基礎工程第5章

1、 5 地基處理地基處理Ground Treatment5 5.1.1.1.1 地基處理的目地基處理的目的的 地基地基指承受建（構(gòu)）筑物荷載的地層。建指承受建（構(gòu)）筑物荷載的地層。建（構(gòu)）筑物的地基所面臨的問題有以下（構(gòu)）筑物的地基所面臨的問題有以下 四方面四方面： （1）承載力及穩(wěn)定性問題；）承載力及穩(wěn)定性問題； （2）沉降、水平位移及不均勻沉降問題；）沉降、水平位移及不均勻沉降問題； （3）滲透問題；）滲透問題； （4）液化問題。）液化問題。5 5.1.1 概概 述述地基處理的目的地基處理的目的： 當天然地基不能滿足建筑物對地基的要求時，需要對當天然地基不能滿足建筑物對地基的要求時，需要對天

2、然地基進行加固改良，形成人工地基，以滿足建筑對地天然地基進行加固改良，形成人工地基，以滿足建筑對地基的要求，保證其安全與正常使用。這種地基加過改良稱基的要求，保證其安全與正常使用。這種地基加過改良稱為為地基處理地基處理。 地基處理的地基處理的目的目的：是利用換填、夯實、擠密、排水、：是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學等方法對地基土進行加固，用以改良地膠結(jié)、加筋和熱學等方法對地基土進行加固，用以改良地基土的工程特性。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：基土的工程特性。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1. 1. 提高地基的抗剪強度，增加其穩(wěn)定性提高地基的抗剪強度，增加其穩(wěn)定性; ;2. 2. 降低地基土的

3、壓縮性，減少地基的沉降變形；降低地基土的壓縮性，減少地基的沉降變形；3. 3. 改善地基土的滲透特性，減少地基滲漏或加強其滲透穩(wěn)定改善地基土的滲透特性，減少地基滲漏或加強其滲透穩(wěn)定; ;4. 4. 改善地基土的動力特性，提高地基的抗振性能改善地基土的動力特性，提高地基的抗振性能; ; 5. 5. 改善特殊土地基的不良特性，滿足工程設計要求改善特殊土地基的不良特性，滿足工程設計要求. . 天然地基是否需要進行地基處理取決于天然地基是否需要進行地基處理取決于地基土地基土的性質(zhì)的性質(zhì)和和建（構(gòu)）筑物對地基的要求建（構(gòu)）筑物對地基的要求兩個方面。兩個方面。 地基處理的對象是地基處理的對象是軟弱地基和特

4、殊土地基軟弱地基和特殊土地基。在。在土木工程建設中經(jīng)常遇到的軟弱土和不良土主土木工程建設中經(jīng)常遇到的軟弱土和不良土主要包括：軟黏土、人工填土、部分砂土和粉土、要包括：軟黏土、人工填土、部分砂土和粉土、濕陷性土、有機質(zhì)土和泥炭土、膨脹土、多年濕陷性土、有機質(zhì)土和泥炭土、膨脹土、多年凍土、巖溶、土洞和山區(qū)地基等。凍土、巖溶、土洞和山區(qū)地基等。5.1.2 地基處理的對象地基處理的對象5 5. .1.31.3 地基處理方法分類及應用范圍地基處理方法分類及應用范圍 地基處理的分類方法多種多樣，按地基處理的分類方法多種多樣，按時間可分為臨時處理時間可分為臨時處理和永久處理和永久處理；按；按處理深度分為淺層

5、處理和深層處理處理深度分為淺層處理和深層處理；按處理按處理土性對象分為砂性土處理和粘性土處理，飽和土處理和非飽土性對象分為砂性土處理和粘性土處理，飽和土處理和非飽和土處理和土處理；也可按地基處理的加固機理進行分類也可按地基處理的加固機理進行分類。因為現(xiàn)有。因為現(xiàn)有的地基處理方法很多，新的地基處理方法還在不斷發(fā)展，要的地基處理方法很多，新的地基處理方法還在不斷發(fā)展，要對各種地基處理方法進行精確分類是困難的。對各種地基處理方法進行精確分類是困難的。常見的分類方常見的分類方法主要是按照地基處理的加固機理進行分類：法主要是按照地基處理的加固機理進行分類： 按加固機理分類按加固機理分類置換置換排水固結(jié)法

