軟弱地基及其處理學習教案課件

會計學1軟弱地基及其處理會計學1軟弱地基及其處理軟基處理概述加拿大特朗斯康谷倉，建于1913年。高31m，寬23m，片筏基礎。由于事前未探明有厚達16m的軟土層，建成儲存谷物后，西側(cè)突然陷入土中8.8米，東側(cè)抬高1.5m，倉身傾斜27o。地基強度不夠失事的谷倉第2頁/共92頁軟基處理概述加拿大特朗斯康谷倉，建于1913年。高31m，寬軟基處理概述路基滑坡由于路基下伏軟土地基，因其強度不夠而導致路基滑坡。第3頁/共92頁軟基處理概述路基滑坡由于路基下伏軟土地基，因其強度不夠而導致軟基處理概述因地基不均勻沉降導致墻體開裂第4頁/共92頁軟基處理概述因地基不均勻沉降導致墻體開裂第4頁/共92頁軟基處理概述地基沉降變形因其路面開裂第5頁/共92頁軟基處理概述地基沉降變形因其路面開裂第5頁/共92頁軟基處理概述地面塌陷第6頁/共92頁軟基處理概述地面塌陷第6頁/共92頁軟基處理概述

路基路面塌陷第7頁/共92頁軟基處理概述路基路面塌陷第7頁/共92頁軟基處理概述巖溶塌陷引起樁基折斷第8頁/共92頁軟基處理概述巖溶塌陷引起樁基折斷第8頁/共92頁軟基處理概述1.軟弱地基淤泥及淤泥質(zhì)土地基，即軟土地基沖填土地基人工填土地基高壓縮性土地基2.不良地基濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基、巖溶地基、松砂土地基二、地基處理對象第9頁/共92頁軟基處理概述1.軟弱地基二、地基處理對象第9頁/共92頁軟基處理概述軟弱與不良地基軟土雜填土沖填土飽和松砂濕陷黃土膨脹土有機質(zhì)土山區(qū)土巖溶第10頁/共92頁軟基處理概述軟弱與不良地基軟土雜填土沖填土飽和松砂濕陷黃土膨軟基處理概述軟弱地基在附加應力影響范圍內(nèi)主要受力層由軟土組成，則為軟弱地基。一般由軟弱土組成，軟弱土指淤泥、淤泥質(zhì)土、某些沖填土以及其他高壓縮性土。

1）淤泥和淤泥質(zhì)土是在靜水或緩慢流水的環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學作用而形成，是具有特殊性質(zhì)的粘性土。具有高含水率，高孔隙比，高壓縮性、抗剪強度低，觸變性和流變性等不良特征。第11頁/共92頁軟基處理概述第11頁/共92頁軟基處理概述2）沖填土沖填土是在疏浚河流或港口航道時，認為地由水力沖填泥砂形成的填土。它的顆粒組成隨泥砂來源而變，多為粘粒和粉粒，其次為砂粒。沖填土當粘粒含量較多時往往是欠固結(jié)的，其強度和壓縮性都比天然沉積的同類土差。

第12頁/共92頁軟基處理概述2）沖填土第12頁/共92頁軟基處理概述3）雜填土主要是人類在生產(chǎn)和生活活動中，堆填建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物形成的填土。這些土的組成物質(zhì)中，建筑垃圾性能較為穩(wěn)定，工業(yè)垃圾遇水會發(fā)生變化；生活垃圾成分極為復雜，混合不均勻。雜填土性質(zhì)與堆填年齡有關，填齡較短者往往是欠固結(jié)，一般填齡達到五年左右的雜填土，性質(zhì)才逐漸趨于穩(wěn)定。雜填土大多疏松且不均勻，在同一場地的不同位置，其承載力和壓縮性往往有較大差異。第13頁/共92頁軟基處理概述3）雜填土第13頁/共92頁軟基處理概述4）其他高壓縮性土飽和松散粉細砂(包括部分粉土)也應屬于軟弱地基范疇。其在動力荷載(機械振動、地震等)重復作用下將產(chǎn)生液化；基坑開挖時也會產(chǎn)生管涌。第14頁/共92頁軟基處理概述4）其他高壓縮性土第14頁/共92頁軟基處理概述不良地基主要受力層由具有特殊工程性質(zhì)的土層組成，這些土層包括：濕陷性黃土、膨脹土。

1）濕陷性黃土在我國西北和華北地區(qū)分布很廣，其顆粒以粉粒為主，顆粒間主要由碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物等可溶性鹽逐漸濃縮、沉淀形成的膠結(jié)物所膠結(jié)，孔隙比在1.0左右。天然黃土強度一般很高，能直立成壁，壓縮性也較低。但遇水后，由于水膜增厚和顆粒間鹽類膠結(jié)物質(zhì)溶于水而使土的結(jié)構(gòu)破壞，從而突然發(fā)生顯著的沉陷，強度也迅速降低。第15頁/共92頁軟基處理概述不良地基第15頁/共92頁軟基處理概述2）膨脹土天然狀態(tài)下強度很高，壓縮性較低。但由于其粘粒含量很高，且礦物成分主要為蒙脫石和伊利石，脹縮性顯著，吸水膨脹失水收縮，反復作用強度降低，不均勻變形較大，引起上部建筑物開裂。

3）山區(qū)土巖組合地基第16頁/共92頁軟基處理概述2）膨脹土第16頁/共92頁軟基處理概述三、地基處理目的1．增加地基土的剪切強度；2．降低地基土的壓縮性；3．改善地基的透水特性；4．改善動力特性（抗液化，抗震）；5．改善特殊土的不良地基的特性；主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等特殊土的不良地基特性。第17頁/共92頁軟基處理概述三、地基處理目的1．增加地基土的剪切強度；第17軟基處理概述

對于不能滿足強度、變形和穩(wěn)定性等要求的問題地基，必須經(jīng)過人工改良或加固后才能使用，這種改良和加固，就稱地基處理。四、地基處理定義第18頁/共92頁軟基處理概述對于不能滿足強度、變形和穩(wěn)定性等要求的問四軟基處理概述換土墊層法：密實法：表層密實法、重錘夯實法、強夯法、陣沖擠密樁法、土（灰土、二灰土)樁法、夯實水泥土樁法等置換法：碎石樁法、石灰樁法、CFG樁法膠結(jié)法：靜壓注漿法、高壓噴射注漿法、水泥土攪拌法排水固結(jié)法：堆載預壓法、真空預壓法、降低地下水法等加筋法：土工織物法、加筋土法、土錨、土釘、樹根樁法五、地基處理方法第19頁/共92頁軟基處理概述換土墊層法：五、地基處理方法第19頁/共92頁換土墊層法換填法墊層設計墊層材料工藝控制適用范圍淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土墊層厚度，墊層寬度砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣、工業(yè)廢渣、土工合成材料分層夯實，控制含水量第20頁/共92頁換土墊層法換填法墊層設計墊層材料工藝控制適用范圍淤泥、淤泥質(zhì)換土墊層法一、墊層法的概念當建筑物基礎下持力土層比較軟弱，不能滿足設計荷載或變形的要求時，常在地基表面鋪設一定厚度的墊層，或者把表面部分軟弱土層挖去，置換成強度較大的砂石素土等，處理地基表層，這類方法稱為墊層法。二、墊層法的分類按其組成材料分為：砂墊層、碎石墊層、灰土墊層和加筋土墊層。按墊層在地基中的主要作用又分為：換土墊層、排水墊層和加筋土墊層。

墊層的作用第21頁/共92頁換土墊層法一、墊層法的概念墊層的作用第21頁/共92頁換土墊層法1．提高地基承載力。地基中的剪切破壞是從基礎底面開始，隨著基底壓力的增大，逐漸向縱深發(fā)展。故強度較大的砂石等材料代替可能產(chǎn)生剪切破壞的軟弱土，就可避免地基的破壞。2．減少地基沉降量。3．墊層用透水材料可加速軟弱土層的排水固結(jié)。固結(jié)效果僅限于表層，對深部的影響并不顯著。4.防止凍脹。5.消除膨脹土的脹縮性。三、墊層法的作用第22頁/共92頁換土墊層法1．提高地基承載力。三、墊層法的作用第22頁/共9換土墊層法

