软弱地基及处理
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土力学与基础工程
开封大学土木建筑工程学院
9.1.3 地基处理方法的分类
地基处理的方法分类多种多样
浅层处理 按处理深度分 深层处理
分类标准不同， 分类也很多，不统一。
按时间分
临时处理 永久处理
按土的性质分
砂性土处理 粘性土处理
（1）土质改良； 按地基处理的作用机理分 （2）土的置换；
（3）土的补强。
开封大学土木建筑工程学院
➢ 预压荷载大小和堆载速率的控制
（1）地面沉降速率 在排水砂垫层上设地基垂直沉 降观测点，要求堆载中心点地表日沉降量不超过 10mm。 （2）边桩水平位移 在离预压土体四周边缘约1m处 打一排边桩，长1.5~2.0m，打入地层内1m，要求边 桩日水平位移不超过5~10mm。 （3）地基土孔隙水压力 在地基中不同深度处理设 孔隙水压力计，要求孔隙水压力不超过预压荷载所产 生应力的50%~60%。
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土力学与基础工程
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9.1.2 地基处理的对象
软弱地基
淤 泥 土 e>1.5，>L (IL>1.0) 淤泥质土 e=1.0~1.5，>L (IL>1.0) 泥炭土 ，泥炭质土 冲填土 人工填土，杂填土
不良地基
湿陷性黄土 膨胀土 冻土 松砂 Dr < 1/3 或 e > 0.85 饱和液化,干土震陷
土力学与基础工程
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9.1.1 地基处理的目的与意义
1、改善剪切特性---地基承载力 2、改善压缩特性---减少地基沉降量 3、改善透水特性
(1)防渗：堤坝、闸基、池 (2)排水：软基固结渗流、挡土墙排水 (3)渗透稳定性：长江大堤的管涌、流土 (4)抗冻性 4、改善动力特性 (1)液化：加密 (2)震陷：干松砂和溶洞 5、改善特殊土的不良地基特性 (1)黄土的湿陷 (2)膨胀土的胀缩
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9.1 概 述
9.2 换填法
本
9.3 强夯法
章
内
9.4 预压法
容
9.5 挤密法及振冲法
9.6 化学加固法
9.7 托换法
土力学与基础工程
开封大学土木建筑工程学院
9.1 概 述
浅基础,当承载力,沉降,液化,冻胀不满足 设计要求 (1) 采用深基础,桩基础 (2) 处理地基土,改善土性
平整场地 → 标出首遍夯点 → 起重机就位，夯锤对准夯点 → 测量夯前锤顶高程 → 起吊夯锤至预定高度，释放夯锤 →按设计夯击次数及控制标准完成第一遍夯击 → 用推土机 填平夯坑 → 重复以上步骤，完成全部夯击遍数，最后用低 能量满夯，将地表层松土夯实。
土力学与基础工程
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9.4 预 压 法
分层铺筑 分层压实
碾压法 振动法 夯实法
土力学与基础工程
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9.3 强 夯 法
➢强夯机械
又称动力固结法
大吨位的起重机，把很重的锤（一般为10~40t）从高处 自由下落（落距为6~40m）给地基以冲击力和振动
➢作用机理
✓巨大的夯击能和冲击波，压缩的微气泡，沉降； ✓土体局部产生液化后，结构破坏，加速孔隙水压力消散； ✓粘性土具有的触变性，使降低了的强度得到恢复和增强。
施工工序： 用一条聚乙烯网袋，长为H+2m，扎 紧下口，装入少量砂土，放入套管， 至设计深度。将网袋上口固定在装砂 漏斗上，通过振动装砂入袋，装满砂 袋后，从漏斗上卸下，拧紧套管上盖， 把压缩空气送进套管，提升套管至地 面，一个袋装砂井即完成。通常在地 面上应留50~100cm长的砂袋。
土力学与基础工程
b 2z tan
矩形基础：p z
bl( pk pc )
(b 2z tan )(l 2z tan )
土力学与基础工程
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(2)砂垫层的宽度
b' b 2z tan b′—垫层底面宽度，m。
注意：垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于300mm， 或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡 。 (3)砂垫层的施工
➢ 预压系统 ➢ 排水系统
加载预压 真空预压
有砂井排水 塑料排水带
➢ 适用范围
淤泥 淤泥质土 冲填土等饱和粘性土
土力学与基础工程
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预压法施工照片
土力学与基础工程
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➢ 砂井设计
✓砂井的长度 ✓砂井的直径 d=20~30cm ✓砂井的间距 （8~10）d
“细且密”的原则
土力学与基础工程
