同濟大學地基處理技術(shù)

FoundationImprovementTechnology

地基處理的含義場地（Site）：指工程建設(shè)所占有并直接使用的有限面積的土地。場地范圍內(nèi)及其鄰近的地質(zhì)環(huán)境都回直接影響著場地的穩(wěn)定性。地基(Foundation,Subgrade):指承托建筑物基礎(chǔ)的這一部分很小的場地?；A(chǔ)（Foundation，F(xiàn)ooting):指建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)。地基處理（GroundTreatment，GroundImprovement）：指天然地基很軟弱，不能滿足地基承載力和變形的要求，而地基需經(jīng)過人工處理后再營建基礎(chǔ)。建筑物基礎(chǔ)地基地基存在的問題

地基承載力或穩(wěn)定性問題沉降、水平位移及不均勻沉降問題滲透問題特殊土的不良地質(zhì)問題液化問題地基存在的問題

實例1．加拿大特朗斯康谷倉

加拿大特朗斯康谷倉平面呈矩形，長59.44m,寬23.47m。高31.0m。容積36368m3。谷倉為圓筒倉，每排13個圓筒倉，共5排65個圓筒倉組成。谷倉的基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏基，厚61cm，基礎(chǔ)埋深3.66m。

谷倉于1911年開始施工，1913年秋完工。1913年9月起往谷倉裝谷物，仔細地裝載，使谷物均勻分布、10月當谷倉裝了31822m3谷物時，發(fā)現(xiàn)1小時內(nèi)垂直沉降達30.5cm。結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在24小時間谷倉傾倒ˊ。谷倉西端下沉7.32m,東端上抬1.52m。

1913年10月18日谷倉傾倒后，上部鋼筋混凝土筒倉艱如盤石，僅有極少的表面裂縫。PfP>f建筑物荷載過大，使地發(fā)生整體滑動，建筑物失穩(wěn)。

實例2.香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動體正好沖過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。山坡上殘積土本身強度較低，加之雨水入滲使其強度進一步大大降低，使得土體滑動力超過土的強度，于是山坡土體發(fā)生滑動?；瑒用嬗晁ㄖ礼f實例3.比薩斜塔

比薩斜塔是比薩大教堂的鐘樓，塔八層，高53.3m。塔的磚石地基的直徑為19.6m，最大深度5.5m。塔基向南傾斜，與地面成5.5°第七層在南面突出4.5m。比薩斜塔基礎(chǔ)底面傾斜值，經(jīng)計算為0.093，即9.3％,我國國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GBJ7－89中規(guī)定：高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的傾斜，當建筑物高度Hg為：50m<Hg≤100m時，其允許值為0.005，即0.5％。比薩斜塔基礎(chǔ)實際傾斜值已等于我國國家標準允許值的18倍。S地基產(chǎn)生的不均勻沉降造成的建筑物傾斜實例4.大地震中地基液化

地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴重損傷。

實例5．Teton壩

Teton壩位于美國Idaho州的Teton河上，是一座防洪、發(fā)電、旅游、灌溉等綜合利用工程。大壩為土質(zhì)肥心墻壩。最大壩高126.5m(至心墻齒槽底)，壩頂長945m。建于1972-75年，1976年6月失事。損失：直接8000萬美元，起訴5500起，2.5億美元，死14人，受災2.5萬人，60萬畝土地，32公里鐵路。滲透破壞12：30洪水掃過下游谷底，附近所有設(shè)施被徹底摧毀11：50左右，洞口擴大加速，泥水對壩基的沖蝕更加劇烈

1976年6月5日上午10:30左右，下游壩面有水滲出并帶出泥土。11：00左右洞口不斷擴大并向壩頂靠近，泥水流量增加地基處理對象及其特征地基處理的對象軟弱地基（SoftFoundation）特殊土地基(SpecialGround)軟土（softsoil）沖填土雜填土飽和松散粉細砂淤泥淤泥質(zhì)土

