《地基与基础工程》课件第5章BW001.ppt

1、2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第1页第第5章章 地基处理地基处理5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 置换法（换填法）置换法（换填法）5.3 5.3 加密法加密法5.4 5.4 胶结法（自学）胶结法（自学）5.5 5.5 加筋法加筋法5.6 5.6 托换法托换法本章重点参考：本章重点参考：建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范JGJ79-2002JGJ79-20022022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第2页第第5章章 地基处理地基处理n本章学习要求：本章学习要求：2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第3页5.1 概概 述述n基本概念基本概念n需进行处理的

2、地基：2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第4页5.1.1软弱土和软弱地基软弱土和软弱地基2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第5页软土软土n1.淤泥和淤泥质土淤泥和淤泥质土2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第6页软土软土不同地震烈度区液化砂土最大相对密度不同地震烈度区液化砂土最大相对密度2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第7页软土软土2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第8页地基处理的对象地基处理的对象n软弱地基软弱地基n地基处理的对象地基处理的对象2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第9页5.1.2地基处理的目的地基处理的目的

3、2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第10页5.1.3地基处理的设计程序地基处理的设计程序2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第11页5.1.3地基处理的设计程序地基处理的设计程序2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第12页5.1.4地基处理方法分类地基处理方法分类2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第13页软弱土地基处理方法分类表 2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第14页5.1.5 人工地基基础工程设计的相关规定人工地基基础工程设计的相关规定2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第15页5.1.5 人工地基基础工程设计的相关规定人

4、工地基基础工程设计的相关规定2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第16页5.2 置换法（换填法）置换法（换填法）n换填法就是将基础底面下换填法就是将基础底面下某一范围某一范围内的软弱地基内的软弱地基土土挖除或挤出挖除或挤出，然后，然后回填回填以质量好的土，经以质量好的土，经压密压密后直接作为建筑物的持力层，或者与原来软弱的后直接作为建筑物的持力层，或者与原来软弱的地基土组成地基土组成复合地基复合地基以支撑建筑物。以支撑建筑物。n可分为：可分为：复合地基复合地基2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第17页5.2.1换土垫层法换土垫层法n1.垫层的作用垫层的作用b回填土回填土p

5、zdz 2z 1d砂垫层砂垫层软土层软土层p2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第18页n2.垫层的材料垫层的材料n3.换填法的适用条件换填法的适用条件5.2.1换土垫层法换土垫层法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第19页n4.换填法的设计换填法的设计b回填土回填土pzdz 2z 1d砂垫层砂垫层软土层软土层p5.2.1 换土垫层法换土垫层法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第20页n垫层厚度：垫层厚度：取决于未挖除的下部软土层！取决于未挖除的下部软土层！u先初定厚度先初定厚度(一般在一般在0.53m之间之间)，再按下式校核，再按下式校核：Pz+Pczfaz

6、vPz 荷载效应标准组合时垫层底面处附加应力；荷载效应标准组合时垫层底面处附加应力；vPcz垫层底面处的上覆土体自重应力值；垫层底面处的上覆土体自重应力值；vfaz 垫层底面垫层底面(软弱下卧层顶面软弱下卧层顶面)经经深度修正后深度修正后的下的下卧层地基承载力特征值。卧层地基承载力特征值。v附加应力附加应力Pz计算公式计算公式（P217表表5-2）矩形基础矩形基础：条形基础条形基础：)tan2)(tan2()(zbzlpplbpckztan2)(zbppbpckz5.2.1 换土垫层法换土垫层法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第21页n5.换填法的施工要点换填法的施工要点详见详见

7、JGJ79-20025.2.1 换土垫层法换土垫层法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第22页5.2.1 换土垫层法换土垫层法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第23页n6.换填法地基的基础设计规定换填法地基的基础设计规定 建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范JGJ79-2002规定：规定：5.2.1 换土垫层法换土垫层法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第24页5.2.2土质桩置换法土质桩置换法-复合地基复合地基n1.基本概念基本概念n复合地基的特点复合地基的特点2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第25页1.基本概念基本概念n复合地基的作用

