吊装场地地基处理演示文稿2012

土的压缩性指标－采用原状土室内压缩试验、原位浅层平板载荷试验、旁 压试验等方法确定。地基土的压缩性可按p1为100kPa，p2为200kPa时相 对应的压缩系数值a1－2划分压缩性，其中a1－2小于0.1/MPa（/MPa用
于表示MPa的倒数）时为低压缩性土，当a1-2大于等于0.1/MPa而小于
吊装场地地基处理理论与实践
中石化第十建设有限公司 侯仁波
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内容提要
概述 地基基础的基本概念 吊装场地地基处理前的准备 换填地基设计 其他几种常用的地基处理方式 地基处理的实施与检验 案例介绍
粉粒 粘粒 胶粒
粗 0.075~0.01 细 0.01~0.005
透水性小，湿时稍有粘性， 干燥时稍有收缩，毛细水 上升高度较大，极易出现 冻胀现象
0.005~0.002 ＜0.002
几乎不透水，结合水作用 显著，潮湿时呈可塑性， 粘性大，遇水膨胀。干燥 时收缩显著，压缩性大
土的物理性质指标
1. 土的质量密度－单位体积土的质量 ρ=m/v(t/m3) 2. 土的重力密度－单位体积土的重力 γ＝G/V（kN/m3） 3. 土的含水量－土中水与颗粒的质量之比 w＝mw/ms×100% 4. 土的相对密度－土粒单位体积的质量与4C°时蒸馏水的密度之比 ds＝ms/Vs*ρw 5. 土的干密度－单位体积内土颗粒质量 ρd＝ms/V＝ ρ/(1+w) (t/m3) 6. 土的干重度－单位体积内土颗粒重力 γd＝Gs/V＝ ρd*g 7. 土的饱和密度－土中孔隙完全被水充满时的密度 ρsat＝（ms+Vv* ρw ）(t/m3) 8. 土的饱和重度－土中孔隙完全被水充满时的重度
土的沉积
土的沉积年代不同，工程性质也不同，地质学根据主要的地壳运 动和古生物演化顺序，用相对地质年代将土的沉积年代以代、纪、世、 期划分时间段。大多数土是在第四纪形成的，第四纪包括早更新世 （Q1）、中更新世（Q2）、晚更新世（Q3）和全更新世（Q4）四个 世。
土的三相组成
土由矿物固体颗粒及颗粒间隙中的液体和气体组 成，称为土的三相组成。土的工程性质与三相组成 中各自的性质以及相互比例密切相关。
土的粒组划分
工程上将性质相近的土粒划分为若干 粒组，又将土中各个粒组的相对含量来 表示土中颗粒的组成情况－－称为土的 颗粒级配。确定粒组相对含量方法称为 粒组分析法，粒径大于0.075mm的土 采用筛分法，粒径小于0.075mm的土 采用比重计法，分析结果通常用颗粒级 配曲线表示。
土的颗粒组成曲线
粒组名称
漂石或块石颗 粒
卵石或碎石颗 粒
园砾或 粗 角砾颗粒 中
细
粗
砂粒
中
细
土的粒组划分
分界粒径 （mm）
一般特征
＞200 200~20
透水性大，无粘性，无毛 细水，不能保持水分
20~10 10~5 5~2
2~0.5 0.5~0.25 0.25~0.075
透水性大，无粘性，无毛 细水
易透水，无粘性，干燥是 不收缩，呈松散状态，不 表现可塑性，压缩性小， 毛细水上升高度不大
结合水又可分为吸着水（强结合水）和薄膜水，
吸着水以分子电荷与土粒结合，性质接近固态，不 冻结、相对密度大于1，粘滞性大、受外力不转移，
质 量
不传递静水压力；薄膜水吸附在吸着水之外，不流
动，不传递静水压力，冻结温度低，含薄膜水的土 0
空气
具有塑性。
mw
自由水是游弋与土粒之间的普通水，只受重力影 m
水
响，能传递静水压力，含有自由水的土具有流动性。
土的成因
土的形成
土是地壳表面的岩石经受风、霜、雨、雪侵蚀和生物活动破坏 （风化）而崩解和破碎形成的大小、颗粒不同的松散物质。风化后残 留在原地的称残积土，风化后经各种自然力的作用搬运到大陆低洼地 区和水底积聚起来的称沉积土，经人与机械搬运形成的称填土，经人 与水力形成的称冲（吹）填土。陆地上大部分平原地区的土属于沉积 土，沉积土经过不同的沉积过程形成不同的颗粒组成，在漫长的地质 年代中逐渐加厚、压密、变形、掺与杂物，形成颗粒交错、成份混杂、 性质各异的地层。
