地基处理技术(同济叶观宝)
高真空井点
强夯设备
浦东国际机场高真空击密法加固
地基处理的方法
1、深层搅拌法(湿法与干法) 2、高压喷射注浆法 3、夯实水泥土桩法 4、渗入性灌浆法 5、劈裂灌浆法 6、挤密灌浆法 7、电动化学灌浆法
灌入固化物
SMW工法组合构件支护结构
地基处理的方法
1、加筋土法
加筋
2、锚固法(土锚、土钉、锚定板) 3、土工合成材料 4、树根桩法 5、低强度混凝土桩复合桩基法 6、钢筋混凝土桩复合桩基法
地基处理 的对象
饱和松散粉细砂 湿陷性土 特殊土地基(Special Ground) 红粘土 膨胀土 冻土 岩渍土 污染土等
软弱地基
软土 （Soft Soil） ）
包括淤泥和淤泥质土。 在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成。 主要由细粒土组成，孔隙比大（大于 ）、天然含水量高（接近 或大于液限）、压缩性高（压缩系数>0.5MPa-1）和强度低。 广泛分布在我国东南沿海及内地。例如天津、上海、杭州宁波、 温州、厦门、广州等沿海地区，以及昆明、武汉等内地地区。 整治和疏浚江河航道时，用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹大量水 分吹到江河两岸而形成的沉积土。又称吹填土。 冲填土是否需要处理和采取何种方法处理，取决于冲填土的颗 粒组成、土层厚度和排水条件。 由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。 组成物质杂乱，分布不均匀，结构松散。因而强度低、压缩性 高和均匀性差。 由于密实度小，容易在动力荷载下产生液化现象，并容易在东 水压力作用下产生管涌和流沙现象。
膨胀土 (E的粘性土。 具有吸水膨胀、失水收缩的特性。 主要分布在广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、 陕西、江苏、广东等地。 指石灰岩、白云岩等碳酸类岩石在亚热带温湿气候条件下经风华 作用所形成的褐红色的粘性土。 由于下卧岩面起伏及存在，一般容易引起不均匀沉降。 主要分布在云南、贵州、广西等地。 土的温度等于或低于摄氏零度，含有固态水。 当自然条件改变时，产生冻胀、融陷等不良地质现象。 季节冻土占中国领土面积一半以上，其南界西从云南章凤，向东经 昆明、贵阳，绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。多年冻 土分布在东北大、小兴安岭，西部阿尔泰山、天山、祁连山及青藏 高原等地，总面积为全国领土面积的1/5强
既有建筑 地基基础加固方法
地基处理的方法
1、基础补强注浆加固法
基础加固法
2、扩大基础底面积法 3、加深基础法
地基处理的方法
1、锚杆静压桩法 2、树根桩法 3、坑式静压桩法
基础托换法
4、桩式托换法 5、后压浆桩法 6、抬墙梁法 7、沉井托换加固法
地基处理的方法
1、注浆加固法
地基加固法
2、高压喷射注浆法 3、水泥土搅拌法 4、加筋水泥土桩锚法 5、双灰桩法 6、化学灌浆法
5、改善特殊土的不良地基特性
※改善黄土的湿陷性； ※改善膨胀土的胀缩性； ※改善冻土的冻胀和融沉特性。
地基处理的方法
1、换土垫层法 2、挤淤置换法 3、褥垫法 4、振冲置换法
置换
5、沉管碎石桩法 6、强夯置换法 7、砂桩置换法 8、柱锤冲扩桩法 9、石灰桩法 10、EPS超轻质料填土法(发泡聚苯乙烯)
冲填土 （Hydraulic Fill） ）
杂填土 （Miscellaneous Fill） ）
饱和粉细砂 （Saturate loose Sand） ）
特殊土地基
指土体在一定压力下受水浸湿时产生的湿陷变形量达到一定数值的土。 包括：湿陷性黄土、干旱和半干旱地区具有崩解性的碎石土和砂土。 湿陷性土 （Collapsible Loess） 河北、河南、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等地。 ） 黄土在我国特别发育，广泛分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、山东、
P f P>f 建筑物荷载过大，使地发 生整体滑动，建筑物失稳 。
实例2. 香港宝城滑坡
1972年7月某日清晨，香港宝城路 年 月某日清晨 月某日清晨， 附近，两万立方米残积土从山坡上下 滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住 宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲 毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五 层住宅。死亡６7人。
Slope vs. Wall
※Slope: Face inclination < 700 ※ Solution driven by many factors
Roadway Applications
Illustrated Cross Section
Panel Wall System
Full-Height Panel Wall System
※土的透水性能主要受孔隙 大小（渗透性）和排水距离 的的影响。可以通过减小孔 隙和填充孔隙的方法来减小 颗粒 土的渗透性。也可以在土中 植入透水性好的介质（砂石 水 气 桩和排水板）来增加其渗透 特性。 ※地下水位下基坑开挖的止水；砂土液化中的排水。
4、改善动力特性
※松散粉细砂的液化机理 在动力荷载作用下，松散粉细砂 有结构变密的趋势，从而导致孔压增 长，产生液化现象。因此可以通过增 加密度、减小动剪切应力和改良排水 条件三方面来处理可液化地基。
病 害 处 理
事故实例
CFG桩软基处理高填方路堤滑坡
路基地质情况
粉质粘土
淤泥 基岩分化层 沉管灌注桩 （CFG桩）
