基礎(chǔ)工程第二版地基處理課件

1、2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理1l 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述l 第二節(jié)第二節(jié) 復合地基概論復合地基概論l 第三節(jié)第三節(jié) 換填墊層法換填墊層法l 第四節(jié)第四節(jié) 排水固結(jié)法排水固結(jié)法l 第五節(jié)第五節(jié) 密實法密實法l 第六節(jié)第六節(jié) 化學加固法化學加固法l 第七節(jié)第七節(jié) 土工合成材料土工合成材料第七章第七章 地基處理地基處理 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理2第七章第七章 地基處理地基處理 地基處理的對象對象主要是軟弱地基和特殊土地基。 軟弱地基系指主要由軟土（淤泥、淤泥質(zhì)土）、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一一. . 地基處理的對象和目的

2、地基處理的對象和目的 軟土的特性是含水率高、孔隙比大、滲透系數(shù)小、壓縮性高、抗剪強度低。軟土地基承載力低，在外荷載作用下，地基變形大，不均勻變形也大，且變形穩(wěn)定歷時較長，在比較深厚的軟土層上，建筑物基礎(chǔ)的沉降往往持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年之久。軟土地基是在工程實踐中最需要人工處理的地基。 1. 軟土：軟土：淤泥及淤泥質(zhì)土的總稱為軟土。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理3 雜填土主要特性是強度低、壓縮性高和均勻性差，即使在同一建筑場地的不同位置，其地基承載力和壓縮性也有較大差異。雜填土未經(jīng)人工處理一般不宜作為持力層。 2. 雜填土：雜填土：由人類活動所形成的建筑垃圾、工業(yè)廢棄物和生活垃圾等無規(guī)則

3、堆填物。 3. 沖填土：沖填土：在整治和疏浚江河航道時，用挖泥船通過泥漿泵將夾大量水分的泥砂吹到江河兩岸而形成的沉積土。 沖填土的工程性質(zhì)主要取決于顆粒組成、均勻性和排水固結(jié)條件，如以粘性土為主的沖填土往往是欠固結(jié)的，其強度較低且壓縮性較高，一般需經(jīng)過人工處理才能作為建筑物地基；如以砂性土或其它粗顆粒土所組成的沖填土，其性質(zhì)基本上與砂性土相類似，可按砂性土考慮是否需要進行地基處理。 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理4 對軟弱土和特殊土進行地基處理，其目的目的就是為了提高地基的強度和保證地基的穩(wěn)定、降低地基的壓縮性、減少地基的沉降和不均勻沉降、防止地震時地基土的振動液化以及消除特殊性土

4、的濕陷性、脹縮性和凍脹性。 4. 其它高壓縮土其它高壓縮土: 飽和松散粉細砂及部分粉土，在機械振動、地震等動力荷載的重復作用下，有可能會產(chǎn)生液化或震陷變形。另外，在基坑開挖時，也可能會產(chǎn)生流砂或管涌。因此，對于這類地基土，往往需要進行地基處理。5. 特殊土地基：特殊土地基：大部分帶有地區(qū)性特點，包括濕陷性黃土、膨脹土和凍土等。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理5二、地基處理方法的分類二、地基處理方法的分類 地基處理方法的分類可有多種多樣。如：按時間按時間可分為臨時處理和永久處理； 按處理深度按處理深度可分為淺層處理和深層處理； 按處理土性對象按處理土性對象可分為砂性土處理和粘性土處理，

5、飽和土處理和非飽和土處理； 按地基處理作用機理按地基處理作用機理可分為置換、固結(jié)、密實、膠結(jié)、加筋和冷熱等處理方法 。 其中最本質(zhì)的是根據(jù)地基處理作用機理進行分類，其具體分類以及加固原理、適用范圍見表7-1。 五大類：置換法、排水固結(jié)法、深層密實法、化學加五大類：置換法、排水固結(jié)法、深層密實法、化學加固法、加筋法。固法、加筋法。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理6三三 、地基處理的原則及其注意事項、地基處理的原則及其注意事項 地基處理是一門技術(shù)性和經(jīng)驗性很強的應用學科。在選擇地基處理方法之前，必須認真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點，并結(jié)合當?shù)氐慕?jīng)驗，選擇經(jīng)濟有效的處理方法。地基處理的幾

