地基处理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地基处理,Foundation Improvement,Contents,第一章 绪论,基本概念,1,地基处理的目的意义,2,地基处理的方法与实施,3,地基处理技术发展历史,4,学习建议,5,房屋地基,公路路基,铁路路基,桥梁地基,码头地基,一、基本概念,WHAT,基本概念,认识“地基处理”,上部结构：,在地基处理设计中表现为荷载。,场地：,工程建设直接占有并直接使用的有限面积的土地。它具有宏观性。,基础：,建筑物向地基传递荷载的下部结构，具有承上启下的作用。,地基：,承托建筑物基础的那一部分场地或地层。,天然地基,：基础直接建造在未经加固的天然土层。,人工地基,：天然地基不能满足强度和变形的要求，必须事先对地基进行加固处理后再建造基础。,楼脆脆,上海,楼歪歪,成都,搓板路,铁路路基垮塌,二、地基处理的目的,WHY,动力稳定性问题,渗漏问题,压缩及不均匀沉降问题,强度及稳定性问题,强度要求,提高,变形要求,降低,透水性要求,改善,动力稳定要求,改善,利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热力学等方法对地基加固，改良地基土的工程特性。,地基处理的对象,软弱地基,软（粘）土,冲填土,杂填土,其它高压缩性土层,特殊土地基,软（粘）土,湿陷性黄土,膨胀土,红粘土,冻土,软弱地基,软土,概念：在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，天然含水量大于液限，天然孔隙比大于,1.0,的粘性土。,类型,淤泥：,e1.5,淤泥质土：,1.5e1.0,分布：东南沿海、内陆平原和山区，如上海、杭州、温州、福州、广州、宁波、天津和厦门等沿海地区，以及武汉和昆明等内陆地区。,软土的工程特性与工程处置,特性：含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数大、渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低、变形和不均匀变形大、透水性差和变形稳定历时较长。,工程处置措施,上覆较好的地层可作为持力层,施工时应注意对软土基槽底面的保护，减少扰动；对荷载差异较大的建筑物，宜先建重、高部分,对活荷载较大的建（构）筑物（如料仓、油罐），使用初期应控制加载速率。,软弱地基,冲（吹）填土,概念：在整治和疏通河道时，用泥浆泵将挖泥船挖出的泥砂，通过输泥管吹填到江河两岸形成的沉积土。,成分较复杂，其工程性质主要取决于颗粒组成、土层厚度、均匀性和沉积过程中的排水固结条件。,以粘性土为主：含大量水分难排出，在沉积初期呈流动状态，属强度较低、压缩性较高的欠固结土。,以砂性土或其它粗粒土为主：不属于软弱土范畴。,软弱地基,杂填土,概念：由于人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。,特性：成因很不规律，组成物杂乱，分布极不均匀，结构松散，强度低、压缩性高和均匀性差，一般还具有浸水湿陷性。,其工程特性主要取决于物质组成和堆载历史。,工程处置：对有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为基础的持力层。,软弱地基,其他高压缩性土,饱和松散粉细砂、部分粘土,特性：在动荷载（机械振动、地震）重复作用下产生液化，在基坑开挖时发生管涌。,特殊土（岩）,湿陷性黄土,概念：在上覆土的自重应力作用下，或在上覆土自重应力和附加应力的共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加沉降的黄土。,由于黄土的浸水湿陷而引起建（构）筑物的不均匀沉降是造成黄土地区工程事故的主要原因设计时首先要判断其是否具湿陷性，再考虑如何进行地基处理。,我国湿陷性黄土广泛分布在甘肃、陕西、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东，河北、河南、山西、宁夏、青海和新疆等地。,特殊土（岩）,膨胀土,概念,粘性成分主要是由亲水性粘土矿物组成的粘性土，是一种吸水膨胀和失水收缩，具有较大的胀缩变形性能、且反复变形的高塑性粘土。