土的工程特性指标
土的工程特性指标包括强度指标，压缩性指标，静力触探探头阻力， 标准贯入试验锤击数，载荷试验承载力等，代表值分为标准值、平均值及 特征值，其中抗剪强度指标采用标准值，压缩性指标采用平均值，载荷试 验承载力采用特征值。各代表值均应通过试验数据统计获得。 土的抗剪强度指标－采用原状土室内剪切试验、无侧限抗压强度试验、现 场剪切试验、十字板剪切试验等方法测定；
吊装场地地基处理学科的兴起
站位场地 行走场地 运输道路
制造工艺、装备的发展
设备、构件体重增大 吊装重量高度增大 吊装机械增大 吊装工艺创新 原土承载需 力不足 求
安全地基 兴 起
风绳锚点 固定基础 轨道地基
承载瞬时性 使用一次性 理论不成熟
相对费用低
吊装场地地基处理学科 条件苛刻
许成不许败
吊 理论基础 土力学，结构力学，钢、砖石、混凝土结构理论
1. 岩石－在自然状态下颗粒间牢固连接，呈整体或具有节理裂隙的岩体。岩石可按地质
和工程两种方法分类，地质按地质成因、结构构造和风化程度分类，工程按岩石的工程 特性分类。地质分类通过地质勘察给出地质名称和风化程度，为工程建设明确工程特性。 工程分类以地质分类为基础，用以确定工程性质、便于工程评价。工程上以岩石的坚硬 程度和岩体的完整性进行岩石分类。
建筑工程中将土层称为地基，而将扩大断面尺寸的这一部分称为基础，就吊装场地 地基处理的意义而言，我们对地基进行的处理实际上就是为吊车做一个基础。
地基应同时满足两个基本要求（1）地基应具有足够的强度，在荷载作用后不致于 失稳破坏；（2）地基不能产生过大的下沉、尤其不能产生过大的不均匀下沉。
强度低、压缩性高的软弱地基，难以满足上述要求，即使具有较高强度、较低压缩 性的良好地基，也大多难以满足吊车站位要求，这就需要对吊装场地的地基进行人工处 理。要对地基土进行处理，就不得不对土的性质、地基设计理论有所了解甚至掌握，本 部分的目的就在于，向各位扼要的介绍一些土的物理力学性质，地基中的应力和变形， 土的抗剪强度和地基承载力，地基计算原则，吊装场地地基处理设计等相关知识。
0.5/MPa时为中压缩性土，当a1-2大于等于0.5/MPa时为高压缩性土
载荷试验承载力－包括浅层和深层平板载荷试验；
静力触探探头阻力、表准贯入试验锤击数－－均为用以测定地基工程特性 的试验方法和代表值。
土的工程分类
为了对岩土进一步认识和便于工程处理，工程上对 岩土按照其特性进行了分类，国内通常根据地基基础规范 按照土的颗粒大小、工程性质分为岩石、碎石土、沙土、 粘性土、粉土、淤泥、淤泥质土、红黏土、膨胀土、人工 填土、湿陷性黄土等十几个大类类。当然也会根据对土的 进一步认识增加类别，比如吹填土、所谓的“养羊的湿陷 性黄土”、“戈壁料”等等
γsat＝（Gs+Vv* γw）/V(kN/m3) 10.土的有效重度－土受到水的浮力作用时的重度
γ ′＝（Gs+Vv* γ w）/V-V*γw/V= γsat- γw 11. 土的孔隙比－土中孔隙体积与土粒体积之比 e＝Vv/Vs=ds*ρw（1＋w）/ ρ-1 12. 土的孔隙率－土中孔隙体积与土粒体积之比 n＝Vv/V*100%=e/(1+e)*100% 13.土的饱和度－土中水的体积与孔隙体积之比 Sr=Vw/Vv=w*ds/e 14.土的塑限－土由固体状态变到塑性状态时的分界含水量wp－－搓条试验获得 15.土的液限－－土由塑性状态变为流动状态时的分界含水量wL－－锥式液限仪测得 16.土的塑性指数－液限与塑限之差 Ip=wL-wp 17.土的液性指数－天然含水量与塑限之差 IL=(w-wp)/Ip
注：完整性指数为岩体纵波与岩块纵波波速之比的平方。
极破碎 ＜ 0.15
2.碎石土－粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50％的土。按颗粒性状和密实程度分别分
类。
碎石土分类
土的名 称
漂石 块石
卵石 碎石
园砾 角砾
颗粒形状
粒组含量
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