6、條原則。1. 針對地質(zhì)條件和工程特點選用合適的地基處理方法；2. 所選用的處理方法必須符合土力學的基本原理;3. 根據(jù)地基處理的時效特點進行工程驗算與控制;4.加強管理、嚴格計量、及時檢測、減少人為因素影響 ；5. 重視地基處理的工程經(jīng)驗。 在眾多的地基處理方法中，加固機理、理論分析和計算方法等都尚需進一步研究，因此，經(jīng)驗具有相當重要的作用。巖土工程師必須不斷的研究和總結(jié)。因地制宜，切忌機械地搬用。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理7 復合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基。

7、在荷載作用下，該地基中的基體和增強體協(xié)同工作共同承擔荷載的作用。 根據(jù)地基中增強體的性質(zhì)和布置方向，復合地基可以進一步分為：第二節(jié)第二節(jié) 復合地基概論復合地基概論加筋體復合地基等水平向增強體，如各種樁、樹根樁等剛性樁復合地基，如石灰樁、水泥攪拌樁等半剛性樁復合地基，如粘結(jié)材料樁樁等合地基，如砂樁、碎石散體材料樁：柔性樁復豎向增強體復合地基CFG 復合地基中人工增強體的存在，使其區(qū)別于相對均勻的天然地基；而增強體與基體共同承擔荷載的特性，又使其不同于樁基礎(chǔ)。 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理8 一、復合地基的承載力計算一、復合地基的承載力計算 豎向增強體復合地基的承載力特征值，應通過現(xiàn)

8、場復合地基載荷試驗確定，初步設(shè)計時也可根據(jù)以下兩種思路進行估算：第一種思路是將增強體和基體分開考慮，分別確定各自的承載力，再根據(jù)一定原理進行疊加，從而得到復合地基承載力。第二種思路是將增強體和基體組成的復合體作為一個整體進行考慮，采用穩(wěn)定分析法進行計算。如通過地基滑弧穩(wěn)定分析法確定復合地基承載力，在穩(wěn)定分析中采用復合體的綜合指標。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理9 1.將增強體和基體分開考慮將增強體和基體分開考慮 根據(jù)第一種思路，樁體和樁間土共同承擔上部荷載，則復合地基的承載力特征值一般可按下式估算：skskpkspk)1 ()1 (fmARmfmmffpa(7-1) 式中 fspk

9、復合地基承載力特征值(kPa)； fpk樁體單位截面積承載力特征值(kPa)，宜通過單樁載荷試驗確定； fsk處理后樁間土承載力特征值(kPa)，宜按當?shù)亟?jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時，可取天然地基承載力特征值； m復合地基樁土面積置換率，m=Ap/A，其中Ap為樁體截面積，為單樁對應的加固面積； 樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時可按表7-2取值。 習題7-22021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理10 對于小型工程的粘性土地基，如無現(xiàn)場載荷試驗資料時，散體材料樁復合地基的承載力特征值也可按下式進行計算：(7-3) skspk) 1(1fnmf 式中，n為樁土應力比，即復合地基受力時

10、樁體分擔的應力與樁間土分擔的應力之比，在無實測資料時，可取24，原土強度低取大值，原土強度高取小值。 復合地基中樁體承載力特征值，宜通過現(xiàn)場單樁載荷試驗確定。當無單樁載荷試驗資料時，對于粘結(jié)材料樁復合地基，樁體承載力特征值可按式(7-3)估算，并同時滿足式(7-4)的要求：nippisipaAqlquR1pcuaAfR(7-4) 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理11 對于散體材料樁復合地基，在荷載作用下樁體易發(fā)生鼓脹，樁周土進入塑性狀態(tài)，樁體極限承載力主要取決于樁側(cè)土體所能提供的最大側(cè)限力。散體材料樁復合地基的樁體極限承載力可通過計算樁間土側(cè)向極限應力來計算，其一般表達式為： 式中

