1、 地基处理技术 绪论地基处理技术山东交通学院土木工程学院 地基处理技术 绪论 1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义一、地基处理的定义一、地基处理的定义 场地：场地：指工程建设所占有并直接使用的有限面积的土地。场地范围内及其邻近的地质环境都直接影响着场地的稳定性。地基：地基：指承托建筑物基础的这一部分很小的场地。基础：基础：指建筑物向地基传递荷载的下部结构。相关概念相关概念 地基处理技术 绪论地基存在的问题地基存在的问题 1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论楼脆脆 1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论楼歪歪 1.1 地基
2、处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论搓板路 1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论铁路路基垮塌 1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论 1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论 1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论实例1加拿大特朗斯康谷仓 加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形，长59.44 m,宽23.47 m。高31.0m。容积36368 m3。谷仓为圆筒仓，每排13个圆筒仓，共5排65个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝土筏基，厚61cm，基础埋深3.66m。谷
3、仓于1911年开始施工，1913年秋完工。1913年9月起往谷仓装谷物，10月当谷仓装了31822m谷物时，发现1小时内垂直沉降达30.5cm。结构物向西倾斜，并在24小时之内，谷仓倾倒。谷仓西端下沉7.32m,东端上抬1.52m。1913年10月18日谷仓倾倒后，上部钢筋混凝土筒仓坚如盘石，仅有 极少的表面裂缝。1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论实例2.香港宝城滑坡 1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅-宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡67人。1.1 地基
4、处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论实例3.比萨斜塔 比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼，塔八层，高53.3m。塔的砖石地基的直径为19.6m，最大深度5.5m。塔基向南倾斜，与地面成5.5。第七层在南面突出4.5m。比萨斜塔基础底面倾斜值，经计算为0.093，即9.3,我国国家标准建筑地基基础设计规范GBJ 789中规定：高耸结构基础的倾斜，当建筑物高度Hg为：50m0.5MPa-1）和强度低。广泛分布在我国东南沿海及内地。例如天津、上海、杭州宁波、温州、厦门、广州等沿海地区，以及昆明、武汉等内地地区。1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论人工填土人
5、工填土 分为素填土、杂填土和冲填土三类。素填土：碎石、砂或粉土、粘性土等一种或几种材料组成的填土。杂填土：由人类活动形成的不规则堆积物，由大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾组成，成分复杂，性质不同，且无规律。冲填土：水力充填泥沙组成。冲填土是否需要处理和采取何种方法处理，取决于冲填土的颗粒组成、土层厚度和排水条件。1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论部分砂土和粉土部分砂土和粉土 主要指饱和的粉细砂和砂质粉土。由于密实度小，容易在动力荷载下产生液化现象，并容易在动水压力作用下产生管涌和流沙现象。1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义湿陷性土湿陷性土 指土体
