1、第45章 地基處理與復(fù)合地基 1. 概述 1.1 地基處理 為提高地基承載力，改善其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采取的人工地基的方法。 1.2 復(fù)合地基的概念,指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)， 或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是 由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體(豎向樁體或水平加筋 材料)兩部分組成的人工地基。,2.地基處理對(duì)象：軟弱土和不良性質(zhì)土地基 濕陷性黃土地基 膨脹土地基 泥炭土地基 多年凍土地基 巖溶與土洞地基 山區(qū)地基 飽和粉細(xì)砂與粉土地基,3. 地基處理原理和方法分類 (1)排水固結(jié)法（預(yù)壓法） 通過(guò)施加預(yù)壓荷載和設(shè)砂井、砂墊層或降低地下水位、電滲等改善地基排水條件

2、的措施，加速地基的固結(jié)和強(qiáng)度增長(zhǎng)，土體被壓縮密實(shí)，地基土抗剪強(qiáng)度相應(yīng)提高的原理，提高地基承載力和穩(wěn)定性并使基礎(chǔ)沉降提前完成的一種軟土地基處理方法。,主要用于飽和軟弱土地基處理，土應(yīng)有一定滲透性， 泥炭土（有機(jī)質(zhì)高）中不宜使用。,1)堆載預(yù)壓法:處理深度一般達(dá)10m左右 2)真空預(yù)壓法:處理深度可達(dá)15m左右 3)電滲預(yù)壓法: 4)聯(lián)合預(yù)壓法,(2)振密、擠密法 振密、擠密法的原理是采用一定的手段，通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，達(dá)到地基處理的目的，可分為下述幾種方法。 1)表層壓實(shí)法：適用于淺層疏松粘性土（其含水量接近最佳含水量），松散無(wú)粘性土，淺層濕陷性黃土、大面積填土、素填土

3、。 2)重錘夯實(shí)法： 3)強(qiáng)夯法： 4)振沖擠密法 5)砂樁、土樁與灰土樁 6)爆破法,一般錘重15KN，強(qiáng)夯法錘重100KN 適用于無(wú)粘性土，濕陷性黃土、雜填土 非飽和粘性土。,在振動(dòng)擠密的過(guò)程中，回填砂、礫石、 灰土、素土等，與地基土組成復(fù)合地基,(3)置換及拌入法 1)墊層法： 2)開挖換填法 3)高壓噴射注漿法 4)深層攪拌法,適用于軟粘土、素填土、正常固結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、濕陷性黃土、無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土 等地基的處理。,適用于粘性土、沖填土、粉細(xì)砂等地基的處理。,換土墊層法,灌漿法:灌入水泥漿,其他灌漿法:灌入環(huán)氧樹脂、聚氨酯以及以有機(jī)物為固化 劑的硅酸鹽漿材或水泥水玻

4、璃漿等高強(qiáng)度化學(xué)漿材。,一般用于開挖深度在3m以內(nèi)淺層軟弱土上五層以下民用建筑、跨度不大廠房的地基處理。,根據(jù)施工方法的不同，水泥土攪拌法分為： 水泥漿攪拌：用水泥漿和地基土攪拌 粉體噴射攪拌：用水泥粉或石灰粉和地基土攪拌 又分為： 濕法：水泥漿攪拌法 干法：粉噴攪拌法,水泥加固土的室內(nèi)試驗(yàn)表明，有些軟土的加固效果較好，而有的不夠理想。 一般認(rèn)為含有高嶺石、多水高嶺石、蒙脫石等粘土礦物的軟土加固效果較好， 而含有伊里石、氯化物和水鋁英石等礦物的粘性土以及有機(jī)質(zhì)含量高、酸堿度(pH值)較低的粘性土的加固效果較差。,振動(dòng)壓路機(jī),振動(dòng)壓路機(jī),強(qiáng)夯法,強(qiáng)夯法是法國(guó)L梅納（Menard）1969年首創(chuàng)的

5、一種地基加固方法。夯擊后的地基承載力可提高25倍，壓縮性可降低200500，影響深度在10m以上。,振沖擠密砂石樁,回填以強(qiáng)度較大、壓縮性較低且無(wú)腐蝕的砂 、碎石、灰土或素土、工業(yè)廢渣等材料并夯實(shí),高壓噴射注漿法又稱旋噴法,水泥土攪拌樁機(jī),水泥土攪拌樁外貌,(4)加筋法 1)土工合成材料:是土工用合成纖維材料的總稱。又分為：,土工織物：具有良好的過(guò)濾性。 土工膜：不透水膜。 特種土工合成材料：通過(guò)特種原材料和特殊的制造方法 制成的土土合成材料。它包括土工墊、土工網(wǎng)、土工格 柵、土工格室、土工膜袋和土工泡沫塑料板等等。 復(fù)合型土工合成材料它是由土工織物與特種土工合 成材料組合而成的材料。,具有排

