绪论_地基处理
地基基础

地基基础1 绪论场地: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会直接影响着场地的稳定性。
地基:指承托建筑物基础的这一部分很小的场地。
基础:指建筑物向地基传递荷载的下部结构。
地基处理: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。
地基存在的问题:1. 地基承载力或稳定性问题 2.沉降、水平位移及不均匀沉降问题 3.渗透问题 4.液化问题 5.特殊土的不良地质问题地基处理的对象:软弱地基(软土(淤泥、淤泥质土)、冲填土、杂填土、饱和松散粉细砂);特殊土地基(湿陷性土、红粘土、膨胀土、冻土、岩渍土、污染土等)软土: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。
冲填土: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。
杂填土: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。
饱和粉细砂: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。
湿陷性土: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。
膨胀土:指粘粒成分主要由亲水性矿物所组成的粘性土。
具有吸水膨胀、失水收缩的特性。
红粘土: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。
季节性冻土: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。
2 地基处理方法的选择地基处理的目的: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。
1地基处理绪论

1 绪论1.1地基处理的概念、目的及意义我国幅员辽阔,土质多样,地质复杂。
从渤海湾到大西北的戈壁荒漠,从寒冷的东北到炎热的海南,由于地理位置的不同,土层的性质千变万化。
如果天然地基很软弱,无法满足建筑物对于地基稳定、渗透以及变形等方面的要求时,就要人工地对地基进行处理后再建造基础,这样的地基加固称之为地基处理(Ground Improvement)。
地基处理的目的:提高地基的强度以保证地基的稳定性;加强地基固结过程,提早完成沉降;降低土体的压缩性,减少地基的沉降和不均匀沉降;防止地震时液化和震陷等。
随着我国现代化建设的高速发展,在房屋、公路、铁路、港口等工程建设中,常遇到地质条件较差的软弱地基或不良地基问题。
而上部结构荷载日益增大,变形要求更严格,相应地对地基要求也越高,因此地基处理的要求也就越来越迫切和广泛。
与建筑物的上部结构相比,地基不确定因素繁多、问题复杂。
软弱地基处理的好坏,不仅关系到工程建设的工期速度,而且关系到工程建设的质量。
地基处理技术的研究和推广已成为土木工程中一项重要的课题。
综合国内外各种地基处理的宝贵经验,推广有效的地基处理技术,提高工程实践技术,对于加快我国基本建设,节约经济成本具有特别重要的意义。
1.2地基处理的分类、对象及其特性地基处理方法按处理深度,可分为浅层处理和深层处理;按处理的作用机理,可分为物理处理和化学处理;按作用时间,可分为永久性处理和临时性处理;按添加加固材料的作用,可分为置换法、土质改良法和加筋法。
我国一般采用按处理的作用机理进行分类(图1-1)。
地基处理的对象为软弱地基和特殊土地基。
在此类地基上建造建筑结构时,应该注意以下存在的问题:1.强度及稳定性当地基承载力不能满足建筑物荷载作用的要求时,地基将会产生局部或整体剪切破坏,影响建筑物的正常使用和安全,甚至引起建筑物的破坏。
天然地基的承载力与土体的抗剪强度有关,与基础形式及埋深也有关。
若天然地基不能满足要求,需人工地进行处理。
绪论土、土力学、地基及基础的概念

压力理论,这对后来土体强度理论的发展起了很大的促进作用。
瑞典费兰纽斯(Fellenius,1922)为解决铁路坍方提出了土坡稳
定分析法。
通过许多研究者的不懈努力、经验积累,到1925 年,美国太沙基(Terzaghi)在归纳发展以往成就的基 础上,发表了第一本《土力学》(Erdbaumechanik) 专著,1929年又与其他作者一起发表了《工程地质 学》(lngenieurgeologie)。从此土力学与基础工程 就作为独立的学科而取得不断的进展。从1936年至 今,召开了多届“国际土力学与基础工程学术会议。 许多国家和地区也都开展了类似的活动,交流和总结 本学科新的研究成果和实践经验,并定期出版土力学 与基础工程的杂志刊物,这些对本学科的发展都起到 了推动作用。
