地基处理复习概要.doc

绪论1.何为地基？何为基础？地基处理的目的是什么？地基：承托建（构）筑物基础有限面积的岩土层；基础：位于上部结构和地基之间，承上启下作用的建（构）筑物。地基处理的目的：利用置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和冷热处理等方法对地基土层进行加固，进而1).提高地基土的抗剪强度2).降低地基土的压缩性3).改善地基土的透水特性4).改善地基土的动力特性5).改善特殊土的不良地基特性2.地基处理过程中可能出现的问题有哪些？1).强度及稳定性问题2).变形问题3).渗漏问题4).液化问题3.何为软弱地基？软弱地基有哪些特征？软弱地基：由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。特殊土地基：包括软土、湿陷性黄土、人工填土（素填土、杂填土和冲填土）、膨胀土、有机土和泥炭土、红粘土、冻土、岩溶土和垃圾填埋土等，大部分具有区域性特点。特殊土地基主要特征：1).软粘土：天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数大、渗透系数小、压缩模量小，在外载作用下地基承载力低，沉降变形和不均匀变形大，渗透性差。2).人工填土：(1).素填土:由碎石、砂、粉土、粘性土的一种或几种构成，含杂质较少(2).杂填土:人类活动的堆积物由建筑、生活垃圾和工业废料组成，成因不规律，结构松散，成分杂乱，强度低、压缩性高、均匀性差，具侵水湿陷性(3)冲填土:水力充填泥砂形成，成分较复杂、强度较低、压缩性较高3).湿陷性土:较为常见的是湿陷性黄土偶见粉砂土和碎石土4).膨胀土:遇水膨胀，失水收缩，具较大的胀缩变形性能5).有机土和泥炭土:有机物和水含量越高土的强度越低，压缩性越高，土质不均6).红粘土:土层厚度和强度不均，易引起不均匀变形7).冻土:分季节性冻土和多年冻土，长期荷载作用下，冻土有强烈的流变性8).岩溶、土洞。山区地基:(1).岩溶：受力层因水的化学和机械作用而成的 (2).土洞：岩溶地区上覆土层被地下水冲蚀或潜蚀的产物 (3).山区地基：地质条件复杂，基岩表面起伏大造成基础不均匀沉降，经常出现地质灾害9).垃圾填埋地基：性质复杂10).盐渍土地基4.选用地基处理方法时，应考虑哪些因素？1).现场工程地质、水文地质和地基基础设计资料2). 建（构）筑物结构类型、荷载大小和使用要求3).以安全可靠、施工方便和经济合理等为原则5.地基处理方法的分类有哪些？根据地基处理的原理可分1).换填垫层法2).深层密实法3).排水固结法4).加筋法5).冷热处理法6).化学加固法7).基础托换法6.地基处理前的工作内容包括哪几部分？1).收集详细的岩土勘察资料，上部结构和基础设计资料；2).确定地基处理的目的、处理范围和处理后要达到的经济指标等3).调查邻近建筑、地下工程和管线情况4).了解建筑物场地的环境情况。复合地基1.什么是复合地基，复合地基的分类有哪些？形成复合地基的条件是什么？人工地基：均质地基、双层地基和复合地基复合地基：天然地基处理过程中，部分土体强度得到提高或被置换，或在天然地基中加入筋体材料，加固区由基体和增强体组成的人工地基。分类： 散体材料桩复合地基 竖直增强体复合地基 刚性桩复合地基复合地基 粘结材料桩复合地基水平增强体复合地基 柔性桩复合地基形成条件：基体和增强体在荷载作用下，通过二者变形协调共同分担荷载。2.什么是复合地基的面积置换率？复合地基的桩土应力比？复合地基的复合模量？