地基与基础培训.ppt

地基与基础,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（DeepMixingMethodDMM）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（HighPressureJetGrouting）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,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（JGJ79-2002）分类：浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验,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。,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）23、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,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、桩长复核高应变法检测基桩承载力、完整性、打桩监控载荷试验（浅层平板、深层平板）检测基桩及地基承载力钻芯、动探、压实度、沉降、物探,低应变反射波法原理,一维波动理论在桩头布置传感器，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。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。,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,静载试验现场照片,静载试验典型图,波速测试,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。可用于场地土的类别划分和场地土层的地震反应分析。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。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的走行时间，即可求得