項目15 人工地基

1、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 任務(wù)任務(wù)15-1 軟弱地基的處理軟弱地基的處理一、理論知識一、理論知識1.軟弱地基軟弱地基（1）軟土）軟土 軟土軟土淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土 淤泥、淤泥質(zhì)土的特性：淤泥、淤泥質(zhì)土的特性：天然含水量高天然含水量高孔隙比大孔隙比大壓縮性高壓縮性高滲透性差滲透性差具有結(jié)構(gòu)性。受擾動后強(qiáng)度顯著降低，土的靈敏性大具有結(jié)構(gòu)性。受擾動后強(qiáng)度顯著降低，土的靈敏性大淤泥、淤泥質(zhì)土廣泛分布在上海、天津、寧波、連云港、淤泥、淤泥質(zhì)土廣泛分布在上海、天津、寧波、連云港、廣州、廈門等沿海地區(qū)以及昆明、武漢內(nèi)陸平原與山區(qū)廣州、廈門等沿海地區(qū)

2、以及昆明、武漢內(nèi)陸平原與山區(qū) 沖填土分布在長江、黃浦江、珠江兩岸等地區(qū)沖填土分布在長江、黃浦江、珠江兩岸等地區(qū)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 （2 2）沖填土沖填土分布在長江、黃浦江、珠江）沖填土沖填土分布在長江、黃浦江、珠江兩岸等地區(qū)兩岸等地區(qū) （3 3）雜填土）雜填土 雜填土?xí)r建筑垃圾、工業(yè)肥料、生活垃圾，分雜填土?xí)r建筑垃圾、工業(yè)肥料、生活垃圾，分布極不均勻布極不均勻 （4 4）高壓縮性土）高壓縮性土 飽和松散粉細(xì)砂包括部分粉土，在振動荷載下將飽和松散粉細(xì)砂包括部分粉土，在振動荷載下將產(chǎn)生液化。產(chǎn)生液化。 2.2.特殊土地基特殊土地基 （1 1）濕陷性黃土）濕陷性黃土 （2

3、2）膨脹土）膨脹土 （3 3）紅粘土）紅粘土 （4 4）季節(jié)性凍土）季節(jié)性凍土土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系3.地基處理的目的地基處理的目的地基處理的目的地基處理的目的針對軟土地基上建造建筑物可能產(chǎn)生針對軟土地基上建造建筑物可能產(chǎn)生的問題，采取人工方法改善地基土的工程性質(zhì)，達(dá)到滿足的問題，采取人工方法改善地基土的工程性質(zhì)，達(dá)到滿足上部結(jié)構(gòu)對地基穩(wěn)定和變形的要求上部結(jié)構(gòu)對地基穩(wěn)定和變形的要求地基處理的意義地基處理的意義使不適用的天然地基變成何用的地基使不適用的天然地基變成何用的地基（人工地基）（人工地基）主要措施：主要措施：（1）改善剪切特性）改善剪切特性（2）改善壓縮特性）改善壓

4、縮特性（3）改善透水特性）改善透水特性（4）改善動力特性）改善動力特性（5）改善特殊土的不良地質(zhì)特性）改善特殊土的不良地質(zhì)特性土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系4. 軟弱地基的處理方法軟弱地基的處理方法按地基處理方法的基本原理，基本上可以分為以下幾類按地基處理方法的基本原理，基本上可以分為以下幾類土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 （1 1）堆載預(yù)壓法）堆載預(yù)壓法 又稱排水固結(jié)法又稱排水固結(jié)法。在場地上先加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，。在場地上先加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時圖的強(qiáng)度得到提高。逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時圖的強(qiáng)度得到提高。 通

5、常由排水系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)組通常由排水系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)組成。成。 排水系統(tǒng)排水系統(tǒng) 主要在于改變地基原有的排水條件，增加排水途徑，縮短排水距主要在于改變地基原有的排水條件，增加排水途徑，縮短排水距離。離。 排水系統(tǒng)由水平排水排水系統(tǒng)由水平排水 墊層與豎直排水體組成。豎直排水體墊層與豎直排水體組成。豎直排水體常用砂井。常用砂井。 加載系統(tǒng)加載系統(tǒng) 堆載預(yù)壓法堆載預(yù)壓法在地表上預(yù)先堆筑大于設(shè)計荷載的材料，使地基在地表上預(yù)先堆筑大于設(shè)計荷載的材料，使地基排水、固結(jié)、強(qiáng)度提高排水、固結(jié)、強(qiáng)度提高 真空預(yù)壓法真空預(yù)壓法將需要加固的地基表面完全密封起來，在密封膜將需要加固的地基表面完全密封起來，在密封膜下抽真空