事故事例
搅拌桩软基处理高填方路堤滑塌
地基处理的方法
1、基础加固法 2、基础托换法 3、地基加固法 4、组合加固法－同时采用基础加 固、
基础托换或地基加 固等两种或两种以 上方法的组合加固
45 + φ / 2
τ
τ = c+σ .tg(φ )
90 + φ
σ3
σ1
2、改善压缩特性
※土的压缩机理 土中的孔隙的减少。由 于孔隙中含有水和气，压缩 速度受排水和排气特性的影 响。
颗粒 气 水
※减小建筑物的沉降和不均匀沉降；减小基坑开挖、隧 道施工引起的地面沉降；减小降水产生的固结沉降。
3、改善透水特性
(GSI)
(GSI)
土工格室（geocellgeocell）和土工网格（geoweb） ）和土工网格（geoweb
(GSI)
杭州天子岭垃圾填埋场（捷高）
封场后可作为牧场、公园、高尔夫球场等，有效利用了土地（捷高）
GCL封顶层（捷高）
Steepen Slope to Wall
Increase Space
中国地基处理技术
Foundation Improvement Technology in China
同济大学 叶观宝 教授
地基处理的含义
建筑物
场地（Site）：指工程建设所占有并 直接使用的有限面积的土地。场地范 围内及其邻近的地质环境都回直接影 响着场地的稳定性。 地基(Foundation, Subgrade):指承 托建筑物基础的这一部分很小的场地。 基础（Foundation，Footing):指建 筑物向地基传递荷载的下部结构。 地基处理（Ground Treatment， Ground Improvement）：指天然 地基很软弱，不能满足地基承载力和 变形的要求，而地基需经过人工处理 后再营建基础。
改造工程
地基处理的方法
1、建筑物的裂损加固处理； 2、氡气治理工程； 3、建筑物纠倾扶正及防复倾加固工程； 4、不均匀下沉引起建筑物的挠曲、扭曲变形的病害处理工程； 5、过量沉降建筑物的控制与处理工程； 6、火灾、水灾后建筑物的检验、鉴定与加固处理； 7、建筑材料质量低劣的危险房屋抢救与加固工程； 8、地震、风灾损坏后建筑物抢救与加固工程； 9、泥石流、滑坡损坏的建筑物抢救与加固工程； 10、地面塌陷及地面裂缝损坏的建筑物抢救与加固工程； 11、其他灾害损坏导致的建筑物的抢救工程
1976年6月5日上午10:30左右， 下游坝面有水渗出并带出泥土。
11：00左右洞口不断扩大并向坝顶靠 ： 左右洞口不断扩大并向坝顶靠 近，泥水流量增加
11：50左右，洞口扩大加速，泥水 对坝基的冲蚀更加剧烈
12：30洪水扫过下游谷 底，附近所有设施被彻 底摧毁
地基处理对象及其特征
软土（soft soil） ） 冲填土 软弱地基（Soft Foundation） ） 杂填土 淤泥 淤泥质土
地基处理的方法
1、表层原位压实法 2、强夯法
振密、挤密
3、冲击碾压 4、振冲密实法 5、挤密砂桩法 6、爆破挤密法 7、土桩、灰土桩法
300T•m 强夯
降水强夯-高真空击密工法（远眺）
降水强夯-高真空击密工法（近景）
施工之前
表层处理-高真空
浅层处理-高真空
深层处理1
深层处理2
高真空排水与强夯同时进行
红粘土 (Red Clay)
季节性冻土 (Frozen Soil)
地基处理的目的
1、改善土的抗剪特性 2、改善压缩特性 3、改善透水特性 4、改善动力特性 5、改善特殊土的不良地基特性
1、改善土的抗剪特性
σ3
σ1
地基的破坏属于剪 切破坏！ 因此可以通过提高 地基土的抗剪强度来提高 地基的强度和承载力。从 而防止结构倒塌、边坡失 稳。
实例4. 大地震中地基液化
地震引起大面积砂土地基液化后 产生很大的侧向变形和沉降，大量的 建筑物倒塌或遭到严重损伤 。
实例5．Teton坝
渗透破坏
Teton坝位于美国Idaho州的Teton河 上，是一座防洪、发电、旅游、灌溉等综合利 用工程。大坝为土质肥心墙坝。最大坝高 126.5m(至心墙齿槽底)，坝顶长945m。建 于1972-75年，1976年6月失事。损失：直接 8000万美元，起诉5500 起，2.5亿美元，死 14人，受灾2.5万人，60万亩土地，32公里铁 路。
Modular Block Wall System
地基处理第1章 概述 叶观宝综述
季节性冻土在我国东北、华北和西北广大地区均有分布， 因其呈周期性的冻结和融化，对地基稳定性影响较大。
岩溶（Karst)：广泛分布在贵州和广西两省内。
特性：地基主要受力范围内受水的化学和机械作用而形成 溶洞、溶沟溶槽、落水洞以及土洞等。
危害：基岩面起伏大、且可能有大块孤石；常会遇到滑波、 崩塌和泥石流等不良地质现象。
2019/3/28
基础
（foundation，footing)
具有承上启下的作用。处于上部结构的荷载及地基反力 的相互作用下，承受由此而产生的内力（轴力、剪力、 弯矩）。基础底面的反力反过来又作为地基上的荷载， 使地基土产生应力和变形。
基础设计时，基础本身应具有足够的刚度和强度，同时 地基的变形和强度满足规范的要求。 地基处理：当天然地基很软弱，不能满足地基强度和变 形等的要求时，事先要经过人工处理后再建造基础，这种 地基加固称为地基处理。 地基处理的目的是利用置换、夯实、挤密、排水、胶 结等方法对地基进行加固，用以改变土的特性： 压缩 性、渗透性等 地基处理的对象是软弱土地基和特殊土地基
分布：广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山 东、陕西、江苏、贵州、和广东等地。 特性：土的强度较高、压缩性较低。粘粒成分中含有大量 的亲水性矿物。土呈黄、红、灰白等色。
2019/3/28
杂填土（Miscellaneous)是由人类的活动而任意堆填的 建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。