8、机理n复合地基设计应满足承载力和变形要求。对于地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时，其设计要综合考虑土体的特殊性质选用适当的增强体和施工工艺。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第26页1）处理范围处理范围n处理深度处理深度桩距桩距1.5-2.5m300-500mm垫层垫层n平面展布平面展布2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第27页2）砂石桩的平面布置）砂石桩的平面布置n常按等边三角形或正方形布置。22/eepddAAm220eddm n面积置换率2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第28页3）复合地基的承载力）复合地基的承载力n建筑地基基础

9、设计规范建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002n复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷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，或采用增强体的载荷试验结果和其周试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。边土的承载力特征值结合经验确定。skpkspkfmmff)1(skspkfnmf)1(1 式中：n-桩土应力比。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第29页3）复合地基的变形验算）复合地基的变形验算n与一般多层地基验算基本相同，复合地基土层与一般多层地基验算基本相同，复合地基土层的压缩模量为：的压缩模量为：sspEnmE)1(1

10、2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第30页3.胶结材料桩复合地基设计胶结材料桩复合地基设计n1）CFG桩和夯实水泥土桩复合地基桩和夯实水泥土桩复合地基2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第31页2）水泥土搅拌桩复合地基）水泥土搅拌桩复合地基n方法：利用水泥、石灰等材料作为固化剂主剂，方法：利用水泥、石灰等材料作为固化剂主剂，采用专用设备，将液状或粉状固化剂拌入软弱土采用专用设备，将液状或粉状固化剂拌入软弱土体，通过物理化学反应，形成水泥土搅拌桩加固体，通过物理化学反应，形成水泥土搅拌桩加固地基。地基。n分类：深层搅拌法（简称湿法）；粉体喷搅法分类：深层搅拌法（简称湿法）；

11、粉体喷搅法（简称干法）。（简称干法）。n适用：适用：2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第32页3）高压喷射注浆法复合地基）高压喷射注浆法复合地基n利用带有特殊喷嘴的注浆利用带有特殊喷嘴的注浆管，喷射钻进到预定深度，管，喷射钻进到预定深度，而后通过高压而后通过高压(2040MPa)喷射的浆液切削土体，使喷射的浆液切削土体，使浆液与土混合，经凝固硬浆液与土混合，经凝固硬化，形成加固桩体。化，形成加固桩体。n适用于适用于2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第33页5.3 加密法加密法n5.3.1机械压密法机械压密法n5.3.2深层挤密法深层挤密法n5.3.3强化法强化法n5.3

12、.4预压固结法预压固结法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第34页5.3.1机械压密法机械压密法n利用机具在土体中产生瞬时重复荷载，以克服利用机具在土体中产生瞬时重复荷载，以克服颗粒间的阻力，使颗粒间相互移动，孔隙体积颗粒间的阻力，使颗粒间相互移动，孔隙体积减小，密度增加。常用于大面积填土的压实和减小，密度增加。常用于大面积填土的压实和杂填土、黄土等地基处理中。杂填土、黄土等地基处理中。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第35页5.3.1机械压密法机械压密法n控制土的压实效果的主要因素有：土的含水量，控制土的压实效果的主要因素有：土的含水量，压实机械、压实功能、添加料。

13、压实机械、压实功能、添加料。n压实效果用干密度压实效果用干密度d来衡量，来衡量，2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第36页5.3.1深层挤密法深层挤密法n1.砂桩、土桩和灰土桩砂桩、土桩和灰土桩n2.振冲法振冲法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第37页1.砂桩、土桩和灰土桩砂桩、土桩和灰土桩n是指采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后，再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成的密实桩体，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，由桩及桩周土组成复合地基的地基处理方法。可参考复合地基进行砂桩设计。可参考复合地基进行砂桩设计。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工

14、程第38页1.砂桩、土桩和灰土桩砂桩、土桩和灰土桩n1 1）在松散砂土中的作用）在松散砂土中的作用n2 2）在软弱粘性土中的作用）在软弱粘性土中的作用n适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第39页2.振冲法振冲法n与挤密法的作用相同与挤密法的作用相同,只是成桩工艺存在差别。只是成桩工艺存在差别。n振冲法是利用振冲器振冲法是利用振冲器边振动边水冲，使松砂地边振动边水冲，使松砂地基密实基密实，或，或在粘性土地基中成孔，填入碎石后在粘性土地基中成孔，填入碎石后形成复合地基形成复合地基。n前者称前者称振冲密实法振冲密实法 n后者称后者称

