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地基处理 PAGE 15 - 地基处理 第一章 概述 地基（Foundation, Subgrade）是指承托建筑物基础的一部分土体。建筑地基一般有以下几方面的问题： 强度和稳定性：当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部和整体剪切破坏； 变形：当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时，会影响结构物的使用功能；当大于建筑物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂； 渗漏：由于地下水在运动中会产生水量的损失，或因潜蚀和管涌而可能导致建筑物产生事故： 液化：在动力荷载作用下，会引起饱和松散粉细砂或部分粉土产生液化，使土体失去抗剪强度近似液体特性的现象，从而导致地基失稳和震陷。 地基处理（Ground Treatment）是指天然地基很软弱，不能满足地基承载力和变形的设计要求，而地基需经过人工处理再建造基础者。 地基处理方法的分类： ①按时间分为临时处理和永久处理： ②按处理深度可分为浅层处理和深度处理； ③按处理的基本方法，可分为：置换、夯实、挤密、排水固结等处理方法。 选择地基处理方案的基本原则： 首先是稳妥的原则，特别是对重大工程，首先选择在本地区长期使用，被反复证明效果好，质量能够有效控制的地基处理方法。对于次要工程，需要鼓励使用新的地基处理方法，以利于地基处理的理论发展与增加实践经验； 其次是满足时间要求的原则。一般时间短的处理方法价格高，时间长的方法价格低。选用的地基处理方法必须要满足工程工期要求。 第三是经济的原则。地基处理后要能够满足建筑物对地基的承载力和变形的要求即可，并不是加固后地基承载力越高越好。对于施工工期，只要能够按照总体计划完工，尽量选择费用较低的地基处理方法。 第四是环保的原则。有些地基处理的方法会产生污水，如振冲碎石柱。有些方法可能对地下水有影响，如化学加固法。这时需要考虑加固区对环保的要求，不能造成有害的污染。 确定处理方案的步骤： 在选择地基处理方案前应具备的资料 勘察资料、施工时可以对周围环境造成的影响、确定地基处理的范围、类似场地上同类工程的处理经验。 确定地基处理方案的步骤： 根据搜集的资料，初步选定可供考虑的几种地基处理方案。 对初步选定的几种地基处理方案，应分别从预期处理效果、材料来源和消耗、施工机具和进度、对周围环境的影响等各种因素，进行技术经济分析和对比，从中选择最佳的地基处理方案。 对已选定的地基处理方案，根据建筑物的安全等级和场地复杂程度，可在有代表性场地上进行相应的现场实体试验，以检验设计参数、选择合理的施工方法和确定处理效果。 地基处理效果检验：地基加固后一段时间，应对地基加固效果进行检验，检验方法有：钻孔取样、静力触探试验，标准贯入试验、载荷试验、取芯试验等。 第二章 换 填 第一节 概述 定义：当软弱土地基承载力和变形满足不了设计要求，而且软弱土层不很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分挖除，然后分层换填强度较大的材料，并且夯实到要求的密实度，这种地基处理方法称为换填法。处理深度一般为1～3m。 特点： 小面积换填：压缩变形量小、沉降延续时间短、影响浅； 大面积换填：压缩变形量大、沉降延续时间长、影响深。 第二节 设计 换填法地基处理的设计内容包括垫层的厚度设计和宽度设计 遵循的原则：满足两个条件：要有足够的厚度以置换可能受到剪切破坏的软弱土层；有足够的宽度可以防止垫层向两侧挤出而增加沉降。 p p 回填土 换填土 b′ d z b θ Pc Pz 图2—1换填土层剖面图 厚度（z）设计：图2—1中，d为基础埋深，z为夯实后换填土的厚度， z根据换填材料层底部软弱土层的承载力确定，满足下式： pc＋pz≤fz 式中：pc：为换填材料层底面处土的附加应力；pz：为换填材料层底面处土的自重应力，自原地面起算；fz：为换填材料层底面处土层经深度和宽度修正后的地基承载力设计值。 pz可由应力扩散角公式计算： 条形基础： 矩形基础： 式中：b：为条形基础或矩形基础底面宽度；l：为矩形基础底面长度；p：为基础底面压力；pc：为基础底面处土的自重应力；z：为换填材料层厚度；θ：为换填材料层的应力扩散角，可按表2—1取值（依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—91））： 表2—1 应力扩散角θ 换填材料 z/b 中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、卵石、碎石 粘性土和粉土 （8＜Ip＜14） 灰土 0.25 20° 6° 30° ≥0.50 30° 23° 注：（1）当z/b＜0.25时，除灰土仍取θ＝30°，其余材料取θ＝0°； （2）当0.25＜z/b＜0.50时，θ可内插求得。 宽度（b′）设计：换填土宽度b′确定的主要依据是基础底