特性：强度低、压缩性高和均匀性差、一般具有浸水湿 陷性。对有机质含量较大的生活垃圾和对基础有侵蚀性 的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为持力层。 其它高压缩性土：饱和松散粉细砂在动荷载作用下将产 生液化。
红粘土（Red Clay): 石灰岩和白云岩等碳酸盐类岩石在 亚热带温湿气候条件下，经风化作用所形成的褐红色粘 性土。 通常红粘土是较好的地基土，但由于下卧岩面起伏及存 在软弱土层，一般容易引起地基不均匀变形。
《地基处理》叶观宝 课后简答与答案
第一章绪论1、简述建筑场地岩土上工程勘察的目的及任务。
答：目的：以各种勘察手段和方法，调差研究和分析评价建筑场地和地基地址条件，为设计和施工提供所需要的工程地址材料。
任务：按照工程建设的要求，正确反映工程地质条件，查明不良地址作用和地质灾害，提出资料完整、评价正确的勘察报告。
2、如何确定岩土工程勘察等级？答：根据《岩土工程勘察规范》的规定，岩土工程的勘察等级根据岩土工程的重要性等级、场地的复杂程度和地基的复杂程度等级综合确定，划分为以下几个等级：甲级——在工程重要性等级、建筑场地复杂程度等级和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；乙级——除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，其岩土工程勘察等级也可以定为乙级；丙级——工程重要性等级、建筑场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级。
3、岩土工程勘察分为哪几个阶段？各勘察阶段的目的和主要内容是什么？答：岩土工程勘察分三个阶段：选址勘察（可行性研究勘察）、初步勘察和详细勘察。
选址勘察目的：为取得几个场址方案的主要工程地质资料，作出工程地质评价和方案比较。
内容：侧重与收集和分析区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的岩土工程资料及当地建筑经验，并在收集和分析已有资料的基础上，抓住主要问题，通过踏勘，初步了解场地的地层人来岩性、地质构造、土性震碎了资料、地下水情况及不良地质现象等工程地质条件。
初步勘察目的：对场地稳定性作出全局评价以后，还应配合初步设计，对场地内建筑地段的稳定性作出评价，查明建筑场地不良地质想象的成因、分布范围、危害程度及其发展趋势，以便使场地内主要建筑物的不知避开不良地质现象发育地段。
内容：初步查明地层及其构造，岩石和土的物理力学性质，地下水埋藏条件，以及土的冻结深度，为主要建筑物的地基基础设计及不良地质现象的防治方案提供工程地质资料。
详细勘察目的：为设计和施工提供可靠的依据和设计参数，即把勘察工作的主要对象缩小到具体建筑物的地基范围内。
《地基处理》第一章
地基处理的目的
1、改善土的抗剪特性 2、改善压缩特性 3、改善透水特性 4、改善动力特性 5、改善特殊土的不良地基特性
1、改善土的抗剪特性
地基的剪切破坏表现：建筑物的地 基承载力不够；由于偏心荷载及侧向土 压力的作用使结构物失稳；由于填土或 建筑物荷载，使邻近地基产生隆起；土 方开挖时边坡失稳；基坑开挖时坑底隆 起。
实例2. 香港宝城滑坡
1972年7月某日清晨，香港 宝城路附近，两万立方米残积 土从山坡上下滑，巨大滑动体 正好冲过一幢高层住宅--宝城 大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁 倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角 约五层住宅。死亡67人。
实例3. 比萨斜塔
比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼，塔 八层，高53.3m 。塔的砖石地基的直径 为19.6m，最大深度5.5m。塔基向南倾 斜，与地面成5.5°。第七层在南面突 出4.5m 。 比萨斜塔基础底面倾斜值，经计算 为0.093，即9.3％,我国国家标准《建 筑地基基础设计规范》GBJ 7－89中规 定：高耸结构基础的倾斜，当建筑物高 度Hg为：50m<Hg≤100m时，其允许值为 0.005，即0.5％。比萨斜塔基础实际倾 斜值已等于我国国家标准允许值的18倍。
是采用水泥搅拌桩和塑料排水板联合处理的组合 型复合地基，其特点是将高速公路填土施工和预压的 过程作为路基处理的过程，充分利用填土荷载加速路 基沉降，以达到减小工后沉降的目的。
新的地基处理桩型
1.螺杆桩
由上部的普通圆柱部分和下部的螺纹部分结合而 成。
2.螺旋桩 由一根中空钢管和两个螺旋叶片组成，由液压旋转设 备进入土层后，通过大直径的钢管表面与土壤挤压产生的 摩擦力和螺旋片与土壤产生的阻力来承受桩所受的上拔力 和压力。
5、改善特殊土的不良地基特性
9.灌浆法
l
2
)
4
设计计算
奇数排
Bm ( N 1) b ( N 1) r ( N 1)[ r ] ( N 1) ( N 1) 2 ( N 1) r 4
2
l
2
偶数排
Bm N ( r b / 2) N r r
加固机理
浆液材料
灌浆工程中所用的浆液是由主剂(原材料)、 溶剂(水或其它溶剂)及各种外加剂混合而成。通 常所提的灌浆材料是指浆液中所用的主剂。外加 剂可根据在浆液中所起的作用，分为固化剂、催 化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。
加固机理
1. 浆液材料分类
1) 按浆液所处状态，可分为真溶液、悬浮液 和乳化液； 2) 按工艺性质，可分为单浆液和双浆液； 3) 按主剂性质，可分为无机系和有机系等。
2. 浆液性质
灌浆材料的主要性质包括：分散度、沉淀析水 性、凝结性、热学性、收缩性、结石强度、渗透 性和耐久性。
加固机理
（1） 材料的分散性 （2） 沉淀析水性 （3） 凝结性
（4） 热学性