复合地基桩土荷载分担比？面积置换率：桩土应力比：复合模量：桩土荷载分担比：3.复合地基的沉降量可由哪几种方法进行估算？1).加固区压缩量的计算方法(1)复合模量法：(2)应力修正法：2).加固区下卧层压缩量的计算方法(1)应力扩散法(2)等效实体法(3)改进Geddes法4.如何计算地基极限承载力和压缩模量？换填垫层法1.何为换填垫层法？适用条件和加固机理是什么？换填垫层法：软弱土地及承载力和变形不能满足建（构）筑物的要求，同时软土层厚度不是很大时，将地基底面处理范围内的软土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂（碎石、高炉干渣、粉煤灰）或其他性能稳定、无侵蚀性材料，并夯压振实至要求密实度的一种地基处理方法。适用条件：浅层软弱地基和不均匀地基的处理。加固机理：根据地基土中附加应力分布规律，使垫层承受上部较大的应力，软弱土层承担较小的应力，进而满足设计对地基土的要求。2.换土垫层的作用是什么？1).提高持力层的承载力2).减小沉降量3).加速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。3.如何进行砂（碎石）垫层的设计？1).垫层厚度的确定：2).垫层宽度的确定：3).垫层承载力的确定：4).沉降计算5).垫层材料的选择4.垫层质量检验方法有哪些？1).环刀取样法：2).贯入测定法：深层密实法1.何为深层密实法？深层密实法:采用爆破、夯实、挤压和震动等方法，对松散地基土进行振密和挤密，进而密实较大深度范围内的地基土的一种方法。其具体方法有爆破法、强夯法和挤密法。2.何为强夯法？适用范围是什么？其优点有哪些？加固机理是什么？强夯法:将几十吨的重锤从几十米高出自由下落对土进行强力夯击的一种方法。适用范围:适用于碎石土、砂土、杂填土、低饱和度的粉土和粘性土、湿陷性黄土和人工填土，对饱和度较高的淤泥质土和淤泥，应使用谨慎。强夯法的优点:适用性强、施工简单、施工简单、使用经济、工期短、加固效果好。强夯法的加固机理:1).动力密实:对于粗颗粒、非饱和地基土，在冲击动力荷载作用下，使土体孔隙体积减小，进而密实土体提高地基土强度。2).动力固结:对于细颗粒饱和土，在冲击动力荷载作用下，土中产生很大的应力波，破坏土体原有结构，使土体局部液化，并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利排出，超孔隙水压力消失后，土体固结。3).动力置换:有整体置换和桩式置换之分。整体置换式在强夯能量作用下将碎石矿渣等物理力学性能较好的粗颗粒材料整体挤入淤泥中，通过换置作用加固地基，类似于换填垫层法。桩式置换是在强夯能量作用下将碎石填筑于土体中，部分碎石桩夯入软土里。在置换过程中，土体结构破坏，地基土产生超孔隙水压力，随时间增加，土体强度恢复，同时由于碎石桩有较好的透水性，使超孔隙水压力迅速消散，类似于振冲法形成的碎石桩。3.强夯法的设计参数有哪些？1).有效加固深度:强夯加固后，土体强度提高、压缩模量增大、加固效果明显，土层强度和变形指标能满足设计要求的土体范围。公式如下H=2)单击夯击能3).夯击点布置和间距4).夯击次数和遍数5).铺设垫层:一般厚度为0.5-2.0m6).间歇时间:取决于加固土层孔隙水压力消散的时间，砂性土2-4min；粘性土：2-4周4.何为触变恢复、时效、平均夯击能、间歇时间和桩土应力比？触变恢复：在重复夯击作用下，土体的强度逐渐降低，当土体出现液化或接近液化时，使土的强度达到最低值。