第五章 地基处理

1、基础工程基础工程 Foundation Engineering第第5章章 地基处理地基处理5.1 概述概述5.2 垫层法垫层法5.3 排水固结法排水固结法5.4 深层水泥搅拌法深层水泥搅拌法5.5 高压喷射注浆法高压喷射注浆法5.6 强夯法强夯法5.7 振冲法振冲法补充内容补充内容 水泥粉煤灰碎石桩法水泥粉煤灰碎石桩法基础工程基础工程 Foundation Engineering地基处理内容学习要求地基处理内容学习要求1、学习时要紧扣、学习时要紧扣建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)2、要掌握每一种方法的三个方面：要掌握每一种方法的三个方面： 原理原理 优点、缺点优

2、点、缺点 适用范围适用范围地基处理方法种类很多，但没有一种方法是万能的。地基处理方法种类很多，但没有一种方法是万能的。实际工作中，需要根据具体工程确定出相应的合理方案。实际工作中，需要根据具体工程确定出相应的合理方案。如何学习地基处理这部分内容？如何学习地基处理这部分内容？基础工程基础工程 Foundation Engineering地基处理的土类：地基处理的土类： 淤泥与淤泥质土、粉质粘土、细粉砂土、砂砾石类土、淤泥与淤泥质土、粉质粘土、细粉砂土、砂砾石类土、 膨胀土、黄土、红粘土、岩溶等。膨胀土、黄土、红粘土、岩溶等。淤泥与淤泥质土淤泥与淤泥质土：简称软土：简称软土特点：多数是饱和的，含有

3、有机质，含水量特点：多数是饱和的，含有有机质，含水量液限、液限、e1、抗、抗 剪强度低、压缩性高、渗透性小，具有结构性。剪强度低、压缩性高、渗透性小，具有结构性。分类：分类：淤泥（淤泥（e1.5） 淤泥质土（淤泥质土（1.5e1） 泥炭或泥炭质土：有机质含量超过泥炭或泥炭质土：有机质含量超过25%的软土。的软土。粉质粘土、细粉砂土粉质粘土、细粉砂土: 防止动荷载作用下的液化防止动荷载作用下的液化砂土、砂砾石等：砂土、砂砾石等： 防渗、抗渗防渗、抗渗其它类土：其它类土： 针对土的特殊性质处理，如膨胀性等。针对土的特殊性质处理，如膨胀性等。基础工程基础工程 Foundation Engineeri

4、ng（1）提高地基土的）提高地基土的抗剪强度抗剪强度，以满足设计对地基承，以满足设计对地基承载力和稳定性的要求；载力和稳定性的要求；（2）改善地基的）改善地基的变形性质变形性质，减少沉降或差异沉降；，减少沉降或差异沉降；（3）改善地基的）改善地基的渗透性和渗透稳定性渗透性和渗透稳定性，防止流沙和，防止流沙和管涌；管涌；（4）提高地基土的）提高地基土的抗震性能抗震性能，防止液化发生；，防止液化发生；（5）消除黄土地湿陷性、膨胀土的膨胀性）消除黄土地湿陷性、膨胀土的膨胀性地基处理主要目的和内容：地基处理主要目的和内容：基础工程基础工程 Foundation Engineering碾压与碾压与夯实夯

5、实换土与换土与垫层垫层排水排水固结固结振密振密挤密挤密置换与置换与拌入拌入加筋加筋 软弱地基处理分类：软弱地基处理分类：分类表参见表分类表参见表5-1(p184)基础工程基础工程 Foundation Engineering5.2 垫层法垫层法5.2.1 垫层的作用垫层的作用垫层法垫层法 当建筑物持力层比较软弱，不能满足设计荷载或变当建筑物持力层比较软弱，不能满足设计荷载或变形的要求时，常在地基表面铺设一定厚度的垫层，或形的要求时，常在地基表面铺设一定厚度的垫层，或者把表面部分软弱土层挖去，置换强度较大的砂、碎者把表面部分软弱土层挖去，置换强度较大的砂、碎石、石渣、矿渣、灰土和素土等。石、石渣