（5） 收缩性 （6） 结石强度 （7） 渗透性 （8） 耐久性
加固机理
2. 浆液材料选择要求
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 浆液应是真溶液而不是悬浊液 浆液凝胶时间可从几秒至几小时范围内随意调节 浆液的稳定性好 浆液无毒无臭 浆液无腐蚀性，并容易清洗 浆液固化时无收缩现象 浆液结石体有一定抗压和抗拉强度 结石体耐老化性能好 材料来源丰富、价格低廉 浆液配制方便，操作容易
2
[( l r )
r (l r ) 2
]
2
2 r
[精品]001第1章-绪论 《 地基处理新技巧》-PPT文档资料
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v
v
v v
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在外荷 载作用下地基承载力低、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 往往持续数年乃至数十年之久。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,施工时应注 意对软土基槽底面的保护，减少扰动；对 荷载差异较大的建筑物，宜先建重、高部 分，后建轻、低部分。 二、冲填土 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,冲填土 (Hydraulic,,,,,Fill)是指整治和疏浚江河航道
1.1.3,,,,,基础 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,基础（ Foundation，Footing）是指建筑物向地基传 递荷载的下部结构，它具有承上取下的作用
v v
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,地基处理也叫地基加固 (Ground,,,,,Treament,,,,,,Ground,,,,,Improvement)，是针对那些不能满足地基强度 和变形等要求，需经过人工处理后方能建造基础的地基。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,地基处理的方法多种多样，加固原理和适应范围也不尽 相同。因此，对某一具体工程来讲，在选择处理方法时需要综合地质条件、上部 结构要求、周围环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术条件、设备状况 和经济指标等科学地制定地基处理方案，必要时可以进行现场试验以确定设计、 施工参数。
10.高压喷射注浆法
2
e= 2
2 R0
L − 2
设计计算
布孔孔距和旋喷注浆固结体交联图
设计计算
摆喷防渗帷幕型式示意图
a)直摆型（摆喷） b)折摆型 c)柱墙型 d)微摆型 e)摆定型 f)柱列型 a)直摆型（摆喷） b)折摆型 c)柱墙型 d)微摆型 e)摆定型 f)柱列型 直摆型
工程
既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、 既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、地铁等工程 的土层加固或防水。 的土层加固或防水。
加固原理
一、高压水喷射流性质
高压水喷射流是通过高压发生设备， 高压水喷射流是通过高压发生设备，使它获得 巨大能量后，从一定形状的喷嘴，用一种特定的流 巨大能量后，从一定形状的喷嘴， 体运动方式，以很高的速度连续喷射出来的、 体运动方式，以很高的速度连续喷射出来的、能量 高度集中的一股液流。 高度集中的一股液流。
1-高压喷射流在空中单独喷射 2-水、气同轴喷射流在水中喷射 3-高压喷射流在水中单独喷射
加固原理
喷射最终固结状况示意图
加固原理
定喷固结体横断面结构示意图
加固原理
一、加固土的基本形状
1.直径或长度：旋喷固结体的直径大小与土的种类和密 1.直径或长度： 直径或长度
实程度有较密切的关系。 实程度有较密切的关系。
固结体的重量较轻，轻于或接近于原状土的密度。 固结体的重量较轻，轻于或接近于原状土的密度。
加固原理
一、加固土的基本形状
4.渗透系数 固结体内虽有一定的孔隙， 4.渗透系数 ：固结体内虽有一定的孔隙，但这些孔隙并不
贯通，而且固结体有一层较致密的硬壳，其渗透系数达10贯通，而且固结体有一层较致密的硬壳，其渗透系数达1010 6cm/s或更小 故具有一定的防渗性能。 或更小， 6cm/s或更小，故具有一定的防渗性能。
地质雷达在公路隧道短期地质超前预报中的应用_叶观宝
由于岩性较完整 , 介电常数变化很小 , 雷达信号 同相轴连续 , 波形均匀 , 多为连续的水平状反射 。其 典型图像见图 2 。
图 2 较完整围岩雷达特征图像
4.2 裂隙发育带破碎带 裂隙密集发育及破碎带由于其完整性差 , 介质
不均匀 , 电性差异大 , 一般都有明显的反射界面 , 在 地质雷达图像上通常表现为界面反射强烈 , 反射面 振幅增强且变化大 , 波峰较尖锐 , 峰值较窄 , 破碎带 或裂隙带内同相轴错断 , 波形杂乱 , 电磁波能量衰减 快[ 2] 。 典型图像见图 3 。