此时土体产生裂隙，而土中吸附水部分吧变成自由水，随着孔隙水压力的消散，土的抗剪强度和变形模量都有了大幅度的增长。这时自由水重新被土颗粒所吸附而变成了吸附水，这也是具有触变土的特性。时效：由于饱和粘性土的触变性，在强夯以后，土体结构破坏，强度几乎降为零，随时间增加，土体强度逐渐增加的特性平均夯击能：重锤*落距*总夯击数/加固面积间歇时间：需要两边或多遍夯击的强夯工程，两遍夯机之间的间隔，取决于加固土层孔隙水压力消散的时间。桩土应力比：5.强夯法的现场测试内容包括哪些？1).地面及深层变形2).孔隙水压力3).侧向挤压力4)振动加速度6.强夯法的质量检测方法有哪些？1).室内土工试验2).十字板剪切试验3).动力触探试验（标贯试验）4).静力触探试验5).旁压仪试验6).载荷试验7).波速试验7.何为碎石桩和砂桩？施工方法的分类有哪几种？适用条件分别是什么？碎石桩和砂桩：采用振动冲击和振动水冲等方式在软弱地基成孔，将碎石和砂挤入土孔中形成大直径的碎石或砂构成的密实桩体，其合成碎砂石桩或粗颗粒土桩。分类：适用条件：8. 碎石桩的加固机理是什么？1).松散砂性土:(1).机密作用:(2).排水减压作用:(3).砂基预震效应:2).粘性土:9. 碎石桩质量检验包括哪几个方面？10.土桩和灰土桩的概念是什么？其设计计算包括哪几方面？11. 土桩和灰土桩的质量检验包括哪几方面？12.简述水泥粉煤灰碎石桩的概念和加固机理概念：加固机理：排水固结法1.什么是排水固结法，基本原理是什么？排水固结法：对天然地基加载预压或者设置竖向排水体（砂井、塑料排水板），利用建（构）筑物自重分级逐渐加载，使土体中孔隙水排出，土体固结，地基发生沉降，提高地基土强度的方法。基本原理：饱和软土地基在荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，孔隙体积减小，地基发生固结变形，在超孔隙水压力逐渐消散的同时，有效应力逐渐增加，地基土强度增强。2.排水固结取得良好的预压固结效果，与什么条件有关？3.固结排水法的分类和使用条件分别是什么？分类：砂井堆载法、堆载预压法、真空预压法、降低地下水位法、电渗法和联合法等适用条件：处理淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基4.简述砂井堆载预压法的概念和适用条件概念：在地基土里打入砂井作为竖向排水通道，并在其顶部铺设水平砂垫层，在垫层上施加荷载，在地基土的附加应力下，地基土产生超静水压力，并将土体孔隙水出，固结土体，增加地基土强度的方法。适用条件：无较大集中荷载的大面积分布荷载或填土堆积工程5.简述砂井地基固结度的计算过程6.简述地基抗剪强度的预测方法1).有效应力法：2).有效固结压力法：7.何为真空预压法？何为降低地下水位法？其适用范围分别是什么？真空预压法：在需要加固的软土地基表面铺设透水砂（砂砾）垫层，然后埋设竖向排水通道，密封透水砂垫层，用真空泵抽气，在压力差（土体内部与排水通道、砂垫层）的作用下，排出地基中的孔隙水达到固结土体的方法适用范围: 饱和均质粘性土含薄层砂夹层的粘性土新吹填土、超软土地基，不宜用在有足够水补给的透水土层、无法堆载的倾斜地面和施工场地狭窄的地方降低地下水位法：利用井点降水，增加土体自重，使地基发生附加沉降地下水的降低使地基中的软土承受了水位下降高度的水柱重量而固结的方法。适用范围：砂性土地基、含砂土或粉土的软粘土层8.排水固结法的质量检验包括哪些内容？1).现场观测:(1)沉降观测、(2)孔隙水压力观测(3)地基土水平位移观测 (4)真空度观测(5)地基土物理力学指标观测2).