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9.2 换 填 法
➢垫层材料
卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂 素土 灰土：灰土比 2:8 或 3:7 工业废料：粉煤灰，矿渣
➢垫层厚度 一般：0.5~3m
又称换土 垫层法
➢适用范围
适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性 黄土、素填土、杂填土及暗沟、 暗塘等浅层处理 。
土力学与基础工程
土力学与基础工程
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➢设计要求
H mh
H——需要加固土层的深度，m； ——系数，与地基土性质有关，一般为0.50~0.70； m——锤重，t； h——锤的落距，m
注意：
强夯法加固地基所取得的效果还与几个施工参数有关， 如夯击距离、击数、遍数、间歇时间等。
土力学与基础工程
开封大学土木建筑工程学院 强夯施工工序：
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9.5 挤密法及振冲法
挤密法：在软弱或松散地基中先打入桩管成 孔，然后在桩管中填粗砂、砾石等坚实土料
振冲法：应用松砂加水振动后变密的原理， 再通过振冲器成孔，然后填入砂或石、石灰、 灰土等材料，再予以捣实形成桩与周围挤密 后的松砂所组成的复合地基，来承受建筑物 的荷重
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9.1.4 地基处理方法的选用原则
应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、 因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源。
选定了地基处理方案后，地基加固处理应尽量提早进 行，地基加固后强度的提高往往需要有一定时间，随着时 间的延长，强度会继续增长。施工时应调整施工速度，确 保地基的稳定和安全。还要在施工过程中加强管理，以防 止由于管理不善而导致未能取得预期的处理效果。
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➢换土垫层作用
软土
（1）提高地基的承载力 （2）减少地基沉降量
（3）加速软弱土层的排水固结 垫层
（4）防止冻胀和消除膨胀土地基的胀缩作用
土力学与基础工程
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➢砂垫层的设计
(1)砂垫层的厚度
下卧土层 承载力要求：
pz pcz faz
条形基础：p z
b( pk pc )
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9.1.3 地基处理方法的分类
地基处理的方法分类多种多样
浅层处理 按处理深度分 深层处理
分类标准不同， 分类也很多，不统一。
按时间分
临时处理 永久处理
按土的性质分
砂性土处理 粘性土处理
（1）土质改良； 按地基处理的作用机理分 （2）土的置换；
（3）土的补强。
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➢ 预压荷载大小和堆载速率的控制
（1）地面沉降速率 在排水砂垫层上设地基垂直沉 降观测点，要求堆载中心点地表日沉降量不超过 10mm。 （2）边桩水平位移 在离预压土体四周边缘约1m处 打一排边桩，长1.5~2.0m，打入地层内1m，要求边 桩日水平位移不超过5~10mm。 （3）地基土孔隙水压力 在地基中不同深度处理设 孔隙水压力计，要求孔隙水压力不超过预压荷载所产 生应力的50%~60%。
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9.1.2 地基处理的对象
软弱地基
淤 泥 土 e>1.5，>L (IL>1.0) 淤泥质土 e=1.0~1.5，>L (IL>1.0) 泥炭土 ，泥炭质土 冲填土 人工填土，杂填土
不良地基
湿陷性黄土 膨胀土 冻土 松砂 Dr < 1/3 或 e > 0.85 饱和液化,干土震陷
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9.1.1 地基处理的目的与意义
1、改善剪切特性---地基承载力 2、改善压缩特性---减少地基沉降量 3、改善透水特性
(1)防渗：堤坝、闸基、池 (2)排水：软基固结渗流、挡土墙排水 (3)渗透稳定性：长江大堤的管涌、流土 (4)抗冻性 4、改善动力特性 (1)液化：加密 (2)震陷：干松砂和溶洞 5、改善特殊土的不良地基特性 (1)黄土的湿陷 (2)膨胀土的胀缩
开封大学土木建筑工程学院
9.1 概 述
9.2 换填法
本
9.3 强夯法
章
内
9.4 预压法
容
9.5 挤密法及振冲法
9.6 化学加固法
9.7 托换法
土力学与基础工程
开封大学土木建筑工程学院
9.1 概 述
浅基础,当承载力,沉降,液化,冻胀不满足 设计要求 (1) 采用深基础,桩基础 (2) 处理地基土,改善土性