,我国膨胀土分布在广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、陕西、江苏、贵州和广东等省。利用膨胀土作为建筑物地基时，必须进行地基处理。,特殊土（岩）,红粘土,概念,在亚热带温湿气候条件下，石灰岩和白云岩等碳酸盐类岩石经风化作用所形成的褐红色粘性土。,红粘土通常是较好的地基土，但由于下卧岩层面起伏变化，以及基岩的溶沟、溶槽等部位常常存在软弱土层，致使地基土层厚度及强度分布不均匀，此时容易引起地基的不均匀变形。,特殊土（岩）,冻土,概念,当温度低于,0,时，土中液态水冻结成冰并胶结土粒而形成的一种特殊土。,冻土按冻结持续时间又分为季节性冻土和多年冻土。季节性冻土是指冬季冻结，夏季融化的土层。冻结状态持续三年以上的土层称为多年冻土。,季节性冻土主要分布在我国东北、华北和西北，因其呈周期性的冻结和融化，对地基稳定性影响较大。冻土区地基因冻胀而隆起，可能导致基础被抬起、开裂及变形，而融化又使地基沉降，加之建筑物下各处地基土冻融程度不均匀，往往造成建筑物的严重破坏。,特殊土（岩）,岩溶,岩溶主要出现在碳酸类岩石地区，我国岩溶地基广泛分布在贵州和广西两省。,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面形成溶洞、溶沟、溶槽、落水洞以及土洞等。岩溶形态复杂，充填情况差异大。,建造在岩溶地基上的建筑物，要慎重考虑可能会造成的地面变形和地基陷落。山区地基条件比较复杂，主要表现在地基的不均匀性和场地的稳定性方面，基岩表面常常起伏大，而且可能存在大块孤石。,三、地基处理方法与实施,HOW,地基处理方法分类,地基处理新技术,地基处理方案确定,地基处理施工,地基处理监测,地基处理质量检验,地基处理方法分类,时间：临时处理、永久处理,深度：浅层处理、深层处理,土性：砂性土和粘性土、饱和土和非饱和土,机理：物理、化学,换土垫层法,表层压实,重锤夯实,深层密实,深层密实,强夯,爆破挤淤,振冲挤密,振冲置换,CFG,桩,排水固结法,等载预压,超载预压,堆载预压,真空预压,降低地下水位,砂井,加筋法,胶结法,注浆,上世纪,70,年代后期创始于日本，它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，同时钻杆以一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，在土中形成固结体。,高压喷射注浆,水泥土搅拌桩,冷热处理法,冻结法,对地基处理方法的说明,各种方法均有其适用范围，各有优点与局限性。,同一种方法可能具有多重功效。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩挤密又吸水，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。,同一种方法对不同的地基土，所起的作用可能不同。,地基处理方法和技术在不断的发展更新。,地基处理新方法、新技术,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,组合式地基处理工法,高真空击密法：高真空排水,+,强夯击密，交替、多遍处理。,水下真空预压法：真空,+,水荷载,+,堆载，缩短工期，节约成本。,动力排水固结：强夯,+,塑料板排水，工期短，造价低,刚,-,柔性桩组合法：刚,+,柔、长,+,短，提高桩间土的参与作用。,长板短桩法：水泥搅拌桩,+,塑料排水板,=,复合地基。,新的地基处理桩型,螺杆桩：上部圆柱,+,下部螺纹,螺旋桩：中空钢管,+,螺旋叶片,=,地下锚固系统,高压注浆碎石桩：碎石,+,高压注浆,加芯搅拌桩水泥土搅拌桩,+,混凝土芯桩。,实散体组合桩：下部散体桩,+,上部实体桩,钉形水泥土双向搅拌桩,GFS,桩：水泥粉煤灰钢渣桩，刚性,-,半刚性,新的地基处理施工技术,冲击碾压：多边形双轮,静压挤密桩,水坠砂,夯扩挤密碎石桩：夯实成孔,+,回填挤密,干振碎石桩：解决耗水量大和泥浆污染问题,DDC,工法：孔内深层强夯,DDC,灰土桩,双液分喷：高压水、高压水泥浆,地基处理方案确定,地基处理的基本原则,方案选取需考虑的因素,方案编制步骤,地基处理的基本原则,技术先进,经济合理,安全适用,确保质量,保护环境,地基处理方案选取应考虑的因素,上部结构,地基条件,环境条件,施工条件,上部结构,建造物的体型、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、地基稳定安全系数和变形容许值,地基条件,场地地形及地质成因、地基成层情况；软弱土厚度、不均匀性和分布范围；持力层位置；地下水情况及地基土物理和力学性质等。