換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層處理。常用于輕型建筑、地坪、堆料場地和道路工程等地基處理。當建筑物荷載不大，軟弱土層厚度較小時，采用換填墊層法能取得較好的效果。四、墊層法的適用范圍第23頁/共92頁換土墊層法換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃換土墊層法

墊層設計的主要內(nèi)容是確定斷面的合理寬度和厚度。設計的墊層不但要求滿足建筑物對地基變形及穩(wěn)定的要求，而且應符合經(jīng)濟合理的原則。1．墊層厚度的確定墊層的厚度必須滿足如下要求：當上部荷載通過墊層按一定的擴散角傳至下臥軟弱土層時，該下臥軟弱土層頂面所受的自重力與附加應力之和不大于同一標高處軟弱土層的地基承載力設計值，如圖6-1所示。其表達式為：換土墊層的設計第24頁/共92頁換土墊層法墊層設計的主要內(nèi)容是確定斷面的合理寬度和厚度換土墊層法圖6-1砂墊層剖面圖對于條形基礎：對于矩形基礎：第25頁/共92頁換土墊層法圖6-1砂墊層剖面圖對于條形基礎：對于矩形基換土墊層法b——矩形基礎或條形基礎底面的寬度（m）；l——矩形基礎底面的長度（m）;pk——基礎底面壓力（kPa）；z——基礎底面下墊層的厚度（m）；θ——墊層的壓力擴散角（°）;

——基礎底面處土的自重壓力。

一般砂墊層的厚度約為1-2m左右。砂墊層厚度一般不宜大于3m，太厚施工困難，也不宜小于0.5m，太薄則換土墊層的作用不顯著。第26頁/共92頁換土墊層法b——矩形基礎或條形基礎底面的寬度（m）；換土墊層法關于墊層寬度的計算，目前還缺乏可行的理論方法，在實踐中常常按照當?shù)啬承┙?jīng)驗數(shù)（考慮砂墊層兩側(cè)土的性質(zhì)）或按經(jīng)驗方法確定。常用的經(jīng)驗方法是擴散角法。此時矩形基礎的墊層底面的長度l′及寬度b′為：

l′≥l+2ztgθb′≥b+2ztgθ

式中b′、l′——墊層底面寬度及長度；

θ——墊層的壓力擴散角，仍按表5-2取值。條形基礎則只計算墊層底面寬度b′。2．砂墊層底面尺寸的確定第27頁/共92頁換土墊層法關于墊層寬度的計算，目前還缺乏可行的理論2．砂墊層換土墊層法砂墊層法需注意的問題：考慮到工程質(zhì)量，不應該用淺的墊層來解決加固上部荷載較大、深厚軟土的地基問題，在地震區(qū)使用砂墊層也應慎重考慮，另外砂墊層法不能解決由于上部荷載不均勻而產(chǎn)生的不均勻沉降。墊層頂面每邊最好比基礎底面大300mm，或從墊層底面兩側(cè)向上按當?shù)亻_挖基坑經(jīng)驗的要求放坡延伸至地面。整片墊層的寬度可根據(jù)施工的要求適當加寬。當墊層的厚度、寬度和放坡線確定后，即得砂墊層的設計斷面。第28頁/共92頁換土墊層法砂墊層法需注意的問題：考慮到工程質(zhì)量，不應該用淺的換土墊層法3.砂石墊層的施工及質(zhì)量檢驗1）砂石墊層施工材料要求：一般采用級配良好、質(zhì)地堅硬的粒料，顆粒的不均勻系數(shù)不能小于5，以中粗砂為好，可摻入一定量的碎石，但要分布均勻。細沙也可作為墊層材料，但不易壓實且強度不高，使用時一般摻入一定數(shù)量的碎卵石。含泥量和水穩(wěn)定性不良的砂料必須限制在一定范圍之內(nèi)。第29頁/共92頁換土墊層法3.砂石墊層的施工及質(zhì)量檢驗第29頁/共92頁換土墊層法在滿足墊層材料要求后，尚應注意以下墊層施工要點：（1）應注意將砂加密到要求的密實度，這是保證砂墊層質(zhì)量和承載力的關鍵。要求采用適合的加密方法，采用分層鋪砂，然后逐層振密。分層厚度視振動力的大小而定，一般為15-20cm之間。（2）鋪筑墊層前，應先行驗槽，清除浮土，保持邊坡穩(wěn)定。若基坑或基槽兩側(cè)有低于地基的孔洞、溝、井和墓穴等，應在未做墊層前加以填實。第30頁/共92頁換土墊層法在滿足墊層材料要求后，尚應注意以下墊第30頁/共9換土墊層法（3）當采用碎石墊層時，為防止基坑底部的表層軟土發(fā)生局部破壞而使建筑物基礎產(chǎn)生附加沉降，最好在基坑底部先鋪一層砂墊底，然后再鋪碎石墊層。鋪砂層時要注意對基坑底部土層的保護，不要對其擾動，防止產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞引起強度降低，引起大的附加沉降。（4）當砂石墊層底面由于建筑物構(gòu)造要求不在同一標高時，應注意分層搭接處的搗實，施工應按先深后淺的順序進行。第31頁/共92頁換土墊層法（3）當采用碎石墊層時，為防止基坑底部第31頁/共換土墊層法2）砂墊層質(zhì)量檢驗（1）環(huán)刀取樣法在夯實振搗后的砂墊層中用容積不小于200cm3的環(huán)刀取樣，測定干容重，以不小于該砂在中密狀態(tài)時的干容重數(shù)值為合格。一般為15.5kN/m3~16.0kN/m3。（2）貫入測定法先將墊層表面的砂刮去3cm左右，然后用貫入儀、鋼筋等工具以貫入度大小來衡量砂墊層的質(zhì)量。第32頁/共92頁換土墊層法2）砂墊層質(zhì)量檢驗第32頁/共92頁機械壓實法

夯（壓）實法對砂土地基及含水率在一定范圍內(nèi)的軟弱黏性土可提高其密實度和強度，減少沉降量。此法也適用于加固雜填土和黃土等。填方或地面淺表層常用的壓實方法是碾壓法、夯實法和振動壓實法，而淺層處理可采用重錘夯實法，深層處理可選擇強夯法。第33頁/共92頁機械壓實法夯（壓）實法對砂土地基及含水率在一定機械壓實法(一)重錘夯實法

重錘夯實法是運用起重機械將重錘(一般不輕于15kN)提到一定高度(3~4m)然后錘自由落下，這樣重復夯擊地基，使它表層(在一定深度內(nèi))夯擊密實而提高強度。它適用于砂土、稍濕的黏性土，部分雜填土、濕陷性黃土等，是一種淺層的地基加固方法。

重錘的樣式：常為一截頭圓錐體，重為15~30kN，錘底直徑0.7m~1.5m，錘底面自重靜壓力約為15~25kPa，落距一般采用2.5~4.0m。

有效影響深度：重錘夯實的有效影響深度與錘重、錘底直徑、落距及地質(zhì)條件有關。國內(nèi)某地經(jīng)驗，一般砂質(zhì)土，當錘重為15kN，錘底直徑1.15m，落距3~4m時，夯擊6~8遍，夯擊有效深度約為1.10~1.20m，為達到預期加固密實度和深度，應在現(xiàn)場進行試夯，確定需要的落距、夯擊遍數(shù)等。第34頁/共92頁機械壓實法(一)重錘夯實法重錘的樣式：常為一截頭機械壓實法

重錘的式樣常為一截頭圓錐體(圖6-13)，重為15~30kN，錘底直徑0.7m~1.5m，錘底面自重靜壓力約為15~30kPa，落距一般采用2.5~4.0m。

圖6-13夯錘第35頁/共92頁機械壓實法重錘的式樣常為一截頭圓錐體(圖6-1機械壓實法(二)強夯法

強夯法概念：用質(zhì)量達數(shù)十噸的重錘自數(shù)米高處自由下落，給地基以沖擊（圖6-14），從而提高一定深度內(nèi)地基土的密度、強度并降低其壓縮性的方法。

特點：夯擊能量大，因此影響深度也大。并具有工藝簡單，施工速度快、費用低、適用范圍廣、效果好等優(yōu)點。

強夯法適用范圍：處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。對飽和軟黏土地基中夾有多層粉砂可采用在夯坑中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料進行強夯置換處理，