6、在一定压力下受水浸湿时产生的湿陷变形量达到一定数值的土。包括：湿陷性黄土、干旱和半干旱地区具有崩解性的碎石土和砂土。黄土在我国特别发育，广泛分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、山东、河北、河南、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等地。地基处理技术 绪论有机质土和泥炭土有机质土和泥炭土 有机质含量大于5%的土称为有机质土，有机质含量大于60%的土称为泥炭土。1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义膨胀土膨胀土 指粘粒成分主要由亲水性矿物所组成的粘性土。具有吸水膨胀、失水收缩的特性。主要分布在广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、陕西、江苏、广东等地。地基处理技术 绪论多年冻土多年冻
7、土 土的温度连续三年或三年以上保持在零摄氏度或以下，含有冰的土。盐渍土盐渍土 易容盐含量(易容盐的质量与干土质量之比)高于0.3%的土。盐遇水溶解后，物理和力学性质均会发生变化，强度降低。有的浸水后发生溶陷，有的温度或湿度发生变化时发生体积膨胀。1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论岩溶、土洞和山区地基岩溶、土洞和山区地基 主要出现在碳酸类岩石地区。其基本特性是地基主要受力层范围内受水的化学和机械作用而形成的溶洞、溶沟、溶槽、落水洞以及土洞等。我国的岩溶地基广泛分布在贵州和广西两省区。建造在岩溶地基上的建筑物，要慎重考虑可能会造成底面变形和地基陷落。判别天然地基是
8、否属于软弱地基或不良地基没有明确的界限，天然地基是否属于软弱地基或不良地基也可以说是相对的。垃圾填埋土地基垃圾填埋土地基 1.1 地基处理的目的和意义地基处理的目的和意义 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围 地基处理的分类方法多种多样，按地基处理的分类方法多种多样，按时间可分为临时处时间可分为临时处理和永久处理理和永久处理；按；按处理深度分为浅层处理和深层处理处理深度分为浅层处理和深层处理；按处按处理土性对象分为砂性土处理和粘性土处理，饱和土处理和非理土性对象分为砂性土处理和粘性土处理，饱和土处理和非饱和土处理饱和土处理；也可按地基处理的加固机理进行
9、分类也可按地基处理的加固机理进行分类。因为现。因为现有的地基处理方法很多，新的地基处理方法还在不断发展，有的地基处理方法很多，新的地基处理方法还在不断发展，要对各种地基处理方法进行精确分类是困难的。要对各种地基处理方法进行精确分类是困难的。常见的分类常见的分类方法主要是按照地基处理的加固机理进行分类：方法主要是按照地基处理的加固机理进行分类：地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围类别方法简要原理适用范围置换换土垫层法将软弱土或不良土开挖至一定深度，回填抗剪强度较高、压缩性较小的材料，如砂、砾、石渣等，并分层夯实，形成双层地基。垫层能有
10、效扩散基底压力，提高地基承载力、减少沉降各种软弱土地基膨胀土掺灰改性换土法掺灰改性换土法是将原地膨胀土翻松，掺加一定比例的石灰后，分层压实。经过一段时间的养护，可以很好地消除或减小膨胀性，提高土体强度，降低土中的含水量膨胀土地基挤淤置换法通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基的目的，也可采用爆破挤淤置换淤泥或淤泥质黏土地基强夯置换法采用边填碎石边强夯的方法在地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高承载力，减小沉降粉砂土和软黏土地基等 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围类别方法简要原理适用范围置换石灰桩法通过机械或人工成
11、孔，在软弱地基中填入生石灰块或生石灰块加其他掺和料，通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用来改善桩与土的物理力学性质，并形成石灰桩复合地基，可提高地基承载力，减少沉降杂填土、软黏土地基气泡混合轻质料填土法气泡混合轻质料的重度为5-12kN/m3，具有较好的强度和压缩性能，用作路堤填料可有效减小作用在地基上的荷载，也可减小作用在挡土结构上的侧压力软弱地基上的填方工程EPS超轻质料填土法发泡聚苯乙烯（EPS）重度只有土的1/50-1/100,并具有较好的强度和压缩性能，用作填料，可有效减小作用在地基上的荷载和作用在挡土结构上的侧压力，需要时也可置换部分地基土，以达到更好的效果软弱地基上的填方工程