,各种软弱地基的性状各不相同，即使是同一种土质条件，也可能有多种地基处理方案。环境影响,节能材料：粉煤灰、矿渣,环保措施,强夯法和砂桩挤密法施工时，振动和噪音会对邻近建筑物和居民产生影响和干扰；,堆裁预压法时，将会有大量的土方运进输出，既要有堆放场地，又不能妨碍交通；,采用真空预压法或降水预压法时，往往会使邻近建筑物的地基产生附加沉降；,采用石灰桩或灌浆法时，有时会污染周围环境。,施工条件,用地条件。如果施工时占地较多，则对工程施工较为方便，但有时却会影响经济造价。,工期。工期不宜太紧，这样可以有条件地选择缓慢加荷的堆载预压法等方法。但有时工程要求缩短工期，这样就限制了某些地基处理方法的采用。,工程用料。尽可能就地取材。,其它条件。施工机械的有无、施工的难易程度，施工管理质量控制、管理水平和工程造价等因素。,地基处理方案确定步骤,地基处理的施工控制,原因,地基处理的时效性,地基处理方法的差异性,地基处理是隐蔽工程,指标,过程控制,结果控制,地基处理的监测,监测目的,指导施工，检验设计参数和处理效果，及时采取措施或修改设计。,监测地基处理对周围环境的影响。,监测内容,地面沉降和深层沉降，地面水平位移和深层土体侧向位移,地基中孔隙水压力,地基处理效果检验,目的：检验地基处理效果,检验方式：钻孔取样、静力触探试验、轻便初探试验、标准灌入试验、载荷试验、取芯试验等。有时需采用多种手段进行检验，以便综合处理地基处理效果。,四、地基处理技术发展历史,国外发展概况,国内发展概况,国外发展概况,随着地基处理工程实践的不断发展，人们通过对土的改造，不断丰富了对土的工程特性的认识，推动了地基处理方法和技术的更新。,在,1981,年,6,月召开的第十届国际土力学及基础工程会议上有,46,篇论文专门论述了“地基处理”技术，并成为会议的,12,个重要议题之一。,在,1983,年召开的第八届欧洲土力学及基础工程会议上所讨论的主题就是“地基处理”。,国内地基处理的发展阶段,古代经验阶段,灰土、三合土,分层夯实,技术引进阶段,解放前,上世纪,50-70,年代,上世纪,70,年代后,技术研发阶段,国内发展概况,地基处理学术委员会：,1984,，杭州,地基处理学术讨论会：,上海，1986,；烟台，,1989,；秦皇岛，,1992,；肇庆，,1995,；武夷山，,1997,；温州，,2000,；长沙，,2004,；太原，,2006,。,地基处理手册,：,2008,年第三版,地基处理,杂志,相关规程规范,建筑地基基础设计规范（,GB50007-2002,）,建筑地基处理技术规范（,JGJ79-2002,）,建筑地基基础工程施工质量验收规范（,GB 50202-2002,）,公路桥涵地基与基础设计规范,(JTG D63-2007),铁路桥涵地基与基础设计规范（,TB 10002.5-2005,）,碾压式土石坝设计规范（,SL 274-2001,）,港口工程地基规范（,JTJ 250-98,）,地方规范,五、学习建议,理论学习与工程实践 的关系,理论学习是工程实践的基础,工程实践促进理论的学习,本学科偏重于设计,理解原理，掌握要领，方能融会贯通,Thank You!,强度及稳定性问题,当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏，导致建（构）筑物的开裂或坍塌。,压缩及不均匀沉降问题,压缩及不均匀沉降问题,荷载引起,当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大变形或不均匀沉降时，结构可能下沉、开裂或倾倒。,特殊土,软土的扰动,膨胀土遇水膨胀、失水干缩,湿陷性黄土遇水湿陷,冻土的冻胀和融沉,渗漏问题,由于地基中地下水的流动而引起的水量损失或因潜蚀和管涌而导致的建（构）筑物失事。,动力稳定性问题,地震、机器设备及车辆的振动、波浪作用和爆破等引起地基土，特别是饱和松散粉细砂（含部分粉土）产生液化、失稳和震陷等。,