11、ru樁間土能提供的側(cè)向極限壓力（kPa）； Kp樁體材料的被動土壓力系數(shù)。ppuKfru2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理12 2.將增強體和基體組成的復合體作為一個整體考慮 根據(jù)第二種思路，通常是將增強體和基體作為一個整體，首先求出復合地基的綜合抗剪強度，然后采用常規(guī)的圓弧穩(wěn)定分析法求出最小安全系數(shù)，再利用此安全系數(shù)計算復合地基的承載力。因此，采用這種方法確定復合地基承載力的核心是確定復合地基的抗剪強度，一般可以假定樁體和基體均發(fā)揮抗剪強度，則復合地基的綜合抗剪強度可用下式表示：ssssppspspspzpcmzpncmmmtancos1tancos122在圓弧穩(wěn)定分析法計算中，假設(shè)

12、的圓弧滑動面往往經(jīng)過加固區(qū)和未加固區(qū)，地基土的強度應分區(qū)計算。未加固區(qū)采用天然地基土體強度指標，加固區(qū)采用復合土體綜合強度指標。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理13 二、復合地基的沉降計算二、復合地基的沉降計算 在各類復合地基沉降實用計算方法中，通常把荷載作用下復合地基總沉降量分為加固區(qū)壓縮量和加固區(qū)下臥層土體壓縮量兩部分，即可用下式表示： s=s1+s2 （一）加固區(qū)壓縮量s1的計算 復合地基加固區(qū)壓縮量的計算方法主要有以下三種方法： 1、復合模量法 將復合地基加固區(qū)中增強體和基體兩部分視為一復合土體，采用復合壓縮模量來評價復合土體的壓縮性，并采用分層總和法計算加固區(qū)壓縮量，表達式

13、為：niipsiiHEps112021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理14 豎向增強體復合地基復合壓縮模量Eps通常采用面積加權(quán)平均法計算，即 Eps=mEp+(1-m)Es式中 Ep , Es分別為樁體和樁間土體的壓縮模量(MPa)。 2、應力修正法 在豎向增強體復合地基中，增強體的存在使作用在樁間土上的應力比作用在復合地基上的平均應力要小，根據(jù)樁間土實際承擔的荷載，按照樁間土的壓縮模量，采用分層總和法計算加固區(qū)土層的壓縮量，在計算分析中忽略增強體的存在，表達式為：ninissisisisisisHEpHEps1111式中 s應力修正系數(shù)2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理15 3、

14、樁身壓縮量法 在荷載作用下復合地基加固區(qū)的壓縮量也可通過計算樁體壓縮量進行計算，設(shè)樁底端刺入下臥土層的沉降變形為，則加固區(qū)土層的壓縮量s1的計算式可表示為：式中 sp樁體壓縮量（mm）； p應力集中系數(shù)，； l樁身長度，即等于加固區(qū)厚度(m)； Ep樁身材料變形模量(MPa)； pbo樁底端端承力密度（kPa）。pss1lEppspbopp22021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理16 （二）加固區(qū)下臥層土體壓縮量s2的計算 復合地基加固區(qū)下臥層土層壓縮s2量通常采用傳統(tǒng)分層總和法計算。 在分層總和法計算中，作用在下臥層土體上的荷載或土體中附加壓力是難以精確計算的。目前在工程應用上，常見的方

15、法是將加固區(qū)底面的附加應力pb首先算出，再采用布西奈斯克(Boussinesq)彈性理論求解下臥土層中的附加應力。pb的計算以應力擴散法和等效實體法最具代表性，計算簡圖如圖7-1所示。此外，有限單元法等數(shù)值計算方法，也可應用于復合地基的沉降計算，但過于復雜，且參數(shù)確定缺少簡單、有效的方法，目前尚難以廣泛地直接應用于工程設(shè)計。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理17 （a）壓力擴散法 （b）等效實體法 圖7-1 應力擴散法和等效實體法 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理18 換填墊層法就是將基礎(chǔ)底面下一定深度范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去，然后換填強度較大的砂、碎石、素土、灰土、粉