6、排水固結(jié)法灌入固化物灌入固化物振密、擠密振密、擠密 加筋加筋 冷熱處理冷熱處理 托換托換 糾偏和遷移糾偏和遷移 （1） 置換置換是指用物理力學性質(zhì)較好的巖是指用物理力學性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中部分或全部軟弱土體，土材料置換天然地基中部分或全部軟弱土體，以形成雙層地基或復合地基，達到提高地基以形成雙層地基或復合地基，達到提高地基承載力，減少沉降的目的。承載力，減少沉降的目的。包括包括換土墊層法、換土墊層法、擠淤置換法、褥墊法、砂石樁置換法和強夯擠淤置換法、褥墊法、砂石樁置換法和強夯置換法等。置換法等。 （2） 排水固結(jié)法排水固結(jié)法是指土體在一定的荷載作用下是指土體在一定的荷載作用下排水固

7、結(jié)，孔隙比減小，抗剪強度提高，以達到提排水固結(jié)，孔隙比減小，抗剪強度提高，以達到提高地基承載力，減少施工后沉降的目的。高地基承載力，減少施工后沉降的目的。按預壓加按預壓加載方法分為載方法分為：堆載預壓法、超載預壓法、真空預壓：堆載預壓法、超載預壓法、真空預壓法、真空預壓與堆載預壓聯(lián)合作用法、電滲法和降法、真空預壓與堆載預壓聯(lián)合作用法、電滲法和降低地下水位法。低地下水位法。按在地基中設置豎向排水系統(tǒng)分按在地基中設置豎向排水系統(tǒng)分: 普通砂井法、袋裝砂井法和塑料排水帶法。普通砂井法、袋裝砂井法和塑料排水帶法。 （3） 灌入固化物灌入固化物是指向土體中灌入或拌入水泥、是指向土體中灌入或拌入水泥、石灰

8、或其他化學固化漿材，在地基中形成增強體，石灰或其他化學固化漿材，在地基中形成增強體，以達到地基處理的目的。以達到地基處理的目的。包括包括深層攪拌法、高壓噴深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法和擠密灌漿射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法和擠密灌漿法。法。 （4）振密、擠密振密、擠密是指采用振動或擠密的方法使是指采用振動或擠密的方法使地基土體密實以達到提高承載力和減少沉降的目的。地基土體密實以達到提高承載力和減少沉降的目的。包括包括：表層原位壓實法、強夯法、振沖砂石樁法、：表層原位壓實法、強夯法、振沖砂石樁法、擠密砂石樁法、爆破擠密法、灰土和土樁法、夯實擠密砂石樁法、爆破擠密法、灰

9、土和土樁法、夯實水泥土樁法、樁錘沖擴樁法和孔內(nèi)夯擴法。水泥土樁法、樁錘沖擴樁法和孔內(nèi)夯擴法。 （5） 加筋加筋是在地基中設置強度高，模量大的筋是在地基中設置強度高，模量大的筋材，如：土工格柵、土工織物等，以提高地基承載材，如：土工格柵、土工織物等，以提高地基承載力，減少沉降的目的。包括：加筋土墊層法、加筋力，減少沉降的目的。包括：加筋土墊層法、加筋土擋墻法和土釘墻法。土擋墻法和土釘墻法。 （6） 冷熱處理冷熱處理是通過凍結(jié)地基土體或焙燒地基是通過凍結(jié)地基土體或焙燒地基土體以改變土體物理力學性質(zhì)達到地基處理的目的。土體以改變土體物理力學性質(zhì)達到地基處理的目的。包括包括：凍結(jié)法和燒結(jié)法。：凍結(jié)法和

10、燒結(jié)法。 （7） 托換托換是對已有建筑物地基和基礎進行處理是對已有建筑物地基和基礎進行處理和加固。和加固。包括包括基礎加固技術(shù)、樁式托換技術(shù)、地基基礎加固技術(shù)、樁式托換技術(shù)、地基加固技術(shù)和綜合加固技術(shù)。加固技術(shù)和綜合加固技術(shù)。 （8） 糾傾糾傾是指對由于沉降不均勻造成傾斜的建是指對由于沉降不均勻造成傾斜的建筑物進行矯正。筑物進行矯正。包括包括：加載糾傾法、掏土糾傾法、：加載糾傾法、掏土糾傾法、頂升糾傾技術(shù)和綜合糾傾技術(shù)。頂升糾傾技術(shù)和綜合糾傾技術(shù)。遷移遷移是指將整幢建是指將整幢建筑物與原地基基礎分離，通過頂推或牽拉，移到新筑物與原地基基礎分離，通過頂推或牽拉，移到新的位置。的位置。 5 5.

