第三章地基處理

2023/2/41

第三章地基處理概論

§3—1關(guān)于地基處理的幾個(gè)問題一、地基問題

⑴地基承載力和穩(wěn)定性問題建筑物地基在荷載作用下，當(dāng)承載力不能滿足要求時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞，影響正常使用甚至導(dǎo)致建筑物的破壞。邊坡失穩(wěn)同樣會(huì)引起其上建筑物的破壞。

⑵地基的沉降、不均勻沉降及水平位移問題在荷載作用下，地基的沉降、不均勻沉降或水平位移超過相應(yīng)的允許值時(shí)，也會(huì)影響使用或破壞。包括濕陷、脹縮等變形。2023/2/42

⑶地基的滲流問題當(dāng)?shù)鼗袧B流量或水力比降超過其允許值時(shí)，將會(huì)造成潛蝕或管涌，使地基發(fā)生失穩(wěn)而導(dǎo)致工程事故。巖土工程師在遇到上述地基問題時(shí)，可采取適當(dāng)?shù)牡鼗幚泶胧?，形成人工地基以滿足建筑物對(duì)地基的各種要求。保證建筑物的安全與正常使用。二、人工地基與地基處理

天然地基:基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)加固的天然土層上時(shí),

經(jīng)人工處理或加固后的地基稱為人工地基；人工處理或加固地基的過程稱為地基處理；人工處理或加固地基所采取的工程技術(shù)措施稱地基處理方法（加固技術(shù)）。2023/2/43三、地基處理的對(duì)象——軟弱地基

⒈軟土地基——指壓縮層主要由抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高、滲透性差的淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土等高壓縮性土層組成的地基。

⒉軟弱地基——不能滿足建（構(gòu)）筑物對(duì)地基要求的地基稱為軟弱地基或不良地基。

【注】：“軟弱地基”是一個(gè)相對(duì)的概念。是相對(duì)于建筑物對(duì)地基的要求而言的。

⒊常見的軟弱土或不良土淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土、雜填土、沖填土、飽和粉細(xì)砂、濕陷性黃土、膨脹土、多年凍土和鹽漬土等。2023/2/44四、地基處理的目的、任務(wù)和意義

⒈地基處理的目的

①通過地基處理，改善地基土的工程性質(zhì)；②提高地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；③降低軟弱土的壓縮性，減少地基的沉降和不均勻沉降；④防止地基的滲透變形和破壞。

⒉地基處理的任務(wù)根據(jù)有關(guān)資料和條件，選擇經(jīng)濟(jì)、合理、適用、有效的地基處理方法，使加固處理后的地基能滿足設(shè)計(jì)要求。

⒊地基處理的意義

⑴地基處理恰當(dāng)與否，關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、投資和進(jìn)度。

⑵城市發(fā)展，建筑越來越高，對(duì)地基的要求越來越高；

⑶城市發(fā)展，建筑越來越密集，良好的場(chǎng)地越來越少；2023/2/45

§3—2地基處理方法的分類與選擇一、地基處理方法的分類

⒈按時(shí)間分類：臨時(shí)處理永久處理

⒉按深度分類：淺層處理（＜3m）深層處理（>3m

）

⒊按土性分類：砂性土處理飽和土處理粘性土處理非飽和土處理

⒋按地基處理的作用機(jī)理分類：2023/2/46⑴置換處理：換土墊層法挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實(shí)土

擠淤置換法邊填碎石、邊擠淤

褥墊法振沖置換法強(qiáng)夯置換法砂石樁置換法灰土樁置換法超輕質(zhì)料填土法砂墊層碎石墊層灰土墊層素土墊層2023/2/47⑵

振密、擠密法表層碾壓夯實(shí)法強(qiáng)夯法振沖密實(shí)法擠密砂石樁法爆破擠密法擠實(shí)土樁、灰土樁法夯實(shí)水泥土樁法孔內(nèi)夯擴(kuò)樁法重錘夯實(shí)法碾壓法振動(dòng)壓實(shí)法2023/2/48⑶

排水固結(jié)法：堆載預(yù)壓法:在建造建筑物以前，通過臨時(shí)堆填土石等方法對(duì)地基加載預(yù)壓，達(dá)到預(yù)先完成部分或大部分地基沉降，并通過地基土固結(jié)提高地基承載力，然后撤除荷載，再建造建筑物。臨時(shí)的預(yù)壓堆載一般等于建筑物的荷載。超載預(yù)壓法：為了減少由于次固結(jié)而產(chǎn)生的沉降，預(yù)壓荷載也可大于建筑物荷載。真空預(yù)壓法：在粘土層上鋪設(shè)砂墊層，然后用薄膜密封砂墊層，用真空泵對(duì)砂墊層及砂井抽氣，使地下水位降低，同時(shí)在大氣壓力作用下加速地基固結(jié)。真空預(yù)壓與堆載聯(lián)合作用法降低地下水位法：通過降低地下水位使土體中的孔隙水壓力減小，從而增大有效應(yīng)力，促進(jìn)地基固結(jié)。電滲法：砂井法：

在軟粘土地基中，設(shè)置一系列砂井，在砂井之上鋪設(shè)砂墊層或砂溝，人為地增加土層固結(jié)排水通道，縮短排水距離，從而加速固結(jié)，并加速?gòu)?qiáng)度增長(zhǎng)。

砂井堆載預(yù)壓法：堆載預(yù)壓法+砂井法在土中插入金屬電極并通以直流電，由于直流電場(chǎng)作用，土中的水從陽極流向陰極，然后將水從陰極排除，而不讓水在陽極附近補(bǔ)充，借助電滲作用可逐漸排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位來提高地基承載力或邊坡的穩(wěn)定性。