15、振冲置换法振冲置换法 2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第40页2.振冲法振冲法振冲置换法振冲置换法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第41页2.振冲法振冲法n可按砂石桩复合地基设计。可按砂石桩复合地基设计。n填料选择：填料选择：2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第42页5.3.3 强夯法强夯法n又称动力固结法，将质量又称动力固结法，将质量840t(最重最重200t)的夯锤的夯锤起吊到一定高度起吊到一定高度(830m)，自由落下，靠强大的，自由落下，靠强大的冲击能对地基夯实加固。冲击能对地基夯实加固。n机理：机理：n实际效果：实际效果：n适用：适用：2022

16、-10-1地基与基础工程地基与基础工程第43页5.3.3 强夯法强夯法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第44页5.3.3 强夯法强夯法n有效加固深度有效加固深度应根据现场试验或当地经验确定，应根据现场试验或当地经验确定，当缺乏试验资料和经验时，可依据下式确定当缺乏试验资料和经验时，可依据下式确定：经验系数。；落距，；锤重，；有效加固深度，式中：kmhkNMmH10MhkHn参见参见P235表表5-5。n夯点设计夯点设计等自学。等自学。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第45页n强夯置换法强夯置换法5.3.3 强夯法强夯法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第

17、46页n规范规范JGJ79-2002强夯、强夯置换法设计、施工技术要点强夯、强夯置换法设计、施工技术要点2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第47页强夯、强夯置换法设计、施工技术要点强夯、强夯置换法设计、施工技术要点2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第48页强夯、强夯置换法设计、施工技术要点强夯、强夯置换法设计、施工技术要点2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第49页5.3.4 预压加固法预压加固法n排水固结预压法是利用地基排水固结的特性，通排水固结预压法是利用地基排水固结的特性，通过施加预压荷载，并增设各种排水条件（砂井和过施加预压荷载，并增设各种排水条件（砂

18、井和排水垫层等排水体），以加速饱和软粘土固结，排水垫层等排水体），以加速饱和软粘土固结，提高土体强度的一种软土地基处理方法。提高土体强度的一种软土地基处理方法。n其基本原理是：其基本原理是：n各类软弱地基，包括天然沉积土层和人工冲填土各类软弱地基，包括天然沉积土层和人工冲填土层，如沼泽土、淤泥、淤泥质土以及水力冲填土，层，如沼泽土、淤泥、淤泥质土以及水力冲填土，广泛用于冷藏库、油罐、机场跑道、集装箱码头广泛用于冷藏库、油罐、机场跑道、集装箱码头等沉降要求比较高的地基。等沉降要求比较高的地基。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第50页5.3.4 预压加固法预压加固法n系统组成系统组成

19、：以提高土体的：以提高土体的有效应力有效应力为核心。为核心。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第51页1.堆载预压法堆载预压法n砂井堆载预压法设计砂井堆载预压法设计规规范范JGJ79-20022022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第52页1.堆载预压法堆载预压法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第53页预压法加载相关规定预压法加载相关规定n预压法加载相关规定预压法加载相关规定规范规范JGJ79-20022022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第54页预压法加载相关规定预压法加载相关规定2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第55页2.真空预压法真空

20、预压法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第56页5.4 胶结法胶结法n5.4.1 灌浆法灌浆法n5.4.2 冷热处理法（自学）冷热处理法（自学）2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第57页5.4 胶结法胶结法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第58页5.4 胶结法胶结法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第59页5.4 胶结法胶结法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第60页5.5 加筋法加筋法n5.5.1 土工合成材料土工合成材料n5.5.3土工织物的反滤作用土工织物的反滤作用n5.5.3 土工合成材料加筋作用土工合成材料加筋作用n5.5

