房产开发建筑地基处理知识专题讲座65P培训教程

1、 房产开发房产开发建筑地基处理知识建筑地基处理知识 专专 题题 讲讲 座座中建一局集团中建一局集团2013年年4月月23目 录 一、岩土工程中几个重要概念 二、常见的建筑地基类型及问题 三、地基处理目的、原则、常用方法分类 四、几种典型桩型复合地基的特性 五、复合地基桩型的合理选用 六、地基处理方案的选择 七、常见地基事故与处理4 一、岩土工程中几个重要概念 场地是指工程建设所直接使用的有限面积的土地。场地范围内及其邻近的地质环境都会直接影响场地的稳定性。 地基（ subgrade foundation soil）是指承托建筑物基础的这一部分范围很小的场地土。 基础（ foundation ）

2、是承受上部结构的荷重并将荷重传到基础以下的土层结构，具有承上启下的作用。它处于上部结构的荷载及地基反力的相互作用下，承受由此而产生的内力（轴力、剪力和弯矩）。另外基础底面的反力反过来又作为地基上的荷载，使地基土产生应力和变形。 复合地基（composite subgrade composite foundation）是指部分土体被增强或被置换,而形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。 地基处理（ground treatment）是指为提高地基承载力，改善地基的变形性质或渗透性质，则事先要经过人工地基【竖向增强体复合地基（散体桩、柔性桩、刚性桩）、水平向增强体复合地基（垫层、加筋）】处理

3、后再建造基础的地基加固方法。 桩基（pile foundation）由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基础。 5二、常见的建筑地基类型及问题 2.1、 特殊土地基1、软弱土地基： 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。 淤泥和淤泥质土：是指在第四纪后期，在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用下形成的软弱土。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。 人工填土：是指没有经过人工有目的压实的填土，可分为素填土、杂填土、冲填土。 素填土：为由碎石土

4、、砂土、粉土、粘性土等组成的填土，一般为开挖的弃料。 杂填土：由于人类活动而形成的无规则的废弃堆积物。由建筑垃圾、工业废物、生活垃圾等杂物组成。 冲填土：为由水力冲填泥砂形成，因此其含水量很高，常常大于液限。其中粘粒含量较高的冲填土，排水固结很慢，多属于高压缩性、低抗剪强度的欠固结土。其力学性质较差。 淤泥：e1.5 淤泥质土：1.5 e1.0 地基承载力低 软土地基的 工程特性 建筑物的沉降和差异沉降较大 建筑物沉降历时长 注:根据建筑地基基础设计规范（gb50007-2002）5.3.3条:一般的多层建筑物在施工期间完成的沉降量,对砂土地基,可认为其最终沉降量已完成80%，对其它低压缩性土

5、可认为其最终沉降量已完成50% 80%，对中压缩性土可认为其最终沉降量已完成20% 50%，对高压缩性土可认为其最终沉降量已完成5% 20%。故软土地基采用垫层法处理要非常慎重，因为软土地基的建筑物其最终沉降量历时间几年到几十年不等。 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。 地基处理的原则：地基处理有许多方法，各种方法都有各自的特点和作用机理。没有哪一种方法是万能的，对于每一个工程都必须进行综合考虑，通过几种可能采用的地基处理方案的比较，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案，既可以是单一的地基处理方法，也可以是多种地基处理方法的综合。地

6、基处理方法密实法换填垫层复合地基法排水固结法加筋法灌浆法碾压法动力夯实法粗粒土垫层细粒土垫层散体桩复合地基一般粘结强度桩复合地基高粘结强度桩复合地基土工织物加筋土堆载预压法真空预压法降水法电渗法静力碾压动力碾压重夯法强夯法碎石桩渣土桩砂桩灰土桩石灰桩水泥土桩夯实水泥土桩cfg桩(水泥粉煤灰碎石桩)素混凝土桩碎石压力灌浆桩振冲碎石桩挤密碎石桩干振碎石桩深层搅拌桩旋喷桩浆喷桩粉喷桩1、 2、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，使土