虎丘塔地质剖面图
渗透破坏- Teton坝
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
概况: 土坝,高90m,长1000m,建于 1972-75年,1976年6月失事
原因: 渗透破坏-水力劈裂
碰头的筒仓
这两个筒仓是 农场用来储存饲料 的,建于加拿大红 河谷的Agassiz ( 阿加西)粘土层上 ,由于两筒之间的 距离过近,在地基 中产生的应力发生 叠加,使得两筒之 间地基土层的应力 水平较高,从而导 致内侧沉降大于外 侧沉降,仓筒向内 倾斜。
2、学习本课程的任务
学习土力学的基本原理和主要概念,运用这些 原理和概念并结合建筑结构设计方法和施工知识, 会分析和计算地基基础问题。
3、方法 理论实践相结合,因为这门课是实践性很强的学 科,仅仅有书本上知识还是远远不够的,必须在实 践锻炼中才能真正提高。 三、本学科的发展概况 国内早期:
岩土力学01绪论土力学与地基基础

1.3 本学科发展概况
1.3 本学科发展概况
本学科研究领域
20世纪60年代~70年代
区域性土分布和特性 地基处理技术
水利、铁道和 矿井等工程建 设
70年代~801.52m •上部钢混筒仓完好无损
加拿大特朗斯康谷仓
2653
-0.61
1952.10.3 试验孔
-12.34
填土 褐色粉质粘土 灰色粉质粘土
失事后 1913.10.18
1952.10.5 试验孔 -4.27
-13.72
原因: 地基土事先未进行调查, 据邻近结构物基槽开挖取 土试验结果,计算地基承 载力应用到此谷仓。1952 年经勘察试验与计算,地 基实际承载力小于破坏时 的基底压力。因此, 谷仓地基因超载发生强度 破坏而滑动。
• 深基础 ——借助于特殊施工方法建造的基础。如桩基、 墩基、沉井和地下连续墙。
地基与基础设计的基本条件
➢ 作用于地基上的荷载效应不得超过地基容 许承载力值。
➢ 基础沉降不得超过地基变形容许值。 ➢ 具有足够防止失稳破坏的安全储备。
1.2 本课程的特点和学习要求
本课程是土木工程专业的一门主干专业课程,涉及 地质学、结构设计和施工等几个学科领域。 1. 相关知识:材料力学、结构力学、弹性力学、建筑
北引桥 主桥
航道桥
苏通长江公路大桥
南京地铁火车站基坑施工现场
原基础 Old foundation
新基础 New foundation
盾构隧道 Shield tunnel
楼房 building
基础托换 UNDERPINING
地基与基础工程施工课件 绪论

由于各地工程地质条件千差万别,即使 同一地点也不尽相同,再加上建筑物的 结构型式、平面布置及使用条件也截然 不同,所以无法作出一套包罗万象的标 准图纸。如果盲目地死搬硬套标准图, 将会造成不良后果,出现严重工程质量 事故。如山西太原某局宿舍楼,套用本 市通用住宅设计图纸施工,没有按实际 地基条件进行设计,结果造成内外墙体 开裂,影响安全,住户被迫迁出。
5.自然因素
异常的环境条件诸如地震、大风、 大雪、暴雨、洪水等自然因素,也 是引起工程质量事故的主要原因之 一。这些因素一般是不可预见的, 但可以通过一定的工程措施来减少 其危害。
三.本学科的发展概况
地基基础是一项古老的建筑工程技术。 早在史前的人类建筑活动中,地基基 础作为一项工程技术就被应用。人类 在其建筑工程实践中积累了丰富的基 础工程设计、施工经验和知识,但是 由于受到当时的生产实践规模和知识 水平限制,在相当长的历史时期内, 地基基础仅作为一项建筑工程技术而 停留在经验积累和感性认识阶段。
(2)武昌某办公楼,设计之前仅做简易触 探,而设计者又按勘察报告提出的偏高物 理力学指标进行设计。经补勘查明,地基 土质很差,结果造成该楼尚未竣工即出现 很大沉降和沉降差,倾斜约为40cm,并引 起邻近已有房屋严重开裂;江苏某县一小 学教学楼,平面呈Z形,无地质勘察资料盲 目套图设计,施工中即发现墙体开裂、楼 房扭曲倾斜、地面开裂,并发展到室外地 坪,最后采用局部降低一层和加固地基方 法进行处理;
地基处理方法ppt课件

.
30
二、加固饱和土原理
静力固结模型
•不可压缩的液体 •固结时液体排出的孔径不变 •弹簧刚度为常数 •无摩擦活塞
动力固结模型
•含有少量气泡的可压缩液体 •固结时液体排出的孔径是变化的 •弹簧的刚度不为常数 •有摩擦活塞
处理对象
碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、 杂填土和素填土等地基。对于高饱和度的粉土与粘性土地 基,尤其是淤泥和淤泥质土,处理效果较差。
工程应用
机场、仓库、油罐、公路、和铁路
加固地基的优点
.