6、，促進(jìn)排水固結(jié)。適用于無法堆載的傾斜地面和施工場下抽真空，促進(jìn)排水固結(jié)。適用于無法堆載的傾斜地面和施工場地狹窄的地基處理地狹窄的地基處理土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系（2）水泥土深層攪拌法）水泥土深層攪拌法利用水泥粉、石灰粉、水泥漿等材料作為固化劑，通過特利用水泥粉、石灰粉、水泥漿等材料作為固化劑，通過特質(zhì)的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土與固化劑強(qiáng)制質(zhì)的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土與固化劑強(qiáng)制拌合。固化劑與土發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有整體性、拌合。固化劑與土發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的加固體。加固體與原來地基組成復(fù)水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的加固體。加

7、固體與原來地基組成復(fù)合地基，共同承擔(dān)上部建筑荷載。合地基，共同承擔(dān)上部建筑荷載。（3）壓密灌漿法）壓密灌漿法是高壓噴射注漿法的改進(jìn)方法。向土中壓入水泥、粘性土、是高壓噴射注漿法的改進(jìn)方法。向土中壓入水泥、粘性土、水的混合漿液，在壓漿點周圍形成漿液的擠壓，產(chǎn)生上抬水的混合漿液，在壓漿點周圍形成漿液的擠壓，產(chǎn)生上抬力，可糾正建筑物的局部傾斜。力，可糾正建筑物的局部傾斜。 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 （4 4）土工合成材料法）土工合成材料法 土工織物地基又稱土工聚合物地基、土工合成材料地基，土工織物地基又稱土工聚合物地基、土工合成材料地基，系在軟弱地基中或邊坡上埋設(shè)土工織物作為加筋

8、，使形系在軟弱地基中或邊坡上埋設(shè)土工織物作為加筋，使形成彈性復(fù)合土體，起到排水、反濾、隔離、加固和補強(qiáng)成彈性復(fù)合土體，起到排水、反濾、隔離、加固和補強(qiáng)等方面的作用，以提高土體承載力，減少沉降和增加地等方面的作用，以提高土體承載力，減少沉降和增加地基的穩(wěn)定。圖為土工織物加固地基、邊坡的幾種應(yīng)用?；姆€(wěn)定。圖為土工織物加固地基、邊坡的幾種應(yīng)用。 （5 5）加筋法）加筋法 將土工合成材料制成筋材，埋在土體之中，增強(qiáng)土體的將土工合成材料制成筋材，埋在土體之中，增強(qiáng)土體的強(qiáng)度和韌性。強(qiáng)度和韌性。 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 （6 6） 強(qiáng)夯法

9、強(qiáng)夯法 利用起吊設(shè)備將利用起吊設(shè)備將100100400kN400kN的重錘吊離地面的重錘吊離地面6 64040米高度后，自由下落，對地基土示意強(qiáng)大沖擊能米高度后，自由下落，對地基土示意強(qiáng)大沖擊能量量 的夯擊，通過反復(fù)多次夯擊，使土體夯實、提高承的夯擊，通過反復(fù)多次夯擊，使土體夯實、提高承載力、降低壓縮性。載力、降低壓縮性。 強(qiáng)夯法使土的空隙中的氣體與水分排出，使土的顆粒強(qiáng)夯法使土的空隙中的氣體與水分排出，使土的顆粒重新排列而密實。重新排列而密實。 （7 7）真空預(yù)壓加固法）真空預(yù)壓加固法 排水固結(jié)法的一種。將需要加固的地基表面完全密封排水固結(jié)法的一種。將需要加固的地基表面完全密封起來，在密封膜