第36頁/共92頁機械壓實法(二)強夯法特點：夯擊能量大，因此影機械壓實法1．強夯法加固的機理圖6-14強夯法示意圖（1）動力密實（2）動力固結(jié)（3）動力置換第37頁/共92頁機械壓實法1．強夯法加固的機理圖6-14強夯法示意圖（1機械壓實法2．強夯法設計(1)有效加固深度：(2)夯點的夯擊次數(shù)（最佳夯擊能）：

以夯坑的壓縮量最大，夯坑周圍地面隆起最小為原則，且最后兩擊或三擊的平均夯沉量不大于50~100mm。

(3)夯點可采用正方形或等邊三角形布置，間距以5~7m為宜。一般夯錘有效加固面積可以相連或重合。

(4)夯擊遍數(shù)通過試夯確定。

第38頁/共92頁機械壓實法2．強夯法設計(1)有效加固深度：(2)夯機械壓實法(5)間歇時間：

兩遍夯擊之間留出使土中超孔隙水壓力消散的時間，可以通過試夯過程中孔隙水壓力測量確定，當缺少實測資料時，可按3~7d考慮（適用條件是：飽和軟黏土地基中夾有多層粉砂或采用在夯坑中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料進行強夯置換時）。第39頁/共92頁機械壓實法(5)間歇時間：兩遍夯擊之間留機械壓實法強夯法第40頁/共92頁機械壓實法強夯法第40頁/共92頁機械壓實法強夯法第41頁/共92頁機械壓實法強夯法第41頁/共92頁機械壓實法第42頁/共92頁機械壓實法第42頁/共92頁機械壓實法強夯法第43頁/共92頁機械壓實法強夯法第43頁/共92頁機械壓實法第44頁/共92頁機械壓實法第44頁/共92頁機械壓實法三、振沖法概念：

利用振沖器在土層中振動和水流噴射的聯(lián)合作用成孔，然后填入碎石料并提拔振沖器逐段振實形成剛度較大的碎石樁的地基處理方法。

適用范圍：

適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強度不小于20kPa的飽和黏性土和飽和黃土地基，應在施工前通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

第45頁/共92頁機械壓實法三、振沖法概念：適用范圍：第45頁/共92頁機械壓實法振沖法對砂性土地基的加固原理：

振動力除直接將砂層擠壓密實外，還向飽和砂土傳播加速度，因此在振沖器周圍一定范圍內(nèi)砂土產(chǎn)生振動液化，液化后的土顆粒在重力、上覆土壓力及外添填料的擠壓下重新排列變得密實，孔隙比大為減小，從而提高地基承載力及抗振能力；另一方面，依靠振沖器的重復水平振動力，在加回填料情況下，通過填料使砂層擠壓加密。第46頁/共92頁機械壓實法振沖法對砂性土地基的加固原理：振動機械壓實法振沖器構(gòu)造示意圖振沖施工過程振沖法主要的施工機具和施工工藝：第47頁/共92頁機械壓實法振沖器構(gòu)造示意圖振沖施機械壓實法振沖樁方法第48頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第48頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第49頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第49頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第50頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第50頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第51頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第51頁/共92頁機械壓實法第52頁/共92頁機械壓實法第52頁/共92頁機械壓實法第53頁/共92頁機械壓實法第53頁/共92頁機械壓實法第54頁/共92頁機械壓實法第54頁/共92頁高壓注漿法高壓噴射注漿法

概念：高壓噴射注漿法是采用注漿管和噴嘴，借高壓將水泥漿等從噴嘴射出，直接破壞地基土體，并與之混和，硬凝后形成固結(jié)體，以加固土體和降低其滲透性的方法。

適用范圍：適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑可塑黏性土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。

分類：高壓噴射注漿法按噴射方向和形成固體的形狀可分為旋轉(zhuǎn)噴射、定向噴射和擺動噴射三種類別。按注漿的基本工藝可分為單管法（漿液管）、二重管法（漿液管和氣管）、三重管法（漿液管、氣管和水管）和多重管法（水管、氣管、漿液管和抽泥漿管）等。加固形狀可分為柱狀、壁狀、條狀和塊狀。第55頁/共92頁高壓注漿法高壓噴射注漿法概念：高壓噴射注漿法是高壓注漿法1．加固機理

對天然地基土的加固硬化機理和形成復合地基以加固地基土、提高地基土強度、減少沉降量。2．高壓噴射注漿法的施工①首先進行施工前的準備；②樁機按布好的樁點就位；③開機鉆孔至設計深度；④高壓噴射注漿；⑤邊注漿邊提升；⑥成樁結(jié)束提管沖洗。第56頁/共92頁高壓注漿法1．加固機理對天然地基土的加固硬化機高壓注漿法

高壓噴射注漿法在工程上的應用主要有兩方面：

1.加固地基，提高建筑物地基的承載力，改善地基的變形性質(zhì)，既可應用于擬建建筑物的地基處理，又可應用于已建建筑物的事故處理。

2.地基或土體的防滲處理，形成防滲帷幕，防止?jié)B流破壞、流土或管涌。第57頁/共92頁高壓注漿法高壓噴射注漿法在工程上第57頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法基本概念

CFG樁，是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。通過調(diào)整水泥的用量及配比，可使樁體強度等級在C5～C20之間變化，最高可達C25，相當于剛性樁。由于樁體剛度很大，區(qū)別于一般柔性樁和水泥土類樁，因此，常常在樁頂與基礎之間鋪設一層150-300mm厚的中砂、粗砂、級配砂石或碎石，以利于樁間土發(fā)揮承載力，與樁組成復合地基。第58頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法基本概念第58頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法長螺旋鉆機第59頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法長螺旋鉆機第59頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第60頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第60頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第61頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第61頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第62頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第62頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法

褥墊層在水泥粉煤灰碎石樁復合地基中具有重要作用，它可起到保證樁土共同承擔荷載、調(diào)整樁與土垂直及水平荷載的分擔和減小基礎底面的應力集中的作用。適用范圍

適用于處理黏性土、粉土、砂土和已完成自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

第63頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法褥墊層在水泥粉煤灰碎石樁復合水泥粉煤灰碎石樁法加固原理

CFG樁法也是通過在地基中形成樁體作為豎向加固體，與樁間土組成復合地基，共同承擔基礎、回填土及上部結(jié)構(gòu)荷載。當樁體強度較高時，CFG樁類似于鋼筋混凝土樁，這樣，在常用的幾米到二十多米樁長范圍內(nèi)，樁側(cè)摩阻力都能發(fā)揮，不存在柔性樁或半剛性樁存在的有效樁長的現(xiàn)象。因此，無論是承載力提高幅度及處理深度都較柔性樁和半剛性樁為優(yōu)。第64頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法加固原理第64頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法CFG樁復合地基的工程特性

1.承載力提高幅度大，可調(diào)性強由于褥墊層對樁和樁間土的變形協(xié)調(diào)作用，樁距大小不影響樁、土承載力的發(fā)揮；CFG樁的樁身強度高，可保證樁長較大時，全樁長發(fā)揮作用，充分利用土對樁的側(cè)阻力、端阻力，不會像柔性樁、低強度樁一樣受“有效樁長”的限制。因此CFG樁復合地基設計時，可以根據(jù)需要，靈活調(diào)整樁距和樁長，其承載力調(diào)整的幅度非常大。根據(jù)已有的工程實例，天然地基承載力的提高幅度從50％～400％。第65頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法CFG樁復合地基的工程特性第65頁/共水泥粉煤灰碎石樁法2.沉降量和差異沉降控制效果好實際工程中，CFG樁的材料強度等級與普通灌注樁相近，在豎向受力時，其單樁承載力、沉降量與同等條件下的灌注樁相差無幾，因此其絕對沉降量在復合地基中是最小的幾種形式之一。此外由于有褥墊層的變形協(xié)調(diào)作用，基礎的局部傾斜、相鄰柱基的沉降差也得以減小。因此其沉降量和差異沉降量控制效果好。第66頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法2.沉降量和差異沉降控制效果好第66頁/水泥粉煤灰碎石樁法3.適應范圍廣

