地基处理技术第一章

1、2022-3-5地基处理技术2地基处理课程讲授体系2022-3-5地基处理技术3一、地基处理的目的和对象 场地：是指工程建设所直接占有并直接使用的有限面积的土地。还应包括建筑占地面积在内的某个微地貌、地形和地质单元。 基础：是建(构)筑物的下部结构。 地基：指承托建筑物基础的这一部分范围很小的场地，亦即基础以下的土体。 2022-3-5地基处理技术4 岩土工程中，当天然地基不能满足建（构）筑物对地基的要求时，需要对天然地基进行处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用，这方面的工作称为地基处理（Ground Treatment），或地基改良（Ground Impr

2、ovement）， 或地基加固（ Ground Reinforcement）。2022-3-5地基处理技术5（一）建（构）筑物对地基的要求 1.地基承载力或稳定性问题 2.沉降、水平位移及不均匀沉降问题 3.渗透问题 4.液化问题2022-3-5地基处理技术6（二）地基处理的对象 地基处理的对象是软弱地基（Soft Foundation）和特殊土地基（Special Ground）。不能满足建（构）筑物要求的天然地基称为软弱地基，所以天然地基是否属于软弱地基是相对的。 1.软土 软土（Soft Soil）是淤泥和淤泥质土的总称。它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成。软土的特

3、性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低、地基变形大，不均匀变形也大。 2022-3-5地基处理技术7 2.冲填土 在整治和疏通江河航道时，用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹大量水分吹到江河两岸而形成的沉积土，称冲填土，亦称吹填土。分黏土和砂土两种。 3.杂填土（Miscellaneous Fill） 杂填土(Miscellaneous Fill)是由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和圾。 4.部分砂土和粉土 饱和粉砂土、饱和细砂土和砂质粉土。2022-3-5地基处理技术8 5.湿陷性黄土 6.有机质土和泥炭土 7.膨胀土 8.冻土 9.岩溶

4、、土洞和山区地基 早在三千年前，地基土的加固技术已用在巴比伦寺庙的建造中。同一时期，我国也用了竹、木以及麦秸等来加强土以及灰土垫层技术。当前世界各国出现的土木工程事故中，地基问题常常是事故的主要原因，地基问题处理的好不仅工程安全可靠而且具有较好的经济效益。2022-3-5地基处理技术9 二、地基处理原理和分类 根据对地基的加固原理，可对地基处理技术进行如下分类： 置换法 利用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土或不良土，形成双层地基或改良地基，以达到提高地基承载力减少沉降的目的。 包括：换土垫层法、挤淤置换法、振冲置换法（振冲碎石桩法）、沉管碎石桩法、强夯置换法、砂桩法、石

5、灰桩法C桩法、钢渣桩、二灰桩、钢筋混凝土疏桩、褥垫以及泡沫苯乙烯超轻质料填土法等。 适用范围：黏性土、粉土、冲填土、杂填土、膨胀土、红黏土、湿陷性黄土。一般用于七层以下民用建筑。2022-3-5地基处理技术10第第一章一章 概概 述述 （二） 振密、挤密法 采用振动或挤密的方法使非饱和土密实以达到提高地基承载力和减少工后沉降的目的。 包括：表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩法、爆破挤密法、土桩和灰土桩法、渣土桩等。 适用范围：各类土层。七层以下的民用建筑物。2022-3-5地基处理技术11第一章第一章 概概 述述 （三） 排水固结法 土体在一定载荷作用下排水固结，孔隙比减少，强度提高

6、，以达到提高地基承载力，减少工后沉降的目的。 包括：加载预压法、超载预压法、砂井法（普通砂井、袋装砂井和塑料排水带法）、真空预压与堆载预压联合作用、电渗排水法（通过向土中插入金属电极通以直流电，使土中水流由正极区域流向负极区域，使正极区域土体由于水流排出而固结）以及降低地下水位等。 适用范围：饱和的黏性土及杂填土，最大加固深度为20m。其中超载预压法能使软土的次固结得到有效的消除；降低地下水位法适用于渗透系数大于10-810-6m/s的土层，是一种临时性加固措施。2022-3-5地基处理技术12第一章第一章 概概 述述 （四）注浆加固法 向土体中灌入或拌入水泥、石灰或其它化学固化浆材，在地基中

