土木工程地基处理Word文档格式.docx

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灌浆

热加固

冻结

但必须指出,很多地基处理方法具有多重加固处理的功能，例如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重功能；

而石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。

地基处理的主要方法、适用范围及加固原理，参见表６－2。

地基处理的主要方法、适用范围和加固原理　　表６-2

分类

方法

加固原理

适用范围

置

换

换土垫层法

采用开挖后换好土回填的方法;

对于厚度较小的淤泥质土层，亦可采用抛石挤淤法。

地基浅层性能良好的垫层,与下卧层形成双层地基。

垫层可有效地扩散基底压力，提高地基承载力和减少沉降量。

各种浅层的软弱土地基

振冲置换法

利用振冲器在高压水的作用下边振、边冲,在地基中成孔，在孔内回填碎石料且振密成碎石桩。

碎石桩柱体与桩间土形成复合地基,提高承载力,减少沉降量

cu<

2０kＰa的粘性土、松散粉土和人工填土、湿陷性黄土地基等

强夯置换法

采用强夯时,夯坑内回填块石、碎石挤淤置换的方法，形成碎石墩柱体，以提高地基承载力和减少沉降量。

浅层软弱土层较薄的地基

碎石桩法

采用沉管法或其他技术,在软土中设置砂或碎石桩柱体,置换后形成复合地基,可提高地基承载力，降低地基沉降。

同时，砂、石柱体在软粘土中形成排水通道,加速固结

一般软土地基

石灰桩法

在软弱土中成孔后,填入生石灰或其他混合料,形成竖向石灰桩柱体，通过生石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩柱体周围土体的性质,形成石灰桩复合地基,以提高地基承载力，减少沉降量

人工填土、软土地基

EＰS轻填法

发泡聚苯乙烯（EPS）重度只有土的1／50~1/1０0,并具有较高的强度和低压缩性，用于填土料,可有效减少作用于地基的荷载,且根据需要用于地基的浅层置换

软弱土地基上的填方工程

排

水

固

结

加载预压法

在预压荷载作用下，通过一定的预压时间,天然地基被压缩、固结，地基土的强度提高,压缩性降低。

在达到设计要求后，卸去预压荷载,再建造上部结构,以保证地基稳定和变形满足要求。

当天然土层的渗透性较低时,为了缩短渗透固结的时间,加速固结速率,可在地基中设置竖向排水通道，如砂井、排水板等。

加载预压的荷载，一般有利用建筑物自身荷载、堆载或真空预压等

软土、粉土、杂填土、冲填土等

超载预压法

基本原理同加载预压法，但预压荷载超过上部结构的荷载。

一般在保证地基稳定的前提下,超载预压方法的效果更好，特别是对降低地基次固结沉降十分有效

淤泥质粘性土和粉土

振

密

挤

强夯法

采用重量１0０~400ｋN的夯锤,从高处自由落下，在强烈的冲击力和振动力作用下,地基土密实，可以提高承载力，减少沉降量

松散碎石土、砂土，低饱和度粉土和粘性土,湿陷性黄土、杂填土和素填土地基

振冲密实法

振冲器的强力振动,使得饱和砂层发生液化,砂粒重新排列，孔隙率降低；

同时,利用振冲器的水平振冲力，回填碎石料使得砂层挤密,达到提高地基承载力,降低沉降的目的

粘粒含量少于10%的疏松散砂土地基

挤密碎（砂）石桩法

施工方法与排水中的碎（砂）石桩相同,但是，沉管过程中的排土和振动作用，将桩柱体之间土体挤密,并形成碎（砂）石桩柱体复合地基，达到提高地基承载力和减小地基沉降的目的

松散砂土、杂填土、非饱和粘性土地基、黄土地基

土、灰土桩法

采用沉管等技术,在地基中成孔,回填土或灰土形成竖向加固体,施工过程中排土和振动作用，挤密土体,并形成复合地基,提高地基承载力，减小沉降量

地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土地基

加

筋

加筋土法

在土体中加入起抗拉作用的筋材，例如土工合成材料、金属材料等,通过筋土间作用,达到减小或抵抗土压力;