以地基形式而言，CFG樁既可適用于條形基礎、獨立基礎，也可用筏基和箱形基礎。就土性而言，CFG樁可用于處理黏性土、粉土、砂土和填土。既可用于擠密效果好土，也可用于擠密效果差的土。當CFG樁用于擠密效果好的土時，承載力的提高既有擠密作用、又有置換作用；當CFG樁用于不可擠密土時，承載力的提高只有置換作用。對淤泥質(zhì)土和天然地基承載力較低的土，應按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定CFG樁的適用性。第67頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法3.適應范圍廣第67頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法褥墊層的作用及合理厚度

一、作用由級配砂石、粗砂、碎石等散體材料組成的褥墊，在復合地基中有如下幾種作用：1.保證樁、土共同承擔荷載

褥墊層的設置為CFG樁復合地基在受荷后提供了樁向上、向下刺入的條件；即使樁端位于硬土層上，至少可以提供上刺入條件，以保證樁間土始終參與工作。2.減少基礎底面的應力集中

第68頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法褥墊層的作用及合理厚度2.減少基礎底面的水泥粉煤灰碎石樁法3.褥墊層厚度可以調(diào)整樁、土水平荷載分擔比

當基礎承受水平荷載時，不同褥墊厚度、樁頂水平位移Up和水平荷載Q的關系表明，褥墊層厚度越大，樁頂水平位移越小，即樁頂受的水平荷載越小。試驗表明，褥墊厚度不小于10cm時，樁體不會發(fā)生水平折斷，也就是說樁在復合地基中不會失去工作能力。二、褥墊的合理厚度

對剛性樁復合地基，褥墊厚度過小，樁對基礎將產(chǎn)生很顯著的應力集中，需要考慮樁對基礎的沖切，勢必造成基礎加厚。如果基礎承受水平荷載，可能造成復合地基樁發(fā)生斷裂。同時，樁間土承載能力不能充分發(fā)揮，必然增加樁的數(shù)量或樁長。第69頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法3.褥墊層厚度可以調(diào)整樁、土水平荷載分擔比水泥粉煤灰碎石樁法但是如果褥墊層厚度過大，一方面，造成浪費，相當于換土回填；另一方面，使得褥墊層下復合地基表面的樁土應力比n很小，意味著淺層地基土承擔了較高的荷載，而淺層地基土的強度往往又較低。雖然淺層土分擔的荷載會很快向樁轉(zhuǎn)移，但淺層土壓縮變形造成的過大沉降量，實際上使復合地基中設置的樁失去意義。因此，褥墊厚度的合理性在于既要保證樁在水平荷載作用下不會發(fā)生斷裂，又要合理發(fā)揮樁和樁間土的承載能力。

褥墊層宜取100-300mm。三、褥墊層材料選取

褥墊層材料宜取粗砂、中砂、級配砂石，碎石的最大粒徑不宜大于30mm。第70頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法但是如果褥墊層厚度過大，一方面，造成浪費，水泥粉煤灰碎石樁法

水泥粉煤灰碎石樁可只在基礎范圍內(nèi)布置，樁徑可取350～600

mm。樁距應根據(jù)設計要求的復合地基承載力、所處理場地地基土性、施工工藝等因素確定，一般取3-5倍樁徑，當天然地基承載力較高、復合地基要求的承載力提高幅度不大時，也可采用更大一些的樁距，但此時應盡量將樁布置在柱、梁或墻下。

水泥粉煤灰碎石樁復合地基承載力應通過現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定，初步設計時也可按下式估算：

設計與計算

1

.樁的布置2

.承載力計算第71頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法水泥粉煤灰碎石樁可只在基礎范圍內(nèi)布水泥粉煤灰碎石樁法

以上是根據(jù)土的阻力計算的單樁承載力。對于樁體本身，其強度也應滿足上式所確定的單樁承載力的要求，按下式驗算：第72頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法以上是根據(jù)土的阻力計算的單樁水泥粉煤灰碎石樁法

地基處理后的變形計算應按現(xiàn)行的國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》的有關規(guī)定執(zhí)行，復合土層的分層與天然地基相同，各復合土層的壓縮模量等于該層天然地基壓縮模量的倍，值可按下式確定：3.變形計算式中fki—基礎地面下第i層土的天然地基承載力標準值。第73頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法地基處理后的變形計算應按現(xiàn)行的國水泥粉煤灰碎石樁法

施工1.CFG樁的施工，應按設計要求和現(xiàn)場條件選用相應的施工工藝，并應按照國家現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行:

(1)長螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基；（2）泥漿護壁鉆孔灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（礫）石土及風化巖層分布的地基；（3）長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁，適用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及對噪音及泥漿污染要求嚴格的場地；（4）沉管灌注成樁，適用于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土、人工填土及無密實厚砂層的地基。第74頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法

施工1.CFG樁的施工，應按設計要求和現(xiàn)水泥粉煤灰碎石樁法2.長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工和沉管灌注成樁施工除應執(zhí)行國家現(xiàn)行有關規(guī)范外，尚應符合下列要求：（1）施工時應按設計配比配置混合料，投入攪拌機加水量由混合料塌落度控制，長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的塌落度宜為180-200mm，沉管灌注成樁施工的塌落度宜為30-50mm，成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm；（2）長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設計深度后，應準確掌握提拔鉆桿時間，混合料泵送量應同拔管速度相配合；沉管灌注成樁施工拔管速度應按均勻線速度控制，拔管線速度應控制在1.2-1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度可適當放慢；第75頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法2.長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工和沉水泥粉煤灰碎石樁法（3）施工時，樁頂標高應高出設計樁頂標高，高出長度應根據(jù)樁距、布樁形式、現(xiàn)場地質(zhì)條件和成樁順序等綜合確定，一般不應小于0.5m。（4）成樁過程中，抽樣做混合料試塊，每臺機械一天應做一組（3塊）試塊（邊長為150mm的立方體），標準養(yǎng)護28d，測定其抗壓強度；（5）沉管灌注樁成樁施工過程應觀測新施工樁對已施工樁的影響，當發(fā)現(xiàn)樁斷裂并脫開時，必須對工程樁逐樁靜壓，靜壓時間一般為3min，靜壓荷載以保證使斷樁接起來為準。第76頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法（3）施工時，樁頂標高應高出設計樁頂標高，水泥粉煤灰碎石樁法3.復合地基的基坑可采用人工或機械、人工聯(lián)合開挖。機械、人工聯(lián)合開挖時，預留人工開挖厚度應有現(xiàn)場開挖確定，以保障機械開挖造成樁的斷裂部位不低于基礎底面標高，且樁間土不受擾動。4.褥墊層鋪設宜采用靜力壓實法，當基礎底面下樁間土的含水量較小時，也可采用動力夯實法。5.施工中樁長允許偏差為100mm，樁徑允許偏差為20mm，垂直度允許偏差為1%。對滿堂布樁基礎，樁位允許偏差為0.5倍樁徑；對條形基礎，垂直于軸線方向的樁位允許偏差為0.25倍樁徑，順軸線方向的樁位允許偏差為0.3倍樁徑，對單排布樁樁位允許偏差不得大于60mm。第77頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法3.復合地基的基坑可采用人工或機械、人工聯(lián)水泥粉煤灰碎石樁法

質(zhì)量檢驗1.復合地基檢測應在樁體強度滿足試驗荷載條件時進行，一般宜在施工結(jié)束2-4周后檢測。2.復合地基承載力宜用單樁或多樁復合地基載荷試驗確定，復合地基載荷試驗方法宜符合規(guī)范中的規(guī)定，試驗數(shù)量不應少于3個試驗點。3.對高層建筑或重要建筑，可抽取總樁數(shù)的10%進行低應變動力測試，檢驗樁身結(jié)構(gòu)完整性。第78頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法

質(zhì)量檢驗1.復合地基檢測應在樁體強度滿足預壓法

預壓法又稱排水固結(jié)法，指直接在天然地基或在設置有袋狀砂井、塑料排水帶等豎向排水體的地基上，利用建筑物本身重量分級逐漸加載或在建筑物建造前在場地先行加載預壓，使土體中孔隙水排出，提前完成土體固結(jié)沉降，逐步增加地基強度的一種軟土地基加固方法。

