地基处理内部讲义1.pdf

同济大学地基处理内部讲义 (一） 一、 处理方法与特点 二、 复合地基计算原理 三、 换填法设计 四、 强夯法设计 五、 预压法设计 六、 水泥土搅拌法设计 七、 托换技术 4.1 地基处理方法 4.1.1 地基处理的目的 软土地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、 排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加 固，用以改良地基土的工程特性，主要包括： 1)提高地基的抗剪切强度 2)降低地基的压缩性 3)改善地基的透水特性 一种增加地基土的透水 性加快固结，另一种是降低透水性或减少其水压 力（基坑抗渗透）。 4.1.2 地基处理方法分类及应用范围 软土地基处理的基本方法主要有置换、夯实、挤 密、排水、胶结、加筋、和热学等方法。 常用地基处理方法的原理、作用及适用范围如 下。 1. 换土垫层法 (1)垫层法 其基本原理是挖除浅层软弱土或不良 土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂 (或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫 层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、 混合干渣和原状干渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿 灰。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉 降量；常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行 施工。 该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的 回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层 (淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及 已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填 筑。一般处理深度为2～3m。适用于处理浅层非 饱和软弱土层、素填土和杂填土等。 (2)强夯挤淤法 采用边强夯、边填碎石、边挤淤 的方法，在地基中形成碎石墩体。可提高地基承 载力和减小变形。 适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过 现场试验才能确定其适应性。 2.振密、挤密法 振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振 动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达 到地基处理的目的。软土地基中常用强夯法 强夯法 利用强大的夯击能，迫使深层土液化和 动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度 并降低其压缩性。 3.排水固结法 其基本原理是软土地基在附加荷 载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小， 产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔 隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基 抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉 降速率。 排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排 水可以利用天然土层本身的透水性，尤其是上海 地区多夹砂薄层的特点，也可设置砂井、袋装砂 井和塑料排水板之类的竖向排水体。加压主要是 地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固 软弱的粘土，在一定条件下，采用电渗排水井点 也是合理而有效的。 (1)堆载预压法 在建造建筑物以前，通过临时堆 填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部 分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地 基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物。 临时的预压堆载一般等于建筑物的荷载，但为了 减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大 于建筑物荷载，称为超载预压。 为了加速堆载预压地基固结速度，常可与砂井法 或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄，透 水性较好，也可单独采用堆载预压法。 适用于软粘土地基。 (2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等) 在软 粘土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设 砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道， 缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增 长。砂井法通常辅以堆载预压，称为砂井堆载预 压法。 适用于透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等 有机质沉积物不适用。 (3)真空预压法 在粘土层上铺设砂垫层，然后用 薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽 气，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加 速地基固结。 适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳 定负压边界条件的软土地基。 (4)真空-堆载联合预压法 当真空预压达不到要 求的预压荷载时，可与堆载预压联合使用，其堆 载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。 适用于软粘土地基。 (5)降低地下水位法 通过降低地下水位使土体中 的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地 基固结。 适用于地下水位接近地面而开挖深度不大的工 程，特别适用于饱和粉、细砂地基。 (6) 电渗排水法 在土中插入金属电极并通以直流 电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴 极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近 补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程 上常利用它降低粘性土中的含水量或降