6、、矿渣、灰土和素土等。处理范围：浅层地基处理范围：浅层地基基础工程基础工程 Foundation Engineering软土软土垫层垫层5.2 垫层置换法垫层置换法垫层的分类垫层的分类换土垫层换土垫层排水垫层排水垫层加筋垫层加筋垫层基础工程基础工程 Foundation Engineering1、材料、材料块石：抛石挤淤块石：抛石挤淤砾、中粗砂：压实、防冻、防液化，加速固结砾、中粗砂：压实、防冻、防液化，加速固结灰土、三合土：灰土比灰土、三合土：灰土比2:8，3:7 土土-粉土，粉质粘土；三合土：灰土，灰渣及粉土，粉质粘土；三合土：灰土，灰渣及碎砖瓦碎砖瓦工业废渣：粉煤灰、矿渣工业废渣：粉煤灰

7、、矿渣素土：素土：Ip=1017，湿陷性黄土换除，分层压实，湿陷性黄土换除，分层压实加筋土加筋土b回填土回填土5.2 垫层置换法垫层置换法5.2.2 换土垫层的设计：换土垫层的设计：基础工程基础工程 Foundation Engineering2 垫层法的适用性垫层法的适用性 软粘土和淤泥软粘土和淤泥 湿陷性土湿陷性土 填土，一般粘性土承载力低填土，一般粘性土承载力低3 垫层设计：垫层设计： 人工持力层，要对软弱下卧层验算人工持力层，要对软弱下卧层验算 1）持力层承载力：）持力层承载力： p f， 确定材料及密度确定材料及密度 2）深度设计）深度设计 一般要求一般要求0.5m，垫层的扩散和技术

8、的要求，垫层的扩散和技术的要求 0.5, 2330oB b+2ztg +2 30cm 便于压实机械施工便于压实机械施工B b+ z = 02.0 ()2CDzczCDpbbztgFGFdbpbbz 填填b回填土回填土B= b+2ztg dz 填填zCZCD5.2 垫层置换法垫层置换法先假设垫层的厚度先假设垫层的厚度基础工程基础工程 Foundation Engineering垫层置换法小结垫层置换法小结可以就地取材可以就地取材人工持力层人工持力层要进行软弱下卧层承载力验算要进行软弱下卧层承载力验算垫层厚度有限制垫层厚度有限制5.2 垫层置换法垫层置换法基础工程基础工程 Foundation E

9、ngineering5.3 排水固结法排水固结法 在建筑物建造以前，在建筑场地进行在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预压加载预压或或真空预压真空预压，使地基的固结沉降基本完成，从而提高地，使地基的固结沉降基本完成，从而提高地基土的强度并减小沉降的处理方法。基土的强度并减小沉降的处理方法。排水固结法的作用：排水固结法的作用：n 提高软土地基的承载力与稳定性提高软土地基的承载力与稳定性n 消除或减小建筑地基的沉降量消除或减小建筑地基的沉降量基础工程基础工程 Foundation Engineering5.3.1 原理和应用原理和应用原理分析：原理分析：预压荷载作用下，天然软土固结，预压荷载作用下

10、，天然软土固结，由由a到到c，孔隙比减小了，孔隙比减小了e，土的，土的抗剪强度相应提高；抗剪强度相应提高；卸除预压荷载，土骨架沿回弹曲卸除预压荷载，土骨架沿回弹曲线回弹，但回弹后孔隙比线回弹，但回弹后孔隙比小于小于天天然孔隙比，土的抗剪强度然孔隙比，土的抗剪强度高于高于土土的天然抗剪强度；的天然抗剪强度；再施加荷载时，沿再压缩曲线变再施加荷载时，沿再压缩曲线变形，形，孔隙比减小量小于第一次加孔隙比减小量小于第一次加载时的孔隙比，而土的抗剪强度载时的孔隙比，而土的抗剪强度高于第一次加载过程。高于第一次加载过程。基础工程基础工程 Foundation Engineering如何取得良好排水效果？如

11、何取得良好排水效果？（1）必要的预压荷载；）必要的预压荷载；实施：实施：加载方式发展了堆载加载方式发展了堆载 预压、真空预压等。预压、真空预压等。（2）必要的排水条件和足够的排水固结时间）必要的排水条件和足够的排水固结时间说明：根据土力学固结理论，要说明：根据土力学固结理论，要达到同样的固结度，排水时间与最达到同样的固结度，排水时间与最 大排水距离平方成正比：大排水距离平方成正比：2tH实施：实施：排水方式发展了排水方式发展了普通砂井普通砂井、袋装砂井、塑料排水带和袋装砂井、塑料排水带和水平排水垫层水平排水垫层等减小最小等减小最小排水距离。排水距离。基础工程基础工程 Foundation En