預壓法由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分組成。加壓系統(tǒng)通過預先對地基施加荷載，使地基中的孔隙水產(chǎn)生壓力差，從飽和地基中自然排出，進而使土體固結(jié)；排水系統(tǒng)則通過改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排出的途徑，縮短排水距離，使地基在預壓期間盡快地完成設計要求的沉降量，并及時提高地基土強度。

預壓法適用于處理各類淤泥質(zhì)土、淤泥及沖填土等飽和粘性土地基。預壓荷載是其中的關鍵問題，因為施加預壓荷載后才能引起地基土的排水固結(jié)。第79頁/共92頁預壓法預壓法又稱排水固結(jié)法，指直接在天然地基或在設置有預壓法加壓系統(tǒng)排水系統(tǒng)豎向排水體水平排水體普通砂井袋裝砂井塑料排水帶砂墊層堆載預壓真空預壓降水預壓電滲排水真空聯(lián)合堆載預壓排水固結(jié)第80頁/共92頁預壓法加壓系統(tǒng)排水系統(tǒng)豎向排水體水平排水體普通砂井袋裝砂井塑預壓法預壓法加固機理

時，時，

時，

土在某一荷載作用下，孔隙水逐漸排出，土體隨之壓縮，土體的密實度和強度隨時間逐步增長，這一過程稱之為土的固結(jié)過程。亦即孔隙水壓力消散、有效應力增長的過程。第81頁/共92頁預壓法預壓法加固機理時，時，時，土在某預壓法

(1)堆載預壓加固機理

堆載預壓是指先在地基中設置砂井、塑料排水帶等豎向排水體，后利用建筑物本身重量分級逐漸加載，或建筑物建造前，在場地先行加載預壓，使土體中的孔隙水緩慢排出，土層逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的過程。第82頁/共92頁預壓法(1)堆載預壓加固機理第82頁/共92頁預壓法砂井堆載預壓法

第83頁/共92頁預壓法砂井堆載預壓法第83頁/共92頁預壓法基本方法：砂井堆載預壓法系在軟弱地基中通過采用鋼管打孔、灌砂，設置砂井作為豎向排水通道，并在砂井頂部設置砂墊層作為水平排水通道，形成排水系統(tǒng)；在砂墊層上部堆載，以增加軟弱土中附加應力，使土體中孔隙水在較短的時間內(nèi)通過豎向砂井和水平砂墊層排出，達到加速土體固結(jié)、提高軟弱地基土承載力之目的。主要用于道路路堤、土壩、機場跑道、工業(yè)建筑油罐、碼頭、岸坡等工程的地基處理，對于泥炭等有機沉積地基則不適用。

第84頁/共92頁預壓法基本方法：砂井堆載預壓法系在軟弱地基中通過采用鋼管打孔預壓法堆水預壓第85頁/共92頁預壓法堆水預壓第85頁/共92頁預壓法(2)真空預壓加固機理

真空預壓指在軟土地基中打設豎向排水體后，在地面鋪設排水用砂墊層和抽氣管線，然后在砂墊層上鋪設不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕，再用真空泵抽氣，使排水系統(tǒng)維持較高的真空度，利用大氣壓力作為預壓荷載，增加地基的有效應力，以利于土體排水固結(jié)。真空預壓適用于均質(zhì)粘性土及含薄粉砂夾層粘性土等，尤其適用于新吹填土地基的加固。對于在加固范圍內(nèi)有足夠補給水源的透水層，而又沒有采取隔斷措施時，不宜采用該法。第86頁/共92頁預壓法(2)真空預壓加固機理第86頁/共92頁預壓法(3)降水預壓加固機理

降水預壓法是借助于井點抽水降低地下水位，以增加土的有效自重應力，從而達到預壓的目的。抽水前水位線抽水后水位降落線濾水管抽水井管降水預壓原理第87頁/共92頁預壓法(3)降水預壓加固機理抽水前水位線抽水后水位降落線濾預壓法原水位o原水位o第88頁/共92頁預壓法原水位o原水位o第88頁/共92頁預壓法(4)電滲預壓加固機理

電滲預壓是在土中插入金屬電極并通以直流電，由于直流電場作用，土中的水分從陽極流向陰極，將水在陰極排除且無補充水源的情況下，引起土層的壓縮固結(jié)。電滲預壓與降水預壓一樣，是在總應力不變的情況下，通過減小孔隙水壓力來增加土的有效應力作為固結(jié)壓力的，所以不需要用堆載作為預壓荷載，也不會使土體發(fā)生破壞。第89頁/共92頁預壓法(4)電滲預壓加固機理第89頁/共92頁預壓法AB水力坡降線第90頁/共92頁預壓法AB水力坡降線第90頁/共92頁預壓法

預壓法的設計，實質(zhì)上是根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載的大小、地基土的性質(zhì)及工期要求合理安排加壓系統(tǒng)與排水系統(tǒng)，使地基在預壓過程中快速排水固結(jié)，縮短預壓時間，從而減小建筑物在使用期間的沉降量和不均勻沉降，同時增加一部分強度，以滿足逐級加荷條件下地基的穩(wěn)定性。第91頁/共92頁預壓法預壓法的設計，實質(zhì)上是根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷感謝您的觀看！第92頁/共92頁感謝您的觀看！第92頁/共92頁會計學93軟弱地基及其處理會計學1軟弱地基及其處理軟基處理概述加拿大特朗斯康谷倉，建于1913年。高31m，寬23m，片筏基礎。由于事前未探明有厚達16m的軟土層，建成儲存谷物后，西側(cè)突然陷入土中8.8米，東側(cè)抬高1.5m，倉身傾斜27o。地基強度不夠失事的谷倉第2頁/共92頁軟基處理概述加拿大特朗斯康谷倉，建于1913年。高31m，寬軟基處理概述路基滑坡由于路基下伏軟土地基，因其強度不夠而導致路基滑坡。第3頁/共92頁軟基處理概述路基滑坡由于路基下伏軟土地基，因其強度不夠而導致軟基處理概述因地基不均勻沉降導致墻體開裂第4頁/共92頁軟基處理概述因地基不均勻沉降導致墻體開裂第4頁/共92頁軟基處理概述地基沉降變形因其路面開裂第5頁/共92頁軟基處理概述地基沉降變形因其路面開裂第5頁/共92頁軟基處理概述地面塌陷第6頁/共92頁軟基處理概述地面塌陷第6頁/共92頁軟基處理概述

路基路面塌陷第7頁/共92頁軟基處理概述路基路面塌陷第7頁/共92頁軟基處理概述巖溶塌陷引起樁基折斷第8頁/共92頁軟基處理概述巖溶塌陷引起樁基折斷第8頁/共92頁軟基處理概述1.軟弱地基淤泥及淤泥質(zhì)土地基，即軟土地基沖填土地基人工填土地基高壓縮性土地基2.不良地基濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基、巖溶地基、松砂土地基二、地基處理對象第9頁/共92頁軟基處理概述1.軟弱地基二、地基處理對象第9頁/共92頁軟基處理概述軟弱與不良地基軟土雜填土沖填土飽和松砂濕陷黃土膨脹土有機質(zhì)土山區(qū)土巖溶第10頁/共92頁軟基處理概述軟弱與不良地基軟土雜填土沖填土飽和松砂濕陷黃土膨軟基處理概述軟弱地基在附加應力影響范圍內(nèi)主要受力層由軟土組成，則為軟弱地基。一般由軟弱土組成，軟弱土指淤泥、淤泥質(zhì)土、某些沖填土以及其他高壓縮性土。

1）淤泥和淤泥質(zhì)土是在靜水或緩慢流水的環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學作用而形成，是具有特殊性質(zhì)的粘性土。具有高含水率，高孔隙比，高壓縮性、抗剪強度低，觸變性和流變性等不良特征。第11頁/共92頁軟基處理概述第11頁/共92頁軟基處理概述2）沖填土沖填土是在疏浚河流或港口航道時，認為地由水力沖填泥砂形成的填土。它的顆粒組成隨泥砂來源而變，多為粘粒和粉粒，其次為砂粒。沖填土當粘粒含量較多時往往是欠固結(jié)的，其強度和壓縮性都比天然沉積的同類土差。