25
•应用范围广泛 •加固效果显著
•有效加固深度大
8000KN.M高能级强夯处理深度达12米;一般能量夯能处 理深度6~8米
管涌是一种渐进性质破坏,发生在一定级配的无粘性土中
.
5
四、地基处理分类
换土垫层
物理处理
挤密桩 排水固结法
加筋法
化学处理
灌浆 深层搅拌法 高压旋喷法
土桩 灰土桩 砂桩 振冲碎石桩
.
6
换土垫层法
1 换土垫层法的原理
换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖去,回填 强度较高的砂、碎石或灰土等,并夯至密实的一种地基处理方 法。
土样固结压力为 0 孔隙比为 e0
e c 坐标上对应 a 点,压力增加
e 0 孔隙比减少 e 对应于曲线 abc
d
0
1
抗
剪
强
e
地基处理第1章绪论20140905.
5、岩溶 岩溶(或称喀斯特Karst)出现在碳酸盐类岩石地区,其基本特征 为地基主要受力层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。 岩溶地基主要面临地基变形陷落等问题。 我国岩溶地基主要分布与贵州与广西两省。
(3)特殊土地基的特性
①湿陷性黄土的浸水湿陷性。 ②吸水膨胀和失水收缩,具有较大的胀缩变形性能、且反复变形。
一、软弱地基及其基本特性
(1)软弱地基的概念
《建筑地基基础设计规范》规定: 软弱地基系指主要由①淤泥、淤泥质土、②冲填土、③杂填土或其它④ 高压缩性土层构成的地基。
一、软弱地基及其基本特性
(2)软弱地基类别 1.软土 淤泥及淤泥质土总称为软粘土。 软土(Soft Soil)是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并经 生物化学作用形成,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.0 的粘性土。当软土的天然孔隙比大于1.5时称为淤泥(Muck)。 软土广布在我国东南沿海、内陆平原和山区,如上海、杭州、温 州、福州、广州、宁波、天津和厦门等沿海地区,以及武汉和昆 明等内陆地区。 软土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩 系数大、渗透系数小。 软土在外荷载作用下地基承载力低、变形大、不均匀变形也大、 透水性差和变形稳定历时较长。在比较深厚的软土层上。建筑物 基础的沉降常持续数年乃至数十年之久。
地基分为:天然地基、人工地基两类。
建筑物的地基所面临的问题有以下四方面: ①强度及稳定性问题;②变形(压缩及不均匀沉降问题); ③渗漏问题; ④面:
1.强度及稳定姓 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,地基就会产生局问 或整体剪切破坏。它会影响建(构)筑物的正常使用,甚至会引起建(构)筑 物的开裂或破坏。 2.变形 当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生太大的变形时,就会影响建(构 )筑物的正常使用,特别是超过建筑物所能容许的不均匀沉降时,结构可能开 裂破坏。沉降量较大时,不均匀沉降也较大。湿陷性黄土遇水两发生剧烈的变 形、膨胀土的胀缩等也可以包括在这类问题中。 3.渗漏 渗漏(Seepage)是指由于地基中地下水的流动而引起的以关问题,例如因水 量损失,或因潜蚀和管涌而可能导致的建(构)筑物失事。 4.液化 地震、机器设备以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基士 ,特别是饱和松散粉细砂(包括部分粉土)产生液化(Liquefaction)、失稳和 震陷等危害。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
5
加 筋 法
处理方法
加筋土、土钉 原理
砂土、粘性土和软土
树根桩
人工路堤、土坡稳定
碎石桩、砂桩
各类土层
粘土、松砂(可能软土)
4.地基处理分类及应用范围
原理 通过注浆改善土体 结构 注浆法
6
胶 结 法
处理方法
高压喷射注浆 原理
岩基、砂土、粉土、软粘 土
软粘土、黄土、砂土、填 土 水泥土搅拌桩 地下水流速过高时应慎用, 另粘土有机质含量过时慎用。 软粘土、黄土、砂土、填 土
地基处理