7、体的密度增加、强度提高和压缩性降低。同时强夯过程中，由于巨大能量的冲击，使夯点周围产生裂缝，形成良好的排水通道，加快孔隙水压力的消散，从而使土进一步加密。 相同的夯击能在不同的土中，对土体密度增加的效果显著不同。饱和度较高的粘性土，特别是淤泥、淤泥质土，处理后土体密度增加的效果不明显，对此类土应慎用强夯法。 强夯法对碎石土、砂土、粉土、杂填土、素填土及低饱和度的粘性土、湿陷性黄土均有较好的加固效果。3 3、 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或特殊土地基，即将基础下一定深度内的软弱土或不良土挖去，回填抗剪强度较大、压缩性

8、较小，如砂、砾、石渣、灰土、粉煤灰、矿渣等，并分层夯压实，形成双层地基。 换填垫层法适用范围:各种软弱土地基（淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等）及暗沟、暗塘的浅层地基处理。 注：对于处理较深的软弱土层，经常由于地下水位高而需采取降水措施，坑壁放坡占地面积大或需要基坑支护；以及施工土方量大，弃土多等因素，从而使地基处理的费用增高、工期拖长，因此换填垫层法的处理深度宜控制在3m以内，但不宜小于0.5m，因为垫层太薄，垫层作用不明显。 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。 垫层的主要作用： 1.有效扩散基

9、底压力，提高浅基础下地基的承载力； 2.减少地基的沉降量； 3.加速基底下软弱土层的排水固结； 4.消除或部分消除土的湿陷性 5.防止冻胀； 6.消除膨胀土的胀缩作用。 7.改善土的抗液化性。 垫层施工：应根据不同的换填材料选择施工机械，素填土宜用平碾，砂石宜用振动碾和振动压实机。当有效夯实深度内饱和度小于或接近60%时，可采用重锺夯实。 垫层坑底土层的处理：基坑开挖时应避免坑底土层受扰动，可保留约200mm厚的土层暂不挖去，待垫层施工前，再挖到设计标高。严禁扰动垫层下的软弱土层，防止其被践踏、受冻、或受水浸泡。在碎石或卵石垫层底部宜设置150300mm厚的砂垫层或设一层土工织物，以防止软弱土

10、层表面的局部破坏。0.61.8m，。并应能使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。水泥浆的常用水灰比为1.0，浆液的初凝时间应根据地基土质条件和注浆目的确定，在砂土地基中，浆液的初凝时间应为520分钟；在粘性土地基中，浆液的初凝时间应为12小时。注浆量和注浆有效范围应通过现场注浆试验确定，在粘性土地基中，浆液的注入率宜为15%20%；注浆压力常选用0.51.5mpa。在砂土地基中，压密注浆采用大值。施工要点：注浆孔的孔径宜为70110mm ，钢花管注浆法施工可用钻孔或采用振动法将钢花管置入土层，注浆顺序自下而上。注浆时可掺入粉煤灰代替部分水泥，掺入量可为水泥重量的20%50%。根据工程需要

11、，可在浆液的伴制过程中加入速凝剂，减水剂，防析水剂。注浆流量可取710l/min，对充填型注浆注浆流量不宜大于20l/min 。注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行，并宜采用先外围后内部的注浆施工方法。当地下水流速大时，应从水头高的一端开始注浆。 水泥土的无侧限抗压强度随水泥掺入比的增大而增大。当aw5%时，由于水泥与土的固化反应过弱，对于提高地基土的强度效果不明显。工程上常用的aw约为725%。%100 被加固的软土重量被加固的软土重量掺加的水泥重量掺加的水泥重量wa 2.龄期 水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大，其强度增长规律不同于混凝土，一般在t28d后强度仍有较大增长。直到90d后

12、其强度增长率逐渐变缓。所以，以龄期90天作为标准强度。 3.地基土的含水量 当水泥掺入比相同时，水泥土的无侧限抗压强度随着含水量的降低而增大。含水量的降低使水泥土的密实性得到增强，从而提高了强度。 4.水泥标号 水泥土的强度随水泥标号的提高而增大。在水泥掺入比相同的条件下，水泥标号每提高一个等级，水泥土的无侧限抗压强度约增大2030。 5.水泥土搅拌桩的不均匀性 水泥土搅拌桩最明显的不足之处是它的桩身的不均匀性。其一，搅拌本身是不均匀的。目前的施工工艺无法使现场搅拌和试验室一样均匀，即水泥固化剂不是均匀地分布在桩体中，导致现场搅拌的水泥土搅拌桩体强度远远小于相同水泥掺入量的试验室的强度。其二，