第12頁/共92頁軟基處理概述2）沖填土第12頁/共92頁軟基處理概述3）雜填土主要是人類在生產(chǎn)和生活活動中，堆填建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物形成的填土。這些土的組成物質(zhì)中，建筑垃圾性能較為穩(wěn)定，工業(yè)垃圾遇水會發(fā)生變化；生活垃圾成分極為復雜，混合不均勻。雜填土性質(zhì)與堆填年齡有關，填齡較短者往往是欠固結(jié)，一般填齡達到五年左右的雜填土，性質(zhì)才逐漸趨于穩(wěn)定。雜填土大多疏松且不均勻，在同一場地的不同位置，其承載力和壓縮性往往有較大差異。第13頁/共92頁軟基處理概述3）雜填土第13頁/共92頁軟基處理概述4）其他高壓縮性土飽和松散粉細砂(包括部分粉土)也應屬于軟弱地基范疇。其在動力荷載(機械振動、地震等)重復作用下將產(chǎn)生液化；基坑開挖時也會產(chǎn)生管涌。第14頁/共92頁軟基處理概述4）其他高壓縮性土第14頁/共92頁軟基處理概述不良地基主要受力層由具有特殊工程性質(zhì)的土層組成，這些土層包括：濕陷性黃土、膨脹土。

1）濕陷性黃土在我國西北和華北地區(qū)分布很廣，其顆粒以粉粒為主，顆粒間主要由碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物等可溶性鹽逐漸濃縮、沉淀形成的膠結(jié)物所膠結(jié)，孔隙比在1.0左右。天然黃土強度一般很高，能直立成壁，壓縮性也較低。但遇水后，由于水膜增厚和顆粒間鹽類膠結(jié)物質(zhì)溶于水而使土的結(jié)構(gòu)破壞，從而突然發(fā)生顯著的沉陷，強度也迅速降低。第15頁/共92頁軟基處理概述不良地基第15頁/共92頁軟基處理概述2）膨脹土天然狀態(tài)下強度很高，壓縮性較低。但由于其粘粒含量很高，且礦物成分主要為蒙脫石和伊利石，脹縮性顯著，吸水膨脹失水收縮，反復作用強度降低，不均勻變形較大，引起上部建筑物開裂。

3）山區(qū)土巖組合地基第16頁/共92頁軟基處理概述2）膨脹土第16頁/共92頁軟基處理概述三、地基處理目的1．增加地基土的剪切強度；2．降低地基土的壓縮性；3．改善地基的透水特性；4．改善動力特性（抗液化，抗震）；5．改善特殊土的不良地基的特性；主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等特殊土的不良地基特性。第17頁/共92頁軟基處理概述三、地基處理目的1．增加地基土的剪切強度；第17軟基處理概述

對于不能滿足強度、變形和穩(wěn)定性等要求的問題地基，必須經(jīng)過人工改良或加固后才能使用，這種改良和加固，就稱地基處理。四、地基處理定義第18頁/共92頁軟基處理概述對于不能滿足強度、變形和穩(wěn)定性等要求的問四軟基處理概述換土墊層法：密實法：表層密實法、重錘夯實法、強夯法、陣沖擠密樁法、土（灰土、二灰土)樁法、夯實水泥土樁法等置換法：碎石樁法、石灰樁法、CFG樁法膠結(jié)法：靜壓注漿法、高壓噴射注漿法、水泥土攪拌法排水固結(jié)法：堆載預壓法、真空預壓法、降低地下水法等加筋法：土工織物法、加筋土法、土錨、土釘、樹根樁法五、地基處理方法第19頁/共92頁軟基處理概述換土墊層法：五、地基處理方法第19頁/共92頁換土墊層法換填法墊層設計墊層材料工藝控制適用范圍淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土墊層厚度，墊層寬度砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣、工業(yè)廢渣、土工合成材料分層夯實，控制含水量第20頁/共92頁換土墊層法換填法墊層設計墊層材料工藝控制適用范圍淤泥、淤泥質(zhì)換土墊層法一、墊層法的概念當建筑物基礎下持力土層比較軟弱，不能滿足設計荷載或變形的要求時，常在地基表面鋪設一定厚度的墊層，或者把表面部分軟弱土層挖去，置換成強度較大的砂石素土等，處理地基表層，這類方法稱為墊層法。二、墊層法的分類按其組成材料分為：砂墊層、碎石墊層、灰土墊層和加筋土墊層。按墊層在地基中的主要作用又分為：換土墊層、排水墊層和加筋土墊層。

墊層的作用第21頁/共92頁換土墊層法一、墊層法的概念墊層的作用第21頁/共92頁換土墊層法1．提高地基承載力。地基中的剪切破壞是從基礎底面開始，隨著基底壓力的增大，逐漸向縱深發(fā)展。故強度較大的砂石等材料代替可能產(chǎn)生剪切破壞的軟弱土，就可避免地基的破壞。2．減少地基沉降量。3．墊層用透水材料可加速軟弱土層的排水固結(jié)。固結(jié)效果僅限于表層，對深部的影響并不顯著。4.防止凍脹。5.消除膨脹土的脹縮性。三、墊層法的作用第22頁/共92頁換土墊層法1．提高地基承載力。三、墊層法的作用第22頁/共9換土墊層法

換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層處理。常用于輕型建筑、地坪、堆料場地和道路工程等地基處理。當建筑物荷載不大，軟弱土層厚度較小時，采用換填墊層法能取得較好的效果。四、墊層法的適用范圍第23頁/共92頁換土墊層法換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃換土墊層法

墊層設計的主要內(nèi)容是確定斷面的合理寬度和厚度。設計的墊層不但要求滿足建筑物對地基變形及穩(wěn)定的要求，而且應符合經(jīng)濟合理的原則。1．墊層厚度的確定墊層的厚度必須滿足如下要求：當上部荷載通過墊層按一定的擴散角傳至下臥軟弱土層時，該下臥軟弱土層頂面所受的自重力與附加應力之和不大于同一標高處軟弱土層的地基承載力設計值，如圖6-1所示。其表達式為：換土墊層的設計第24頁/共92頁換土墊層法墊層設計的主要內(nèi)容是確定斷面的合理寬度和厚度換土墊層法圖6-1砂墊層剖面圖對于條形基礎：對于矩形基礎：第25頁/共92頁換土墊層法圖6-1砂墊層剖面圖對于條形基礎：對于矩形基換土墊層法b——矩形基礎或條形基礎底面的寬度（m）；l——矩形基礎底面的長度（m）;pk——基礎底面壓力（kPa）；z——基礎底面下墊層的厚度（m）；θ——墊層的壓力擴散角（°）;

——基礎底面處土的自重壓力。

一般砂墊層的厚度約為1-2m左右。砂墊層厚度一般不宜大于3m，太厚施工困難，也不宜小于0.5m，太薄則換土墊層的作用不顯著。第26頁/共92頁換土墊層法b——矩形基礎或條形基礎底面的寬度（m）；換土墊層法關于墊層寬度的計算，目前還缺乏可行的理論方法，在實踐中常常按照當?shù)啬承┙?jīng)驗數(shù)（考慮砂墊層兩側(cè)土的性質(zhì)）或按經(jīng)驗方法確定。常用的經(jīng)驗方法是擴散角法。此時矩形基礎的墊層底面的長度l′及寬度b′為：