12、 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围类别方法简要原理适用范围 振密、挤密表层原位压实法采用人工或机械夯实、碾压或振动，使土体密实。密实范围较浅，常用于分层填筑杂填土、疏松无粘性土、非饱和黏性土、湿陷性黄土等地基的浅层处理强夯法采用质量为1040t的夯锤从高处自由落下，地基土体在强夯的冲击力和振动力作用下密实，可提高地基承载力，减少沉降碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基振冲密实法一方面依靠振冲器的振动使饱和砂层发生液化，砂颗粒重新排列，孔隙减小；另一方面依靠振冲器的水平振动力，加回填料使砂层挤密，
13、从而达到提高地基承载力、减小沉降，并提高地基土体抗液化能力。振冲密实法可加回填料也可不加回填料。加回填料，又称为振冲挤密碎石桩法黏粒含量小于10%的疏松砂性土地基 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围类别方法简要原理适用范围振密、挤密挤密砂石桩法采用振动沉管法等在地基中设置碎石桩，在制桩过程中对周围土体产生挤密作用。被挤密的桩间土和密实的砂石桩形成砂石桩复合地基，达到提高地基承载力、减小沉降的目的砂土地基、非饱和黏性土地基爆破挤密法利用爆破在地基中产生的挤压力和振动力使地基土密实以提高土体的抗剪强度，提高地基承载力和减小沉降饱和净砂、非饱和但经灌水饱和
14、的砂、粉土、湿陷性黄土地基土桩、灰土桩法采用沉管法、爆扩法和冲击法在地基中设置土桩或灰土桩，在成桩过程中挤密桩间土，由挤密的桩间土和密实的土桩或灰土桩形成土桩复合地基或灰土桩复合地基，以提高地基承载力和减小沉降，有时用于消除湿陷性黄土的湿陷性地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基 地基处理技术 绪论表层压实表层压实 地基处理技术 绪论强夯法强夯法 地基处理技术 绪论强夯法强夯法 地基处理技术 绪论强夯法强夯法 地基处理技术 绪论强夯法强夯法 地基处理技术 绪论王曲电厂王曲电厂8000KN.M8000KN.M强夯强夯2 2 地基处理技术 绪论榆次大乘寺榆次大乘寺2000KN.M2000K
15、N.M强夯强夯 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论图图6-15 6-15 振冲器构造示意图振冲器构造示意图 图图6-16 6-16 振冲施工过程振冲施工过程振冲法主要的施工机具和施工工艺振冲法主要的施工机具和施工工艺：地基处理技术 绪论振冲桩方法振冲桩方法 地基处理技术 绪论振冲桩方法振冲桩方法 地基处理技术 绪论振冲桩方法振冲桩方法 地基处理技术 绪论振冲桩方法振冲桩方法 地基处理技术 绪论振冲桩方法振冲桩方法 地基处理技术 绪论振冲桩方法振冲桩方法 地基处理技术 绪论振冲桩方法振冲桩方法 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论
16、 地基处理技术 绪论CFG桩桩 地基处理技术 绪论爆破挤淤爆破挤淤 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围类别方法简要原理适用范围排水固结加载预压法在地基中设置排水通道砂垫层和竖向排水系统（竖向排水系统通常有普通砂井、袋装砂井、塑料排水带等），以缩小土体固结排水距离，地基在建筑路堤荷载作用下排水固结，地基承载力提高，工后沉降小软黏土、杂填土、泥炭土地基等超载预压法原理基本上与堆载预压法相同，不同之处是其预压荷载大于设计使用荷载。超载预压不仅可减少工后固结沉降，还可消除部分工后次固结沉降同上真空联合堆载预压法在软黏土地基中设置排水体系（
17、同加载预压法），然后在上面形成一不透气层（覆盖不透气密封膜，或其他措施），通过对排水体系进行长时间不断抽气抽水，在地基中形成负压区，而使软黏土地基产生排水固结，达到提高地基承载力，减小工后沉降的目的，常与堆载预压联合使用软黏土地基降低地下水位法通过降低地下水位，改变地基土受力状态，其效果如加载预压，使地基土产生排水固结，达到加固目的砂性土或透水性较好的软黏土层 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论砂井 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围类别方法简要原