Abstract In this paper , based on the work principle of ground penetrating radar , the detection method , the parameters selection , line layout , images interpretation and so on of advance geological forecast of GPR are introduced , moreover , the typical radar images of intact rock mass , fracture zone , water enriched zone , the karst caves and other geological targets are established in the planning detected region .On the premise of analyzing the characteristics of radar mapping , and combining with specific examples , the practicality and efficiency of GPR in short term geological prediction of highway tunnel are illustrated . Keywords ground penetrating radar(GPR);tunnel ;advance geological forecast ;application
11.水泥土搅拌法
由于墙前、墙后有显著的地下水位差，墙后又有地表面超载， 故整体稳定性计算是设计中的一个主要内容，计算时采用圆弧滑 动法；渗流力的作用采用替代法，稳定安全系数采用总应力法计 算：
c i li ( q i bi W i ) co s
i 1 n n
K
i 1
。
设计计算
(3) 抗滑移计算
按重力式挡墙计算墙体沿底面滑动的安全系数
Kc
W tg c 0 B Ea E
p
c0
——墙底土层的粘聚力和内摩擦角，由于搅拌成桩 时水泥浆液和墙底土层拌和，可取该层土试验 指标的上限值； K c ——抗滑移安全系数, K 1 .3 。 c
0
设计计算
3
3
施工工艺
水泥浆搅拌法施工工艺 粉体喷射搅拌法施工工艺
施工工艺
水泥土搅拌法施工工艺流程
质量检验
1.标准贯入试验 2.静力触探试验
3.取芯检验
4.截取桩段作抗压强度试验
5.静载荷试验
6.开挖检验
设计计算
2.壁状加固地基
沿海软土地基在密集建筑群中深基坑开挖施工时， 常使临近建筑物产生不均匀沉降或地下各种管线设施损 坏而影响安全。 上海迄今所进行的水泥土搅拌桩(喷浆)工程多数是 侧向支护工程，其基本施工方法是采用深层搅拌机，将 相邻桩连续搭接施工，一般布置数排搅拌桩在平面上组 成格栅形。 采用格栅形布板优点是：①限制了格栅中软土的变 形，也就大大减少了其竖向沉降；②增加支护的整体刚 度，保证复合地基在横向力作用下共同工作。
设计计算
(2) 抗倾覆计算
按重力式挡墙绕前趾A点的抗倾覆安全系数
1 K0 M M
中国地基处理技术(同济 叶观宝)
Foundation Improvement Technology in China
同济大学 叶观宝 教授
地基处理的含义
场地（Site）：指工程建设所占有并 直接使用的有限面积的土地。场地范 围内及其邻近的地质环境都回直接影 响着场地的稳定性。
地基(Foundation, Subgrade):指承 托建筑物基础的这一部分很小的场地。
实例4. 大地震中地基液化
地震引起大面积砂土地基液化后 产生很大的侧向变形和沉降，大量的 建筑物倒塌或遭到严重损伤 。
实例5．Teton坝 渗透破坏
Teton坝位于美国Idaho州的Teton河 上，是一座防洪、发电、旅游、灌溉等综合利 用工程。大坝为土质肥心墙坝。最大坝高 126.5m(至心墙齿槽底)，坝顶长945m。建 于1972-75年，1976年6月失事。损失：直接 8000万美元，起诉5500 起，2.5亿美元，死 14人，受灾2.5万人，60万亩土地，32公里铁 路。
特殊土地基
指土体在一定压力下受水浸湿时产生的湿陷变形量达到一定数值的土。
湿陷性土
包括：湿陷性黄土、干旱和半干旱地区具有崩解性的碎石土和砂土。
（Collapsible Loess）河黄北土、在河我南国、特山别西发、育陕，西广、泛甘分肃布、在宁黑夏龙、江青、海吉、林新、疆辽等宁地undation）
杂填土
饱和松散粉细砂
湿陷性土
特殊土地基(Special Ground) 红粘土 膨胀土
冻土
岩渍土 污染土等
软弱地基
软土 （Soft Soil）
包括淤泥和淤泥质土。 在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成。 主要由细粒土组成，孔隙比大（大于1.0）、天然含水量高（接近 或大于液限）、压缩性高（压缩系数>0.5MPa-1）和强度低。
建筑地基处理技术规范
中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范北京中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范主编部门中国建筑科学研究院批准部门中华人民共和国建设部施行日期年月日北京中华人民共和国建设部公告第号建设部关于发布行业标准的公告现批准编号为自年月日起实其中第条为强制性条文必须严格执行原行业标准同时废止本规范由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出中华人民共和国建设部前言根据建设部建标号文的要求规范修订组在深入并在广泛全面修订了本规范主要技术内容是基本换填垫层法强夯法和强夯置换法砂石桩法水泥粉煤灰碎石桩法夯实水泥土单液硅本规范主要修订内容是夯实水泥土水泥土搅拌法石灰桩法和柱锤冲扩桩法等地基预压深层搅拌高压喷射注浆法和复合地基载荷试验要点等内容均作了修改对其内容作了调整将单液硅化法将其他方法列入第由主编单本规范主编单位中国建筑科学研究院北京市北三环东路号本规范参加单位冶金建筑研究总院陕西省建筑科学研究设计院浙江大学同济大学湖北省建筑科学研究设计院福建省建筑科学研究院铁道部第四勘测设计院河北工业大学西安建筑科技大学铁道部科学研究院本规范主要起草人张永钧王仁兴王吉望王恩远平氵勇潮叶观宝刘毅刘惠