第5章 地基处理 基础工程课件(建工).pptVIP

第五章 地基处理 第一节 概 述 地基处理的对象和目的 研究对象：软弱地基和特殊土地基。 1. 软土：淤泥及淤泥质土的总称为软土。 其特性是含水率高、孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、抗剪强度低。 软土地基承载力低，在外荷载作用下，地基变形大，不均匀变形也大，且变形稳定历时较长，在比较深厚的软土层上，建筑物基础的沉降往往持续数年甚至数十年之久。 软土地基是在工程实践中最需要人工处理的地基。 3. 冲填土：在整治和疏浚江河航道时，用挖泥船通过泥浆泵将夹大量水分的泥砂吹到江河两岸而形成的沉积土。 其工程性质主要取决于颗粒组成、均匀性和排水固结条件。 如以粘性土为主的冲填土往往是欠固结的，其强度较低且压缩性较高，一般需经过人工处理才能作为建筑物地基； 如以砂性土或其它粗颗粒土所组成的冲填土，其性质基本上与砂性土相类似，可按砂性土考虑是否需要进行地基处理。 4. 其它高压缩土: 饱和松散粉细砂及部分粉土。 在机械振动、地震等动力荷载的重复作用下，有可能会产生液化或震陷变形。 在基坑开挖时，也可能会产生流砂或管涌。 5. 特殊土地基：大部分带有地区性特点，包括湿陷性黄土、膨胀土和冻土等。 进行地基处理的目的： 提高地基的强度，保证地基的稳定 降低地基的压缩性、减少地基的沉降和不均匀沉降 改善地基的渗透性和渗透稳定 防止地震时地基土的振动液化 消除特殊性土的湿陷性、胀缩性和冻胀性 二、地基处理方法的分类 按地基处理作用机理可分为置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和冷热等处理方法。 换土垫层法 密实法 排水固结法 加筋法 化学加固法 三 地基处理的原则及其注意事项 原则：“有的放矢”、“对症下药” 注意事项： 1. 针对地质条件和工程特点选用合适的地基处理方法； 2. 所选用的处理方法必须符合土力学的基本原理; 3. 根据地基处理的时效特点进行工程验算与控制; 4. 重视地基处理的工程经验。 地基处理方法的选择 第二节 垫层法(换填法) 当建筑物基础下持力土层比较软弱，不能满足设计荷载或变形的要求时，常在地基表面铺设一定厚度的垫层，或者把表面部分软弱土层挖去，置换强度较大的砂石素土等，处理地基表层，并分层夯压至要求的密实度，这类方法称为垫层法。 按垫层在地基中的主要作用又分为换土垫层、排水垫层和加筋土垫层等。 适用条件：适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理，且建筑物荷载不太大的地基。 换填法的处理深度通常宜控制在3m以内较为经济合理，但不应小于0.5m。 按换填材料的不同，可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、粉煤灰垫层等。其沉降特点基本相似，设计均可参照砂垫层方法。 垫层法的作用 (1)提高地基承载力 地基中的剪切破坏是从基础底面开始的，并随着基底压力的增大而逐渐向纵深发展。因此，若以强度较大的砂或其它填筑材料代替软弱土层，就可提高地基承载力，从而避免地基破坏。 (2)减少地基沉降量 基础下地基浅层部分的应力较大，其沉降量一般在地基总沉降中所占的比例也较大，若以密实的砂或密实填筑材料代替浅层软弱土，就可减少地基的大部分沉降量。另外，由于密实垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧土层上的压力较小，因此也相应减少了下卧土层的沉降量。 (3) 加速软弱土层的排水固结 (4) 防止地基土冻胀 垫层的设计与计算 主要的设计内容是：确定垫层的厚度和宽度。 对于换土垫层 垫层有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层； 垫层有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。 对于排水垫层 主要是在基础底面下设置厚度为30cm的砂、砂石或碎石等透水性大的垫层，以形成一个排水层，从而促使软弱土层的排水固结。 (一)垫层厚度的确定 垫层厚度根据垫层底面下卧软弱土层的承载力来确定，即要求作用在垫层底面处土的自重压力与附加压力之和不大于下卧软弱土层顶面处的地基承载力，应满足下式要求： (二)垫层宽度的确定 应满足基础底面压力扩散的要求 垫层侧面土的强度条件，以防止垫层材料向侧边挤出而增加垫层的竖向变形量。 垫层的宽度可按压力扩散角的方法进行计算，或根据当地经验确定。 式中 —垫层底面宽度(m)； ?—垫层压力扩散角。 (三)地基变形计算 对于重要的建筑物或垫层下存在软弱下卧层的建筑物，还应进行地基的变形计算。 换土垫层后的建筑物地基沉降由垫层自身的变形量和下卧土层的变形量两部分所构成，即 式中 s1—基础沉降量(cm)； s2—垫层自身变形量(cm)； s—压缩层