16、煤灰、礦渣等性能穩(wěn)定且無侵蝕性的工業(yè)廢渣材料，并分層夯壓至要求的密實度。換填墊層法可有效地處理荷載不大的建筑物地基問題，常可用作為不良地基淺層處理的方法。 換填墊層法處理地基時換填材料所形成的墊層，按其材料的不同，可分為砂墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層和礦渣墊層等。對于不同材料的墊層，雖然其應力分布有所差異，但測試結(jié)果表明，其極限承載力還是比較接近的，并且不同材料墊層上建筑物的沉降特點也基本相似，故各種材料墊層的設(shè)計都可參照砂墊層方法進行。 第三節(jié)第三節(jié) 換填墊層法換填墊層法2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理19 換填墊層法處理地基的作用主要有以下幾個方面： (1)提高

17、地基承載力 地基中的剪切破壞是從基礎(chǔ)底面開始的，并隨著基底壓力的增大而逐漸向縱深發(fā)展。因此，若以強度較大的砂或其它填筑材料代替軟弱土層，就可提高地基承載力，從而避免地基破壞。 (2)減少地基沉降量 基礎(chǔ)下地基淺層部分的應力較大，其沉降量一般在地基總沉降中所占的比例也較大，若以密實的砂或密實填筑材料代替淺層軟弱土，就可減少地基的大部分沉降量。另外，由于密實墊層對應力的擴散作用，使作用在下臥土層上的壓力較小，因此也相應減少了下臥土層的沉降量。 一、換填墊層法的作用和適用范圍一、換填墊層法的作用和適用范圍2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理20 由于粗顆粒墊層材料的孔隙較大，不易產(chǎn)生毛細管現(xiàn)象

18、，因此可以防止寒冷地區(qū)土中結(jié)冰所造成的凍脹。 (3) 加速軟弱土層的排水固結(jié) 由于砂或碎石等墊層材料的透水性大，當軟弱土層受壓后，墊層可作為良好的排水面，使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力得以迅速消散，加速墊層下軟弱土層的固結(jié)，從而提高地基土強度。 (4)防止地基土凍脹 在各類工程中，墊層所起的主要作用有時是不同的，如建筑物基礎(chǔ)下的墊層主要是起換土作用；而在路堤和土壩等工程，主要是利用墊層起排水固結(jié)作用。 換填墊層法主要適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、雜填土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土地基及暗溝、暗塘等不均勻地基的淺層處理，其具體適用范圍見表7-3。 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理21二、墊

19、層的設(shè)計與計算二、墊層的設(shè)計與計算 換填墊層法處理軟弱地基的設(shè)計內(nèi)容主要是確定墊層的厚度和寬度。對于換土墊層，根據(jù)建筑物對地基強度和變形的要求，既要求墊層有足夠的厚度以置換可能被剪切破壞的軟弱土層，又要求墊層有足夠的寬度以防止墊層向兩側(cè)擠出；而對于排水墊層，則主要是在基礎(chǔ)底面下設(shè)置厚度為3050cm的砂、砂石或碎石等透水性大的墊層，以形成一個排水層，從而促使軟弱土層的排水固結(jié)。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理22(一一)墊層厚度的確定墊層厚度的確定 墊層厚度(圖7-1)應根據(jù)墊層底面下臥軟弱土層的承載力來確定，即要求作用在墊層底面處土的自重壓力與附加壓力之和不大于下臥軟弱土層頂面處的

20、地基承載力，應滿足下式要求： 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理23式中 墊層底面處的附加壓力(kPa)； 墊層底面處的自重壓力(kPa)； 墊層底面處經(jīng)深度修正后的下臥土層地基承載力設(shè)計值(kPa)。 ppfzczpzpczf 墊層底面處的附加壓力，除了可用彈性理論的土中應力公式進行計算外，常用的是按壓力擴散角的方法進行簡化計算。 具體設(shè)計時，可根據(jù)下臥土層的地基承載力，先假設(shè)一個墊層的厚度，然后按式(7-1)進行驗算，若不符合要求，則改變厚度，重新再驗算，直至滿足要求為止。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理24(二二)墊層寬度的確定墊層寬度的確定 確定墊層寬度時，應滿足基礎(chǔ)