12、gineering5.3.2 砂井地基固结理论砂井地基固结理论砂井地基固结包括：砂井地基固结包括： 1）竖向固结，根据）竖向固结，根据Terzaghi一维固结理论；一维固结理论； 2）径向固结：利用单井固结理论）径向固结：利用单井固结理论基础工程基础工程 Foundation Engineering单井固结理论假设前提单井固结理论假设前提：1. 等应变条件成立等应变条件成立 等应变条件：砂井地基中无侧向变形，同一水平面上任一点的等应变条件：砂井地基中无侧向变形，同一水平面上任一点的垂直变形相同垂直变形相同；2. 每个砂井影响范围内的渗流路径，既有竖向每个砂井影响范围内的渗流路径，既有竖向 分量

13、也有径向分量，两种分别单独考虑。分量也有径向分量，两种分别单独考虑。3. 3. 从井周流入水量等于从井流从井周流入水量等于从井流出水量出水量4. 4. 除渗透系数外，井料、涂抹除渗透系数外，井料、涂抹区与天然地基性质相同区与天然地基性质相同 涂抹区涂抹区：在打设砂井时在井在打设砂井时在井壁四周形成的薄的区域。壁四周形成的薄的区域。5. 5. 荷载一次瞬时施加荷载一次瞬时施加不透水层dwde基础工程基础工程 Foundation Engineering砂井地基固结分析（了解）砂井地基固结分析（了解） 径向固结基本方程及求解径向固结基本方程及求解 根据等应变条件可导出根据等应变条件可导出 2. 等

14、应变条件下竖向和径向固结的组合解等应变条件下竖向和径向固结的组合解 3. 一级和多级等速加载情况平均固结度的计算一级和多级等速加载情况平均固结度的计算 4. 砂井未打穿固结土层的固结度计算砂井未打穿固结土层的固结度计算基础工程基础工程 Foundation Engineering5.3.3 排水固结设计排水固结设计 竖向排水体类型的选取竖向排水体类型的选取 竖向排水体类型竖向排水体类型：普通砂井、袋装砂井、塑料排水：普通砂井、袋装砂井、塑料排水带；带； 三种三种竖向排水体的特性和性能要求，参照表竖向排水体的特性和性能要求，参照表5-3（p205）1. 宜优先选用塑料排水带宜优先选用塑料排水带基

15、础工程基础工程 Foundation Engineering布置间距：间距在保证不相互挤压的前提下，尽量密；布置间距：间距在保证不相互挤压的前提下，尽量密；打入深度：打入深度： 1）当压缩的软土层厚度较薄（）当压缩的软土层厚度较薄（10m）时，按建筑物稳定性和）时，按建筑物稳定性和 变形的要求来设计：变形的要求来设计： a）以稳定性控制的预压工程，打入深度应在最危险圆弧）以稳定性控制的预压工程，打入深度应在最危险圆弧 滑动面以下滑动面以下2m； b）以变形控制的预压工程，达到地基沉降计算的有效压）以变形控制的预压工程，达到地基沉降计算的有效压 缩深度缩深度 2. 竖向排水体布置竖向排水体布置间

16、距间距和和打入深度打入深度的确定的确定基础工程基础工程 Foundation Engineering3. 地基强度增长的计算地基强度增长的计算 考虑剪切蠕变引起的强度衰减，预压排水固结考虑剪切蠕变引起的强度衰减，预压排水固结 t 时刻引起的时刻引起的地基强地基强度度：其中其中 为考虑剪切蠕变的折减系数，为考虑剪切蠕变的折减系数，0.90.95。 0天然地基土的抗剪强度，软土为土的不排水粘结力天然地基土的抗剪强度，软土为土的不排水粘结力cu； 排水固结引起土的强度增长量：排水固结引起土的强度增长量： 则则 z计算点的附加应力。计算点的附加应力。f0ct cczccutantantUfuzcuta

17、 5-34nttcUc基础工程基础工程 Foundation Engineering 4. 预压设计预压设计 （1）消除）消除沉降沉降的预压设计的预压设计 预压设计原理：设实际荷载为预压设计原理：设实际荷载为p；施加预压荷载为；施加预压荷载为p+p，经，经固结排水固结排水 t 时刻后，卸载，沉降量为时刻后，卸载，沉降量为(st)p+p，再施加实际荷载再施加实际荷载p，则最终产生的沉降量为：，则最终产生的沉降量为： 其中，其中，(sf)p：实际荷载作用下地基的最终沉降量，按分层总实际荷载作用下地基的最终沉降量，按分层总 和法计算和法计算 fa+tpppsss基础工程基础工程 Foundation