珊张峰杨灿文罗宇生周国钧侯伟生袁勋袁内镇涂光祉阎明礼康景俊滕延京潘秋元目次总则符号基本规定换填垫层法预压法振冲法砂石桩法水泥粉煤灰碎石桩法夯实水泥土桩法水泥土搅拌法高压喷射注浆法石灰桩法灰土挤密桩法和土挤密桩法柱锤冲扩桩法单液硅化法和碱液法其他地基处理方法附录复合地基载荷试验要点本规范用词说明总则为了在地基处理的设计和施工中贯彻执行国家的技术经保护施工和质量检建筑工程地基处理除应执行本规范外尚应符合国家现尚应符合现行国家标准术语符号术语地基处理改善其变形性质或渗透性质而采取的人复合地基由增强体和周围地基地基承载力特征值由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的换填垫层法较粗粒径预压法使地基土固结的地基处理方真空预压法通过对覆盖于竖井地基表面的不透气薄膜内抽真空而使地强夯法给地基以冲击和振动能量强夯置换法并不断夯击坑内回使其形成密实的墩体的地基处理方振冲法使松砂土层振密然后回填碎石等粗粒料形成桩柱并砂石桩法采用振动冲击或水冲等方式在地基中成孔后再将碎石砂或砂石挤压入已成的孔中形成砂石所构成的密实桩体并和水泥粉煤灰碎石桩法石屑或砂等混合料加水拌和形成高桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基夯实水泥土桩法在孔内夯实至设计要求并与桩间土组成复合地基的地基处理水泥土搅拌法以水泥作为固化剂的主剂通过特制的深层搅拌机械将固水稳定性和深层搅拌法粉体喷搅法高压喷射注浆法形成喷射流以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方石灰桩法在孔内分层夯实形成灰土挤密桩法用灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩并与桩间土组成复合地基的地基土挤密桩法用素土填入桩孔内分层夯实形成土桩并与桩间土组成复合地基的地基处柱锤冲扩桩法然后分层与桩间土组成复合地基的地基处理方单液硅化法采用硅酸钠溶液注入地基土层中使土粒之间及其表面形成稳固性碱液法将加热后的碱液以无压自流方式注入提高地基承载力的符号有效排水直径桩长基础底面处的平均压力值基本规定应完成下列工作上部结构及基础设计资根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题确定处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指对尚应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况等在选择地基处理方案时基础和地基选用处理地基或加强上部结地基处理方法的确定宜按下列步骤进行环境情况和对邻近建筑的影初步选出几种可供考虑的地基处理方案包括选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方案适工期要求和对环选择最佳的地基处理宜按建筑物地基基础设计等级和场地复杂程度在有代表性的场地上进行相应的现场试验或修改设计参数或调整地基处当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对本规范确定的地基承载力特征值进行修正时应符合下列规定基础埋深的地基承载力修正系数应取对水泥土类桩复合地基尚应根据修正后的复合地基承载力特按地基变形设计或应作变形验算且需进行地基处理的建受较大水平荷载或位于斜坡上的建筑物及构筑物当建加固施工中应有专人负责质量控制和必须及时会同有关施工结束后必须按复合地基载荷试验应符合本规范附录对于现行国家标准规定需要进行地基变形计算的建筑物或构筑物换填垫层法一般规定应根据建筑体型结构特点荷载性质岩土工程条件进行换填垫层设计垫层的厚度应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的并符合下式要求式中垫层底面处的附加压力值面处经深度修正后的地基承载力特征值垫层底面处的附加压力值可分别按和式计算条形基础矩形基础式中基础底面处的平均压力值基础底面处土的自重压力值基础底面下垫层的厚度垫层的压力扩散角当无试验资料时可按表表压力扩散角注当除灰土取外其余材料均取必要时宜由试验确定当换填垫层的厚度不宜小于也不宜大于垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求可按下式确定式中可按表采用当仍按表中按基坑开挖期间保持垫层顶面每边超出基础底边不宜小于并应进行下卧层承载力的验算对于垫层下存在软弱下卧层的建筑在进行地基变形计当超出原地面标高的垫层或换填材料的重度高于天然土层重度时宜早换填垫层在满足本规范第第条和第对沉降要求严的或垫垫层下卧层的变形量可按现行国家标准垫层可选用下列材料中砂或石屑应级当使用粉细砂或石粉径小于应掺入不少于总重砂石的最大粒径不宜大于对湿陷粉质粘土土料中有机质含量不得超过亦不得含当含有碎石时其粒径不宜大于用于湿陷性黄土或膨胀土地基的粉质粘土垫层体积配合比宜为或不得含有松软杂质其颗粒不得大于其颗粒不得大构筑物等的换粉煤灰垫层上宜覆土粉煤灰垫层中采用掺作为建筑物垫层的粉煤灰垫层中的金属大量填筑粉煤灰时应考虑对地可分为分级矿道路和地坪选用矿渣的松散重度不小于有机质及含泥总量不超过施工前必须在确认其性能稳定并符合安全规定后方作为建筑物垫层的矿渣应符合对放射性安全标准的要大量应考虑对地下水和土壤的环境影响无腐蚀性和放射性危害的工业废渣等均级配和施工工艺由分层铺设的土工合成材料与地基土构所用土工合成材料的品种与性能及填料的土类应根按照现行国家标准通过设计并进行现场试验后确受力时伸长率不大于土工垫或土工织物等土工合成材料当工程要求垫层具有排水应保证建筑稳定并满足允许垫层的压实标准可按表选用表各种垫层的压实标准续表密度宜采用击实试验确定当采用轻型击实试验时压实系数宜取高值压实系数可取低值施工粉质粘中小型工程也可采用蛙振动