11、.1.41.4 地基處理方法選用原則地基處理方法選用原則地基處理方法的選用原則地基處理方法的選用原則：力求做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理、安全適用、質(zhì)量可靠。力求做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理、安全適用、質(zhì)量可靠。 地基處理設計施工程序：地基處理設計施工程序： 首先首先根據(jù)建（構(gòu)）筑物對地基的要求和天然地基條件根據(jù)建（構(gòu)）筑物對地基的要求和天然地基條件確定地基是否需要加固。在確定是否需要進行地基處理時，確定地基是否需要加固。在確定是否需要進行地基處理時，應將上部結(jié)構(gòu)、基礎和地基統(tǒng)一考慮，若天然地基滿足要應將上部結(jié)構(gòu)、基礎和地基統(tǒng)一考慮，若天然地基滿足要求，宜盡量采用天然地基。若天然地基不能滿足建（構(gòu)）求，宜盡

12、量采用天然地基。若天然地基不能滿足建（構(gòu)）筑物對地基的要求，筑物對地基的要求，首先要確定進行地基處理的天然地層首先要確定進行地基處理的天然地層的范圍以及地基處理的要求。的范圍以及地基處理的要求。 在考慮地基處理方案時，應重視上部結(jié)構(gòu)、基礎、地基的在考慮地基處理方案時，應重視上部結(jié)構(gòu)、基礎、地基的共同作用，不能只顧考慮加固地基，還應同時考慮上部結(jié)構(gòu)的共同作用，不能只顧考慮加固地基，還應同時考慮上部結(jié)構(gòu)的體形和剛度等因素。體形和剛度等因素。在確定地基處理方案時在確定地基處理方案時，既要有單一的地，既要有單一的地基處理方案，又要有加強上部結(jié)構(gòu)剛度和地基處理相結(jié)合的方基處理方案，又要有加強上部結(jié)構(gòu)剛度

13、和地基處理相結(jié)合的方案，應根據(jù)天然地基的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地基處理方案，應根據(jù)天然地基的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地基處理方法的原理、過去應用的經(jīng)驗和機具設備、材料條件進行地基處法的原理、過去應用的經(jīng)驗和機具設備、材料條件進行地基處理方案的可行性研究，提出多種技術(shù)上可行的方案，并對提出理方案的可行性研究，提出多種技術(shù)上可行的方案，并對提出的多種方案進行技術(shù)、經(jīng)濟、進度、環(huán)保等方面的比較分析，的多種方案進行技術(shù)、經(jīng)濟、進度、環(huán)保等方面的比較分析，確定采用一種或幾種地基處理方法。確定采用一種或幾種地基處理方法。 最后，根據(jù)需要對已選定的地基處理方法進行小型現(xiàn)場試最后，根據(jù)需要對已選定的地基處理

14、方法進行小型現(xiàn)場試驗或進行補充調(diào)查，驗或進行補充調(diào)查，根據(jù)試驗結(jié)果進行地基處理施工設計，然根據(jù)試驗結(jié)果進行地基處理施工設計，然后進行地基處理施工。施工過程中如果發(fā)現(xiàn)設計有不完善的地后進行地基處理施工。施工過程中如果發(fā)現(xiàn)設計有不完善的地方，可根據(jù)需要對設計進行修改、補充。方，可根據(jù)需要對設計進行修改、補充。5.5.3 3 強夯法強夯法 強夯法是法國人強夯法是法國人L L.梅納（梅納（Menard，1969）首創(chuàng)的一種地基加固方法，即用）首創(chuàng)的一種地基加固方法，即用100400kN的重錘從的重錘從840m的高處落下，的高處落下，反復多次夯擊地面，對地基進行強力夯實。反復多次夯擊地面，對地基進行強力

15、夯實。 強夯法強夯法適用于適用于處理碎石土、砂土、低飽處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。和雜填土等地基。 夯夯 錘錘 起起 吊吊 夯夯 錘錘 起起 吊吊15噸夯錘噸夯錘25噸夯錘噸夯錘40噸夯錘噸夯錘 夯夯 錘錘 下落下落 對于飽和黏性土地基，近年來發(fā)展了對于飽和黏性土地基，近年來發(fā)展了強夯置換法強夯置換法，這是利用夯擊能將碎石、礦，這是利用夯擊能將碎石、礦渣等材料強力擠入地基，在地基中形成碎渣等材料強力擠入地基，在地基中形成碎石墩，并與墩間土形成石墩，并與墩間土形成碎石墩復合地基碎石墩復合地基，提高地基承載力和減

