顫{液（純水泥漿、水泥黏土漿和水泥砂漿等或統(tǒng)稱為水泥基漿液）和化學(xué)漿液（環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類和聚氨酯等）兩大類。,2漿液材料,

41、.,96,(二)硅化法利用硅酸鈉(水玻璃)為主劑的化學(xué)漿液加固方法稱為硅化法。,1硅化法的加固機(jī)理硅化法按漿液成分可分為單液法和雙液法。單液法使用單一的水玻璃溶液，它較適用于滲透系數(shù)位0.10.2m/d的濕陷性黃土等地基的加固。此時，水玻璃較易滲透入土孔隙，與土中的鈣質(zhì)相互作用形成凝膠，而使土顆粒膠結(jié)成整體。,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,.,97,2硅化法的設(shè)計計算,加固范圍及深度應(yīng)根據(jù)地基承載力和要求沉降量驗算確定，一般情況加固厚度不宜小于3m，加固范圍的底面不小于由基底邊緣按30度擴(kuò)散的范圍?；瘜W(xué)漿液的濃度，水玻璃溶液自重為1.351.44，氯化鈣為1.201.28，土的滲透系數(shù)高時取高值，滲透系數(shù)低時取低值。,6-6化學(xué)加固法第六章地基處理,.,98,第七節(jié)土工合成材料加筋法,6-7土工合成材料加筋法第六章地基處理,一、土工合成材料的發(fā)展及分類,