18、 Engineering 设计步骤和方法（确定预压荷载大小、预压时间）：设计步骤和方法（确定预压荷载大小、预压时间）： 1）根据实际荷载）根据实际荷载p，设定某预压荷载，设定某预压荷载p+p； 2）根据沉降允许值）根据沉降允许值sa和和 实际荷载实际荷载 p 的最终沉降量的最终沉降量(sf)p，并，并 计算它们的差值计算它们的差值(sf)p-sa ，即为预压需要完成的沉降量。，即为预压需要完成的沉降量。 3）计算预压荷载）计算预压荷载p+p的最终沉降量的最终沉降量(sf)p+p； 4）根据预压的固结度）根据预压的固结度U，由，由U 确定预压时间确定预压时间t 。 fafpppssUs基础工程基

19、础工程 Foundation Engineering预压设计内容：预压设计内容：1）确定施加各分级预压加载的大小；）确定施加各分级预压加载的大小；2）确定每一级荷载的预压时间或固结度。）确定每一级荷载的预压时间或固结度。（2）提高）提高地基承载力与稳定性地基承载力与稳定性的预压设计的预压设计设计步骤共分为四步：设计步骤共分为四步：1）确定施加第一级荷载）确定施加第一级荷载p1的大小：取天然地基承载力的的大小：取天然地基承载力的1/k，k=1.31.52）估算第一级荷载加载速率）估算第一级荷载加载速率 和预压固结时间和预压固结时间t 预压固结时间预压固结时间t 按固结度按固结度70%80%确定；

20、确定；q daykPaq/84.基础工程基础工程 Foundation Engineering3）计算第一级荷载下地基强度增长和估算第二级荷载的允）计算第一级荷载下地基强度增长和估算第二级荷载的允 许值计算地基强度增长按公式（许值计算地基强度增长按公式（5-34）计算）计算 估算第二级荷载施加的允许值，估算第二级荷载施加的允许值，由由ft代替代替天然地基承载力，天然地基承载力，方法同第一级荷载。方法同第一级荷载。4）如果第二级不能满足承载力的要求，重复第）如果第二级不能满足承载力的要求，重复第2)、3)直到直到 满足承载力要求为止满足承载力要求为止。fuzcutan 5-34tcU基础工程基础

21、工程 Foundation Engineering5.4 深层水泥搅拌法深层水泥搅拌法5.4.1 概述概述深层水泥搅拌法：深层水泥搅拌法： 通过特制的深层搅拌机械，在一定的深度范围内把地基土通过特制的深层搅拌机械，在一定的深度范围内把地基土和水泥（或石灰等其它固化剂）强行搅拌，固化后形成具有水和水泥（或石灰等其它固化剂）强行搅拌，固化后形成具有水稳定性和足够强度的稳定性和足够强度的水泥土水泥土，形成桩体、块体或墙体等类加固，形成桩体、块体或墙体等类加固体，并与地基土共同作用，提高地基的承载力，改善地基变形体，并与地基土共同作用，提高地基的承载力，改善地基变形特性的一种地基处理方法。特性的一种地

22、基处理方法。喷射水泥的方法有：水泥喷射水泥的方法有：水泥浆浆喷射（湿喷）喷射（湿喷） 水泥水泥粉粉喷射（干喷）喷射（干喷）设备：搅拌机设备：搅拌机基础工程基础工程 Foundation Engineering搅拌头有单头、双头等搅拌头有单头、双头等深层深层水泥搅拌法水泥搅拌法仪器（单头仪器（单头p217）深层水泥搅拌法仪器（完整双头）深层水泥搅拌法仪器（完整双头）基础工程基础工程 Foundation Engineering 水泥土形成的机理水泥土形成的机理 水泥与土中水发生水化和水解反应，产生一系列的水泥矿物。水泥与土中水发生水化和水解反应，产生一系列的水泥矿物。详细内容，感兴趣的同学自学。