16、小沉降。提高地基承載力和減小沉降。 強夯置換法強夯置換法適用于適用于高飽和度的粉土與高飽和度的粉土與軟塑流塑的黏性土等地基上對變形要求軟塑流塑的黏性土等地基上對變形要求不嚴的工程。不嚴的工程。 強夯置換法在設計前必須通過現(xiàn)場試強夯置換法在設計前必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性和處理效果。驗確定其適用性和處理效果。5.3.2 設設 計計5.3.2 設設 計計例題1 采用強夯法加固濕陷性黃土地基，要求有效加固深度為8.3m，根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范應選擇多大的單擊夯擊能才能滿足要求？ 2 強夯夯錘和落距的選用強夯夯錘和落距的選用 錘重一般為錘重一般為100400kN，落距為，落距為825m。對相同的夯

17、。對相同的夯擊能量，常選用擊能量，常選用大落距方案大落距方案，這樣能獲得較大的接地速度，這樣能獲得較大的接地速度，將能量的將能量的 大部分有效地傳到地下深處，增加深層夯實大部分有效地傳到地下深處，增加深層夯實 效果，效果，減小消耗在地表土層塑性變形的能量。減小消耗在地表土層塑性變形的能量。3 夯點的夯點的夯擊次數(shù)夯擊次數(shù) 夯點的夯點的夯擊次數(shù)夯擊次數(shù)，可按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯，可按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關系曲線確定，并應同時滿足下列條件：沉量關系曲線確定，并應同時滿足下列條件： （1）最后兩擊的平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值：當單）最后兩擊的平均夯沉量不宜大于下列數(shù)值：當單擊夯擊能小

18、于擊夯擊能小于4000kN m時為時為50mm； 當單擊夯擊能為當單擊夯擊能為40006000kN m時為時為100mm； 當單擊夯擊能為當單擊夯擊能為60008000kN m時為時為150mm 當單擊夯擊能大當單擊夯擊能大8000kNm時為時為200mm。 （2）夯坑周圍地面不應發(fā)生過大的隆起；）夯坑周圍地面不應發(fā)生過大的隆起； （3）不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。）不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。 4 夯擊遍數(shù)夯擊遍數(shù) 夯擊遍數(shù)應根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，可采夯擊遍數(shù)應根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，可采用點夯用點夯24遍，對于滲透性較差的細顆粒土，遍，對于滲透性較差的細顆粒土，必要時夯擊遍數(shù)可適當增加。最后

19、再以低能量必要時夯擊遍數(shù)可適當增加。最后再以低能量滿夯兩遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯滿夯兩遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊，錘印搭接。擊，錘印搭接。5 間歇時間間歇時間 兩遍夯擊之間的間隔時間取決于土中兩遍夯擊之間的間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓超靜孔隙水壓力的消散時間力的消散時間。當缺少實測資料時，可根據(jù)地基土的。當缺少實測資料時，可根據(jù)地基土的滲透性確定，對于滲透性較差的黏性土地基，間隔時滲透性確定，對于滲透性較差的黏性土地基，間隔時間不應少于間不應少于23周；對于滲透性好的地基可連續(xù)夯擊。周；對于滲透性好的地基可連續(xù)夯擊。6 夯擊點布置夯擊點布置 夯擊點一般采用等邊三角形、等腰

20、三角形或正方形夯擊點一般采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯擊點間距可取夯錘直徑的布置。第一遍夯擊點間距可取夯錘直徑的2.53.5倍，倍，第二遍夯擊點位于第一遍夯擊點之間。以后各遍夯擊第二遍夯擊點位于第一遍夯擊點之間。以后各遍夯擊點間距可適當減小。點間距可適當減小。 7 處理范圍處理范圍 強夯處理范圍應大于建（構(gòu)）筑物基礎范圍，每邊強夯處理范圍應大于建（構(gòu)）筑物基礎范圍，每邊超出基礎外緣的寬度宜為基底下設計處理深度的超出基礎外緣的寬度宜為基底下設計處理深度的1/2至至2/3，且不宜小于，且不宜小于3m；對可液化地基，基礎邊緣的處對可液化地基，基礎邊緣的處理寬度不應小于理寬度不應小于