濕陷性土紅粘土膨脹土凍土巖漬土污染土等軟弱地基由人類活動而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾。組成物質(zhì)雜亂，分布不均勻，結(jié)構(gòu)松散。因而強度低、壓縮性高和均勻性差。包括淤泥和淤泥質(zhì)土。在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學作用形成。主要由細粒土組成，孔隙比大（大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高（壓縮系數(shù)>0.5MPa-1）和強度低。廣泛分布在我國東南沿海及內(nèi)地。例如天津、上海、杭州寧波、溫州、廈門、廣州等沿海地區(qū)，以及昆明、武漢等內(nèi)地地區(qū)。軟土（SoftSoil）沖填土（HydraulicFill）整治和疏浚江河航道時，用挖泥船通過泥漿泵將泥砂夾大量水分吹到江河兩岸而形成的沉積土。又稱吹填土。沖填土是否需要處理和采取何種方法處理，取決于沖填土的顆粒組成、土層厚度和排水條件。雜填土（MiscellaneousFill）飽和粉細砂（SaturatelooseSand）由于密實度小，容易在動力荷載下產(chǎn)生液化現(xiàn)象，并容易在東水壓力作用下產(chǎn)生管涌和流沙現(xiàn)象。特殊土地基指土體在一定壓壓力下受水浸濕濕時產(chǎn)生的濕陷陷變形量達到一一定數(shù)值的土。。包括：濕陷性黃黃土、干旱和半半干旱地區(qū)具有有崩解性的碎石石土和砂土。黃土在我國特別別發(fā)育，廣泛分分布在黑龍江、、吉林、遼寧、、內(nèi)蒙、山東、、河北、河南、、山西、陜西、、甘肅、寧夏、、青海、新疆等等地。指粘粒成分主要要由親水性礦物物所組成的粘性性土。具有吸水膨脹、、失水收縮的特特性。主要分布在廣西西、云南、湖北北、河南、安徽徽、四川、河北北、山東、陜西西、江蘇、廣東東等地。指石灰?guī)r、白云云巖等碳酸類巖巖石在亞熱帶溫溫濕氣候條件下下經(jīng)風華作用所所形成的褐紅色色的粘性土。由于下臥巖面起起伏及存在，一一般容易引起不不均勻沉降。主要分布在云南南、貴州、廣西西等地。土的溫度等于或或低于攝氏零度度，含有固態(tài)水水。當自然條件改變變時，產(chǎn)生凍脹脹、融陷等不良良地質(zhì)現(xiàn)象。季節(jié)凍土占中國國領(lǐng)土面積一半半以上，其南界界西從云南章鳳鳳，向東經(jīng)昆明明、貴陽，繞四四川盆地北緣，，到長沙、安慶慶、杭州一帶。。多年凍土分布布在東北大、小小興安嶺，西部部阿爾泰山、天天山、祁連山及及青藏高原等地地，總面積為全全國領(lǐng)土面積的的1/5強濕陷性土（CollapsibleLoess）膨脹土(ExpansiveSoil)紅粘土(RedClay)季節(jié)性凍土(FrozenSoil)地基處理的目的的1、改善土的抗剪剪特性2、改善壓縮特性性3、改善透水特性性4、改善動力特性性5、改善特殊土的的不良地基特性性1、改善土的抗剪剪特性地基的破壞屬于于剪切破壞！因此可以通過提提高地基土的抗抗剪強度來提高高地基的強度和和承載力。從而而防止結(jié)構(gòu)倒塌塌、邊坡失穩(wěn)。。σ1σ3σ3σ12、改善壓縮特性性※減小建筑物的沉沉降和不均勻沉沉降；減小基坑坑開挖、隧道施施工引起的地面面沉降；減小降降水產(chǎn)生的固結(jié)結(jié)沉降。顆粒水氣※土的壓縮機理土中的孔隙的減減少。由于孔隙隙中含有水和氣氣，壓縮速度受受排水和排氣特特性的影響。3、改善透水特性性※地下水位下基坑坑開挖的止水；；砂土液化中的的排水。顆粒水氣※土的透水性能主主要受孔隙大大?。B透性性）和排水距離離的的影響?？煽梢酝ㄟ^減小孔孔隙和填充孔隙隙的方法來減小小土的滲透性。。也可以在土中中植入透水性好好的介質(zhì)（砂石石樁和排水板））來增加其滲透透特性。4、改善動力特性性※松散粉細砂的液液化機理在動力荷載作用用下，松散粉細細砂有結(jié)構(gòu)變密密的趨勢，從而而導致孔壓增長長，產(chǎn)生液化現(xiàn)現(xiàn)象。