地基处理基础知识（图文丰富）

地基处理理常识2015年2月一、地基基与基础础的概念念1、基础础：建筑物上上部承重重结构向向下的延延伸和扩扩大，它它承受建建筑物的的全部荷荷载，并并把这些些荷载连连同本身身的重量量一起传传到地基基上。建筑物的的基础，，一般按按其构造造形式分分类：条条形基础础、独立立基础、、井格基基础、筏筏式基础础、箱形形基础和和桩基础础等。这这里不再再详述。。2、地基基：承受由基基础传来来荷载的的土层，，不是建建筑物的的组成部部分。其其中：持力层：：具有一一定的地地耐力，，直接承承受建筑筑荷载，，并需需进行力力学计算算的土层层。下卧层：：持力层层以下的的土层。。（下卧层最最好是坚坚硬的土土层）基础示例例图地基的分分类天然地基基：凡天天然土层层具有足足够的承承载力，，不需经经人工加加固或改改良便可可作为建建筑物地地基。如基岩。。戈壁。。人工地基基：当建建筑物上上部的荷荷载较大大或地基基的承载载力较弱弱，须预预先对土土壤进行行人工加加固或改改良后才才能作为为建筑物物地基。。我们讨讨论的都都是人工工地基。。如强夯后后的地基基，桩基基等。复合地基基是指天天然地基基在地基基处理过过程中部部分土体体得到增增强，或或被置换换，或在在天然地地基中设设置加筋筋材料，，加固区区是由基基体（天天然地基基土体或或被改良良的天然然地基土土体）和和增强体体两部分分组成的的人工地地基。在在荷载作作用下，，基体和和增强体体共同承承担荷载载的作用用。根据据复合地地基荷载载传递机机理将复复合地基基分成竖竖向增强强体复合合地基和和水平向向增强复复合地基基两类，，又把竖竖向增强强体复合合地基分分成散体体材料桩桩复合地地基、柔柔性桩复复合地基基和刚性性桩复合合地基三三种。二、土力力学常识识土的生成成1、什么是是土土的定义义：地球球表面30～80KM厚的范围围是地壳壳。地壳中原原来整体体坚硬的的岩石，，经风化化、侵蚀蚀、搬运运、沉积积，形成成固体矿矿物、水水和气体体的集合合体称为为土。（风化作用用——是指地表表或接近近地表的的坚硬岩石石、矿物与与大气、、水及生生物接触触过程中中产生物物理、化学变化化而在原地地形成松松散堆积积物的全全过程。。侵蚀作用用——包括岩石石和矿物物经由媒媒介如水水、冰、、风及重重力等引引起其移移动与瓦瓦解。搬运作用用——是指地表表和近地地表的岩屑和溶解质质等风化化物被外营力搬往他处处的过程程，是自自然界塑塑造地球球表面的的重要作作用之一一。风化作用用伴有化学变化化且不移动动，侵蚀作用用和搬运作用用都是物理变化化，且都会会移动。。两者区区别在于于，侵蚀作用用会使物体体瓦解，，而搬运作用用，只是移移动而已已。）2、风化作用用的概念念、分类类由于外动动力作用用，使地地表岩石石或矿物物在原地地发生物物理、化化学变化化的过程程叫风化化作用。。不同的风风化作用用，形成成不同性性质的土土，风化化作用有有下列三三种：1）物理风风化岩石受风风、霜、、雨、雪雪的侵蚀蚀，温度度、湿度度变化，，不均匀匀膨胀与与收缩，，使岩石石产生裂裂隙，崩崩解为碎碎块。这这种风化化作用，，只改变变颗粒形形状及大大小，不不改变矿矿物成分分，称为为物理风风化。由由物理风风化生成成的为粗粗颗粒土土，如碎碎石、卵卵石、砾砾石、砂砂土等。。