21、5m；對濕陷性黃土地基應符合相關規(guī)；對濕陷性黃土地基應符合相關規(guī)范。范。 8 承載力確定承載力確定 強夯地基承載力特征值應通過強夯地基承載力特征值應通過現(xiàn)場載荷試驗現(xiàn)場載荷試驗確定確定,初步設計時也可根據(jù)夯后原位測試和土工試驗指標按初步設計時也可根據(jù)夯后原位測試和土工試驗指標按現(xiàn)行國家標準現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007的的有關規(guī)定確定。有關規(guī)定確定。5.3.4 施工施工 強夯施工可按下列步驟進行：強夯施工可按下列步驟進行： （1）清理并平整施工場地；）清理并平整施工場地； （2）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程； （3

22、）起重機就位，夯錘置于夯點位置；）起重機就位，夯錘置于夯點位置； （4）測量夯前錘頂高程；）測量夯前錘頂高程； （5）將夯錘起吊到預定高度，開啟脫鉤裝置，待）將夯錘起吊到預定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜，應即使將坑底整平。發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜，應即使將坑底整平。 （6）重復步驟）重復步驟5，按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)，按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準，完成一個夯點的夯擊；及控制標準，完成一個夯點的夯擊； （7）換夯點，重復步驟）換夯點，重復步驟3至至6，完成第一，完成第一遍全部夯點

23、的夯擊；遍全部夯點的夯擊； （8）用推土機將夯坑填平，并測量場地高）用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；程； （9）在規(guī)定的間隔時間后，按上述步驟逐）在規(guī)定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。5.3.5 質(zhì)量檢驗質(zhì)量檢驗 （1）強夯置換施工中可采用）強夯置換施工中可采用超重型超重型或或重型圓錐動力觸探重型圓錐動力觸探檢查置換墩著底情況。檢查置換墩著底情況。 （2）強夯處理后的地基竣工驗收承載）強夯處理后的地基竣工驗收承載力檢驗，應在施工結(jié)束后間隔一定

24、時間方力檢驗，應在施工結(jié)束后間隔一定時間方能進行，對于碎石土和砂土地基，其間隔能進行，對于碎石土和砂土地基，其間隔時間可取時間可取714d；粉土和黏性土地基可?。环弁梁宛ば酝恋鼗扇?428d。強夯置換地基間隔時間可取。強夯置換地基間隔時間可取28d。 （3）強夯處理后的地基竣工驗收時，）強夯處理后的地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用承載力檢驗應采用原位測試原位測試和和室內(nèi)土工室內(nèi)土工試試驗驗。強夯置換后的地基竣工驗收時，承載。強夯置換后的地基竣工驗收時，承載力檢驗除應采用力檢驗除應采用單墩載荷試驗單墩載荷試驗檢驗外，尚檢驗外，尚應采用應采用動力觸探動力觸探等有效手段查明置換墩著等有效手段查明置

25、換墩著底情況及承載力與密度隨深度的變化，對底情況及承載力與密度隨深度的變化，對飽和粉土地基飽和粉土地基允許采用單墩復合地基載荷允許采用單墩復合地基載荷試驗代替單墩載荷試驗。試驗代替單墩載荷試驗。 （4）對簡單場地上的一般建筑物，每個）對簡單場地上的一般建筑物，每個建筑地基的載荷建筑地基的載荷試驗檢驗點試驗檢驗點不應少于不應少于3點；點；對復雜場地或重要建筑地基應增加檢驗對復雜場地或重要建筑地基應增加檢驗點數(shù)。強夯置換地基載荷試驗檢驗和置點數(shù)。強夯置換地基載荷試驗檢驗和置換墩著底情況檢驗數(shù)量均不應少于墩點換墩著底情況檢驗數(shù)量均不應少于墩點數(shù)的數(shù)的1，且不應少于，且不應少于3點。點。5.4.15.

26、4.1 加固機理及適用范圍加固機理及適用范圍 1 1 定義定義 當軟弱土地基的當軟弱土地基的承載力承載力和和變形變形滿足不了設計要滿足不了設計要求，而軟弱土層的厚度又不是很大時，將基礎底求，而軟弱土層的厚度又不是很大時，將基礎底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分部分或或全部挖除全部挖除，然，然后分層換填強度較大的砂（碎石、素土、灰土、后分層換填強度較大的砂（碎石、素土、灰土、爐渣、粉煤灰）或其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材爐渣、粉煤灰）或其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料，并壓實至要求的密實度為止，這種地基處理料，并壓實至要求的密實度為止，這種地基處理方法稱為方法稱為墊層法墊層法。它多用

