《地基与基础培训》PPT课件.ppt

地基与基地基与基 础础 主讲 王爱玲 1. 地基及基础的概念 建筑物的全部荷载均由其下的地层来 承担。受建筑物影响的那一部分地层称为 地基；建筑物向地基传递荷载的下部结构 称为基础。 建筑物 上部结构 基 础 地 基 基 础 上部结构 地 基 建筑物三部分示意图 地基基础设计必须满足的基本条件 建筑物的建造使地基中原有的应力状态 发生变化，所以地基基础的设计必须满足： a.作用于地基的荷载不超过地基的承载 能力（地基土的强度问题）； b.控制基础沉降使之不超过允许值（地 基土的变形问题）。 地基 天然地基 人工地基 地基分类 换填地基 排水固接预压地基 强夯地基 振冲地基 砂石桩 水泥粉煤灰碎石桩（CFG ） 夯实水泥土桩 水泥土搅拌桩 高压喷射注浆地基 石灰桩 灰土（土）挤密桩 其他地基 基础分类 基础 浅基础 深基础 柱下单独扩大基础 柱下、墙下条形基础 筏板基础（满堂基础） 桩基础 沉箱基础 混合基础 连续墙基础 2. 软弱土地基处理 软弱土系指淤泥、淤泥质土和部分冲 填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱 土组成的地基称为软弱土地基。 淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土 ，其具有特殊的物理力学性质，从而导致 了其特有的工程性质。 软土地基的工程特性 地基承载力低 建筑物的沉降和差异沉降较大 建筑物沉降历时长 地基处理的目的主要是改 善地基的工程性质，包括改善 地基土的变形特性和渗透性，提高其抗剪 强度等。 2.1 换填垫层法 当建筑物基础下的持力层比较软弱、 不能满足上部荷载对地基的要求时，常采 用换土垫层法来处理软弱土地基，即将基 础下一定深度内的土层挖去，然后回填以 强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密 实。 实践证明：换土垫层可以 有效地处理某些荷载不大的建 筑物地基问题。换土垫层按其回填的材料 可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层等。 砂垫层的主要作用： 1.提高地基承载力； 2.减少沉降量； 3.加速基底下软弱土层的排水固结； 4.防止冻胀； 5.消除膨胀土的胀缩作用。 建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2002)中规定： 换填垫层法适用于浅层软弱地基 及不均匀地基的处理。 换填垫层的厚度不宜小于0.5m， 也不宜大于3m。 2.2 排水固接预压地基 排水固结预压法是利用地基土排水固 结的特性，通过施加预压荷载，并增设各 种排水条件（砂井和排水垫层等排水体） ，以加速饱和软粘土固结发展的一种软土 地基处理方法。 排水固结预压法主要适用于处理淤泥 、淤泥质土及其他饱和软粘土。对于砂类 土和粉土，因其透水性良好，无需用此法 处理。 分为三类： 1、堆载预压法 2、砂井堆载预压法 3、真空预压法 2.3 挤密法和振冲法 在砂土中，通过机械振动挤压或加水 振动可以使土密实。挤密法和振冲法就是 利用这个原理发展起来的两种地基加固方 法。 一、挤密法 挤密法的加固机理主要靠 桩管打入地基中，对土产生横向挤密作用 ，在一定挤密功能作用下，土粒彼此移动 ，小颗粒填入大颗粒的空隙，颗粒排列紧 密，孔隙体积减少，地基土的强度也随之 增强。所以挤密法主要是使松软土地基挤 密，改善土的强度和变形特性。 二、振冲法 振冲法是利用一个振冲器， 在高压水流的作用下边振边冲，使松砂地 基变密；或在粘性土地基中成孔，在孔中 填入碎石制成一根根的桩体，这样的桩体 和原来的土构成复合地基。 在砂土中和粘性土中振冲法的加固机 理是不同的。在砂土中主要是振动挤密和 振动液化作用；在粘性土中主要是振冲置 换作用，置换的桩体与土组成复合地基。 2.4 强夯法 强夯法是用几吨至几十吨的重锤从高 处落下，反复多次夯击地面，对地基进行 强力夯实。这种强大的夯击力在地基中产 生动应力和振动，从夯击点发出纵波和横 波，向地基纵深方向传播，使地基浅层和 深处产生不同程度的加固作用。 2.5 深层搅拌法 深层搅拌法（Deep Mixing MethodDMM）是一 种化学加固地基的方法。它通过特制机械 各种深层搅拌机，沿深度将固化剂（水 泥浆、水泥粉或石灰粉，外掺一定的添加 剂）与地基土强制就地搅拌，利用固化剂 自身及其与地基土之间所产生的一 系列物理、化学反应，使地基 土硬结成为具有整体性、水稳 定性、较低渗透性和一定强度的复合土桩 （体），或与地基土构成复合地基，从而 提高软土地基的承载力、减小地基的变形 。 2.6 高压喷射注浆法 高压喷射注浆法（High Pressure Jet Grouting）是利用高压射流技术，喷射化学 浆液，破坏地基土体，并强制土与化学浆 液混合，形成具有一定强度的加固体，来 处理软弱地基的一种方法。 高压喷射注浆法在工程上 的应用主要有两方面： 1.加固地基，提高建筑物地基的承载 力，改善地基的变形性质，既可应用于拟 建建筑物的地基处理，又可应用于已建建 筑物的事故处理。 2.地基或土体的防渗处理，形成防渗 帷幕，防止渗流破坏、流土或管涌。 