呈松散散状态，，总称无无粘性土土。2）化学风风化岩石碎屑屑与水、、氧气和和二氧化化碳等物物质接触触，使岩岩石碎屑屑发生了了化学变变化，改改变了原原来组成成矿物的的成分，，产生了了一种新新的成分分——次生矿物物，土的的颗粒变变的很细细，具粘粘结力，，如粘土土、粉质质粘土，，总称为为粘性土土。3）生物风风化由动、植植物和人人类活动动对岩体体的破坏坏，称生生物风化化，例如如开山、、打隧道道等活动动形成的的土，其其矿物成成分没有有变化。。土的三相相组成土由固体体矿物、、液体水水和气体体三部分分组成，，称为土土的三相相组成。。土的三三相比例例不同，，土的状状态和工工程性质质也不相相同，例例如：固体+气体（液液体=0）为干土土，干粘土坚硬，干砂松散。固体+液体+气体为湿湿土，湿湿的粘土土多为可可塑状态态。固体+液体（气气体=0）为饱和和土，饱饱和粉细细砂受震震动可能能产生液液化，饱饱和粘土土地基沉沉降需很很长时间间才能稳稳定。由此可见见，研究究土的工工程性质质，首先先从最基基本的，，组成土土的三相相，即固固体、水水和气体体本身开开始研究究。土的固体体颗粒土的三相相组成中中，土的的固体颗颗粒是决决定土的的工程性性质的主主要成分分。1、土粒的的矿物成成分1原生矿物物—由岩石经经物理风风化而成成，其成成分与母母岩相同同。2次生矿物物—岩屑经化化学风化化而成，，其成分分与母岩岩不同，，为一种种新矿物物，颗粒粒细。3腐植质—土中腐植植质含量量多，使使土的压压缩性增增大。2、土颗粒粒的大小小与形状状土的大颗颗粒漂石石，粒径径d＞200mm，土的细细颗粒粘粘粒，d＜0.005mm，二者粒粒径相差差几万倍倍。颗粒粒大小不不同的土土，其工工程性质质也各异异。为了了便于研研究，把把土的粒粒径按性性质相近近原则，，划分为为六个粒粒组。土的粒径径级配自然界里里的天然然土往往往由几种种粒组混混合而成成，颗粒粒有粗有有细，这这种天然然土如何何表示，，怎样定定名？通常，用土中各各粒组的的相对含含量，占占总重的的百分数数来表示示，称为为土的粒粒径级配配。这是决定定无粘性性土工程程性质的的主要因因素，以以此作为为土分类类定名的的标准。。粒径分析析方法，，工程中中常用两两种方法法，配合合使用。。1筛分法用用一套标标准筛，，将粗粒粒土进行行筛分。。适用于于粒径d＞0.075mm的土。2比重计法法根根据土土粒直径径大小不不同，在在水中沉沉降的速速度也不不同的特特性，用用特制的的比重计计进行测测定分析析，适用用于粒径径d＜0.075mm的细粒土。如何判断土的的级配是否良良好不均匀系数：：Cu=d60/d10曲率系数：Cc=d302/（d60×d10）不均匀系数Cu反映粒径曲线线坡度的陡缓缓，表明土粒粒大小的不均均匀程度，是是反映土粒组组成不均匀程程度的参数。。工程上常把把Cu≤5的土称为匀粒粒土；反之Cu>5的土则称为非非匀粒土。曲曲率系数Cc反映粒径分布布曲线的整体体形状及细粒粒含量。研究究指出：Cc<1.0的土往往级配配不连续，细细粒含量大于于30％;Cc>3的土也是不连连续，细粒含含量小于30％；故Cc＝1~3时土粒大小级级配的连续性性较好。