27、于公路構(gòu)筑物的地基處。它多用于公路構(gòu)筑物的地基處理。在建筑工程中也有一定范圍的應用。理。在建筑工程中也有一定范圍的應用。 5.4 換換土土墊層法墊層法 2 2 墊層的分類墊層的分類（1 1）按組成材料分）按組成材料分 a.a.砂墊層砂墊層 b.b.碎石墊層碎石墊層 c.c.灰土墊層灰土墊層 d.d.加筋土墊層加筋土墊層 （2 2）按墊層在地基中的主要作用分）按墊層在地基中的主要作用分 a.a.換土墊層換土墊層 b.b.排水墊層排水墊層 c.c.加筋土墊層加筋土墊層3 3 墊層的作用墊層的作用（1 1）換土墊層）換土墊層定義定義：挖去地基表層軟土，換填強度較大的砂、碎石：挖去地基表層軟土，換填強

28、度較大的砂、碎石和素土等構(gòu)成的墊層。和素土等構(gòu)成的墊層。作用作用：通過換填后的墊層，有效提高基底持力層的抗：通過換填后的墊層，有效提高基底持力層的抗剪強度，降低其壓縮性，防止局部剪切破壞和擠出剪強度，降低其壓縮性，防止局部剪切破壞和擠出變形；通過墊層，可以擴散基底壓力，降低下臥軟變形；通過墊層，可以擴散基底壓力，降低下臥軟土層的附加應力；墊層（砂、石）可作為基底下水土層的附加應力；墊層（砂、石）可作為基底下水平排水層，增設排水面，加速淺層地基的固結(jié)，提平排水層，增設排水面，加速淺層地基的固結(jié)，提高下臥土層的強度。高下臥土層的強度。3 3 墊層的作用墊層的作用（2 2）排水墊層）排水墊層定義定義

29、：指軟土地基上堤壩或大面積堆載基底等所鋪設：指軟土地基上堤壩或大面積堆載基底等所鋪設的水平排水層，一般采用透水性良好的中粗砂或碎的水平排水層，一般采用透水性良好的中粗砂或碎石填筑。石填筑。作用作用：主要作為水平排水層和下臥軟土層的排水通道，：主要作為水平排水層和下臥軟土層的排水通道，加速地基的排水固結(jié)，提高淺層地基的抗剪強度，加速地基的排水固結(jié)，提高淺層地基的抗剪強度，配合砂井，加固深部軟土層。墊層的強度和變形模配合砂井，加固深部軟土層。墊層的強度和變形模量都比下臥軟土層的大，兩者相互作用約束軟土的量都比下臥軟土層的大，兩者相互作用約束軟土的側(cè)向變形，提高地基的穩(wěn)定性，并改善其變形性質(zhì)。側(cè)向變

30、形，提高地基的穩(wěn)定性，并改善其變形性質(zhì)。3 3 墊層的作用墊層的作用（3 3）加筋土墊層）加筋土墊層定義定義：指由砂、石和素土墊層中增設各種類型加筋材：指由砂、石和素土墊層中增設各種類型加筋材料組成的復合墊層。料組成的復合墊層。作用作用：可以作為持力層土層承載力較大的基礎荷載和：可以作為持力層土層承載力較大的基礎荷載和擴散應力外，還可以有效約束基底應力，改善地基擴散應力外，還可以有效約束基底應力，改善地基軟土中的應力場和應變場，均化應變，調(diào)整不均勻軟土中的應力場和應變場，均化應變，調(diào)整不均勻沉降，提高地基的承載力。沉降，提高地基的承載力。 適用范圍適用范圍 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)

31、規(guī)范中規(guī)定：墊層法中規(guī)定：墊層法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層軟弱地基及不雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。均勻地基的處理。5 5. .4.24.2 換土墊層設計換土墊層設計 換土墊層法設計的一般要求：換土墊層法設計的一般要求： 既要有既要有足夠的厚度足夠的厚度以置換可能受到剪切破壞的軟弱土層，又要以置換可能受到剪切破壞的軟弱土層，又要滿足建筑物地基強度和變形的要求，另外，還要有滿足建筑物地基強度和變形的要求，另外，還要有足夠的寬度足夠的寬度以防以防止墊層向兩側(cè)擠出增加沉降，同時還應盡量做到