23、详细内容，感兴趣的同学自学。2. 影响水泥土力学性质的因素影响水泥土力学性质的因素 固化剂等，自学固化剂等，自学3. 水泥土的物理力学性质水泥土的物理力学性质 自学自学5.4.2 水泥土形成的机理及其性质水泥土形成的机理及其性质基础工程基础工程 Foundation Engineering1. 概述概述 建筑物、堤坝等加固中，参阅图建筑物、堤坝等加固中，参阅图5-26（p214） 2. 水泥土的配方设计水泥土的配方设计 一般了解。一般了解。 3. 搅拌工艺搅拌工艺5.4.3 应用与设计应用与设计基础工程基础工程 Foundation Engineering深层搅拌法施工工艺流程深层搅拌法施工工

24、艺流程定定位位预预搅搅拌拌下下沉沉喷喷浆浆搅搅拌拌上上升升重重复复搅搅拌拌下下沉沉重重复复搅搅拌拌上上升升完完毕毕基础工程基础工程 Foundation Engineering深层搅拌桩深层搅拌桩基础工程基础工程 Foundation Engineering4. 水泥土加固地基的设计和计算水泥土加固地基的设计和计算（1）水泥土加固体的布置形式）水泥土加固体的布置形式 按建筑物基础形状，以按建筑物基础形状，以方形或正三角形方形或正三角形均匀布置；均匀布置； 桩体的长度、间距和范围：按建筑物对桩体的长度、间距和范围：按建筑物对地基承载力和沉降地基承载力和沉降要要求确定。求确定。基础工程基础工程 F

25、oundation Engineering（2）水泥土地基设计计算）水泥土地基设计计算水泥土复合地基承载力特征值计算公式：水泥土复合地基承载力特征值计算公式：Ap水泥土桩截面面积；水泥土桩截面面积；m 复合地基面积置换率，复合地基面积置换率， 为水泥桩的面为水泥桩的面 积与水泥桩的影响范围内总面积积与水泥桩的影响范围内总面积fspk，fsk复合地基，桩间土的承载力特征值；复合地基，桩间土的承载力特征值；桩间土承载力折减系数，可取桩间土承载力折减系数，可取0.50.9；Ra水泥土桩的单桩体（包括多桩体）竖向承载力特征值，计算与普通桩相同，水泥土桩的单桩体（包括多桩体）竖向承载力特征值，计算与普通

26、桩相同，即取地基承载力和桩身承载力即取地基承载力和桩身承载力小值小值:、折减系数，折减系数， =0.20.3(干法干法)、 =0.250.33(湿法湿法)； =0.40.6；aspkskp1RfmmfAacupRfAasapppaRq u lA qddepe22eAmAdmd基础工程基础工程 Foundation Engineering水泥土桩处理深度以下有软土层时水泥土桩处理深度以下有软土层时 应验算其承载力是否满足。应验算其承载力是否满足。验算方法：验算方法： 同第同第4章桩基础中第章桩基础中第4.4.2节图节图4-17(b) (p144)不考虑扩散作不考虑扩散作用实体深基础用实体深基础。

27、基础工程基础工程 Foundation Engineering水泥土桩复合地基沉降量水泥土桩复合地基沉降量s计算：计算：ssp 、ss复合地基压缩量、下层地基土的沉降量，均按分层总和法复合地基压缩量、下层地基土的沉降量，均按分层总和法 计算，其中桩土复合地基的模量计算，其中桩土复合地基的模量Espspps1EmEmEspssssEp 、Es桩的压缩模量、桩间土的压缩模量。桩的压缩模量、桩间土的压缩模量。按面积加按面积加权计算权计算基础工程基础工程 Foundation Engineering5.4.4 粉体喷射搅拌法（干喷）粉体喷射搅拌法（干喷） 设计方法与湿喷是一致的。设计方法与湿喷是一致的

28、。基础工程基础工程 Foundation Engineering5.5 高压喷射注浆法高压喷射注浆法5.5.1 基本原理与喷射浆的类型基本原理与喷射浆的类型 基本原理基本原理 一般用钻机成孔至预定深度后，再利用高压注浆一般用钻机成孔至预定深度后，再利用高压注浆流体发生设备，使水和流体发生设备，使水和浆液浆液以高压喷射流向四周土体以高压喷射流向四周土体喷射，将一定范围内土的结构破坏，并与浆液混合形喷射，将一定范围内土的结构破坏，并与浆液混合形成注浆体，与周围土体共同作用加固地基。成注浆体，与周围土体共同作用加固地基。基础工程基础工程 Foundation Engineering单管单管浆液浆液双