10、下抽真空，促進(jìn)排水固結(jié)。適用于無起來，在密封膜下抽真空，促進(jìn)排水固結(jié)。適用于無法堆載的傾斜地面和施工場地狹窄的地基處理法堆載的傾斜地面和施工場地狹窄的地基處理 二、任務(wù)實施（另布置）二、任務(wù)實施（另布置）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 任務(wù)任務(wù)15-2 15-2 濕陷性黃土地基的處理濕陷性黃土地基的處理 一、理論知識一、理論知識 1.1.墊層法墊層法 墊層法是先將基礎(chǔ)下的濕陷性黃土一部分或全部墊層法是先將基礎(chǔ)下的濕陷性黃土一部分或全部挖除，然后用素土或灰土分層夯實做成墊層，以挖除，然后用素土或灰土分層夯實做成墊層，以便消除地基的部分或全部濕陷量，并可減小地基便消除地基的部分或全部

11、濕陷量，并可減小地基的壓縮變形，提高地基承載力，可將其分為局部的壓縮變形，提高地基承載力，可將其分為局部墊層和整片墊層。當(dāng)僅要求消除基底下墊層和整片墊層。當(dāng)僅要求消除基底下13m13m濕濕陷性黃土的濕陷量時，宜采用局部或整片土墊層陷性黃土的濕陷量時，宜采用局部或整片土墊層進(jìn)行處理；當(dāng)同時要求提高墊層土的承載力或增進(jìn)行處理；當(dāng)同時要求提高墊層土的承載力或增強(qiáng)水穩(wěn)性時，宜采用局部或整片灰土墊層進(jìn)行處強(qiáng)水穩(wěn)性時，宜采用局部或整片灰土墊層進(jìn)行處理。理。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 2.2.重錘夯實法和強(qiáng)夯法重錘夯實法和強(qiáng)夯法 （1 1）重錘夯實法）重錘夯實法 重錘表層夯實適用于處理飽和

12、度不大于重錘表層夯實適用于處理飽和度不大于60%60%的的濕陷性黃土地基。一般采用濕陷性黃土地基。一般采用2.52.53.0t3.0t的重錘，的重錘，落距落距4.04.04.5m4.5m，可消除基底以下，可消除基底以下1.21.21.8m1.8m黃土層的濕陷性。在夯實層的范圍內(nèi)，土的物理、黃土層的濕陷性。在夯實層的范圍內(nèi)，土的物理、力學(xué)性質(zhì)獲得顯著改善，平均干密度明顯增大，力學(xué)性質(zhì)獲得顯著改善，平均干密度明顯增大，壓縮性降低，濕陷性消除，透水性減弱，承載力壓縮性降低，濕陷性消除，透水性減弱，承載力提高。非自重濕陷性黃土地基，其濕陷起始壓力提高。非自重濕陷性黃土地基，其濕陷起始壓力較大，當(dāng)用重錘

13、處理部分濕陷性黃土層后，可減較大，當(dāng)用重錘處理部分濕陷性黃土層后，可減少甚至消除黃土地基的濕陷變形。因此在非自重少甚至消除黃土地基的濕陷變形。因此在非自重濕陷性黃土場地采用重錘夯實的優(yōu)越性較明顯濕陷性黃土場地采用重錘夯實的優(yōu)越性較明顯。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系（2 2）強(qiáng)夯法）強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯法加固地基機(jī)理一般認(rèn)為，是將一定重量的強(qiáng)夯法加固地基機(jī)理一般認(rèn)為，是將一定重量的重錘以一定落距給予地基以沖擊和振動，從而達(dá)重錘以一定落距給予地基以沖擊和振動，從而達(dá)到增大壓實度，改善土的振動液化條件，消除濕到增大壓實度，改善土的振動液化條件，消除濕陷性黃土的濕陷性等目的。強(qiáng)夯加固過程是瞬時

14、陷性黃土的濕陷性等目的。強(qiáng)夯加固過程是瞬時對地基土體施加一個巨大的沖擊能量，使土體發(fā)對地基土體施加一個巨大的沖擊能量，使土體發(fā)生一系列的物理變化，如土體結(jié)構(gòu)的破壞或排水生一系列的物理變化，如土體結(jié)構(gòu)的破壞或排水固結(jié)、壓密以及觸變恢復(fù)等過程。其作用結(jié)果是固結(jié)、壓密以及觸變恢復(fù)等過程。其作用結(jié)果是使一定范圍內(nèi)的地基強(qiáng)度提高、孔隙擠密。使一定范圍內(nèi)的地基強(qiáng)度提高、孔隙擠密。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 3. 3.擠密樁法擠密樁法 擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土地基，施工時，先按設(shè)計方案在基礎(chǔ)平面位置布地基，施工時，先按設(shè)計方案在基