GROUND TREATMENT
武汉科技大学城市建设学院
参考书
1.《地基处理技术发展与展望》龚晓南主编 水利水电出版社 2004年 2.《地基处理与托换技术》 叶书麟主编 中国建筑工业出版社 1989年 3.《复合地基设计和施工指南》龚晓南主编 人民交通出版社 2003年 4.《地基处理技术规范》JGJ79-2012 5.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 6.《地基处理技术》郑俊杰主编 华东科技大学出版社 7.《新编建筑地基处理工程手册》徐至钧等编撰
6.地基处理工程的施工管理
施工人员必须掌握施工方法,并了解地基
处理方法的原理、技术标准与质量要求; 施工中应进行实时监理; 完工后必须进行质量检测。
地基处理效果检验
实际效果
设计预期
钻孔取样、静探、标贯, 载荷试验、取芯试验
地基处理技术的国内外发展情况
近40年来,国外在地基处理方面发展十分迅速,老方法得到改进, 新方法不断涌现,在60年代中期,从如何提高土的抗拉强度这一思 路中,发展了土的“加筋法”;从如何合有利于土的排水和加速固 结这一基本观点出发,发展了土工聚合物、砂井预压和塑料排水带; 从如何进行深层密实处理的方法考虑,采用加大击实功能的措施, 发展了“强夯法”和振动“水冲法”等。另外,现代工业的发展, 对地基工程提供了强大的生产手段:如能制造重达几十吨的专用地 基加固施工机械(使用强夯法时的起重机械);潜水电机的出现,带来 了振动水冲法的振动器的施工机械;真空泵的问世,才能建立真空 预压法;生产了大于 20000kPa的压缩空气机,从而产生了“高压喷 射注浆法”。
膨胀土
岩溶
冻土
浸湿后结构迅 速破坏而发生 显著下沉
亲水性矿物导致吸 水膨胀失水收缩 (往复对上部结构 的影响)
可能造成底面 变形和地基陷 落
周期性冻融会导致不 均匀沉降(青藏铁路 路基的核心问题之 一),标准冻深
特殊土地基的特性
下面分别介绍几种工程上常见
的特殊土的特性。
3.地基处理的要求
建筑物的地基所面临的问题
5.地基处理方案的选择
设计前调查研究和方案选择
(1).调查研究内容
结构条件(主要考虑沉降对结构受力的影响) 地基条件(需处理土层性质及位置) 环境条件(环境保护,建筑、人、自然环境) 施工条件(各种处理方法所需的基本条件) 主要有施工场地条件、工期、原材料等。
5.地基处理方案的选择
方案确定步骤
根据基本条件,初定几种方案
进行技术和经济分析和对比
如有必要整体实施前进行试验段施工
地基处理设计程序
建筑物对地基的要求 天然地基状况
地基处理的范围与指标
地基处理方法原理 机具设备条件 以往工程经验
提出可行性方案
技术经济比较 环境保护要求
初步确定地基处理方法
补充调查 现场试验 地基处理施工设计
土等特殊土上的建筑物不会由于不良土
性而发生损坏。
4.地基处理分类及应用范围
原理
挖除浅层软弱土或不良土, 分层碾压或夯实土
机械碾压法
1
换 土 垫 层 法
处理方法
平板振动法
适用
浅层软弱地基、湿陷性黄土、 膨胀土地基、冻土地基、杂填土
4.地基处理分类及应用范围
原理
利用强大夯击能使深层土 液化和动力固结,使土土 体密实,用以提高地基承 载力和减小沉降。 适用
4.地基处理分类及应用范围
原理
冻结法
通过人工冷却,使地 基温度低到孔隙水的 冰点以下,使之冷却, 从而具有理想的截水 性能和较高的承载力
7
冷 热 处 理 法
饱和的砂土或软粘土地层 中的临时措施 处理方法 通过渗入压缩的热空 气和燃烧物,并依靠 热传导,而将细颗粒 土加热到100℃以上, 从而增加土的强度, 减小变形
地基液化失效
地基滑动
地基处理现场图片
地基处理现场图片
地基处理施工图
第一章 绪论
本章的主要内容: 1.地基处理的一些基本概念 2.地基处理的对象及其基本特性 3.地基处理的目的 4.地基处理方法的分类 5.地基处理方案的选择 6.地基处理工程的施工管理 7.地基处理技术的发展概况
碎石土、填土、砂土、低 饱和度粉土和粘土
强夯法
2
深 层 密 实 法
处理方法
原理 利用(振动)挤密使深层 土密实,并在密实过程中 回填碎石、灰土等材料。
挤密桩法 适用 填土、砂土。
4.地基处理分类及应用范围
强夯法
3
深 层 密 实 法
处理方法
挤密桩法 原理 利用水泥、粉煤灰、 碎石形成高强度桩体
CFG桩法 适用 填土、砂土。粘性土
粉砂、粉土易 液化
软土地基及其基本特性