竣工后的质量检验化学固结法1.简述化学固结法概念化学固结法：利用水泥浆液、粘土浆液或其他化学浆液，通过压力灌注压入、机械搅拌或高压喷射等方式将浆液与土颗粒胶结起来，进而改善地基土的物理力学性质的地基处理方法。2.简述灌浆法的概念、目的、对象和应用范围概念：利用液压气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀注入地层中，浆液通过充填渗透和挤密等方式，赶走岩土体缝隙（孔隙）里的水气，达到胶结岩土体的目的，进而形成结构新强度大防水好和化学性能稳定的结合体的固结法。目的：固结岩土体，提高去强度、防水性能和稳定性。对象：有裂隙（孔隙）的岩土体应用范围:1)地下结构、矿井巷道加固和止水2).坝基的加固、防渗3).土坡稳定性、道路地基基础加固4).动力基础的抗震加固5).既有结构的加固6).建筑物的纠偏加固3.灌浆法的分哪几类？其加固机理有哪几类？1).渗透灌浆2).充填灌浆3).挤密灌浆4).劈裂灌浆5).电动化学灌浆机理：1).化学胶结作用:2).惰性充填作用:3).离子交换作用:4.简述粒状浆材的概念和主要性质概念：由水泥、粘土、沥青以及其他混合物制成的浆液。主要性质：分散度、沉淀析水性、凝结性、热学型、收缩性、渗透性、耐久性和结石强度5.简述化学浆材的优缺点和分类优点：可以进入水泥浆液不能进入的小空隙，可以灵活调整粘度和凝结时间缺点：造价高，污染环境分类：环氧树脂类、聚氨酯类、丙烯酰胺类、甲基丙烯酸酯类、硅酸盐类和木质素类5.灌浆工艺的理论依据主要有几类？它们各自的特点和应用范围是什么？理论依据：1).渗透灌浆：在压力下，将浆液充填于岩土体的裂隙（孔隙）中，排除自由水和气体，其灌浆压力较小适用范围：中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石2).劈裂灌浆：灌浆压力大，充填更为密实适用范围：粘性土、砂、砂砾石地层3).压密灌浆：通过钻孔灌入浓度较大的浆液，会形成浆泡适用范围：中砂地基、有适宜排水条件的粘性土地基、非饱和土的不均匀沉降调节以及大开挖、隧道开挖的邻近土体的加固。4).电动化学灌浆：离子交换适用范围：渗透系数k10-4cm/s地基土6.什么是灌浆标准？其具体内容有哪些？灌浆标准：岩土体或结构经过灌浆处理后达到的质量标准。包括：防渗标准、强度变形标准、施工控制标准（灌浆压力控制标准、灌浆强度值控制标准）7.灌浆法效果检查包括哪些内容？1).统计计算灌浆量2).现场抽水试验3).室内土工试验4).静力载荷试验5).标贯试验6).钻孔弹性波试验7).其他方法：物理勘测法、试验电阻率法等8.什么是高压喷射注浆法？它的基本类型有哪些？各自特点是什么？高压喷射注浆法：用钻机钻至设计处理深度形成导管，将喷射管插入设计处理深度，使浆液从喷嘴中射出，冲击破坏土体，同时钻杆提升，浆液与土颗粒混合固结形成固结体的方法。基本类型：1).旋喷法:固结体呈柱状，增加地基土的抗剪强度，改善土体变形性质，也可阻截地下水和流砂 2).定喷法:喷射方向不变，固结体呈壁状或板状，用于基坑防渗、稳定边坡和保护邻近工程等 3).摆喷法:喷射方向呈小角度摆动，固结体呈墙状用于基坑防渗、稳定边坡和保护邻近工程等9.简述高压喷射注浆法的特点，适用范围和加固机理特点：适用范围很广、施工简单、可控制固结体形状、可多角度喷射、耐久性较好、取材方便、设备简单适用范围：1).土质使用条件：用于软土地层的地基处理，地下水流动大、五重天岩溶地段、永久性冻土和对水泥有腐蚀作用的地基中不宜采用2).