降低地下水位法：通過降低地下水位使土體中的孔隙水壓力減小，從而增大有效應(yīng)力，促進(jìn)地基固結(jié)。2023/2/49⑷灌入固化物法（化學(xué)加固法）：深層攪拌法高壓噴射注漿法滲入性灌漿法劈裂灌漿法壓密灌漿法

在軟弱地基中部分土體內(nèi)摻入水泥、水泥砂漿以及石灰等物，形成加固體，與未加固部分形成復(fù)合地基，以提高地基承載力和減小沉降。

2023/2/410⑸

加筋法：加筋土法錨固法樹根樁法低強(qiáng)度樁復(fù)合地基法鋼筋混凝土樁復(fù)合地基水泥土樁碎石樁混凝土樁CFG樁把抗拉能力很強(qiáng)的拉筋埋置在土層中，通過土顆粒和拉筋之間的摩擦力形成一個(gè)整體，用以提高土體的穩(wěn)定性。

依賴于土層與錨固體之間的粘結(jié)強(qiáng)度來提供承載力的，它使用在一切需要將拉應(yīng)力傳遞到穩(wěn)定土體中去的工程結(jié)構(gòu)，如邊坡穩(wěn)定、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)、地下結(jié)構(gòu)抗浮、高聳結(jié)構(gòu)抗傾覆等。

在地基中沿不同方向，設(shè)置直徑為75～250mm的細(xì)樁，可以是豎直樁，也可以是斜樁，形成如樹根狀的群樁，以支撐結(jié)構(gòu)物，或用以擋土，穩(wěn)定邊坡。

通過在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等提高地基承載力、減小沉降、或維持建筑物穩(wěn)定。2023/2/411⑹

冷熱處理法：凍結(jié)法燒結(jié)法⑺

托換法：基礎(chǔ)加寬托換法坑式托換墩市式托換法樁式托換法地基加固法綜合托換法灌漿托換法熱加固托換法靜壓樁法樹根樁法旋噴樁法通過人工冷卻，使地基溫度低到孔隙水的冰點(diǎn)以下，使之冷卻，從而具有理想的截水性能和較高的承載力。適用于軟粘土或飽和的砂土地層中的臨時(shí)措施。2023/2/412⑻糾偏（傾）法：加載糾偏法掏土糾偏法浸水糾偏法頂升糾偏法綜合糾偏法2023/2/413二、地基處理方法的選擇

⒈選擇處理方案之前應(yīng)考慮的因素

⑴建筑物的結(jié)構(gòu)條件

①建筑體形、結(jié)構(gòu)和用途；

②荷載大小、性質(zhì)、分布；

③基礎(chǔ)類型、埋深和平面布置形式；

④基底壓力、天然地基承載力、變形允許值、穩(wěn)定安全系數(shù)；

⑵場(chǎng)地地基條件

①地形、地貌，地層結(jié)構(gòu)，各層土的物理力學(xué)性質(zhì)；

②軟弱土層厚度、不均勻性和分布范圍；2023/2/414

③

持力層埋深、厚度、均勻性和起伏情況；

④水文地質(zhì)條件及不良地質(zhì)現(xiàn)象；

⑶周圍環(huán)境影響

①有無鄰近的建筑和居民區(qū)；

②有無鄰近的地下管線或其它地下設(shè)施；

⑷施工條件

①施工場(chǎng)地條件；

②工期要求和工程造價(jià)；

③材料供應(yīng)情況；

④施工設(shè)備；

⑤施工技術(shù)和管理水平。2023/2/415⒉選擇地基處理方案的步驟⑴搜集有關(guān)資料（工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、建筑物設(shè)計(jì)等）。

⑵根據(jù)掌握的資料，仔細(xì)分析影響方案選擇的各種因素，充分考慮不同地基處理方法的加固機(jī)理，適用程度和處理效果，初步擬選幾種可能采用的處理方案?？紤]上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基共同作用，也可以選用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)措施（圈梁、沉降縫）和處理地基結(jié)合。⑶對(duì)初選方案進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對(duì)比，比選出針對(duì)該場(chǎng)地的最佳處理方案。（加固效果、材料供應(yīng)、施工設(shè)備、工期、造價(jià)、環(huán)境影響等）（不一定一種）⑷對(duì)選定處理方案，在全面施工之前宜進(jìn)行試驗(yàn)性施工，以驗(yàn)證處理效果和確定施工參數(shù)。2023/2/416⒊選擇地基處理方案的原則

⑴因地制宜，就地取材；（沒有萬能的處理方法）

⑵應(yīng)同時(shí)考慮地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的共同工作。（決定選用地基處理方案或選用加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度和地基處理相結(jié)合的方案）

⑶技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)合理，施工方便，安全環(huán)保。

⑷選址定位階段，應(yīng)盡量壁開地基處理難度很大或處理費(fèi)用非常高的地段。2023/2/417三、地基處理工程施工管理

在地基處理中，有時(shí)雖然采用了較好的地基處理方案，但由于施工管理不善，也就失去了采用良好處理方案的優(yōu)越性。在施工中對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格掌握、如換土墊層壓實(shí)時(shí)的最大干密度和最優(yōu)含水量要求；堆載預(yù)壓的填土速率和邊樁位移的控制，碎石樁的填料量、密實(shí)電流和留振時(shí)間的掌握。

地基處理的施工要盡量提早安排，因?yàn)榈鼗庸毯蟮膹?qiáng)度提高往往需要有一定時(shí)問，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，強(qiáng)度還會(huì)增長(zhǎng)，變形模量也會(huì)提高。通過調(diào)整施工速度，確保地基的