29、管双管内浆外气内浆外气三管三管气水浆气水浆喷管形式喷管形式旋喷桩施工顺序：旋喷桩施工顺序： 图图5-31(p232)多管多管基础工程基础工程 Foundation Engineering高压喷射注浆的三种形式：高压喷射注浆的三种形式：基础工程基础工程 Foundation Engineering不同喷管加固效果比较：不同喷管加固效果比较：基础工程基础工程 Foundation Engineering5.5.2 喷射注浆的应用设计喷射注浆的应用设计 应用应用 1）提高地基承载力，改善地基变性特）提高地基承载力，改善地基变性特性；性； 对象：淤泥质土和黄土对象：淤泥质土和黄土 2）形成防渗帷幕）形

30、成防渗帷幕 对象：砂土和砂砾石地基对象：砂土和砂砾石地基 工程应用：例如基础托换技术工程应用：例如基础托换技术基础工程基础工程 Foundation Engineering2. 设计设计（1）喷射注浆直径的估计）喷射注浆直径的估计 通过现场试验确定通过现场试验确定（2）确定地基的承载力）确定地基的承载力 按复合基地进行计算，计算方法按复合基地进行计算，计算方法同同 深层水泥搅拌法深层水泥搅拌法（3）沉降计算）沉降计算 按复合基地进行计算，计算方法按复合基地进行计算，计算方法同同 深层水泥搅拌法深层水泥搅拌法（4）稳定分析）稳定分析 按常规圆弧滑动法计算按常规圆弧滑动法计算（5）防渗帷幕设计）防

31、渗帷幕设计 通过防渗计算来确定通过防渗计算来确定基础工程基础工程 Foundation Engineering5.5.3 高压喷射注浆的施工与质量检验高压喷射注浆的施工与质量检验 这部分内容，要求自学。这部分内容，要求自学。基础工程基础工程 Foundation Engineering5.6.1 强夯的机理强夯的机理（1）加载阶段）加载阶段 夯击的一瞬间，土体内产生强烈的振动和动应力，土体产夯击的一瞬间，土体内产生强烈的振动和动应力，土体产 生塑性变形，土的结构发生破坏；生塑性变形，土的结构发生破坏；（2）卸载阶段）卸载阶段 夯击卸去的一瞬间，动应力消失，土体中很大的负有效应夯击卸去的一瞬间，

32、动应力消失，土体中很大的负有效应 力，土粒开裂，渗透性迅速提高，孔隙水压力迅速降低；力，土粒开裂，渗透性迅速提高，孔隙水压力迅速降低；（3）动力固结阶段）动力固结阶段 卸载后，残留的孔隙水压力消散，排水固结。卸载后，残留的孔隙水压力消散，排水固结。5.6 强夯法强夯法强夯法：用几几十吨的重锤，从几几十米高处落下，强夯法：用几几十吨的重锤，从几几十米高处落下，反复多次夯击地面，对地基强力夯实。反复多次夯击地面，对地基强力夯实。基础工程基础工程 Foundation Engineering（1）夯击能与影响深度）夯击能与影响深度夯击影响深度经验公式：夯击影响深度经验公式： 式中：式中：X加固区的影

33、响深度，加固区的影响深度，m； W夯锤重量，夯锤重量，kN； H落距，落距，m； m经验系数，砂类土、碎石类土建议取经验系数，砂类土、碎石类土建议取0.40.45， 粉土、粘性土、湿陷性黄土取粉土、粘性土、湿陷性黄土取0.350.45.6.2 强夯实施的要点强夯实施的要点10WHXm Em（2）夯击点布置及间距）夯击点布置及间距 一般按正方格布置，间距一般按正方格布置，间距59m基础工程基础工程 Foundation Engineering（3）夯击的遍数）夯击的遍数 / 停止夯击的条件停止夯击的条件 在夯击点连续夯击，当连续夯击沉，最后两次夯击的平在夯击点连续夯击，当连续夯击沉，最后两次夯击

34、的平均沉降量均沉降量50mm，停止夯击；，停止夯击；（4）两遍间的间歇时间）两遍间的间歇时间 砂土两遍可连续夯击，粘性土间歇一般砂土两遍可连续夯击，粘性土间歇一般1530天天（5）强夯效果检验）强夯效果检验 现场取样室内试验；现场取样室内试验； 现场十字板试验；现场十字板试验； 标准贯入试验、静力触探试验等。标准贯入试验、静力触探试验等。基础工程基础工程 Foundation Engineering5.6.2 适用的条件和工程应用适用的条件和工程应用适用的条件：适用的条件：u 适用对象包括适用对象包括 砂土、碎石类土、低饱和度的粘性土、粉土砂土、碎石类土、低饱和度的粘性土、粉土和湿陷性黄土等。