32、經(jīng)濟合理。止墊層向兩側(cè)擠出增加沉降，同時還應盡量做到經(jīng)濟合理。 墊層設計的主要內(nèi)容：墊層設計的主要內(nèi)容： 確定墊層的合理厚度和寬度。確定墊層的合理厚度和寬度。應根據(jù)建（構(gòu)）筑物體形、結(jié)構(gòu)應根據(jù)建（構(gòu)）筑物體形、結(jié)構(gòu)特點、荷載性質(zhì)、巖土工程條件、施工機械設備及填料性質(zhì)和來源特點、荷載性質(zhì)、巖土工程條件、施工機械設備及填料性質(zhì)和來源等綜合考慮。等綜合考慮。 墊層厚度的確定墊層厚度的確定 azczzfzd回填土砂墊層bkpczpzpb條形基礎條形基礎： tan2)(ckzbppbz矩形基礎矩形基礎： )tan2)(tan2()(ckzlzbppblcz換填墊層的厚度不宜小于換填墊層的厚度不宜小于0.

33、5m0.5m，也不宜大于，也不宜大于3m3m。 墊層寬度的確定墊層寬度的確定 墊層底面的寬度應滿足基礎底面應力擴散和防止墊墊層底面的寬度應滿足基礎底面應力擴散和防止墊層向兩側(cè)擠出的要求。層向兩側(cè)擠出的要求?？砂聪率竭M行計算或根據(jù)當?shù)亟?jīng)可按下式進行計算或根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗確定。驗確定。tan2 zbb 墊層頂面寬度墊層頂面寬度可從墊層底面兩側(cè)向上，按基坑開挖可從墊層底面兩側(cè)向上，按基坑開挖期間保持邊坡穩(wěn)定的當?shù)亟?jīng)驗放坡確定，墊層頂面每邊期間保持邊坡穩(wěn)定的當?shù)亟?jīng)驗放坡確定，墊層頂面每邊超出基礎底邊不宜小于超出基礎底邊不宜小于300mm300mm。 壓力擴散角壓力擴散角 的確定見表的確定見表5-25-2。

34、表表5-4 壓力擴散角壓力擴散角例題例題5-1 某四層磚混結(jié)構(gòu)的住宅建筑，承重墻下為條形基某四層磚混結(jié)構(gòu)的住宅建筑，承重墻下為條形基礎，寬礎，寬 ，埋深，埋深 ，上部建筑物作用于基礎上，上部建筑物作用于基礎上的荷載為的荷載為 ，基礎的平均重度為，基礎的平均重度為 。地基土表層為粉質(zhì)粘土，厚度為地基土表層為粉質(zhì)粘土，厚度為 ，重度，重度為為 ；第二層為淤泥，厚；第二層為淤泥，厚 ，重度，重度為為 ，地基承載力特征值，地基承載力特征值 ；第三；第三層為密實的砂礫石。地下水距地表為層為密實的砂礫石。地下水距地表為 。因為地基。因為地基土較軟弱，不能承受建筑物的荷載，試設計砂墊層。土較軟弱，不能承受建

35、筑物的荷載，試設計砂墊層。m2 . 1m1mkN120320mkNm135 .17mkN38 .17mkNkPafak50m1m15例題例題5 5-1-1解解：（1 1）先假設砂墊層的厚度為）先假設砂墊層的厚度為 ，并要求分層碾壓夯并要求分層碾壓夯實，干密度達到大于實，干密度達到大于 。 （2）砂墊層厚度的驗算：根據(jù)題意，基礎底面平均壓）砂墊層厚度的驗算：根據(jù)題意，基礎底面平均壓力為：力為： 砂墊層底面的附加應力由下式計算：砂墊層底面的附加應力由下式計算：m1kPabGFpkkk1202 . 12012 . 1120kPakPaczz3 .251108 .1715 .172 .5230tan1

36、22 . 115 .171202 . 135 . 1mt 根據(jù)下臥層淤泥地基承載力特征值根據(jù)下臥層淤泥地基承載力特征值 ，再，再經(jīng)深度修正后得地基承載力特征值：經(jīng)深度修正后得地基承載力特征值： 這說明所設計的墊層厚度不夠，再假設墊層厚度為這說明所設計的墊層厚度不夠，再假設墊層厚度為 同理可得：同理可得：kPafkPakPafazczzaz692 .712 .294269)5 . 02(121) 18 .17(15 .1750m5 . 1kPafkPaazczz4 .732 .712 .2942kPafak50 （3 3）確定砂墊層的底寬）確定砂墊層的底寬 為：為： （4 4）繪制砂墊層剖面圖）