21、底面壓力擴散的要求，同時還應考慮到墊層應有足夠的寬度以及墊層側(cè)面土的強度條件，以防止墊層材料向側(cè)邊擠出而增加墊層的豎向變形量。 墊層的寬度可按式(7-16)壓力擴散角的方法進行計算，或根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗確定。式中 墊層底面寬度(m)； 墊層壓力擴散角，按表7-4采用，但當 0.25時，仍按 0.25取值。bbhtg 2sbh bsh bs2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理25 (三三)地基變形計算地基變形計算 采用換填法對地基進行處理后，由于墊層下軟弱土層的變形，建筑物地基往往仍將產(chǎn)生一定的沉降量及差異沉降量。因此，在墊層的厚度和寬度確定后，對于重要的建筑物或墊層下存在軟弱下臥層的建筑物，還

22、應進行地基的變形計算。 換土墊層后的建筑物地基沉降由墊層自身的變形量和下臥土層的變形量兩部分所構(gòu)成，即 式中 基礎(chǔ)沉降量(cm)； 墊層自身變形量(cm)； 壓縮層厚度范圍內(nèi)，自墊層底面算起的各土層壓縮變形量之和(cm)。sss12ss1s22021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理26三、墊層的施工三、墊層的施工 對于墊層施工，應注意以下幾方面： （1）對于砂石墊層，墊層的砂石料必須具有良好的壓實性。宜選用級配良好的碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑（粒徑小于2mm的部分不應超過總重的45%），應級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜質(zhì)。當使用粉細砂或石粉（粒徑小于0.075mm的部分

23、不超過總重的9%）時，應摻入不少于總重30%的碎石或卵石。砂石的最大粒徑不宜大于50mm。 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理27 （2）墊層的質(zhì)量關(guān)鍵是如何把墊層密實到設(shè)計要求的密實度。施工時應根據(jù)不同的換填材料選擇施工機具。粉質(zhì)粘土、灰土宜采用平碾、振動碾或羊足碾，中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯。砂石等宜用振動碾。粉煤灰宜采用平碾、振動碾、平板振動器、蛙式夯。礦渣宜采用平板振動器或平碾，也可采用振動碾。 （3）墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實遍數(shù)等宜通過試驗確定。一般情況下墊層的分層鋪填厚度可取2030cm，墊層的施工含水率，對于粉質(zhì)粘土和灰土宜控制在最優(yōu)含水率wop2%的

24、范圍內(nèi)，對于粉煤灰宜控制在最優(yōu)含水率wop4%的范圍內(nèi)。施工時應嚴格控制鋪填厚度、施工含水率、機械碾壓速度，并及時進行質(zhì)量檢查。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理28 （4）開挖基坑鋪設(shè)墊層時，應避免對坑底軟土層的擾動，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪填墊層前再挖去至設(shè)計標高。當采用碎石墊層時，最好在基坑底面先鋪一層150300 mm厚的砂墊層，然后再鋪填碎石或卵石。 （5）作好基坑的排水工作，除采用水撼法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必要時應采取降低地下水位的措施。 可用作墊層的材料很多，除砂和碎石外，還有素土、灰土墊層，以及粉煤灰墊層等。目前國內(nèi)外還在墊層中鋪設(shè)耐久性

25、好、抗腐蝕的土工格柵、土工格室、土工墊或土工織物等土工合成材料來提高墊層的強度。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理29【例題7-1】某三層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓，承重墻下為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬度=1.2m，埋深=1.2m，上部結(jié)構(gòu)作用于基礎(chǔ)的荷載為110kN/m。根據(jù)現(xiàn)場勘探揭露，該場地有一條暗浜穿過，暗浜深度為2.5m，建筑物基礎(chǔ)大部分落在暗浜中，地下水位埋深為0.8m。場地土質(zhì)條件，第一層浜填土，層厚2.5m，重度18.5kN/m3；暗浜所經(jīng)之處，第二層褐黃色粉質(zhì)粘土層缺失；第三層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚6.3m，重度18.0kN/m3，地基承載力特征值為65kPa；第四層為淤泥質(zhì)粘土

26、，層厚8.6m，重度17.3kN/m3；第五層為粉質(zhì)粘土。試設(shè)計砂墊層處理方案。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理30【解】1.確定砂墊層厚度 本工程由于暗浜深度為2.5m，而基礎(chǔ)埋深為1.2m，因此，砂墊層厚度先設(shè)定為=1.3m，其干密度要求大于1.6t/m3。 (1) 基礎(chǔ)底面的平均壓力pkkPaAbdFAGFpGkkkk7 .1114 . 08 . 9208 . 0202 . 1110 (2) 基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值pc (3) 墊層底面處土的自重壓力pczkPap3 .184 . 0)8 . 95 .18(8 . 05 .18ckPap6 .297 . 1)8 . 95 .1