l′≥l+2ztgθb′≥b+2ztgθ

式中b′、l′——墊層底面寬度及長度；

θ——墊層的壓力擴散角，仍按表5-2取值。條形基礎則只計算墊層底面寬度b′。2．砂墊層底面尺寸的確定第27頁/共92頁換土墊層法關于墊層寬度的計算，目前還缺乏可行的理論2．砂墊層換土墊層法砂墊層法需注意的問題：考慮到工程質(zhì)量，不應該用淺的墊層來解決加固上部荷載較大、深厚軟土的地基問題，在地震區(qū)使用砂墊層也應慎重考慮，另外砂墊層法不能解決由于上部荷載不均勻而產(chǎn)生的不均勻沉降。墊層頂面每邊最好比基礎底面大300mm，或從墊層底面兩側(cè)向上按當?shù)亻_挖基坑經(jīng)驗的要求放坡延伸至地面。整片墊層的寬度可根據(jù)施工的要求適當加寬。當墊層的厚度、寬度和放坡線確定后，即得砂墊層的設計斷面。第28頁/共92頁換土墊層法砂墊層法需注意的問題：考慮到工程質(zhì)量，不應該用淺的換土墊層法3.砂石墊層的施工及質(zhì)量檢驗1）砂石墊層施工材料要求：一般采用級配良好、質(zhì)地堅硬的粒料，顆粒的不均勻系數(shù)不能小于5，以中粗砂為好，可摻入一定量的碎石，但要分布均勻。細沙也可作為墊層材料，但不易壓實且強度不高，使用時一般摻入一定數(shù)量的碎卵石。含泥量和水穩(wěn)定性不良的砂料必須限制在一定范圍之內(nèi)。第29頁/共92頁換土墊層法3.砂石墊層的施工及質(zhì)量檢驗第29頁/共92頁換土墊層法在滿足墊層材料要求后，尚應注意以下墊層施工要點：（1）應注意將砂加密到要求的密實度，這是保證砂墊層質(zhì)量和承載力的關鍵。要求采用適合的加密方法，采用分層鋪砂，然后逐層振密。分層厚度視振動力的大小而定，一般為15-20cm之間。（2）鋪筑墊層前，應先行驗槽，清除浮土，保持邊坡穩(wěn)定。若基坑或基槽兩側(cè)有低于地基的孔洞、溝、井和墓穴等，應在未做墊層前加以填實。第30頁/共92頁換土墊層法在滿足墊層材料要求后，尚應注意以下墊第30頁/共9換土墊層法（3）當采用碎石墊層時，為防止基坑底部的表層軟土發(fā)生局部破壞而使建筑物基礎產(chǎn)生附加沉降，最好在基坑底部先鋪一層砂墊底，然后再鋪碎石墊層。鋪砂層時要注意對基坑底部土層的保護，不要對其擾動，防止產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞引起強度降低，引起大的附加沉降。（4）當砂石墊層底面由于建筑物構(gòu)造要求不在同一標高時，應注意分層搭接處的搗實，施工應按先深后淺的順序進行。第31頁/共92頁換土墊層法（3）當采用碎石墊層時，為防止基坑底部第31頁/共換土墊層法2）砂墊層質(zhì)量檢驗（1）環(huán)刀取樣法在夯實振搗后的砂墊層中用容積不小于200cm3的環(huán)刀取樣，測定干容重，以不小于該砂在中密狀態(tài)時的干容重數(shù)值為合格。一般為15.5kN/m3~16.0kN/m3。（2）貫入測定法先將墊層表面的砂刮去3cm左右，然后用貫入儀、鋼筋等工具以貫入度大小來衡量砂墊層的質(zhì)量。第32頁/共92頁換土墊層法2）砂墊層質(zhì)量檢驗第32頁/共92頁機械壓實法

夯（壓）實法對砂土地基及含水率在一定范圍內(nèi)的軟弱黏性土可提高其密實度和強度，減少沉降量。此法也適用于加固雜填土和黃土等。填方或地面淺表層常用的壓實方法是碾壓法、夯實法和振動壓實法，而淺層處理可采用重錘夯實法，深層處理可選擇強夯法。第33頁/共92頁機械壓實法夯（壓）實法對砂土地基及含水率在一定機械壓實法(一)重錘夯實法

重錘夯實法是運用起重機械將重錘(一般不輕于15kN)提到一定高度(3~4m)然后錘自由落下，這樣重復夯擊地基，使它表層(在一定深度內(nèi))夯擊密實而提高強度。它適用于砂土、稍濕的黏性土，部分雜填土、濕陷性黃土等，是一種淺層的地基加固方法。

重錘的樣式：常為一截頭圓錐體，重為15~30kN，錘底直徑0.7m~1.5m，錘底面自重靜壓力約為15~25kPa，落距一般采用2.5~4.0m。

有效影響深度：重錘夯實的有效影響深度與錘重、錘底直徑、落距及地質(zhì)條件有關。國內(nèi)某地經(jīng)驗，一般砂質(zhì)土，當錘重為15kN，錘底直徑1.15m，落距3~4m時，夯擊6~8遍，夯擊有效深度約為1.10~1.20m，為達到預期加固密實度和深度，應在現(xiàn)場進行試夯，確定需要的落距、夯擊遍數(shù)等。第34頁/共92頁機械壓實法(一)重錘夯實法重錘的樣式：常為一截頭機械壓實法

重錘的式樣常為一截頭圓錐體(圖6-13)，重為15~30kN，錘底直徑0.7m~1.5m，錘底面自重靜壓力約為15~30kPa，落距一般采用2.5~4.0m。

圖6-13夯錘第35頁/共92頁機械壓實法重錘的式樣常為一截頭圓錐體(圖6-1機械壓實法(二)強夯法

強夯法概念：用質(zhì)量達數(shù)十噸的重錘自數(shù)米高處自由下落，給地基以沖擊（圖6-14），從而提高一定深度內(nèi)地基土的密度、強度并降低其壓縮性的方法。

特點：夯擊能量大，因此影響深度也大。并具有工藝簡單，施工速度快、費用低、適用范圍廣、效果好等優(yōu)點。

強夯法適用范圍：處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。對飽和軟黏土地基中夾有多層粉砂可采用在夯坑中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料進行強夯置換處理，

第36頁/共92頁機械壓實法(二)強夯法特點：夯擊能量大，因此影機械壓實法1．強夯法加固的機理圖6-14強夯法示意圖（1）動力密實（2）動力固結(jié)（3）動力置換第37頁/共92頁機械壓實法1．強夯法加固的機理圖6-14強夯法示意圖（1機械壓實法2．強夯法設計(1)有效加固深度：(2)夯點的夯擊次數(shù)（最佳夯擊能）：

以夯坑的壓縮量最大，夯坑周圍地面隆起最小為原則，且最后兩擊或三擊的平均夯沉量不大于50~100mm。

(3)夯點可采用正方形或等邊三角形布置，間距以5~7m為宜。一般夯錘有效加固面積可以相連或重合。

(4)夯擊遍數(shù)通過試夯確定。

第38頁/共92頁機械壓實法2．強夯法設計(1)有效加固深度：(2)夯機械壓實法(5)間歇時間：

兩遍夯擊之間留出使土中超孔隙水壓力消散的時間，可以通過試夯過程中孔隙水壓力測量確定，當缺少實測資料時，可按3~7d考慮（適用條件是：飽和軟黏土地基中夾有多層粉砂或采用在夯坑中回填塊石、碎礫石、卵石等粒料進行強夯置換時）。第39頁/共92頁機械壓實法(5)間歇時間：兩遍夯擊之間留機械壓實法強夯法第40頁/共92頁機械壓實法強夯法第40頁/共92頁機械壓實法強夯法第41頁/共92頁機械壓實法強夯法第41頁/共92頁機械壓實法第42頁/共92頁機械壓實法第42頁/共92頁機械壓實法強夯法第43頁/共92頁機械壓實法強夯法第43頁/共92頁機械壓實法第44頁/共92頁機械壓實法第44頁/共92頁機械壓實法三、振沖法概念：

利用振沖器在土層中振動和水流噴射的聯(lián)合作用成孔，然后填入碎石料并提拔振沖器逐段振實形成剛度較大的碎石樁的地基處理方法。

適用范圍：

適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強度不小于20kPa的飽和黏性土和飽和黃土地基，應在施工前通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

第45頁/共92頁機械壓實法三、振沖法概念：適用范圍：第45頁/共92頁機械壓實法振沖法對砂性土地基的加固原理：

振動力除直接將砂層擠壓密實外，還向飽和砂土傳播加速度，因此在振沖器周圍一定范圍內(nèi)砂土產(chǎn)生振動液化，液化后的土顆粒在重力、上覆土壓力及外添填料的擠壓下重新排列變得密實，孔隙比大為減小，從而提高地基承載力及抗振能力；另一方面，依靠振沖器的重復水平振動力，在加回填料情況下，通過填料使砂層擠壓加密。第46頁/共92頁機械壓實法振沖法對砂性土地基的加固原理：振動機械壓實法振沖器構(gòu)造示意圖振沖施工過程振沖法主要的施工機具和施工工藝：第47頁/共92頁機械壓實法振沖器構(gòu)造示意圖振沖施機械壓實法振沖樁方法第48頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第48頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第49頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第49頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第50頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第50頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第51頁/共92頁機械壓實法振沖樁方法第51頁/共92頁機械壓實法第52頁/共92頁機械壓實法第52頁/共92頁機械壓實法第53頁/共92頁機械壓實法第53頁/共92頁機械壓實法第54頁/共92頁機械壓實法第54頁/共92頁高壓注漿法高壓噴射注漿法

