1、地基的处理及加固,广州工商职业技术学院,一、地基处理的目的和意义,建筑物的地基所面临的问题,强度及稳定性问题,压缩及不均匀沉降问题,渗漏及渗透变形问题,动力荷载及液化问题,地震效应表现形式：1、强烈地面运动导致各类建筑物的破坏2、强烈地面运动造成场地、地基的失稳或失效，包括液化、地裂、震陷、滑坡等。3、地表断裂活动，包括地表基岩断裂及构造性地裂造成的活动；4、局部地形、地貌、地层结构的变异可能引起的地面异常波动造成的特殊破坏,1.2 常见软弱土和不良土,我国建筑地基基础设计规范（GB500072002中规定：软弱地基系指主要有淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。,软弱是
2、一个相对概念，是与具体工程所要求的条件相对的。,软弱地基：软(粘）土、冲填土、杂填土、高压缩性土；,一、软（粘土）：淤泥及淤泥质土总称为软（粘）土。指在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，静生物化学作用形成，天然含水率大于液限、天然孔隙比大于1的粘性土。,当天然孔隙比大于等于1而小于1.5时的粘性土或粉土称为淤泥质土，当天然孔隙比等于或大于1.5时成为淤泥。主要分布在我国东南沿海、内陆平原和山区，如天津、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门和广州等沿海地区,主要特点：,天然含水率和孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透性差,冲填土：由水力充填泥沙形成的填土，如以粘性土为主，则有大量的水分难于排出，一
3、般属于强度低压缩性较高的欠固结土。,杂填土：由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾,特点： 强度低、压缩性高、均匀性差，一般具有浸水湿陷性,特殊性土,1、软土：前面已经述及。,2、湿陷性黄土：凡天然黄土在上覆土的自重应力作用下，或在自重压力和附加应力共同作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著下沉的黄土。,分布：甘肃、陕西、黑龙江、吉林、青海、辽宁、内蒙、山东、河北、河南、山西、新疆等地,一般认为黄土的孔隙比大于0.8时基本无湿陷性,3、膨胀土主要指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物组成的粘性土，具有吸水膨胀和失水收缩、且变形往复的高塑性粘土；,4、红粘土主要是石灰岩和白云岩等碳酸盐类岩
4、石在亚热带温湿气候条件下，静红土化作用所形成的褐红色粘性土。,5、季节性冻土,凡具有负温或零温，其中含有冰的各种土都称为冻土，而冬季冻结，夏季融化的土层称为季节性冻土,对冻结状态持续3年以上的土层就为多年冻土或永冻土,分布：主要在我国的华北、东北和西北地区,6、岩溶和土洞,主要出现在碳酸盐类岩石地区，形成一系列的岩溶现象和景观：溶洞、溶沟、溶槽、落水洞及土洞等。,土洞存在于溶沟发育，地下水在基岩上下活动频繁的地区，有的已停止发育，有的还可能继续发展，形成的被土和泥所充填的空穴。,修建建筑物可能会造成地面变形和地基陷落,软弱土地基的特征,含水量较高，孔隙比较大。,压缩性较高。,抗剪强度很低。,渗
5、透性较差。,具有显著的结构性。,具有明显的流变性,地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性。,1)提高地基的抗剪强度； 2)降低地基的压缩性； 3)改善地基的适水特性； 4)改善地基的动力特性； 5)改善特殊土的不良地基特性。,1.3 地基处理技术的发展概况,近40年来，国外在地基处理方面发展十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现，在60年代中期，从如何提高土的抗拉强度这一思路中，发展了土的“加筋法”；从如何合理利用土的排水和加速固结这一基本观点出发，发展了土工聚合物、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，
6、采用加大击实功能的措施，发展了“强夯法”和振动“水冲法”等。,另外，现代工业的发展，对地基工程提供了强大的生产手段：如能制造重达几十吨的专用地基加固施工机械(使用强夯法时的起重机械)；潜水电机的山现，带来了振动水冲法的振动器的施工机械；真空泵的问世，才能建立真空预压法；生产了大于20000kPa的压缩空气机，从而产生了“高压喷射注浆法”。,二、地基处理方法分类,地基处理的基本方法，无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法，这些方法是千百年以前以至迄今仍然是有效的方法。值得注意的是，很多地基处理的方法具有多种处理的效果。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩又挤密又吸水
7、，吸水后又进一步挤密等，因而一种处理方法可能具有多种处理效果。所以同一种方法可以归入不同的类别中。,碾压及夯实,换填垫层,排水固结,振密挤密,置换及拌入,土工聚合物,其它,淤泥 淤泥质土 冲填土 黄土 膨胀土 山区土岩复合地基（岩溶、土洞）,常用地基处理方法的原理、作用及适用范围,1、换土垫层法,青岛港8号码头强夯挤淤工程,北海堤爆破挤淤,2振密、挤密法,(1)表层压实法,(2)重捶夯实法,(3)强夯法,(4)振冲挤密法,(5)土(或灰土、粉煤灰，石灰)桩法,(6)砂桩,(7)爆破法,1530KN，2.5-4.5m,80-400KN，830m,(1)表层压实法,(2)重捶夯实法,(3)强夯法,
8、(4)振冲挤密法1,振冲挤密法2,3排水固结法,排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。,(1)堆载预压法,(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等),(3)真空预压法,(4)降低地下水位法,(5)电渗排水法,等载预压,超载预压,(1)堆载预压法,(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等),(3)真空预压法,(4)降低地下水位法,4置换法,(1)振冲置换法(或称碎石桩法),(2)石灰桩法,(3)强夯置换法,(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩),(1)振冲置换法(或称碎石桩法),(1)振冲置换法 (海上施工),(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩),5加筋法,(1)土工聚合物,(2)加筋土,(3)土层
9、锚杆,(4)土钉,(5)树根桩法,6胶结法,(1)注浆法,(2)高压喷射注浆法,(3)水泥土搅拌法,(1)注浆法,高压喷射注浆法70年代后期创始于日本，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出，冲击破坏土体，同时钻杆以定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。,高压喷射注浆的三种型式,(2)高压喷射注浆法,水泥土搅拌桩,搅拌桩机的搅拌叶片,水泥土搅拌桩,喷粉桩施工,7冷热处理法,(1)冻结法,(2)烧结法,润扬大桥冻结法施工,润扬大桥冻结法施工,润扬大桥冻结法施工,8其它,(1)锚杆静压桩,(2)沉降控制复合桩基,三、地基处理的基本原则,在选择处理方法时需要综合考虑各种影响因素，如建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求，荷载大小、分布和种类，基础类型、布置和埋深，基底压力、天然地基承载力、稳定安全系数、变形容许值，地基土的类别、加固深度、上部结构要求、周围环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术素质与施工技术条件、设备状况和经济指标等。,施工中需考虑对场地及邻近建筑物可能产生的影响、占地大小、工期及用料等。,