27、8(8 . 05 .18cz2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理31 (4) 墊層底面處的附加壓力 對于條形基礎(chǔ)，墊層底面處的附加壓力pz按式(7-14)壓力擴散角的方法進行計算，其中墊層的壓力擴散角可按表7-4采用，由于z/b=1.3/1.2=1.080.5，查表可得=30 。 (5) 墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值faz 砂墊層底面處淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的地基承載力特征值faz 65kPa，再經(jīng)深度修正可得下臥層經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值為(修正系數(shù)d取1.0)kPatgztgbppbpckz5 .41303 . 122 . 13 .187 .1112 . 1202021-1

28、0-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理32 (6) 下臥層承載力驗算 砂墊層的厚度應滿足作用在墊層底面處土的自重壓力與附加壓力之和不大于下臥層地基承載力的要求，按式(7-12)驗算，即kPazdffdakaz7 .885 . 05 . 25 . 27 . 18 . 95 .188 . 05 .180 . 1655 . 00kPafkPappazz7 .881 .716 .295 .41cz 滿足設(shè)計要求，故砂墊層厚度確定為1.3m。 (二) 確定砂墊層寬度 墊層的寬度按式(7-16)壓力擴散角的方法進行確定，即mtgztgbb7 . 2303 . 122 . 120取墊層寬度為2.7m。 習題7-1

29、2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理33 排水固結(jié)法是在建筑物建造之前，在場地上進行加載預壓，使土體中部分孔隙水逐漸排出，地基固結(jié)，土體強度逐漸提高，沉降提前完成的方法。排水固結(jié)法主要是用于處理海相、湖相以及河相沉積的軟弱粘土層，這類土的特點是含水率大、壓縮性高、強度低、透水性差，而且沉降持續(xù)的時間很長。 采用排水固結(jié)法，可以使土體的強度增長，地基承載力提高；相對于預壓荷載的地基沉降，在處理期間部分消除或基本消除，使建筑物在使用期間不會產(chǎn)生不利的沉降或沉降差。第四節(jié)第四節(jié) 排水固結(jié)法排水固結(jié)法2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理34 地基土的排水固結(jié)效果與它的排水邊界有關(guān)，根據(jù)固結(jié)

30、理論，粘性土固結(jié)所需的時間與排水距離的平方成正比。如圖7-2所示，這是一種典型的單向固結(jié)情況。 當土層較薄或土層厚度相對荷載寬度較小時，土中孔隙水可以由豎向滲流經(jīng)上下透水層排出而使土層固結(jié)。但當軟土層很厚時，一維固結(jié)所需的時間很長，為了滿足工程的要求，加速土層固結(jié)，最有效的方法就是在地基中增加排水途徑，如圖7-2所示，這是目前常用的由砂井（袋裝砂井）或塑料排水板構(gòu)成的豎向排水系統(tǒng)以及由砂層構(gòu)成的橫向排水系統(tǒng)，在荷載作用下促使孔隙水由水平向流入砂井，豎向流入砂墊層，從而固結(jié)時間可以大大縮小。一、加固機理2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理352021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理36

31、要使土體中孔隙水排出，必須對土體施加荷載，所以排水固結(jié)還必須配有加載系統(tǒng)。加載系統(tǒng)的形式和方法很多，目前常用的方法有：堆載法、真空法、降水法、電滲法和聯(lián)合法等。 排水固結(jié)法處理地基主要有以下兩種情況。 (一)等載預壓 （二）超載預壓 2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理37 （二）豎向系統(tǒng) 設(shè)置豎向系統(tǒng)的目的是為了創(chuàng)造一個水平向滲流邊界。根據(jù)我國的情況，大致有以下幾種形式：3050cm直徑的普通砂井；712cm直徑的袋裝砂井；各種類型的塑料排水板等。 二、排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng)分為水平排水系統(tǒng)和豎向排水系統(tǒng)兩種。 （一）水平排水系統(tǒng) 水平排水系統(tǒng)是指軟土層頂面的排水砂層，目的是為了創(chuàng)造一個豎