18、理适用范围加筋加筋土垫层法在地基中铺设加筋材料（如土工织物、土工格栅、金属板条等）形成加筋土垫层，以增大压力扩散角，提高地基稳定性筋条间用无黏性土，加筋土垫层可适用各种软弱地基隔水封闭法隔水封闭法是采用土工膜或其他隔水材料进行隔水封闭，达到割断地下水的流通或阻止气候干湿循环对地基或坡面土体的影响，达到稳定路基或边坡的目的膨胀土地基和盐渍土地基加筋土挡墙法利用在填土中分层铺设加筋材料以提高填土的稳定性，形成加筋土挡墙。挡墙外侧可采用侧面板形式，也可采用加筋材料包裹形式用于填土挡墙结构土钉墙法通常采用钻孔、插筋、注浆在土层中设置土钉，也可直接将杆件插入土层中，通过土钉和土形成加筋土挡墙以维持和提高
19、土坡稳定性用于维持和提高土坡稳定性 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围类别方法简要原理适用范围加筋锚杆支护法锚杆通常由锚固段、非锚固段和锚头三部分组成。锚固段用于稳定土层，可对锚杆施加预应力。用于维持边坡稳定用于维持和提高土坡稳定性锚碇板挡土结构由墙面、钢拉杆、锚碇板和填土组成。锚碇板处在填土层，可提供较大的锚固力。锚碇板挡土结构用于填土支挡结构用于填土支挡结构树根桩法在地基中设置如树根状的微型灌注桩（直径70250mm），提高地基承载力或土坡的稳定性各类地基低强度混凝土桩复合地基法在地基中设置低强度混凝土桩，与桩间土形成复合地基，提高地基承载力，减
20、小沉降各类深厚软弱地基钢筋混凝土桩复合地基法在地基中设置钢筋混凝土桩，与桩间土形成复合地基，提高地基承载力，减小沉降各类深厚软弱地基长短桩复合地基由长桩和短桩与桩间土形成复合地基，提高地基承载力和减小沉降。长桩和短桩可采用同一桩型，也可采用不同桩型。通常长桩采用刚度较大的型桩，短桩采用柔性桩或散体材料桩深厚软弱地基 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围类别方法简要原理适用范围化学加固劈裂灌浆法在灌浆压力作用下，浆液克服地基土中初始应力和土的抗拉强度，使地基土中原有的孔隙或裂
21、隙扩张，用浆液填充新形成的裂缝和孔隙，改善土体的物理力学性质基岩或砂、砂砾石、黏性土地基挤密灌浆法在灌浆压力作用下，向土层中压入浓浆液，在地基土中形成浆泡，挤压周围土体。通过压密和置换改善地基性能。在灌浆过程中因浆液的挤压作用可产生辐射状上抬力，引起地面隆起常用于可压缩性地基、排水条件较好的黏性土地基有机大分子溶液改良法往土中掺加高价金属盐类物质或有机阳离子化合物，通过离子交换吸附，削弱蒙脱石晶内负电斥力和减薄双电层的厚度，从而抑制蒙脱石晶内膨胀性和黏土微粒之间膨胀性，达到改善土的吸水性质的目的膨胀土地基 地基处理技术 绪论注浆 地基处理技术 绪论水泥土搅拌桩 地基处理技术 绪论 地基处理技术
22、 绪论1.2 地基处理方法分类及应用范围地基处理方法分类及应用范围 地基处理技术 绪论冻结法 地基处理技术 绪论托换托换托换是指对已有建筑物地基和基础进行处理和加固。地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论纠倾和迁移纠倾和迁移纠倾是指对由于沉降不均匀造成倾斜的建筑物进行矫正。地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论1.3 地基处理的原则地基处理的原则 地基处理技术 绪论地基处理方法的选择地基处理方法的选择1.3 地基处理的原则地基处理的原则 地基处理技术 绪论地基处理的设计地基处理的设计 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论地基处理规划程序地基处理规划程序
23、 地基处理技术 绪论1.4 地基处理工程施工管理地基处理工程施工管理特点特点 大部分地基处理的加固效果不是在施工结束后就大部分地基处理的加固效果不是在施工结束后就能全部发挥。能全部发挥。每一项地基处理工程都有他的特殊性。每一项地基处理工程都有他的特殊性。地基处理是隐蔽工程，很难直接检验其加固效果。地基处理是隐蔽工程，很难直接检验其加固效果。地基处理技术 绪论1.5 地基处理技术的最新发展地基处理技术的最新发展 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 自改革开放以来，我国地基处理技术发展很快，主要反映在下述几个方面：(1)地基处理技术得到普及和提高；(2)地基处理队伍不断扩大；(3)地基处理理论