15、礎(chǔ)平面位置布置樁孔并成孔，然后將備好的素土（粉質(zhì)粘土或置樁孔并成孔，然后將備好的素土（粉質(zhì)粘土或粉土）或灰土在最優(yōu)含水量下分層填入樁孔內(nèi)，粉土）或灰土在最優(yōu)含水量下分層填入樁孔內(nèi)，并分層夯（搗）實至設(shè)計標(biāo)高止。通過成孔或樁并分層夯（搗）實至設(shè)計標(biāo)高止。通過成孔或樁體夯實過程中的橫向擠壓作用，使樁間土得以擠體夯實過程中的橫向擠壓作用，使樁間土得以擠密，從而形成復(fù)合地基。值得注意的是，不得用密，從而形成復(fù)合地基。值得注意的是，不得用粗顆粒的砂、石或其它透水性材料填入樁孔內(nèi)。粗顆粒的砂、石或其它透水性材料填入樁孔內(nèi)。 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 4.4.樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ) 是將上部荷載傳

16、遞給樁側(cè)和樁底端以下的土（或是將上部荷載傳遞給樁側(cè)和樁底端以下的土（或巖）層，采用挖、鉆孔等非擠土方法而成的樁，巖）層，采用挖、鉆孔等非擠土方法而成的樁，在成孔過程中將土排出孔外，樁孔周圍土的性質(zhì)在成孔過程中將土排出孔外，樁孔周圍土的性質(zhì)并無改善。當(dāng)樁周土產(chǎn)生自重濕陷時，樁側(cè)的正并無改善。當(dāng)樁周土產(chǎn)生自重濕陷時，樁側(cè)的正摩阻力迅速轉(zhuǎn)化為負(fù)摩阻力。因此，在濕陷性黃摩阻力迅速轉(zhuǎn)化為負(fù)摩阻力。因此，在濕陷性黃土場地上，不允許采用摩擦型樁，設(shè)計樁基礎(chǔ)除土場地上，不允許采用摩擦型樁，設(shè)計樁基礎(chǔ)除樁身強(qiáng)度必須滿足要求外，還應(yīng)根據(jù)場地工程地樁身強(qiáng)度必須滿足要求外，還應(yīng)根據(jù)場地工程地質(zhì)條件，采用穿透濕陷性黃土

17、層的端承型樁（包質(zhì)條件，采用穿透濕陷性黃土層的端承型樁（包括端承樁和摩擦端承樁），其樁底端以下的受力括端承樁和摩擦端承樁），其樁底端以下的受力層。層。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 5.5.化學(xué)加固法化學(xué)加固法 化學(xué)加固法包括硅化加固法和堿液加固法，其化學(xué)加固法包括硅化加固法和堿液加固法，其加固機(jī)理如下：加固機(jī)理如下： 硅化加固濕陷性黃土的物理化學(xué)過程，一硅化加固濕陷性黃土的物理化學(xué)過程，一方面基于濃度不大的、粘滯度很小的硅酸鈉溶方面基于濃度不大的、粘滯度很小的硅酸鈉溶液順利地滲入黃土孔隙中，另一方面溶液與土液順利地滲入黃土孔隙中，另一方面溶液與土的相互凝結(jié)，土起著凝結(jié)劑的作用。

18、的相互凝結(jié)，土起著凝結(jié)劑的作用。 堿液加固：利用氫氧化鈉溶液加固濕陷性堿液加固：利用氫氧化鈉溶液加固濕陷性黃土地基在我國始于黃土地基在我國始于2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代，其加固原年代，其加固原則為：氫氧化鈉溶液注入黃土后，首先與土中則為：氫氧化鈉溶液注入黃土后，首先與土中可溶性和交換性堿土金屬陽離子發(fā)生置換反映，可溶性和交換性堿土金屬陽離子發(fā)生置換反映，反映結(jié)果使土顆粒表面生成堿土金屬氫氧化物。反映結(jié)果使土顆粒表面生成堿土金屬氫氧化物。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)魏丹丹硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院土建系 6.6.預(yù)浸水法預(yù)浸水法 預(yù)浸水法是在修建建筑物前預(yù)先對濕陷性黃土場預(yù)浸水法是在修建建筑物前預(yù)先對濕陷性黃土場地大面積浸水，使土體在飽和自重應(yīng)力作用