工程适用范围：用于提高地基强度、保护地下工程和邻近建筑物、增大土的内聚力和内摩擦角加固机理：1).高压喷射流对土体的破坏作用破坏土体的结构强度的最主要因素是喷射动压，为了取得更大的破坏力,需要增加旋喷压力来冲击破坏土体，使土与浆液搅拌混合，凝固成圆柱状的固结体。喷射流在终期区域，能量衰减很大，不能直接冲击土体使土颗粒剥落，但能对有效射程的边界土产生挤压力，对四周土有压密作用，并使部分浆液进入土粒之间的空隙里，使固结体与四周土紧密相依，不产生脱离现象2). 水（浆）、气同轴喷射流对土的破坏作用单射流虽然具有巨大的能量，但由于压力在土中急剧衰减，因此破坏土的有效射程较短，致使旋喷固结体的直径较小。当在喷嘴出口的高压水喷流的周围加上圆筒状空气射流，进行水、气同轴喷射时，空气流使水或浆的高压喷射流从破坏的土体上将土粒迅速吹散，使高压喷射流的喷射破坏条件得到改善，阻力大大减少，能量消耗降低，因而增大了高压喷射流的破坏能力，形成的旋喷固结体的直径较大 3). 水泥与土的固结机理水泥与水拌合后，首先产生铝酸三钙水化物和氢氧化钙，它们可溶于水中，但溶解度不高，很快就达到饱和，这种化学反应连续不断地进行，就析出一种胶质物体。这种胶质物体有一部分混在水中悬浮，后来就包围在水泥微粒的表面，形成一层胶凝薄膜。所生成的硅酸二钙水化物几乎不溶于水，只能以无定形体的胶质包围在水泥微粒的表层，另一部分渗入水中。由水泥各种成分所生成的胶凝膜，逐渐发展起来成为胶凝体，此时表现为水泥的初凝状态，开始有胶粘的性质。此后，水泥各成分在不缺水、不干涸的情况下，继续不断地按上述水化程序发展、增强和扩大，从而产生下列现象：胶凝体增大并吸收水分，使凝固加速，结合更密；由于微晶（结晶核）的产生进而生出结晶体，结晶体与胶凝体相互包围渗透并达到一种稳定状态，这就是硬化的开始；水化作用继续深入到水泥微粒内部，使未水化部分再参加以上的化学反应，直到完全没有水分以及胶质凝固和结晶充盈为止。但无论水化时间持续多久，很难将水泥微粒内核全部水化完，所以水化过程是一个长久的过程。10.高压喷射注浆法质量检验包括哪些内容？1).检验内容：固结体的整体性和均匀性、固结体的有效直径、固结体的垂直度、固结体的强度特征、固结体的荣适合耐久性能2).检验方法：开挖检验、渗透试验、标贯试验、静力载荷试验、检验点的布置和数量11.什么是水泥土深层搅拌法？其分类和适用范围有哪些？概念：利用水泥(石灰)等材料作为固化剂，通过深层搅拌施工机械，在地基深处将地基土和固化剂强制搅拌，形成有一定强度的水泥加固体，从而提高地基土强度和增大变形模量的地基处理方法。分类：水泥浆搅拌法（湿法）和粉体喷射搅拌（干法）适用范围：正常固结的淤泥、淤泥质土、饱和黄土、素填土、含水量较高且地基承载力不大于120kpa的粘性土和粉土以及无流动地下水的饱和松散砂土。12.水泥土深层搅拌法的加固机理是什么？影响水泥土强度的主要因素有哪些？加固机理：1).水泥的水解和水化反应2).离子交换和团粒化作用3).硬凝反应4).碳酸化反应影响因素: 1).水泥品种等级2).外掺剂3).加固土体中水量对强度的影响4).不同龄期对强度增长的影响5).水泥土的强度13.水泥土深层搅拌法的质量检验包括哪些方面？1).施工期的质量检验2).竣工后质量检验:开挖检验、取芯检验和室内试验、静力载荷试验、沉降观测、基槽开挖后的桩位桩数桩顶质量的检验14.简述水泥土深层搅拌法与灌浆法、高压喷射注浆法的主要区别是什么土的加筋法1.什么是土的加筋法？其机理是什么？