2.7 水泥粉煤灰碎石桩（CFG） 水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩基础上 加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水 拌和，用振动沉管打桩机或其它成桩机具 制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和 桩间土通过褥垫层形成复合地基。 3. 地基质量检验 主要采用原位测试法。 常用的原位测试法有圆锥动力触探法 (DPT)、静力触探法(CPT)、标准贯入试验 法(SPT)、旁压试验法(PMT)、载荷试验、 现场剪切试验、波速测试。 3. 1 圆锥动力触探 圆锥动力触探试验是利用一定质量 的落锤,以一定高度的自由落距将标准规格 的圆锥形探头打入土层重,根据探头贯入的 难易程度(可用贯入一定距离的锤击数、贯 入度或探头单位面积动贯阻力来表示)判定 土层的性质。 分为：轻型、重型和超重型三种 类型轻型重型超重型 落 锤 锤的重量（kg ） 1063.5120 落距（mm）5076100 探 头 直径（mm）407474 锤角（）606060 探杆直径（mm）25425060 指 标 贯入30cm的锤击数 N10 贯入10cm的锤击 数N63.5 贯入10cm的锤击 数N120 圆锥动 力触探类型和规格 参照规范：岩土工程勘察规范（GB50021-2001） 超重型动力触探试验 1、试验设备：主要由触探头74mm、触探杆及穿心锤 三部分组成。触探杆直径60mm、接手加厚的钻杆，穿心 锤重120kg。 2、试验要点： (1) 贯入前，触探架安装平稳，保持触探杆垂直。试 验时从孔底连续贯入。 （2）量尺读数：及时记录贯入深度，对触探指标（锤 击数）直接记读每贯入10厘米所需的锤击数。 3. 2 静载荷试验 主要参照规范： 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002） 建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002） 分类：浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验 堆载物 百分表 承压板 千斤顶油压泵 工字钢 桩 体 浅层平板载荷试验装置示意图 主要仪器设备：液压千斤顶（带压力表） 、百分表（0.01mm）、加荷装置（荷载平台或 反力装置）、压板等。 护壁 加强护壁 千斤顶 800 压板 百分表 基准梁 反力钢梁 位移杆 基准桩 深井及试验装置试验装置示意图 复合地基载荷试验要点： 1、了解场地地基处理方法； 2、确定压板面积 为一根桩所承担的处理面积 m 桩土面积置换率 m（d/de）2 3、确定最大加载荷载 【例题】某场地，载荷试验得到的天然地基承载力特 征值为120kPa。设计要求经碎石桩法处理后的复合地基 承载力特征值需提高到160kPa。拟采用的碎石桩桩径为 0.9m，正方形布置，桩中心距为1.5m。 1、该复合地基的面积置换率最接近下列哪个值? (A)0.22 (B)0.24 (C)0.26 (D)0.28 (E)0.30 基桩及地基检测方法 z 低应变反射波法、声波透射法 检测基桩完整性（扩径、缩径、离析、夹泥）、低质混凝土、桩长复核 z 高应变法 检测基桩承载力、完整性、打桩监控 z 载荷试验（浅层平板、深层平板） 检测基桩及地基承载力 z 钻芯、动探、压实度、沉降、物探 低应变反射波法原理 z 一维波动理论 z 在桩头布置传感器，激振纵向应力波信号，应力波遇到桩身缺陷、 桩底等波阻抗（AC）发生变化的界面时将有反射波向上传播。记录 沿桩身传播并反射回来的时域曲线。 z 通过实测时域曲线来分析判定基桩的桩身完整性。如： 、有桩底反射波（ 2L/c时刻）， 2L/c时刻前无缺陷反射波。 、断桩，将有很明显的反射信号及可能多次反射，无桩底信号。 、缩径、离析有明显的反射信号，可能有桩底信号。 低应变反射波法图例 低应变检测典型波形1 9m的完整桩 低应变检测典型波形2 3.8m断桩 高应变法 高应变法适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性；监测预制 桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选 择提供依据。 打印机或 重锤 绘图仪 便携 PDA 力传感器 计算机 打桩仪 加速度计 土 桩 土 高应变测试系统布置示意图 声波透射法 适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测 ，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。 声波透射法检测典型波形 静载试验 静载试验适用于检测单桩的竖向抗压承载力。 1基准梁 2百分表 3磁性表座 4试桩 5锚桩 6反力梁 7千斤顶 8锚筋 单桩竖向抗压静载试验装置示意图 1 2 5 4 3 6 7 5 8 静载试验现场照片 静载试验典型图 波速测试 z 波速的测试适用于在土层中用单孔法和跨孔法测试压缩波与剪切波 波速、面波法测试瑞利波波速以及弹性波在岩层中的传播速度，并根 据波速提供场地土的动弹性模量、动剪切模量和动泊松比等。 z 可用于场地土的类别划分和场地土层的地震反应分析。 z 在地基勘察中，配合其它测试方法综合评价场地土的工程力学性质 。 z 地基加固效果等。 基本原理：是根据已知距离，由声波仪测得声波在该距离内