32、向滲流的排水邊界。 排水墊層的材料，一般采用透水性好的砂料，其滲透系數(shù)不低于10-3 ，同時能起到一定的反濾作用，并要求含泥量不超過3%。scm/2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理38四、加載系統(tǒng) 土體孔隙水是靠地面荷載所產(chǎn)生的應力將其擠出的，所以加載系統(tǒng)的設(shè)計和選擇關(guān)系到預壓排水固結(jié)的效果。（三）真空預壓法su（）堆載預壓法（二）降水預壓法（四）聯(lián)合預壓法三、地基固結(jié)度計算 地基固結(jié)度計算主要時根據(jù)圖7-2所示的兩種邊界條件作出的。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理39 土的密實原理是利用各種機械功能，在短時間內(nèi)促使土的孔隙比減小，密實度增加，從而達到增加地基強度、減少沉降的

33、目的。利用密實原理處理地基的方法有：碾壓、夯實、擠密和震密等四類。以上四類方法適用于非飽和粘性土以及飽和或非飽和的砂類土。第五節(jié)第五節(jié) 密實密實法法一、碾壓法 碾壓法是利用各種壓實機械，如壓路機、鏟運機、羊足碾等的機械重量對土進行壓實。由于機械的重量有限，壓實功能小，壓實的影響深度很淺，所以碾壓法主要用于填土工程，如土壩、路堤或大面積回填土，這類工程一般都是把土作為回填材料，因此可采用分層碾壓的辦法來達到密實的效果。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理40二、夯實法 夯實法是利用沖擊能來擊實地基。根據(jù)沖擊能大小，可分為重錘夯實和強夯兩類。 （一）重錘夯實 用起重機械將夯錘提高到一定的高度

34、后，然后將其自由下落，利用沖擊能量將地基夯實。夯擊的能量隨著夯錘的重力和落距的增加而增加，夯錘的重力一般為1530kN，落距一般為2.54.5m，夯擊812遍后，夯實的影響深度一般能達到錘底直徑的一倍左右，約1.2m。但若在影響深度范圍內(nèi)，地下水位高且存在有低滲透性飽和軟土時，軟土結(jié)構(gòu)很可能被破壞，而水又無法排出，從而形成所謂“橡皮土”，在這種情況下，土層則不可能達到密實的效果，應特別注意。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理41（二）強夯法 強夯法的特點是夯擊能量特別大，錘重一般為100400kN，落距為640m。國外最大的夯擊能曾達到50000kNm。強夯法可用來處理各類碎石土、沙土

35、、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。 強夯法是在極短的時間內(nèi)對地基施加一個巨大的沖擊能量，加荷歷時一般只有幾十毫秒，這種突然釋放的巨大能量，轉(zhuǎn)化為各種振動波向土中傳播，破壞土的結(jié)構(gòu)。強夯后地基強度提高的過程可分為四個階段：強制壓縮或震密；土體液化或土結(jié)構(gòu)破壞；排水固結(jié)壓密；觸變恢復和固結(jié)壓密。所以強夯也稱為動力固結(jié)。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理42三、擠密法 擠密法是指在軟弱土層中擠土成孔，從側(cè)向?qū)⑼翑D密，然后再將碎石、砂、灰土、石灰或礦渣等填料充填密實成柔性的樁體，并與原地基形成一種復合型地基，從而改善地基的工程性能。根據(jù)施工方法和灌入材料不同，可分為沉管擠密砂（或碎石）樁、振沖碎石樁、石灰樁、灰土樁、渣土樁、爆擴樁等。 擠密法加固地基的作用，可以從兩個方面分析。首先在成孔過程中，由于套管排土使在成孔的有效影響范圍內(nèi)的土孔隙比減小，密實度增加；然后用填料填入振密成樁。這種樁雖是柔性樁，但其性質(zhì)比原土要好得多，在某種意義上講，樁體本身是一種置換作用。由于柔性樁的變形比剛性樁大得多，因此可以把它看作地基的一部分。2021-10-16基礎(chǔ)工程第二版地基處理43一、注漿法 注漿法亦稱灌