35、和湿陷性黄土等。u 对对饱和软弱土饱和软弱土要慎用，在取得现场试验并检验能取得良好要慎用，在取得现场试验并检验能取得良好效果才能采用。效果才能采用。u 施工时振动大，噪音大，影响邻近建筑物的安全，不宜在施工时振动大，噪音大，影响邻近建筑物的安全，不宜在建筑群中的场地上使用。建筑群中的场地上使用。工程应用主要有：工程应用主要有： 松散软弱地基松散软弱地基 非均匀性土层地基非均匀性土层地基 可液化地基；可液化地基；基础工程基础工程 Foundation Engineering强夯置换法：强夯置换法： 对软土地基，利用强夯挤开软土，夯入块石、碎石、对软土地基，利用强夯挤开软土，夯入块石、碎石、砂等粗

36、料材料，最终形成碎石桩与软土的复合地基。砂等粗料材料，最终形成碎石桩与软土的复合地基。基础工程基础工程 Foundation Engineering5.7 振冲法振冲法振冲法：利用振动和水力冲切原理处理地基。振冲法：利用振动和水力冲切原理处理地基。根据原理分类：根据原理分类： 振冲密实，处理振冲密实，处理砂类土砂类土 振冲置换，处理振冲置换，处理砂类土和粘性土砂类土和粘性土基础工程基础工程 Foundation Engineering5.7.1 振冲密实振冲密实 作用原理作用原理 振冲器在砂土中振冲对地基土施加水平向振动和挤压，使振冲器在砂土中振冲对地基土施加水平向振动和挤压，使土体由松散变为

37、密实或者使孔隙水压力增高而液化，其主要土体由松散变为密实或者使孔隙水压力增高而液化，其主要作用就是振动密实和振动液化。作用就是振动密实和振动液化。2. 设计原理设计原理 振冲间距按经验公式计算振冲间距按经验公式计算3. 施工与检验施工与检验 自学内容。自学内容。基础工程基础工程 Foundation Engineering5.7.2 振冲置换振冲置换 作用机理作用机理 在粘性土地基中通过振冲成孔，在粘性土地基中通过振冲成孔，以碎石置换并振动密实，形成碎以碎石置换并振动密实，形成碎石桩体，与地基共同作用，提高石桩体，与地基共同作用，提高地基承载力，改善其变形性状。地基承载力，改善其变形性状。 实

38、施步骤：实施步骤：基础工程基础工程 Foundation Engineering实施步骤实施步骤基础工程基础工程 Foundation Engineering2. 设计的基本原理设计的基本原理碎石桩布置范围：碎石桩布置范围： 建筑物基础范围，并在建筑外围布置建筑物基础范围，并在建筑外围布置12排；排； 布置形式：正方形、正三角形；布置形式：正方形、正三角形； 碎石桩间距碎石桩间距1.52m承载力、稳定性和沉降检验方法：承载力、稳定性和沉降检验方法： 现场试验确定、现场试验确定、实用方法计算、半经验公式实用方法计算、半经验公式基础工程基础工程 Foundation Engineering（1）复

39、合地基承载力的估算）复合地基承载力的估算1）现场试验确定；）现场试验确定；2）按实用方法计算按实用方法计算 计算同深层水泥搅拌法、高压喷射注浆法计算同深层水泥搅拌法、高压喷射注浆法3）半经验公式半经验公式 n桩土应力比，桩土应力比，n=24； Sv桩间土十字板强度；桩间土十字板强度；spkv113fm nS基础工程基础工程 Foundation Engineering（2）复合地基沉降计算）复合地基沉降计算分层总和法，其中复合地基压缩模量，同分层总和法，其中复合地基压缩模量，同深层水泥搅拌法、深层水泥搅拌法、高压喷射注浆法中的计算：高压喷射注浆法中的计算： Es桩间土压缩模量；桩间土压缩模量；

40、n桩土应力比，桩土应力比，n=24；（3）振冲置换碎石复合地基的稳定性计算）振冲置换碎石复合地基的稳定性计算 按圆弧滑动法验算按圆弧滑动法验算sps11Em nEspps1EmEmEppppssss = EEnEE基础工程基础工程 Foundation Engineering3. 施工要点施工要点 施工顺序等，要求自学。施工顺序等，要求自学。基础工程基础工程 Foundation Engineering5.7.3 工程应用的条件工程应用的条件适用于：处理不排水抗剪强度适用于：处理不排水抗剪强度20kPa的粘土、粉质粘土地基。的粘土、粉质粘土地基。适用条件说明：适用条件说明： 对于不排水抗剪强度