24、的发展；地基处理技术 绪论一些新的地基处理方法一些新的地基处理方法主要包括三大类：组合式地基处理工法新的地基处理桩型新的地基处理施工技术 地基处理技术 绪论组合式地基处理工法组合式地基处理工法 将几种单一的地基处理方法有机地组合在一起，充分发挥各自的优点，从而达到提高工效和缩短工期的目的，达到“一加一大于二”的目的。1.1.高真空击密法高真空击密法 将“高真空排水”和“强夯击密”两道工序相结合，对软土地基进行交替、多遍处理的一种方法，适用于荷载不大、作用范围比较小的工程。地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论2.2.水下真空预压法水下真空预压法 是将“水下真空预压”与“堆载
25、预压”两道工序相结合，加快土体加固进度和强度，缩短工期，节省原材料，节约投资成本。3.3.动力排水固结法动力排水固结法 将强夯法与塑料排水板结合处理各种软土地基的方法，使用范围比传统的强夯法要广泛。地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论4.4.刚刚-柔性桩组合法柔性桩组合法 是一种由刚性桩和柔性桩结合起来的长短桩所形成的新型复合地基，这种复合地基最大限度地利用了这两种桩的特点，提高了桩间土的参与作用，有效地提高了地基强度，减少了沉降，加快了施工速度，并降低了造价。5.5.长板短桩法长板短桩法 是采用水泥搅拌桩和塑料排水板联合处理的组合型复合地基，其特点是将高速公路填土施工和预压的过程作为路基处
26、理的过程，充分利用填土荷载加速路基沉降，以达到减小工后沉降的目的。地基处理技术 绪论新的地基处理桩型新的地基处理桩型1.1.螺杆桩螺杆桩 由上部的普通圆柱部分和下部的螺纹部分结合而成。地基处理技术 绪论2.2.螺旋桩螺旋桩 由一根中空钢管和两个螺旋叶片组成，由液压旋转设备进入土层后，通过大直径的钢管表面与土壤挤压产生的摩擦力和螺旋片与土壤产生的阻力来承受桩所受的上拔力和压力。地基处理技术 绪论3.3.高压注浆碎石桩高压注浆碎石桩 简称HGP桩，是在预成孔中灌入碎石，然后利用液压、气压，通过注浆管把水泥浆液注入桩孔中的碎石和桩周围土壤的缝隙中，水泥浆凝固后形成的半刚性结石桩体，HGP桩与桩间土共
27、同形成复合地基。4.4.加芯搅拌桩加芯搅拌桩5.5.实散体组合桩实散体组合桩6.6.钉形水泥土双向搅拌桩钉形水泥土双向搅拌桩7.7.水泥土粉煤灰钢渣桩（水泥土粉煤灰钢渣桩（GFSGFS桩）桩）地基处理技术 绪论新的地基处理施工技术新的地基处理施工技术1.1.冲击碾压技术冲击碾压技术 采用拖车牵引三边形或五边形双轮来产生集中的冲击能量达到压实土石料的目的，在提高路基强度、稳定性和均匀性、减少工后沉降、防止不均匀沉陷等方面效果良好。地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论2.2.静压挤密桩法静压挤密桩法 采用静力压桩机压桩，具有自动化程度高，行走方便，运转灵活，桩位定点准确，施工时无振动、无噪声、无
28、污染、施工速度快、施工现场干净文明等特点。地基处理技术 绪论 地基处理技术 绪论3.3.水坠沙技术水坠沙技术4.4.夯扩挤密碎石桩夯扩挤密碎石桩5.5.干振碎石桩干振碎石桩6.6.孔内深层强夯法（孔内深层强夯法（DDCDDC工法）工法）7.DDC7.DDC灰土桩灰土桩8.8.双液分喷法双液分喷法 地基处理技术 绪论地基处理发展动向地基处理发展动向应用方面应用方面 从解决一般工程地基加固向解决各类超软、深厚、深挖等大型工程地基加固方向发展，如在深厚超软地基上高速公路、大型油罐和深基坑开挖等 地基处理技术 绪论目的方面目的方面 从以提高地基承载力与稳定性为目的向以解决基础过大沉降和不均匀沉降为目的
29、方向发展，如高速公路的工后沉降、基坑开挖的侧向变形和大型油罐的不均匀沉降等 地基处理技术 绪论加固技术方面加固技术方面 各类施工方法不断以现代新技术新材料充实和改进施工工艺，向实用有效、随土质和加固要求而定、可控、可靠方向发展，砂石垫层加筋土垫层，砂井袋装砂井、塑料排水板，水泥土搅拌法的质量监控系统等 地基处理技术 绪论设计理论方面设计理论方面 在大量工程实践基础上，修订了地基处理的设计规范和设计手册：中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范(JGJ79-91)(JGJ79-2002)；中华人民共和国行业标准既有建筑地基基础加固技术规范(JGJ123-2000)；中国工程建设标准化协会标准建筑物移位纠倾增层改造技术规范 地基处理技术 绪论其它方面其它方面 大量现场监测技术的应用，使信息设计和施工成为今后重大工程设计和施工的发展方向；多种方法的联合处理，满足不同工程的要求，如土工织物垫层和排水板联合处理、真空预压与堆载预压联合处理、加筋垫层和水泥土搅拌法联合处理等