13、桩身强度沿轴线不是均匀的。一般情况下土是分层的，而桩身强度与原土密切相关，若其中有的土层含水量高、孔隙比大、塑性指数大，则在该层土中形成的水泥土桩强度就小，很可能单桩承载力由这一层控制。因此在岩性变化较大并夹有软弱透镜体的地基中，水泥土桩的单桩承载力和复合地基承载力都比较离散。 细砂(水泥掺入比sn=1:5) 养护条件水泥品种潮湿28天水下28天先潮湿后水下28天潮湿3个月水下3个月普硅425#7.27.26.913.613.6矿渣425#6.14.85.57.87.8矿渣325#3.83.53.06.55.1463、 复合地基处理选择：地质条件对于地基处理方法的选择是至关重要的，应充分了解和

14、掌握此场地的地形、地质成因、地基土层状况；软弱土层的厚度、不均匀性和分布范围；持力层位置及状况，地下水及地基土的物理力学性质。注：如根据软弱土层的厚度确定地基处理方案，当软弱土层的厚度较薄时，可采用简单的浅层加固方法 ，如换土垫层法； 当软弱土层的厚度较厚时，可按加固土的特性和地下水位的高低，采用排水固结法、 水泥土搅拌法、挤密桩法、振冲法或强夯法等。 如遇砂性土地基，若主要考虑解决砂土的液化问题则一般采用强夯法、振冲法、挤密桩法或注浆法等。 如遇软土层中夹有薄砂层，则一般不需要设置竖向排水井，而可直接采用堆载预压加密法或采用挤密桩法等。 如遇淤泥质土地基，由于其透水性差，一般应采用竖向排水井

15、和堆载预压加密法水泥土搅拌桩法、土工合成材料法。 如遇杂填土、含粉细砂的冲填土或湿陷性黄土地基，在一般情况下可采用深层密实法等。 47 实际工程中，很多情况下采用一种地基处理方法就可以满足设计要求。但有时仅用一种地基方案，加固效果并不能取得满意的效果，此时需要两种甚至两种以上的方法联合处理。 3.1 真空预压和堆载预压以及复合地基法的联合使用： 对冲填不久的超软土,采用真空预压,预压荷载可一次到位,应该说是比较合理的一种处理方案。但真空预压在目前的条件下承载力只能达到80kpa左右，当设计要求的承载力要求较高时，真空预压固地基不能满足设计要求，可考虑真空预压与堆载预压联合使用；当承载力要求更高

16、时，还可考虑真空预压与复合地基联合使用。 3.2碎石桩和高粘结强度桩联合使用处理可液化地基 对可液化地基，当只是消除液化为目的时，采用振冲碎石桩、挤密碎石桩或强夯法是可行的。特别是碎石桩，本身是良好的排水通道，在地震荷载作用下，孔隙水可以沿桩体排出，成桩时对土的挤密作用，不仅有利于消除液化，而且对提高地基承载力有一定作用。 当建筑物荷载要求较大时，除了要求消除地基的液化外，还要求地基的承载力有大幅度的提高。此时采用碎石桩虽然能消除液化，但承载力达不到设计要求。这种情况下，可采用碎石桩和cfg桩联合使用。基础外用碎石桩，主要消除场地液化，基础内采用碎石桩和cfg桩联合布桩的方式。 48 施工期间

17、打碎石桩对桩间土具有良好的挤密作用，建筑物使用期间，碎石桩作为良好的排水通道，可避免地震荷载在土体中产生超孔隙水压力。cfg桩置换作用强，具有良好的传递垂直荷载的能力，可满足更高承载力的要求。 3.3强夯和换填或复合地基的联合使用 对大面积填土工程地基，当承载力要求不太高时，采用强夯法工程造价比较低。但填土不可能性质都很均匀，可能局部塑性指标偏高或含水量偏大，强夯效果不理想。对局部达不到设计要求的，此时可采用换土法或复合地基法进行处理。当局部要加固土埋藏不深时且面积不大时可将其挖除，然后分层回填夯实。若土层埋藏较深时，面积较大时，可采用复合地基法进行加固。 3.4桩体为同一材料复合地基，桩径相同、而桩长和桩距不同。 如果在地基的受力层范围内，有两层相对较硬的土层，考虑到复合地基中桩距既不宜过大，也不宜过小，当全部采用短桩方案时，承载力和变形不能满足设计要求，当全部采用长桩方案时，设计又过于保守，此时可采用长短桩相结合的地基处理方案