21、.4 土工合成材料的其他问题土工合成材料的其他问题2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第61页5.5.1 土工合成材料土工合成材料2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第62页5.5.1 土工合成材料土工合成材料n土工格栅土工格栅2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第63页5.5.1 土工合成材料土工合成材料土工织物土工织物2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第64页5.5.1 土工合成材料土工合成材料土工膜土工膜2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第65页5.5.1 土工合成材料土工合成材料2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第66页

22、5.5.1 土工合成材料土工合成材料2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第67页5.5.2 土工织物的反滤作用土工织物的反滤作用n反滤层反滤层n当水流从被保护土自右向左流入堆当水流从被保护土自右向左流入堆 石体时，部分细土粒将被水流挟带进入堆石体。在被保护石体时，部分细土粒将被水流挟带进入堆石体。在被保护土一侧的土工织物表面附近，较粗土粒首先被截留，使透土一侧的土工织物表面附近，较粗土粒首先被截留，使透水性增大；水性增大；n同时，这部分较粗粒层将阻止其后面的细土粒继续被水流同时，这部分较粗粒层将阻止其后面的细土粒继续被水流带走，而且越往后细土粒被流失的可能性越小，于是就在带走，而且越

23、往后细土粒被流失的可能性越小，于是就在土工织物的右侧形成一个从左往右颗粒逐渐变细的土工织物的右侧形成一个从左往右颗粒逐渐变细的“天然天然反滤层反滤层”。该层发挥着保护土体的作用。该层发挥着保护土体的作用。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第68页5.5.3 土工合成材料加筋作用土工合成材料加筋作用2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第69页5.5.3 土工合成材料加筋作用土工合成材料加筋作用n加筋土挡墙加筋土挡墙2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第70页5.5.3 土工合成材料加筋作用土工合成材料加筋作用2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第71页5

24、.5.3 土工合成材料加筋作用土工合成材料加筋作用2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第72页5.5.4 土工合成材料的其他问题土工合成材料的其他问题2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第73页5.6 托换法托换法n5.6.1基本概念基本概念n5.6.2托换技术分类托换技术分类2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第74页5.6 托换法托换法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第75页5.6 托换法托换法u5.6.2.2 按托换方法分类按托换方法分类v1.基础加深、加宽托换基础加深、加宽托换加深：坑式托换；加深：坑式托换；2022-10-1地基与基础工程地

25、基与基础工程第76页5.6 托换法托换法 预制托换桩预制托换桩,分节压入分节压入 2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第77页5.6 托换法托换法预制托换桩预制托换桩,分节压入分节压入 2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第78页5.6 托换法托换法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第79页5.6 托换法托换法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第80页5.6 托换法托换法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第81页5.6 托换法托换法托换工程实例：托换工程实例：广州地铁二号线从一广州地铁二号线从一6 6层层宿舍大楼下穿过。隧道施工宿舍大楼下

26、穿过。隧道施工采用盾构法，楼房基础为采用盾构法，楼房基础为挖挖孔灌注桩孔灌注桩。为确保楼房的安全，采为确保楼房的安全，采用用托换桩、托换梁托换桩、托换梁组成的结组成的结构，对部分桩基进行了托换构，对部分桩基进行了托换加固，使楼房在原基础被破加固，使楼房在原基础被破坏的情况下，继续保持正常坏的情况下，继续保持正常使用和安全状态。使用和安全状态。2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第82页5.6 托换法托换法托换结构施工托换结构施工 2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第83页5.6 托换法托换法即将被托换的挖孔桩即将被托换的挖孔桩 截断挖孔桩截断挖孔桩 2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第84页5.6 托换法托换法2022-10-1地基与基础工程地基与基础工程第85页n本章主要内容：本章主要内容：u地基处理的对象、目的；地基处理的对象、目的；u常用地基处理方法的机理、特点、适用条件；常用地基处理方法的机理、特点、适用条件；u复合地基理论。复合地基理论。n本章重点：本章重点：u基本概念：地基处理、复合地基等；基本概念：地基处理、复合地基等；u地基处理的目的；地基处理的目的；u常用地基处理方法的机理、特点、适用条件常用地基处理方法的机理、特点、适用条件.本章回顾本章回顾