概念：高壓噴射注漿法是采用注漿管和噴嘴，借高壓將水泥漿等從噴嘴射出，直接破壞地基土體，并與之混和，硬凝后形成固結(jié)體，以加固土體和降低其滲透性的方法。

適用范圍：適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑可塑黏性土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。

分類：高壓噴射注漿法按噴射方向和形成固體的形狀可分為旋轉(zhuǎn)噴射、定向噴射和擺動噴射三種類別。按注漿的基本工藝可分為單管法（漿液管）、二重管法（漿液管和氣管）、三重管法（漿液管、氣管和水管）和多重管法（水管、氣管、漿液管和抽泥漿管）等。加固形狀可分為柱狀、壁狀、條狀和塊狀。第55頁/共92頁高壓注漿法高壓噴射注漿法概念：高壓噴射注漿法是高壓注漿法1．加固機理

對天然地基土的加固硬化機理和形成復合地基以加固地基土、提高地基土強度、減少沉降量。2．高壓噴射注漿法的施工①首先進行施工前的準備；②樁機按布好的樁點就位；③開機鉆孔至設計深度；④高壓噴射注漿；⑤邊注漿邊提升；⑥成樁結(jié)束提管沖洗。第56頁/共92頁高壓注漿法1．加固機理對天然地基土的加固硬化機高壓注漿法

高壓噴射注漿法在工程上的應用主要有兩方面：

1.加固地基，提高建筑物地基的承載力，改善地基的變形性質(zhì)，既可應用于擬建建筑物的地基處理，又可應用于已建建筑物的事故處理。

2.地基或土體的防滲處理，形成防滲帷幕，防止?jié)B流破壞、流土或管涌。第57頁/共92頁高壓注漿法高壓噴射注漿法在工程上第57頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法基本概念

CFG樁，是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。通過調(diào)整水泥的用量及配比，可使樁體強度等級在C5～C20之間變化，最高可達C25，相當于剛性樁。由于樁體剛度很大，區(qū)別于一般柔性樁和水泥土類樁，因此，常常在樁頂與基礎之間鋪設一層150-300mm厚的中砂、粗砂、級配砂石或碎石，以利于樁間土發(fā)揮承載力，與樁組成復合地基。第58頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法基本概念第58頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法長螺旋鉆機第59頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法長螺旋鉆機第59頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第60頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第60頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第61頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第61頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第62頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法第62頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法

褥墊層在水泥粉煤灰碎石樁復合地基中具有重要作用，它可起到保證樁土共同承擔荷載、調(diào)整樁與土垂直及水平荷載的分擔和減小基礎底面的應力集中的作用。適用范圍

適用于處理黏性土、粉土、砂土和已完成自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

第63頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法褥墊層在水泥粉煤灰碎石樁復合水泥粉煤灰碎石樁法加固原理

CFG樁法也是通過在地基中形成樁體作為豎向加固體，與樁間土組成復合地基，共同承擔基礎、回填土及上部結(jié)構(gòu)荷載。當樁體強度較高時，CFG樁類似于鋼筋混凝土樁，這樣，在常用的幾米到二十多米樁長范圍內(nèi)，樁側(cè)摩阻力都能發(fā)揮，不存在柔性樁或半剛性樁存在的有效樁長的現(xiàn)象。因此，無論是承載力提高幅度及處理深度都較柔性樁和半剛性樁為優(yōu)。第64頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法加固原理第64頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法CFG樁復合地基的工程特性

1.承載力提高幅度大，可調(diào)性強由于褥墊層對樁和樁間土的變形協(xié)調(diào)作用，樁距大小不影響樁、土承載力的發(fā)揮；CFG樁的樁身強度高，可保證樁長較大時，全樁長發(fā)揮作用，充分利用土對樁的側(cè)阻力、端阻力，不會像柔性樁、低強度樁一樣受“有效樁長”的限制。因此CFG樁復合地基設計時，可以根據(jù)需要，靈活調(diào)整樁距和樁長，其承載力調(diào)整的幅度非常大。根據(jù)已有的工程實例，天然地基承載力的提高幅度從50％～400％。第65頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法CFG樁復合地基的工程特性第65頁/共水泥粉煤灰碎石樁法2.沉降量和差異沉降控制效果好實際工程中，CFG樁的材料強度等級與普通灌注樁相近，在豎向受力時，其單樁承載力、沉降量與同等條件下的灌注樁相差無幾，因此其絕對沉降量在復合地基中是最小的幾種形式之一。此外由于有褥墊層的變形協(xié)調(diào)作用，基礎的局部傾斜、相鄰柱基的沉降差也得以減小。因此其沉降量和差異沉降量控制效果好。第66頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法2.沉降量和差異沉降控制效果好第66頁/水泥粉煤灰碎石樁法3.適應范圍廣

以地基形式而言，CFG樁既可適用于條形基礎、獨立基礎，也可用筏基和箱形基礎。就土性而言，CFG樁可用于處理黏性土、粉土、砂土和填土。既可用于擠密效果好土，也可用于擠密效果差的土。當CFG樁用于擠密效果好的土時，承載力的提高既有擠密作用、又有置換作用；當CFG樁用于不可擠密土時，承載力的提高只有置換作用。對淤泥質(zhì)土和天然地基承載力較低的土，應按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定CFG樁的適用性。第67頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法3.適應范圍廣第67頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法褥墊層的作用及合理厚度

一、作用由級配砂石、粗砂、碎石等散體材料組成的褥墊，在復合地基中有如下幾種作用：1.保證樁、土共同承擔荷載

褥墊層的設置為CFG樁復合地基在受荷后提供了樁向上、向下刺入的條件；即使樁端位于硬土層上，至少可以提供上刺入條件，以保證樁間土始終參與工作。2.減少基礎底面的應力集中

第68頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法褥墊層的作用及合理厚度2.減少基礎底面的水泥粉煤灰碎石樁法3.褥墊層厚度可以調(diào)整樁、土水平荷載分擔比

當基礎承受水平荷載時，不同褥墊厚度、樁頂水平位移Up和水平荷載Q的關系表明，褥墊層厚度越大，樁頂水平位移越小，即樁頂受的水平荷載越小。試驗表明，褥墊厚度不小于10cm時，樁體不會發(fā)生水平折斷，也就是說樁在復合地基中不會失去工作能力。二、褥墊的合理厚度

對剛性樁復合地基，褥墊厚度過小，樁對基礎將產(chǎn)生很顯著的應力集中，需要考慮樁對基礎的沖切，勢必造成基礎加厚。如果基礎承受水平荷載，可能造成復合地基樁發(fā)生斷裂。同時，樁間土承載能力不能充分發(fā)揮，必然增加樁的數(shù)量或樁長。第69頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法3.褥墊層厚度可以調(diào)整樁、土水平荷載分擔比水泥粉煤灰碎石樁法但是如果褥墊層厚度過大，一方面，造成浪費，相當于換土回填；另一方面，使得褥墊層下復合地基表面的樁土應力比n很小，意味著淺層地基土承擔了較高的荷載，而淺層地基土的強度往往又較低。雖然淺層土分擔的荷載會很快向樁轉(zhuǎn)移，但淺層土壓縮變形造成的過大沉降量，實際上使復合地基中設置的樁失去意義。因此，褥墊厚度的合理性在于既要保證樁在水平荷載作用下不會發(fā)生斷裂，又要合理發(fā)揮樁和樁間土的承載能力。

褥墊層宜取100-300mm。三、褥墊層材料選取

褥墊層材料宜取粗砂、中砂、級配砂石，碎石的最大粒徑不宜大于30mm。第70頁/共92頁水泥粉煤灰碎石樁法但是如果褥墊層厚度過大，一方面，造成浪費，水泥粉煤灰碎石樁法

水泥粉煤灰碎石樁可只在基礎范圍內(nèi)布置，樁徑可取350