所以以，在工程中中，对粗粒土土级配是否良良好的判定规规定如下：(1)良好级配的材材料。一般来来说，多数累累积曲线呈凹凹面朝上的形形式，坡度较较缓，粒径级级配连续，粒粒径曲线分布布范围表现为为平滑。同时时满足Cu>5及Cc＝1～3的条件。(2)不良级配的材材料。这类材材料颗粒较均均匀，曲线陡陡，分布范围围狭窄。不能能同时满足Cu>5及Cc＝1～3的条件。土的物理性质质指标工业与民用建建筑地基基础础设计中，一一个关键问题题是确定地基基土的承载力力f（KPa）。f值不同，采用用地基基础方方案不同。f值如何确定？？常用方法是是根据土的物物理性质来定定。土有三项基本本物理性指标标：此三项基本物物理性指标，，由实验室直直接测定其数数值。1、土的天然容容重，即天然然重度（KN/m3）2、土粒比重ds（不作介绍））3、土的含水量量（%）及液限、塑塑限土层的最优含含水量最好在在塑限上下值值附近粘性土液态与与塑态之间的的分界含水量量称为液限。。（锥式液限限仪下沉10mm时的含水量））粘性土塑态态与半固态的的分界含水量量称为塑限。。（锥式液限限仪下沉2mm时的含水量））三、地基土的的工程分类三七灰土与三三合土三七灰土：石灰和土的体体积比为3∶7。一般情况下下，以粘性土配制的灰土强度比砂性土配制的强度高高1～2倍。房渣土作为灰土的土料也是可可用的，石灰灰和土必须过过筛。土的粒粒径不得大于于15毫米；灰粒不不得大于5毫米。须拌合合均匀,并控制最佳含水量作为灰土的含水标准。。灰土下入基基槽前，应先先将基槽底部部夯打一遍，，然后将拌好好的灰土按指指定的地点倒倒入槽内，但但不得将灰土土顺槽帮流入入槽内。用人人工夯筑灰土土时,第一层铺虚土25厘米,第二层为22厘米，以后各各层为21厘米，夯实后均为15厘米。采用蛙蛙式夯须铺虚土20～25厘米。夯实是保证灰土基础质量的关键。。施工工具过过去沿用木夯夯与铁硪。夯夯打时要求夯夯窝、硪花各各自相互搭接接。夯的遍数数以使灰土的的干容重达到规范所规规定的数值为为准。夯打完完毕后及时加加以覆盖，防防止日晒雨淋淋。28天龄期的灰土土抗压强度约约可达到500～700kPa，200～300年龄期的灰土土抗压强度可可高达8～10兆帕。不论是用亚粘粘土或粘土制制作的三七灰灰土,在室内养护7天后浸水48小时的形变模模量为10～15兆帕，养护28天浸水48小时的形变模模量为32～40兆帕。打好的的三七灰土的的性能之好可可能出乎你的的意料之外，，如果用水长长期浸泡，最最多也只能能泡透1-2公分，可以说说防水功能超超强。砼里的的钢筋有可能能生锈，但如如果你在三七七灰土里放一一个钉子，可可能几十年都都不会生锈，，可以说气密密性极好。打打好的三七灰灰土上面如果果你想钉上一一根钉子都很很难，可以说说紧密性、强强度很高。我我国有许多古古老的建筑物物千年几屹立立不倒，其下下部的灰土基基础可以说是是功不可没，，可以说三七七灰土的抗变变形能力极强强。为什么灰土具具有这么好的的性能，建筑筑学界历来也也是众说纷纭纭，至今仍无无定论简单地说，三三七灰土是一一个缓慢的化化学变化过程程随着时间间的积累会逐逐渐向岩石转转变。三合土：三合土地材料料为：泥土、、熟石灰、沙。其实际际配比视泥土土的含沙量而而定。即泥土土地含沙量多多，则沙的量量减少。