土的固体颗粒主要由矿物颗粒组成，或含部分有 机质。土颗粒的大小、形状、成分及组成对土的物 理力学性质有很大影响，工程上将性质相近的土粒 划分若干粒组。
土中的空气分为与大气联通的自由空气和与大气 隔绝的封闭气体，自由空气不影响土粒性质，封闭 空气增加土的弹性，减小土的透水性。
土中的水分为结合水和自由水：
ms
颗粒
体积 Vq
Vv
V
V
w
Vs
土的三相草图
土的矿物组成
土的矿物成份分wk.baidu.com原生矿物和次生矿物
原生矿物是岩石风化前的成分，如石英、长石、云母等，性质比较稳 定，主要分布在较粗的土颗粒中；
次生矿物是岩石经化学风化后产生的新矿物，如蒙脱石、伊利石、高 岭石等，主要分布在极细的粘粒土中，性质随不同的化学风化而区别 较大。
吊装场地地基处理的特点
服务性：场地处理为吊装服务，以满足吊装需要为目的； 唯一性：场地的唯一，措施的唯一 沉降敏感性：不均匀沉降危害巨大而敏感，均匀沉降不敏感 安全至上性：只许成功、不许失败 因地制宜性：地基处理工作的共性－－就地取材、简单易行 理论不成熟性：缺少规范性参考资料和理论与试验研究 多样性：吊装机械、吊装工艺、吊物、地基等多种多样 相对费用低：相对于吊车和吊物，地基处理费几乎微不足道 专业互通性：吊装专业不了解地基，地基专业不了解吊装
第一部分 概述
课件简介 吊装场地地基处理学科的兴起 吊装场地地基处理学科的研究对象 吊装场地的分类 吊装场地地基处理的特点
课件简介
由于吊装场地地基处理的特殊性，截至当前尚未检索到关于 吊装场地地基处理方面的相关规范、标准，相关研究、论著也 不多见，因此本课件的编撰主要是根据笔者近年来从事相关工 作所积累的不成熟经验所作，从地基基础的基本概念，吊装场 地地基处理前的准备，换填地基设计，其他几种常用的地基处 理方式，地基处理的实施与检验，案例介绍等几个方面，应该 说是对吊装场地地基处理的常识性介绍。由于作者的水平有限、 经验不多，再加上缺乏试验数据，其中肯定存在着这样那样的 不足、缺陷、乃至错误，衷心希望在座各位提出批评、勘误， 并衷心希望与各位相互交流、切磋，以利进一步做好吊装场地 的处理，并希图形成吊装场地地基处理的理论基础。
第二部分 地基基础的基本概念
现场吊装的吊车要站在土层上面才能作业，土层受到吊车荷载的作用后，就要产生 压缩变形。土层的压缩性不仅比通常的建筑材料要大，同时土层及隐蔽在土层内的其他 设施也可能因分布不均而产生不均匀的压缩，亦即站立吊车的土层会因压缩而产生均匀 或不均匀的下沉。为了减小吊车站位土层的下沉和不均匀下沉，保证吊车站立的稳定， 通常需要对吊车与土层接触部分的平面尺寸适当扩大，以减小吊车与土接触部分的压强。
装 吊装参数 吊装机械，吊装工艺，吊装重量,荷载取值与分项系数 场
地 场地参数 水文地质，隐蔽物与障碍物
地 基 气象参数 风情、雨雪、雷暴
处 理
合理利用 走道板、技措用料及性能，既有条件
学 处理常识 施工与管理，检测与验收
科 研 设计原则 因地制宜，理论与经验并重，确保安全
究 设计难点 条件苛刻与不确定因素 对
象 研究课题 地基瞬时承载性能与机理，设计理论，试验检测
吊装场地的分类
吊装场地可以根据吊装 机械、吊装工艺、场地 状况等以多种方式分类， 这里出于吊装场地地基 处理的需要，按照吊装 机械对吊装场地的作用 方式，大致分为五种类 型
固定式 桅杆，固定塔吊，液压提升与顶升 轨道式 移动式塔吊，门吊，轨道式吊车 行走式 履带式，越野轮胎式，拖车 支腿式 汽车式，越野轮胎式，履带式 滑移式 设备、构件滑移，各式吊机
岩石坚硬程度的划分
坚硬程度类别
坚硬岩 软硬岩
较软岩
软岩
极软岩
饱和单轴抗压强 frk＞60 60≥frk＞30 30 ≥ frk＞15 15 ≥ frk＞5 frk ≤5 度标准值frk(MPa)
岩体完整程度划分
完整程度等级
完整 较完整
较破碎
破碎
完整性指数
＞0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15