调整基底接触应力的目的。

可用于支挡结构或浅层地基处理

浅层软弱土地基处理、挡土墙结构

锚固法

主要有土钉和土锚法，土钉加固作用依赖于土钉与其周围土间的相互作用；

土锚则依赖于锚杆另一端的锚固作用,两者主要功能是减少或承受水平向作用力

边坡加固,土锚技术应用中,必须有可以锚固的土层、岩层或构筑物

竖向加固体

复合地基法

在地基中设置小直径刚性桩、低等级混凝土桩等竖向加固体,例如ＣFG桩、二灰混凝土桩等,形成复合地基，提高地基承载力,减少沉降量

各类软弱土地基、尤其是较深厚的软土地基

化

学

深层搅拌法

利用深层搅拌机械，将固化剂（一般的无机固化剂为水泥、石灰、粉煤灰等）在原位与软弱土搅拌成桩柱体，可以形成桩柱体复合地基、格栅状或连续墙支挡结构。

作为复合地基，可以提高地基承载力和减少变形;

作为支挡结构或防渗,可以用作基坑开挖时,重力式支挡结构,或深基坑的止水帷幕。

水泥系深层搅拌法，一般有两大类方法,即喷浆搅拌法和喷粉搅拌法

饱和软粘土地基,对于有机质较高的泥炭质土或泥炭、含水量很高的淤泥和淤泥质土,适用性宜通过试验确定

灌浆或注浆法

有渗入灌浆、劈裂灌浆、压密灌浆以及高压注浆等多种工法，浆液的种类较多。

类软弱土地基，岩石地基基加固，建筑物纠偏等加固处理

上述表中的各类地基处理方法，均有各自的特点和作用机理,在不同的土类中产生不同的加固效果,并也存在着局限性。

地基的工程地质条件是千变万化的，工程对地基的要求也是不尽相同的,材料、施工机具和施工条件等亦存在显著差别，没有哪一种方法是万能的。

因此,对于每一工程必须进行综合考虑，通过方案的比选,选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案,既可以是单一的地基处理方法,也可以是多种方法的综合处理。

第二节软土地基

软土是指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土,具有孔隙比大（一般大于1）、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（ａ１-2>

０.5MPa-1）和强度低的特点，多数还具有高灵敏度的结构性。

主要包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。

一.软土的成因及划分

软土按沉积环境分类主要有下列几种类型：

（一）滨海沉积

　　1.滨海相：

常与海浪岸流及潮汐的水动力作用形成较粗的颗粒（粗、中、细砂）相掺杂，使其不均匀和极松软，增强了淤泥的透水性能，易于压缩固结。

　２．泻湖相:

颗粒微细、孔隙比大、强度低、分布范围较宽阔,常形成海滨平原。

在泻湖边缘，表层常有厚约0.3～2.0m的泥炭堆积。

底部含有贝壳和生物残骸碎屑。

3．溺谷相:

　孔隙比大、结构松软、含水量高，有时甚于泻湖相。

分布范围略窄,在其边缘表层也常有泥炭沉积。

　　　4.三角洲相：

由于河流及海潮的复杂交替作用,而使淤泥与薄层砂交错沉积,受海流与波浪的破坏,分选程度差，结构不稳定,多交错成不规则的尖灭层或透镜体夹层,结构疏松软，颗粒细小。

如上海地区深厚的软土层中央有无数的极薄的粉砂层，为水平渗流提供了良好条件。

（二）湖泊沉积

湖泊沉积是近代淡水盆地和咸水盆地的沉积。

沉积物中夹有粉砂颗粒,呈现明显的层理。

淤泥结构松软,呈暗灰、灰绿或暗黑色，厚度一般为10m左右,最厚者可达２５ｍ。

（三）河滩沉积

主要包括河漫滩相和牛轭湖相。

成层情况较为复杂,成分不均一,走向和厚度变化大，平面分布不规则。

一般常呈带状或透镜状，间与砂或泥炭互层，其厚度不大,一般小于l０m。

（四）沼泽沉积

分布在地下水、地表水排泄不畅的低洼地带,多以泥炭为主，且常出露于地表。

下部分布有淤泥层或底部与泥炭互层。

软土由于沉积年代、环境的差异,成因的不同,它们的成层情况，粒度组成,矿物成分有所差别，使工程性质有所不同。

不同沉积类型的软土，有时其物理性质指标虽较相似，但工程性质并不很接近，不应借用。

软土的力学性质参数宜尽可能通过现场原位测试取得。

软土的工程特性:

含水量较高,孔隙比较大;

抗剪强度低；

压缩性较高；

渗透性很小；

结构性明显；

流变性显著

三、软土地基的承载力、沉降和稳定性的计算

在软土地基设计计算中,由于它的工程特性常需解决地基承载力、沉降和稳定性的计算问题，故与一般地基土的计算有所区别，现分述如下。

（一）软土地基的承载力

软土地基承载力应根据地区建筑经验，并结合下列因素综合确定：

①软土成层条件、　应力历史、力学特性及排水条件;

②上部结构的类型、刚度、荷载性质、大小和分布,对不均匀沉降的敏感性；

③基础的类型、尺寸、埋深、刚度等；

④施工方法和程序；

⑤采用预压排水处理的地基，应考虑软土固结排水后强度的增长。

1．根据极限承载力理论公式确定

　　饱和软粘土上条形基础的极限承载力pu（kPa）按普朗特尔—雷斯诺（Pｒandtl—Ｒeissｎeｒ）极限荷载公式（参见土力学教材）由

=０，

确定为

　　　　　　　（６-1）

式中：

—软土不排水抗剪强度，可用三轴仪、十字板剪切仪测定，也可取室内无侧限抗压强度qｕ之半计算；

—基底以上土的重度（kN/m3），地下水位以下为浮重度；

—基础埋置深度（ｍ）。

当受水流冲刷时，由一般冲刷线算起。

据此,考虑矩形基础的形状修正系数及水平荷载作用时的影响系数，并考虑必要的安全系数,《公桥基规》提出软土地基容许承载力

（kPa）为

　　　　　　　　（6-2）

式中:

m—安全系数1．5~2．５,软土灵敏度高且基础长宽比小者用高值;

　kp—基础形状及倾斜荷载的修正系数，属半经验性质的系数,当矩形基础上作用有倾

　　斜荷载时

　b—基础宽度（m）;

　　l—垂直于b边的基础长度（m），当有偏心荷载时,b与ｌ由b’与l’代替,

eｂ、ｅl分别为荷载在b方向、l方向的偏心矩;

Q—为荷载的水平分力（ｋN）。

2．根据土的物理性质指标确定

软土大多是饱和的,天然含水量

基本反映了土的孔隙比的大小，当饱和度Sr=l时,

（G为土颗粒比重），ｅ为1时，相应天然含水量ｗ约36％；

e为1．5时,相应w约5５％,所以一般情况，地基承载力是与其天然含水量密切相关的，根据统计资料w与软土的容许承载力

关系如表6-３所示。

　　　　　软土的容许承载力

　　　　表6-３

天然含水量ｗ（％）

36

４

（kPa）

1

４０

在基础埋置深度为h（m）的软土地基修正后的容许承载力

可按下式计算：

　　　　（6-3）

　　各符号意义同前,当h＜3m时,取h=３ｍ计。

　　　《公桥基规》认为对小桥涵软土基础

可用式（6—3）计算。

　　当按式（6-2）或式（６-3）计算软土修正后的容许承载力

时,