平整场地 → 标出首遍夯点 → 起重机就位，夯锤对准夯点 → 测量夯前锤顶高程 → 起吊夯锤至预定高度，释放夯锤 →按设计夯击次数及控制标准完成第一遍夯击 → 用推土机 填平夯坑 → 重复以上步骤，完成全部夯击遍数，最后用低 能量满夯，将地表层松土夯实。
土力学与基础工程
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9.4 预 压 法
分层铺筑 分层压实
碾压法 振动法 夯实法
土力学与基础工程
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9.3 强 夯 法
➢强夯机械
又称动力固结法
大吨位的起重机，把很重的锤（一般为10~40t）从高处 自由下落（落距为6~40m）给地基以冲击力和振动
➢作用机理
✓巨大的夯击能和冲击波，压缩的微气泡，沉降； ✓土体局部产生液化后，结构破坏，加速孔隙水压力消散； ✓粘性土具有的触变性，使降低了的强度得到恢复和增强。
施工工序： 用一条聚乙烯网袋，长为H+2m，扎 紧下口，装入少量砂土，放入套管， 至设计深度。将网袋上口固定在装砂 漏斗上，通过振动装砂入袋，装满砂 袋后，从漏斗上卸下，拧紧套管上盖， 把压缩空气送进套管，提升套管至地 面，一个袋装砂井即完成。通常在地 面上应留50~100cm长的砂袋。
土力学与基础工程
b 2z tan
矩形基础：p z
bl( pk pc )
(b 2z tan )(l 2z tan )
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(2)砂垫层的宽度
b' b 2z tan b′—垫层底面宽度，m。
注意：垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于300mm， 或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡 。 (3)砂垫层的施工
➢ 预压系统 ➢ 排水系统
加载预压 真空预压
有砂井排水 塑料排水带
➢ 适用范围
淤泥 淤泥质土 冲填土等饱和粘性土
土力学与基础工程
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预压法施工照片
土力学与基础工程
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➢ 砂井设计
✓砂井的长度 ✓砂井的直径 d=20~30cm ✓砂井的间距 （8~10）d
“细且密”的原则
土力学与基础工程
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9.2 换 填 法
➢垫层材料
卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂 素土 灰土：灰土比 2:8 或 3:7 工业废料：粉煤灰，矿渣
➢垫层厚度 一般：0.5~3m
又称换土 垫层法
➢适用范围
适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性 黄土、素填土、杂填土及暗沟、 暗塘等浅层处理 。
土力学与基础工程
土力学与基础工程
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➢设计要求
H mh
H——需要加固土层的深度，m； ——系数，与地基土性质有关，一般为0.50~0.70； m——锤重，t； h——锤的落距，m
注意：
强夯法加固地基所取得的效果还与几个施工参数有关， 如夯击距离、击数、遍数、间歇时间等。
土力学与基础工程
开封大学土木建筑工程学院 强夯施工工序：
土力学与基础工程
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9.5 挤密法及振冲法
挤密法：在软弱或松散地基中先打入桩管成 孔，然后在桩管中填粗砂、砾石等坚实土料
振冲法：应用松砂加水振动后变密的原理， 再通过振冲器成孔，然后填入砂或石、石灰、 灰土等材料，再予以捣实形成桩与周围挤密 后的松砂所组成的复合地基，来承受建筑物 的荷重
土力学与基础工程
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9.1.4 地基处理方法的选用原则
应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、 因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源。
选定了地基处理方案后，地基加固处理应尽量提早进 行，地基加固后强度的提高往往需要有一定时间，随着时 间的延长，强度会继续增长。施工时应调整施工速度，确 保地基的稳定和安全。还要在施工过程中加强管理，以防 止由于管理不善而导致未能取得预期的处理效果。
开封大学土木建筑工程学院
➢换土垫层作用
软土
（1）提高地基的承载力 （2）减少地基沉降量
（3）加速软弱土层的排水固结 垫层
（4）防止冻胀和消除膨胀土地基的胀缩作用
土力学与基础工程
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➢砂垫层的设计
(1)砂垫层的厚度
下卧土层 承载力要求：
pz pcz faz
条形基础：p z
b( pk pc )