37、繪制砂墊層剖面圖bmzbb93. 230tan5 . 122 . 1tan2 墊層法設計小結(jié)墊層法設計小結(jié)1 確定墊層厚度確定墊層厚度z z時，可分兩種情況：時，可分兩種情況：(a)(a)當軟弱土層厚度較小時，當軟弱土層厚度較小時，應全部換填，厚度應取基礎底面至軟弱土層底面的厚度；（應全部換填，厚度應取基礎底面至軟弱土層底面的厚度；（b b）當軟弱土層較厚時，應根據(jù)式當軟弱土層較厚時，應根據(jù)式5 5-1-1的原則確定的原則確定z z。一般情況下。一般情況下z z在在（0.5,30.5,3）之間。）之間。2 2 計算墊層底面處的附加應力時，采用應力擴散法計算，對條形基計算墊層底面處的附加應力時，

38、采用應力擴散法計算，對條形基礎只考慮寬度方向的應力擴散，擴散后的應力分布寬度礎只考慮寬度方向的應力擴散，擴散后的應力分布寬度為為 ，對于矩形基礎，在長度及寬度方向的應力擴，對于矩形基礎，在長度及寬度方向的應力擴散均應考慮，擴散后的面積為：散均應考慮，擴散后的面積為：3 3 附加應力在墊層中的擴散角與墊層材料的性質(zhì)及墊層的厚度附加應力在墊層中的擴散角與墊層材料的性質(zhì)及墊層的厚度z z及及基礎短邊寬度基礎短邊寬度b b的比值有關的比值有關（a a）當厚度）當厚度z z和寬度和寬度b b的比值小于的比值小于0.250.25時，除灰土的應力擴散角為時，除灰土的應力擴散角為 外，其余材料均取外，其余材料

39、均取 ；（；（b b）當厚）當厚度度z z和寬度和寬度b b的比值大于的比值大于0.50.5時，擴散角按厚度時，擴散角按厚度z z和寬度和寬度b b的比值等的比值等于于0.250.25取值；（取值；（3 3）當厚度）當厚度z z和寬度和寬度b b的比值在（的比值在（0.25,0.50.25,0.5）之間）之間時，擴散角可按線性內(nèi)插取值。時，擴散角可按線性內(nèi)插取值。)tan2(zb)tan2)(tan2(zlzb2800 墊層法設計小結(jié)墊層法設計小結(jié)4 墊層的底面寬度墊層的底面寬度 應滿足應滿足基礎底面應力擴散基礎底面應力擴散的要求的要求 條形基礎：條形基礎： 矩形基礎：矩形基礎：5 5 當墊層

40、底面標高超出原地面或墊層材料的重度高于天當墊層底面標高超出原地面或墊層材料的重度高于天然土層重度時，應考慮附加荷載的影響。然土層重度時，應考慮附加荷載的影響。6 6 對于軟弱下臥層承載力的修正：對于軟弱下臥層承載力的修正： tan2zbbbtan2zbbtan2zllz)-( 土墊zzzz10db)5 . 0()3(zdbffddbbazkaz例題例題5-2 某均質(zhì)粉土場地，土層重度為某均質(zhì)粉土場地，土層重度為 ，地下水，地下水位位 ， ，場地中有一建筑物采用條形基礎，場地中有一建筑物采用條形基礎， 底面寬度為底面寬度為 ，埋深為，埋深為 ，荷載為，荷載為 ，采，采用礦渣墊層處理地基，墊層厚度

41、為用礦渣墊層處理地基，墊層厚度為 ，墊層材料重度，墊層材料重度為為 。驗算下臥層強度是否滿足要求？墊層底面。驗算下臥層強度是否滿足要求？墊層底面寬度為多少？寬度為多少？ m0 . 5m2mkN400kPafak110m2318mkNm5.1320mkN解：解：（1）墊層底面處自重應力）墊層底面處自重應力 （2 2）基底平均附加應力）基底平均附加應力 基底平均壓力基底平均壓力 基礎底面處土的自重應力基礎底面處土的自重應力 基底平均附加應力基底平均附加應力kPaAGFpkkk23025 . 12012400czkPahiicz63)25 . 1 (180pkpcp0pkPahpiic275 . 118kPapppck203272300解：解：（3）墊層底面處附加應力值）墊層底面處附加應力值 由基底附加應力引起的墊層底面處附加應力由基底附加應力引起的墊層底面處附加應力 查表查表5-2 5-2 由于換填墊層材料的重度大于地基土的天然由于換填墊層材料的重度大于地基土的天然重度而引起的墊層底面處的附加應力重度而引起的墊層底面處的附加應力zkPazbppbckz2