熟石石灰一般占30％性能极佳，过过去有一碗三三合土换一碗碗猪肉的说法法，三合土曾曾用来做炮台台，据载在与与洋舰炮战中中经历了考验验，不塌不毁毁，还有一项项功能是不会会溅起碎石伤伤人。用三三合土做的土土楼据载在军军阀进攻时，，经受了加农农炮的直射，，未受损伤，，在60年代，曾有人人试图拆掉一一座土楼，结结果刀枪棍棒棒齐上阵，硬硬没搞开，最最后用了几十十公斤炸药药炸，也没崩崩下一块。四主要地基基处理手段列列表五、常用地基基处理手段简简介强夯法：反复复将夯锤提到到一定高处使使其自由落下下，给地基以以冲击和振动动能量，将地地基土夯实的的地基处理方方法。强夯置换法将将重锤提到高高处使其自由由下落形成夯夯坑，并不断断夯击坑内回回填的砂石、、钢渣等硬粒粒料，使其形形成密实的墩墩体的地基处处理方法1、强夯法与强强夯置换法2、复合载体夯扩扩桩复合载体夯扩扩桩的工艺（（大头桩）复合载体夯扩扩桩作为一门门新的专利技技术，它选择择下部层位稳稳定、土性较较好的土层作作为被加固土土层，以桩端端土体为研究究对象，利用用重锤冲击成成孔、沉管，，当沉管到设设计标高时，，对桩端连续续进行填料、、夯实操作，，并用三击贯贯入度作为控控制指标（三三击贯入度为为锤重35kN，上提6.0m，自由落体时时贯入的深度度），再填以以干硬性混凝凝土或水硬性性材料进行夯夯实，使桩端端以下深度为为3～5m、直径为2～3m约10m3的土体得到最最有效的加固固挤密，自上上而下形成了了由干硬性混混凝土（水硬硬性材料）、、填充料、挤挤密土体和影影响土体组成成的复合载体体，然后再放放置钢筋笼、、灌注混凝土土形成复合载载体夯扩桩，，如图1。施工工艺：1)在桩位处挖直直径等于桩身身直径、深度度约为500mm的桩位圆柱孔孔，移机就位位；2）提起夯锤后后快速下放，，使夯锤出护护筒，入土一一定深度；3）用副卷扬机机钢丝绳对护护筒加压，使使护筒底面与与锤底齐平；；4）重复2）、3）的步骤，将将护筒沿垂直直沉入到设计计深度；5）提起夯锤，，通过护筒投投料孔向孔底底分次投入填填充料，并进进行大能量夯夯击；6）填充料被夯夯实后，在不不再填料的情情况下连续夯夯击三次并测测出三击贯入入度，若三击击贯入度不满满足设计要求求，重复5）和6）的步骤，直直至三击贯入入度满足设计计要求为止；；7）通过护筒投投料孔再向孔孔底分次投入入设计需要的的干硬性混凝凝土，并进行行夯击；8）放入钢筋笼笼；9）灌注桩身混混凝土。3、柱锤冲扩桩桩柱锤冲扩桩法法：指反复将柱状状重锤提到高高处使其自由由落下冲击成成孔，然后分分层夯实填料料形成扩大桩桩体，与桩间间土组成复合合地基的地基基处理方法。。该法施工简便便易行，振动动及噪音小。。适用于处理杂填土、粉土土、粘性土、、素填土和黄黄土等地基。对地下水位以以下饱和松软软土层应通过过现场试验确确定其适用性性。对大型的的、重要的或或场地复杂的的工程，在正正式施工前应应在有代表性性的场地上进进行试验。当质量1-8t的柱锤，提升升5-10m高自由下落冲冲击成孔及夯夯实成桩过程程中，其冲击击能可达50-80kN·m，较大的夯击击能量产生的的冲击波和动应应力在土中传传播，使颗粒粒破碎或使颗颗粒产生瞬间间的相对运动动，导致柱锤锤底土体被竖竖向挤密的同同时桩周围土土体被侧向挤挤密。