矿渣宜采用平板振动器或平碾也可每层压实遍数等宜通除接触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定厚度外垫层的分层铺填厚度可取粉质粘土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量粉煤灰垫层的施工含水量宜控制在也可按当暗塘等软应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理并基坑开挖时应避免坑底土层受扰动可保留约严禁扰动垫层在碎石或卵石垫层底部宜设置以防止软弱土层表面的局部破坏同时必须防止基坑边坡坍土混入换填垫层施工应注意基坑排水除采用水撼法施工砂垫不得在浸水条件下施工必要时应采用降低地下水位的措基坑底土面并按先深后浅的顺序进行垫层施工搭粉质粘土及灰土垫层分段施工时墙角及承重上下两层的缝距不得小于接缝处应夯压灰土夯压密实后每层验收后应同时应禁止车下铺地基土层顶面应平整防止铺设时应把土工合成材料张拉平直严禁有折皱端头应固定或回折锚固切忌曝晒或裸露并均应保证主要受力方质量检验粉煤灰和砂石垫层的施工质量检验轻型动力触探或标准贯入试验并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质灌水法或其他方法检应在每层的压实系采用环刀法检验垫层的施工质量时取样点应位于每层厚度的对大基坑每不应少于对基槽每每个独立柱基不应少于采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时每分层检验点的间距应小于每个单体工程不宜少于对于大型工程则应按单体工程的数量或工程的预压法一般规定预压法包括堆载预压法和真空预压法预压法适用于处预压法处理地基应预先通过勘察查明土层在水平和竖直地下水类型及水源孔隙三轴试验抗剪强度应在现场选择试验区进行预压试验在预地下水根推算土的固结对原设计预压荷载应分级逐渐施加确保每级可一次连续抽真空至对主要以变形控制的建筑当塑料排水带或砂井等排水竖井处理深度范围和竖井底面以下受压土层经预压所完成的变形对主要以地基承载力或抗滑稳定性控制的建筑当地基土经预压而增长的强度满足建筑物地基承载力或稳定性要求时方可设计堆载预压法对深厚软粘土地基应设置塑料排水带或砂井等排水竖当软土层厚度不大或软土层含较多薄粉砂夹层且固结速率能满足工期要求时堆载预压法处理地基的设计应包括下列内容排列加载速率普通砂井直径可取袋装砂井直径可取塑料排水带的当量换算直径可按下式计算式中竖井的有效排水直径与间距的关系为等边三角形排列正方形排列排水竖井的间距可根据地基土的固结特性和预定时间内设计时竖井的间距可按井径比选用为竖井直径对塑料排水带可取塑料排水带或袋装砂井的间距可按选用普通砂井的间距可按变形要对以地基抗滑稳定性控制的工程竖井深度至少应超过最危险滑动面竖井深度应根据在限定的预压时间内一级或多级等速加载条件下当固结时间为时对应总荷载的地基平均固结度可按下式计算式中时间地基的平均固结度级荷载的加载速率级荷载加载的起始和终止时间当计算第级荷载加载过程中某时间改为根据地基土排水固结条件按表采表中所列表应考虑涂抹对土体固当竖井的纵向通水量与天然土层水平向渗透系数瞬时加竖井地基径向排水平均固结度可按下式计算式中时竖井地基径向排水平均固结度可取涂抹区直径与竖井直径可取对高灵敏粘为单位水力梯度下单位时间的排水量考虑涂抹和井阻影响时竖井穿透受压土层地基之平均固结度可按式计算其中对排水竖井未穿透受压土层之地基应分别计算竖井范围土层的平均固结度和竖井底面以下受压土层的平均固结度通对于沉降有严格限超载量大小应根据预压时间并宜使预压荷载下受压土层预压荷载顶面的范围应等于或大于建筑物基础外缘所包围的当天然地基土的强度满可一次性加载否则应分级待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载对正常固结饱和粘性土地基某点式中该点土的抗剪强度固结不排水压缩试验求得的土的内摩擦角式中最终竖向变形量由室内固结试验由室内固结试验对正常固结饱和粘性土地基可取否可取附加应力与土自重应力的比值为的深预压法处理地基必须在地表铺设与排水竖井相连的砂垫层砂垫层厚度不应小于砂垫层砂料宜用中粗砂粘粒含量不宜大于砂料中可混有少量粒径小于的砾砂垫层的干密度应大于其渗透系数宜大于在预压区内宜设置与砂垫层相其粘粒含量不应大于真空预压法真空预压法处理地基必须设置排水竖井设计内容包括排列方式和深度的选择预压区面积要求达到的真空度和土层的固结度真空预压后地基排水竖井的间距可按本规范第砂井的砂料应选用中粗砂其渗透系数应大于每边增加量不得小于真空预压的膜下真空度应稳定地保持在且应均匀分竖井深度范围内土层的平均固结度应大于当建筑物的荷载超过真空预压的压力且建筑物对地基可采用真空堆载联合预压法其总压力宜对于表层存在良好的透气层或在处理范围内有充足水源真空预压地基最终竖向变形可按本规范第条计算其中可取真空堆载联合预压法以真空预压为可按加固面积的大小和形状以一套设备可抽真空的面积为施工堆载预压法塑料排水带在现场应妥加保护破损或污染的应按井孔的体积和砂在中密状态时的干其实际灌砂量不得小于计算值的灌入砂袋中的砂宜用干砂宜配置能检测其深度的设备塑料排水带施工所用套管应保证插入地基中的带子不扭应采用滤膜内芯带平搭接的连接方法搭接长度宜大于平面井距偏差不应大于井径垂直度偏差不应大于塑料排水带和袋装砂井砂袋埋入砂垫层中的长度不应小于边桩水平位移及孔隙水压力等项目的监测且根据监测资料控制加载对竖井地基最大竖向变形量每天不应超过对天最大竖向变形量每天不应超过边桩水平位移每天不应超过判断地基真空预压法空抽时必须达真空泵的设置应根据预压面积大小和但每块预压区至少应设置两在真空管路中应设置止回梳齿状及羽毛状等形式滤其上覆盖厚度外包尼龙纱抗穿刺性能强的搭接宽度应大于平铺并用粘土采用真空堆载联合预压时先进行抽真空当真空压堆载时需质量检验施工过程质量检验和监测应包括以下内容塑料排水带