6、水、隔水、 加固和補(bǔ)強(qiáng)作用。,(4)加筋法 1)土工合成材料：加筋土(把抗拉能力很強(qiáng)的拉筋埋置在土層中。) 2)錨固技術(shù)：在天然地層中可用灌漿錨桿，在人工填土 中可用錨定板。 (5)冷熱處理法 1)凍結(jié)法：用于飽和的砂土或軟粘土層中的臨時(shí)性措 施。 2)燒結(jié)法： 在軟弱粘土地基的鉆孔中加熱，通過(guò)焙燒使 周圍地基土減小含水量提高強(qiáng)度，減少壓縮性。,(d)錨桿式擋土墻 (e)錨定板式擋土墻 (f)板樁墻,(6)托換技術(shù),對(duì)原有建筑物地基和基礎(chǔ)進(jìn)行處理、加固或改建,通常需加寬、加深基礎(chǔ)。 1)坑式托換 2)樁式托換,坑式托換,頂承式靜壓樁托換,灌注樁托換,導(dǎo)坑,3）樹根樁托換,直徑宜為150一300

7、mm ,樁長(zhǎng)不宜超過(guò)30m。,4.復(fù)合地基的分類與破壞模式,復(fù)合地基指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)或被置換，或設(shè)置加筋材料，加固區(qū)由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。,增強(qiáng)體作用:加筋、擠密、排水固結(jié)、樁體作用。,如水泥土樁、灰土樁等,如鋼筋混凝土樁,水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基,豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基破壞模式：,（a）刺入破壞,（b）鼓脹破壞,（c）整體剪切破壞,（d）滑動(dòng)破壞,水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基破壞模式,基礎(chǔ)寬度為B，第一層加筋體埋深為u,(a)加筋體以上土體剪切破壞,(b)加筋體在剪切過(guò)程中被拉出、或與土體產(chǎn)生過(guò)大相對(duì) 滑動(dòng)產(chǎn)生破壞,(c)加筋體在剪切過(guò)程中被拉斷而產(chǎn)生

8、剪切破壞,5.復(fù)合地基的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù),1）.面積置換率 m,矩形布樁：,梅花形布樁：,其中：d樁體直徑； l樁間距。,Ap=d2/4,定義：樁體截面積Ap與其承擔(dān)處理的復(fù)合地基面積A之比,對(duì)網(wǎng)格狀平面布置,5.復(fù)合地基的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù),1）.面積置換率 m,增強(qiáng)體間距分別為a和b,增強(qiáng)體寬度為d,實(shí)測(cè)載荷板下復(fù)合地基反力分布圖,2） 樁土應(yīng)力比 n,5.復(fù)合地基的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù),目前已有人試用樁土應(yīng)力分擔(dān)比來(lái)確定復(fù)合地基承載 力，但因影響應(yīng)力分擔(dān)比的因素較多(荷載水平、地質(zhì)條 件、樁長(zhǎng)、樁距、樁體剛度等)，該工作尚處于摸素階段。,2） 樁土應(yīng)力比 n,5.復(fù)合地基的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù),3）復(fù)合模量 Ep

9、s,定義：將加固區(qū)視為一均質(zhì)復(fù)合土體，則與原復(fù)合地基 等價(jià)的均質(zhì)復(fù)合土體模量稱為復(fù)合模量。,定義：樁體豎向應(yīng)力sp與樁間土豎向平均 應(yīng)力ss之比。,Es樁間土模量 As樁間土截面積,As= A-AP,4）復(fù)合地基承載力fspk確定,單樁承載力特征值；, 樁間土承載力折減系數(shù),6.建筑物糾偏,（1）頂樁掏土法 特點(diǎn)：該法是將錨桿靜壓樁和水平向掏土技術(shù)相結(jié)合。 工作原理：是先在建筑物基礎(chǔ)沉降多的一側(cè)壓樁，并立即將樁與基礎(chǔ)錨固在一起，迅速制止建筑物的下沉，然后在沉降少的一側(cè)基底下掏土，以減少基底受力面積，增加基底壓力，從而增大該處土中應(yīng)力，使建筑物緩慢而又均勻地下沉，產(chǎn)生回傾。,6.建筑物糾偏,（2

10、）排土糾偏法 1）抽砂糾偏法 在建筑物基底預(yù)先做一砂墊層，在預(yù)估沉降量較小部位，每隔一定距離（約1m）預(yù)留砂孔一個(gè)。當(dāng)出現(xiàn)不均勻沉降時(shí)，在沉降量較小的部位，用鐵管在預(yù)留孔中取出一定數(shù)量砂體，強(qiáng)迫建筑物下沉而糾偏。 2）鉆孔取土糾偏法 當(dāng)基礎(chǔ)一側(cè)出現(xiàn)較大沉降而傾斜時(shí)，在沉降小的一側(cè)基礎(chǔ)周圍鉆孔，并在孔中掏土，使此側(cè)軟弱地基土產(chǎn)生側(cè)向擠出而產(chǎn)生較大下沉，達(dá)到糾偏目的。,中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) Technical code for ground treatment of buildings JGJ 79-2002 主編部門：中國(guó)建筑科學(xué)研究院 批準(zhǔn)部門：中華人民共和國(guó)建設(shè)部 施行日期：2003年1月1日,中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范 Technical Code for Improvement of Soil and Foundation of Existing Buildings JGJ 123-2000主編單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院批準(zhǔn)部門：中