41、较低（对于不排水抗剪强度较低（20kPa）的淤泥和淤泥）的淤泥和淤泥质土，不能承受桩体自身的侧限压力，不易振冲密实，形质土，不能承受桩体自身的侧限压力，不易振冲密实，形成良好的碎石桩体，反而振冲破坏桩间土，严重降低其强成良好的碎石桩体，反而振冲破坏桩间土，严重降低其强度。度。基础工程基础工程 Foundation Engineering水泥粉煤灰碎石桩法水泥粉煤灰碎石桩法（补充内容）（补充内容） 水泥粉煤灰碎石桩又称水泥粉煤灰碎石桩又称CFG桩（桩（Cement Flying-ash Gravel Pile） 以特殊机械成孔，用一定级配的碎石、石屑、砂、粉以特殊机械成孔，用一定级配的碎石、石屑

42、、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌合制成的桩。煤灰掺适量水泥加水拌合制成的桩。CFG桩复合地基：由桩复合地基：由CFG桩、桩间土和褥垫层共同组成。桩、桩间土和褥垫层共同组成。CFG桩复合地基组成桩复合地基组成褥垫层褥垫层CFG桩桩桩间土桩间土基础基础基础工程基础工程 Foundation EngineeringCFG桩复合地基褥垫层作用：桩复合地基褥垫层作用： 褥垫层将基础传来的荷载，褥垫层将基础传来的荷载，以一定比例分配给桩和桩间以一定比例分配给桩和桩间土，使二者共同受力。土，使二者共同受力。CFG桩复合地基共同工作褥垫层压缩桩基向上刺入基础工程基础工程 Foundation Engineerin

43、g一、一、CFG桩复合地基作用机理原理桩复合地基作用机理原理u CFG桩对桩间土产生桩对桩间土产生挤密挤密作用；作用；u CFG桩掺入了粉煤灰，在土体中桩掺入了粉煤灰，在土体中构成了构成了竖向排水通道竖向排水通道，从而加快，从而加快了地基的排水固结；了地基的排水固结；u CFG桩桩置换置换部分土体。部分土体。CFG桩复合地基加固效果：桩复合地基加固效果： 提高地基承载力；提高地基承载力； 减小了地基沉降量。减小了地基沉降量。CFG桩复合地基组成褥垫层桩桩间土基础基础工程基础工程 Foundation Engineering二、二、CFG桩复合地基设计桩复合地基设计1 一般规定一般规定 CFG桩

44、直径：宜取桩直径：宜取350600mm； CFG桩距桩距s： 根据承载力要求、土的性质、施工工艺等确根据承载力要求、土的性质、施工工艺等确定，宜取定，宜取35倍的桩径。倍的桩径。 桩顶和基础之间应设置褥垫层，桩顶和基础之间应设置褥垫层， 褥垫层材料：宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等；褥垫层材料：宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等； 褥垫层厚度：宜取褥垫层厚度：宜取150300mm，桩径或桩距大时，厚度宜，桩径或桩距大时，厚度宜 取高值。取高值。 CFG桩长度，根据承载力和变形要求确定，应穿透软弱土桩长度，根据承载力和变形要求确定，应穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层。层到达承载力相对较高的土层

45、。基础工程基础工程 Foundation Engineering2. CFG2. CFG桩复合地基承载力设计桩复合地基承载力设计 CFGCFG桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。验确定。 复合地基承载力特征值修正规定：复合地基承载力特征值修正规定： 基础宽度修正系数取零，基础埋深修正系数基础宽度修正系数取零，基础埋深修正系数1.0。初步设计时按下式估算：初步设计时按下式估算：aspkskp1RfmmfAfspk复合地基承载力特征值，复合地基承载力特征值，kPa； Ra单桩竖向承载力特征值，单桩竖向承载力特征值，kN； Ap桩的截面面积，桩的截面面积，m2；桩间土承载力折减系数，桩间土承载力折减系数，0.750.95；fsk处理后桩间土承载力特征值；处理后桩间土承载力特征值； m面积置换率，桩的面积面积置换率，桩的面积/单桩的影响面积，