必须在现场随机抽样送往实验室进行性能指滤膜对不同来源的砂井和砂垫层砂料必须取样进行颗粒分对于以抗滑稳定控制的重要工程应在预压区内选择代表性地点预留孔位在加载不同阶段进行原位十字板剪切试验和侧向位移和孔隙水真空预压工程除应进行地基变形预压法竣工验收检验应符合下列规定经应对预压的地基土进行原位十字板剪切试验和室内土工尚应进行现场载荷试验试验数量不应少于强夯法和强夯置换法一般规定低饱和度的粉土与粘性土湿陷性黄土强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和强夯和强夯置换施工前应在施工现场有代表性的场地试验区数量设计强夯法在缺少试验资料或经验时可按表表强夯法的有效加固深度注强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉并应同时满足下列条件最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值当单击夯击能小于时为当单击夯击能为时为当单击夯击能大于夯击遍数应根据地基土的性质确定可采用点夯遍最后再以低能量满夯满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击两遍夯击之间应有一定的时间间隔间隔时间取决于土当缺少实测资料时可根据地基间隔时间不应少于周等第一遍夯击点间距可取夯锤直径的以后各遍夯击强夯处理范围应大于建筑物基础范围每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的至并不宜小于进行现对试夯场检验强夯效果确定强夯地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定初步设计时也可根据夯后原位测试和土工试验指标按现行国家标准强夯地基变形计算应符合现行国家标准夯后有效加固深度内土层的压强夯置换法除厚层饱和粉土外应穿透软土层深度不宜超过建筑垃粒径大于的颗粒含量不宜超过全重的夯点的夯击次数应通过现场试夯确定且应同时满足下列条件累计夯沉量为设计墩长的倍最后两击的平均夯沉量不大于本规范第条的规定对独立基础或条当满堂布置时可取夯锤直径的对独立基础或条形基础可取夯锤直径的墩的计算直径可取夯锤直径的应适当提高上部结构和基础的刚强夯置换处理范围应按本规范第墩顶应铺设一层厚度不小于垫层材粒径不宜大于并在试夯时校强夯置换法试验方案的确定应符合本规范第条检测项目除进行现场载荷试验检测承载力和变形模量外检查置换墩着底情可只其承载力应通过现场单墩载荷其承载力可通过强夯置换地基的变形计算应符合本规范第条的规施工强夯锤质量可取其底面形式宜采用圆形或多边形锤底静接地压力值可取锤的底面宜孔径可取强夯置换锤底静接地压力值可取施工机械宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其可在臂杆端部设置辅助门架夯坑底积水影响施工时宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料使地下水位低于坑底面以下施工前应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线并采取必要的措施当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有并采取挖隔振沟等隔振或防振措清理并平整施工场地夯锤置于夯点位置待夯锤脱钩自测量锤顶高程若发现因坑底倾斜而造成重复步骤按设计规定的夯击次数及控制标准完成重复步骤至完成第一遍全部夯点的夯击在规定的间隔时间后按上述步骤逐次完成全部夯击遍数并测量夯后场地强夯置换施工可按下列步骤进行清理并平整施工场地当表土松软时可铺设一层厚度为标出夯点位置并测量场地高程夯锤置于夯点位置当夯坑过深而发生起锤困难记录填料数量如此重复直当夯点将场地表层松土夯实并测施工过程中应有专人负责下列监测工作以确保单击夯击能量符夯完后检查质量检验检查施工过程中的各项测试数据和施工记录不符合设强夯置换施工中可采用超应在施工结束对于碎石土和砂土地基其间隔时间可取粉土和粘性土地基可取强夯置换地基间隔时间可取强夯处理后的地基竣工验收时承载力检验应采用原位承载力检尚应采用动力触探等有效手段查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化对饱和粉土应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定对于简单场地上的一般建筑物每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于点对于复杂场地或重要建筑地强夯置换地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的且不应少于振冲法一般规定素填土和杂对于处理不排水抗剪强度不小于的饱和粘性土和饱和黄土地基不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于粗砂在正式施工设计宜在基础外缘扩大在基础外缘扩大宽度不应小于基底下可液化土层厚度的桩位布置对大面积满堂处理振冲器布桩间距可采用振冲器布桩间距可采用荷载大或对粘性土宜桩长的确定当相对硬层埋深不大时应按相对硬层埋深确定当相对硬层埋深较大时按建筑物地基变形允许值确定桩长不宜小于在桩顶和基础之间宜铺设一层厚的碎石垫桩体材料可用含泥量不大于矿渣或其常用的填料粒径为振冲器振冲器振冲桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷初步设计时也可用单桩和处理后桩间土承载力特征值按下式估算式中宜通过单桩载荷试验宜按当地经验取值可取天然地基承载力特征桩土面积置换率桩身平均直径等边三角形布桩正方形布桩矩形布桩初步设计时复合地基的承载力特征值也可按下式估算式中可取原土强。