与此同时，夯夯实成桩过程程中强大的夯夯击振动迫使使部分碎砖挤挤入桩周围土土中，使桩间间土孔隙比减减少，土体性性质得到改善善。目前成孔工艺艺已经多样化化，锤重也有有所提高，加加固深度可达达40米，复合承载载力可达600kPa.3、混凝土预制制桩预制桩，是在在工厂或施工工现场制成的的各种材料、、各种形式的的桩（如木桩桩、混凝土方方桩、预应力混凝土土管桩、钢桩等），，用沉桩设备备将桩打入、、压入或振入入土中。中国建筑施工领域域采用较多的的预制桩主要要是混凝土预预制桩和钢桩桩两大类。钢筋混凝土预预制桩基础施施工技术（一）锤击法法1.施工程序：确确定桩位和沉沉桩顺序→打打桩机就位→→吊桩喂桩→→校正→锤击击沉桩→接桩桩→再锤击沉沉桩→送桩→→收锤→切割割桩头。2.确定桩位和沉沉桩顺序3.桩机就位：4.吊桩喂桩和校校正5.打桩：“重锤锤低击，低锤锤重打”6.接桩：当桩需需接长时，接接头个数不宜宜超过3个，尽量避免免桩尖落在厚厚黏性土层中中接桩。7.桩的人土深度度的控制，对对于承受轴向向荷载的摩擦擦桩，以标高高为主，贯人人度作为参考考；端承桩则则以贯入度为为主，以标高高作为参考。。8.施工时，应注注意做好施工工记录；同时时，还应注意意观察打桩人人土的速度、、打桩架的垂垂直度、桩锤锤回弹情况、、贯入度变化化情况等；发发现异常，应应立即通知有有关单位和人人员及时处理理。（二）静力压压桩法静静力压桩是是通过静力压压桩机的压桩桩机构，将预预制钢筋混凝凝土桩分节压压入地基土层层中成桩。一一般都采取分分段压人、逐逐段接长的方方法。施施工程序：：测量定位→→压桩机就位位→吊桩、插插桩→桩身对对中调直→静静压沉桩→接接桩→再静压压沉桩→送桩桩→终止压桩桩→检查验收收→转移桩机机。同同一根（节））桩时应连续续进行，当压压力表读数达达到预先规定定值，便可停停止压桩。压压桩用用压力表必须须标定合格方方能使用，压压桩时桩的入入土深度和压压力表数值是是判断桩的质质量和和承载力的依依据，也是指指导压桩施工工的一项重要要参数，必须须认真记录。。4、钢筋混凝土土灌注桩钢筋混凝土灌灌注桩是一种种直接在现场场桩位上就地地成孔，然后后在孔内浇筑筑混凝土或安安放钢筋笼再再浇筑混凝土土而成的桩。。钢筋混凝土灌灌注桩基础施施工技术（一）.钻孔灌注桩钻孔灌注桩是是指利用钻孔孔机械钻出桩桩孔，并在孔孔中浇筑混凝凝土（或先在在孔中吊放钢钢筋笼）而成成的桩。根据据工程的不同同性质、地下下水位情况及及工程土质性性质，钻孔灌灌注桩有冲击击钻成孔灌注注桩、回转钻钻成孔灌注桩桩、潜水电钻钻成孔灌注桩桩及钻孔压浆浆灌注桩等。。除钻孔压浆浆灌注桩外，，其他三种均均为泥浆护壁壁钻孔灌注桩桩。1.施工工艺流程程：泥泥浆护壁钻孔孔灌注桩施工工工艺流程是是：场地平整整→桩位放线线→开挖浆池池、浆沟→护护筒埋设→钻钻机就位、孔孔位校正→成成孔、泥浆循循环、清除废废浆、泥渣→→清孔换浆→→终孔验收→→下钢筋笼和和钢导管→浇浇筑水下混凝凝土→成桩。。2.泥浆护壁钻孔孔灌注桩施工工，在冲孔时时应随时测定定和控制泥浆浆密度，如遇遇较好土层可可采取自成泥泥浆护壁。3.灌注桩的质量量检验应较其其他桩种严格格，因此，现现场施工对监监测手段要事事先落实。