7、形成增强体，以达到地基处理的目的。 包括：深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、压密灌浆法、电化学灌浆法等。 适用范围：黏性土、粉土、砂土、黄土、人工填土、和碎石土等地基。值得指出的是，这类方法尤其适用于既有建筑物的地基加固和沉降调整。 2022-3-5地基处理技术13第一章第一章 概概 述述 加筋法 在地基土中设置强度高、模量大的筋材（钢筋混凝土、土工格栅、土工织物等），以达到提高地基承载力，减少工后沉降的目的。 包括：加筋土法、土钉墙法、土工织物、锚固法、树根桩法等。 适用范围：各类土的地基处理，既有建筑物的地基加固、稳定土坡及支挡结构物。 2022-3-5地基处理技术14

8、第一章第一章 概概 述述 热力学法 通过冻结土体，或焙烧、加热地基土改变土体物理力学性质以达到地基处理的目的。 包括：冻结法和烧结法两种。 适用范围：热处理法适用于黏性土和砂性土。冻结法适用于各类土，但对地下水流速有要求，是一种临时的加固措施。2022-3-5地基处理技术15第一章第一章 概概 述述 托换 托换是指对原有建筑物地基和基础进行处理和加固。 它主要包括基础加宽法、墩式托换法、桩式托换法、地基加固法以及综合加固法等。2022-3-5地基处理技术16第一章第一章 概概 述述 纠偏与迁移 纠偏是指对由于沉降不均匀造成倾斜的建筑物进行矫正的手段。 主要 包括加载纠偏法、掏土纠偏法、顶升纠偏

9、法和综合纠偏法。 迁移是将整栋建筑物与原地基基础分离，通过顶推或牵拉，移到新的位置。2022-3-5地基处理技术17第一章第一章 概概 述述 通过地基处理形成的人工地基可以分为下述三类： 1.通过土质改良或置换，全面改善地基土的物理力学性质，提高地基土的抗剪强度，增大土体压缩模量，或减少土的渗透性。该类人工地基属于均质地基，或多层地基。 2.通过在地基中设置增强体，增强体与原地基土形成复合地基，以提高地基承载力，减小地基沉降，为复合地基。 3.通过在地基中设置桩，荷载由桩体承担，通过桩将荷载直接传递给地基中承载力大、模量高的土层。 均质地基和桩基础已有较成熟的理论，复合地基理论处于发展中 。人

10、工地基均质地 基 复合地基桩基2022-3-5地基处理技术18第一章第一章 概概 述述三、地基处理规划流程建（构）筑物对地基的要求天 然 地 基 条 件天然地基是否满足要求天 然 地 基 满 足地 基 处 理不满足结构条件地基条件环境条件施工条件机具、材料条件经验、教训地基处理原理处理方案的可行性研究提出多种可行方案技术、经济、进度比较分析并满足环保要求地 基 处 理 设 计地 基 处 理 施 工质量检验，是否符合要求补 救 措 施 不符合要求 符合要求人 工 地 基必要时进行现场试验、补充调查钻孔取样静力触探标贯试验载荷试验取心试验2022-3-5地基处理技术19第一章第一章 概概 述述 四

11、、我国地基处理技术现状及发展展望 我国最早的地基处理技术灰土垫层，使用时间可追溯到秦朝以前。现代部分地基处理技术在我国使用的最早年代，见下表。时间 地基处理方法20世纪50年代普通砂井、砂桩、土桩、石灰桩20世纪60年代灰土桩、掏土纠倾法20世纪70年代袋装砂井、振冲法、强夯法、高压喷射注浆法、浆液深层搅拌法、土工合成材料20世纪80年代真空预压法、塑料排水板法、粉体深层搅拌法、强夯置换法、刚性桩复合地基法、树根桩法、锚杆静压桩法、顶升纠倾法、沉管碎石桩法20世纪90年代低强度桩复合地基法、EPS超轻质料法2022-3-5地基处理技术20 近50年来我国地基处理技术由最开始的引进，到吸收、发展

12、、创新，初步形成了具有中国特色的地基处理技术体系，许多方法达到了国际先进水平。 1.各种地基处理技术得到普及和提高; 2.利用工业废渣、废料及其城市建筑垃圾处理地基的研究取得了长足的进步; 3.低强度混凝土桩复合地基出现； 4.钢筋混凝土疏桩复合地基的开发与应用； 5.托换技术和建筑物纠偏、平移技术。第一章第一章 概概 述述2022-3-5地基处理技术21第一章第一章 概概 述述理论研究施工实践设计意图 理论研究、设计意图、施工实践三者之间仍存在一定的距离。2022-3-5地基处理技术22第一章第一章 概概 述述目前地基处理设计与施工所依照的规范：国家标准：建筑地基基础设计规范GB50007-2002 湿陷性