软土地基的基本特性:
—、高压缩性:软土由于孔隙比大于 1,含水量大,容重较小, 且土中含大量微生物、腐植质和可燃气体,故压缩性高, 且长期不易达到固结稳定。在其它相同条件下,软土的塑 限值愈大,压缩性亦愈高。 二、抗剪强度低:软土的抗剪强度最好在现场作原位试验。 三、透水性小:软土的透水性能很低,垂直层面几乎是不透水 的,对排水固结不利,反映在建筑物沉降延续时间长。同 时,在加荷初期,常出现较高的孔隙水压力,影响地基的 强度。
强度及稳定性问题
压缩及不均匀沉降问题
渗漏问题 特殊土地基问题
液化问题
3.地基处理的要求
A.强度要求
满足地基土在上部结构的自重及外荷载
作用下不致产生局部或整体剪切破坏。
ห้องสมุดไป่ตู้
3.地基处理的要求
B.变形要求
满足地基土在上部结构的自重及外荷载
的作用下不致产生过大的沉降,特别是
超过建筑物所能容许的不均匀的沉降。
软土地基及其基本特性
软弱地基
<<建筑地基基础设计规范>>明确规定:软弱地
基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填
土或其它高压缩性土层构成的地基。
软弱地基类别
软弱地基
软土
河相海相沉积, 如长三角、珠三 角地区
冲填土
河道清淤、人 工吹填(港口 码头) 建筑垃圾、工 业废料、生活 垃圾等
高压缩砂土 杂填土
(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)
(1)注浆法
水泥土搅拌桩
搅拌桩机的搅拌叶片
水泥土搅拌桩
喷粉桩施工
润扬大桥冻结法施工
润扬大桥冻结法施工
润扬大桥冻结法施工
5.地基处理方案的选择
选择原则
A.各种方法均有其适用范围,各有优点与局限性; B.选择地基处理方法应综合考虑地基条件、加固要求、 工程进度、工程造价、材料及机具等各方面因素; C.选择的方法应注意环境保护(地下水的污染、振动、 噪音等)。
1.地基处理的一些基本概念
基础的概念
是指建筑物向地基传递荷载的下部结构,它具有承上启下的作用。 地基与基础是建筑物的根基,因此,地基和基础的设计往往是不
可截然分割的,基础设计时,除需保证基础结构本身具有足够刚
度和强度外,同时还需选择合理的基础尺寸和布置方案,使地基 的强度和变形满足规范的要求。
软土地基的基本特性
四、触变性:软土是絮凝状的结构性沉积物,当原状土未受破 坏时常具一定的结构强度,但一经扰动,结构破坏,强度 迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称触变性。 所以软土地基受振动荷载后,易产生侧向滑动、沉降及其 底面两侧挤出等现象。 五、流变性:是指在一定的荷载持续作用下,土的变形随时间 而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时强度。这对边坡 、堤岸、码头等稳定性很不利。因此,用一般剪切试验求 得抗剪强度值,应加适当的安全系数。 六、不均匀性:软土层中因夹粉细砂透镜体,在平面及垂直方 向上呈明显差异性,易产生建筑物地基的不均匀沉降。
特殊土地基及其基本特性
特殊土地基
特殊土是指具有特殊工程性质的土类,主要有软 粘土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土及冻土,这 些土由于形成的自然地理环境、气候条件、地质 成因等因素不同,具有很强的区域性,故亦称作
区域性特殊土。 因此,由这些土构成的地基称为
特殊土地基。
特殊土地基类别
特殊土地基
湿陷性黄土
4.地基处理分类及应用范围
原理 布置排水通道,改善 排水条件,并通过采用 加载、降水等改变土 体自重应力
堆载预压法
4
排 水 固 结 法
处理方法
真空预压法 原理 降水预压法
电渗排水法 适用 饱和软粘土
4.地基处理分类及应用范围
原理 通过加筋,形成复合 体,提高土体自身强 度和稳定性,减小沉 降
土工合成材料
在1981年6月召开的第十届国际:土力学及基础工程 会议上有46篇论文专门论述了“地基处理”技术,并成为 会议的 12 个重要议题之一;在 1983 年召开的第八届欧洲 土力学及基础工程会议上所讨论的主题就是“地基处理”。 1984 年中国土木工程学会土力学基础工程学会下成立了 “地基处理学术委员会”, 1986 年召开我国第一届地基 处理学术研讨会。 至今已主办十余届。