4.灌注桩的沉渣渣厚度应在钢钢筋笼放入后后，混凝土浇浇注前测定，，成孔结束后后，放钢筋笼笼、混凝土导导管都会造成成土体跌落，，增加沉渣厚厚度。因此，，沉渣厚度应应是二次清孔孔后的结果。。沉渣厚度的的检查目前均均用重锤，但但因人为因素素影响很大，，应专人负责责，用专一的的重锤，有些些地方用较先先进的沉渣仪仪，这种仪器器应预先做标标定。2.沉管灌注桩是是指利用锤击击打桩法或振振动打桩法，，将带有活瓣瓣式桩尖或预预制钢筋混凝凝土桩靴的钢钢套管沉入土土中，然后边边浇筑混凝土土（或先在管管内放入钢筋筋笼）边锤击击或振动边拔拔管而成的桩桩。前者称为为锤击沉管灌灌注桩及套管管夯扩灌注桩桩，后者称为为振动沉管灌灌注桩。1.沉管灌注桩成成桩过程为：：桩机就位→→锤击（振动动）沉管→上上料→边锤击击（振动）边边拔管，并继继续浇筑混凝凝土→下钢筋筋笼，继续浇浇筑混凝土及及拔管→成桩桩。2.锤击沉管灌注注桩劳动强度度大，要特别别注意安全。。该种施工方方法适于黏性性土、淤泥、、淤泥质土、、稍密的砂石石及杂填土层层中使用，但但不能在密实实的中粗砂、、砂砾石、漂漂石层中使用用。3.套管夯扩灌注注桩套套管夯扩灌注注桩简称夯压压桩，是在普普通锤击沉管管灌注桩的基基础上加以改改进发展起来来的一种新型型桩。4.振动沉管灌注注桩适用于在在一般黏性土土、淤泥、淤淤泥质土、粉粉土、湿陷性性黄土、稍密密及松散的砂砂土及填土中中使用，在坚坚硬砂土、碎碎石土及有硬硬夹层的土层层中，由于容容易损坏桩尖尖，不宜采用用。根据承载载力的不同要要求，拔管方方法可分别采采用单打法、、复打法、反反插法。3.人工挖孔灌注注桩人工挖孔灌注注桩是指桩孔孔采用人工挖挖掘方法进行行成孔，然后后安放钢筋笼笼，浇筑混凝凝土而成的桩桩。为为了确保人工工挖孔桩施工工过程中的安安全，施工时时必须考虑预预防孔壁坍塌塌和流砂现象象发生，制定定合理的护壁壁措施。人人工挖孔孔灌注桩的施施工程序是：：场地整平→→放线、定桩桩位→挖第一一节桩孔土方方→支模浇筑筑第一节混凝凝土护壁→在在护壁上二次次投测标高及及桩位十字轴轴线→安装活活动井盖、垂垂直运输架、、起重卷扬机机或电动葫芦芦、活底吊土土桶、排水、、通风、照明明设施等→第第二节桩身挖挖土→清理桩桩孔四壁、校校核桩孔垂直直度和直径→→拆上节模板板，支第二节节模板，浇筑筑第二节混凝凝土护壁→重重复第二节挖挖土、支模、、浇筑混凝土土护壁工序，，循环作业直直至设计深度度→进行扩底底（当需扩底底时）→清清理虚土、排排除积水，检检查尺寸和持持力层→吊放放钢筋笼就位位→浇筑桩身身混凝土。5、CFG桩复合地基基现在很多CFG桩就是素混混凝土桩，，加粉煤灰灰的主要作作用有三点点：1.提高混凝土土的和易性性，使砂、、石子均匀匀分布，同同时便于混混凝土泵送送施工。目目前，商品品混凝土通通常也使用用粉煤灰。。2.粉煤灰是工工业废料，，价格低廉廉，使用粉粉煤灰不但但可以废物物利用还可可以降低工程造价。CFG桩粉煤灰掺掺量一般是是水泥量的的10～12％。3.粉煤灰可降低混凝凝土的水化化热，减少少混凝土的的收缩裂缝缝，提高CFG桩桩身质量量。

作为为复合地基基桩（增加加体），C10～C15确实就够用用