加筋法：在软弱土层里沉入碎石桩砂桩、在路堤挡土墙内铺设土工材料、在边坡内打入土钉等，是人工复合的土体能够承受抗拉压剪弯作用，从而提高地基承载力，减少沉降和增加地基稳定，同时抑制地基侧向变形的方法。机理：土体于筋体的摩擦作用，使土体拉应力传给筋体，筋体承受拉力，筋体间土体承受压剪应力，使加筋土中的筋体和土体都能较好发挥各自的性能。2.什么是土工合成材料？有哪些类型？各自特点特征是什么？土工合成材料：用于岩工领域的一种化学纤维品的建筑材料，是土木工程中应用的合成材料的总称。类型：1).有纺型土工合成材料 2).无纺型土工合成材料 3).编织型土工合成材料4).组合型土工合成材料5).土工膜6).土工垫7).土工格栅8).土工网9).土工塑料排水板10).土工复合材料特征：1).产品形态2).物理性质3).水理性质4).力学性质5).耐久性3.土工合成材料的作用有哪些？1).排水作用2).隔离作用3).反滤作用4).加固补强作用5).保护作用6).防渗作用4.简述加筋土挡墙的概念和适用范围概念：由填土、填土内一定数量的带状拉筋和直立墙面板三部分组成的整体复合结构。适用范围：软土地基、城市道路支挡工程，美化环境、不利放坡区域和土地资源短缺区域5.加筋土挡墙的内外部可能产生的破坏形式有哪些？墙体压破坏，土体拉压破坏，筋体拉破坏6.在加筋挡土墙的设计计算中，应考虑哪些主要内容？1).设计条件复核 主要针对加筋强度、地基的地质特性和力学参数、填土性质、2).荷载条件和安全系数等3).内部稳定性验算4).外部稳定性验算7.简述土钉的定义和分类、特点是什么？定义：将尺寸较小的拉筋插入土体内部，全长度与土粘结，在坡面喷射混凝土，形成土体加固区，用以提高整个边坡稳定性，适用于开挖支护和天然边坡的加固。类型：钻孔注浆型土钉、打入型土钉、射入型土钉特点：1).场地邻近建筑物影响小2).施工简单灵活效率高3).经济效益较好8.简述土钉与加筋土挡墙的异同相同之处：1).筋体都处于无预应力状态，只有土体移动，筋体才发挥作用2).筋体抗力均是由土体于筋体的摩阻力提供3).面层均较薄，在支撑整体结构中不起主要作用不同之处：1).施工程序不同2).土钉是原位加筋技术，用来改善天然土层；加筋土挡墙能够控制和预定填土的 类型3).土钉通常是采用灌浆来达到筋体与土体的粘结，加筋土挡墙是靠土体和筋体的摩阻力粘结的4).布置形态不同，土钉可以水平和倾斜布置，加筋土挡土墙一般是水平布置。9.简述土钉与土层锚杆的异同1).土层锚杆需要进行张拉，土钉不需要2).土钉大部分适合土层接触的，而土层锚杆则是固定端接触土层，应力分布也不同。3).土钉安装密度大，土层锚杆较小4).土层锚杆承受力较大，土钉承受力较小5).土层锚杆用于大型支挡工程10.土钉加固机理是什么？1).提高原位土体强度2).土与钉的相互作用3).面层土压力分布4).破裂面形式托换技术1.什么是托换技术？其包括哪三种类型？托换技术的特点是什么？托换技术：解决既有建（构）筑物地基需要处理、加固和改建问题；解决既有建（构）筑物基础需要修建地下工程以及修建邻近建筑工程而影响既有建（构）筑物的安全问题的技术总称。分类：补救性托换、预防性托换、维持性托换特点：技术难度大、费用高、工期长、责任性较强2.工程托换前的调查研究包括什么？1).现场工程地质和水文地质条件2).了解被托换建(构)筑物的情况3).托换工程施工期的实际情况4).试用期间和周围环境的实际情况3.在什么情况下需要采用基础加宽托换？基础加宽有哪些方法？建（构）筑物在改建加层工程中，建（构）筑物基底尺寸不足而使地基承载力和变形不能满足设计要求方法：1).混凝土套、钢混套加大基