因此可以以通過增加密度度、減小動剪切切應力和改良排排水條件三方面面來處理可液化化地基。5、改善特殊土的的不良地基特性性※改善黃土的濕陷陷性；※改善膨脹土的脹脹縮性；※改善凍土的凍脹脹和融沉特性。。地基處理的方法法置換1、換土墊層法2、擠淤置換法3、褥墊法4、振沖置換法5、沉管碎石樁法法6、強夯置換法7、砂樁置換法8、柱錘沖擴樁法法9、石灰樁法10、EPS超輕質(zhì)料填土法法(發(fā)泡聚苯乙烯)地基處理的方法法振密、擠密1、表層原位壓實實法2、強夯法3、沖擊碾壓4、振沖密實法5、擠密砂樁法6、爆破擠密法7、土樁、灰土樁樁法300T?m強夯降水強夯-高真空擊密工法法（遠眺）降水強夯-高真空擊密工法法（近景）表層處理-高真空淺層處理-高真空深層處理2地基處理的方法法排水固結(jié)1、加載預壓法2、超載載預壓壓法3、砂井井法(普通砂砂井、、袋裝裝砂井井、塑塑料排水水帶)4、真空空預壓壓法5、真空空預壓壓與堆堆載聯(lián)聯(lián)合法法6、降低低地下下水位位法7、電滲滲排水水法塑料排排水板板場區(qū)覆覆膜地基處處理的的方法法灌入固固化物物1、深層層攪拌拌法(濕法與與干法法)2、高壓壓噴射射注漿漿法3、夯實實水泥泥土樁樁法4、滲入入性灌灌漿法法5、劈裂裂灌漿漿法6、擠密密灌漿漿法7、電動化學學灌漿法SMW工法組合構(gòu)構(gòu)件支護結(jié)結(jié)構(gòu)地基處理的的方法加筋1、加筋土法法2、錨固法(土錨、土釘釘、錨定板板)3、土工合成成材料4、樹根樁法法5、低強度混混凝土樁復復合樁基法法6、鋼筋混凝凝土樁復合合樁基法地基處理的的方法冷熱處理1、凍結(jié)法2、燒結(jié)法地基處理的的方法改造工程1、建筑物增增層改造（（地上、室室內(nèi)和向地下下的增層改改造）；2、建筑物改改建、擴建建（調(diào)整、、改善房屋使使用功能，，擴大使用面積）；；3、建筑物加加固和托換換工程；4、建筑物移移位工程（（平移、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動、升降移移位、綜合合移位）；；地基處理的的方法1、建筑物的的裂損加固固處理；2、氡氣治理理工程；3、建筑物糾糾傾扶正及及防復傾加加固工程；；4、不均勻下下沉引起建建筑物的撓撓曲、扭曲曲變形的病病害處理工工程；5、過量沉降降建筑物的的控制與處處理工程；；6、火災、水水災后建筑筑物的檢驗驗、鑒定與與加固處理理；7、建筑材材料質(zhì)量量低劣的的危險房房屋搶救救與加固固工程；；8、地震、、風災損損壞后建建筑物搶搶救與加加固工程程；9、泥石流流、滑坡坡?lián)p壞的的建筑物物搶救與與加固工工程；10、地面塌塌陷及地地面裂縫縫損壞的的建筑物物搶救與與加固工工程；11、其他災災害損壞壞導致的的建筑物物的搶救救工程病害處理理事故實例例CFG樁軟基處處理高填填方路堤堤滑坡地基處理理的方法法既有建筑筑地基基礎(chǔ)礎(chǔ)加固方方法1、基礎(chǔ)加加固法2、基礎(chǔ)托托換法3、地基加加固法4、組合加加固法－－同時采用用基礎(chǔ)加加固、、基礎(chǔ)托換換或地基基加固等兩種種或兩種種以上方法的的組合加加固地基處理理的方法法基礎(chǔ)加固固法1、基礎(chǔ)補補強注漿漿加固法法2、擴大基基礎(chǔ)底面面積法3、加深基基礎(chǔ)法地基處理理的方法法基礎(chǔ)托換換法1、錨桿靜壓壓樁法2、樹根樁法法3、坑式靜壓壓樁法4、樁式托換換法5、后壓漿樁樁法6、抬墻梁法法7、沉井托換換加固法法地基處理理的方法法地基加固固法1、注漿加加固法2、高壓噴噴射注漿漿法3、水泥土土攪拌法法4、加筋水水泥土樁樁錨法5、雙灰樁法6、化學灌漿法法地基處理的方方法糾偏方法1、錨桿靜壓樁樁法2、基礎(chǔ)加壓糾糾偏法3、基礎(chǔ)減壓和和加強上部結(jié)結(jié)構(gòu)剛度法4、套筒法5、浸水與加壓壓矯正法6、排(掏)土糾傾法7、預浸水法8、灰土樁法地基處理的方方法移位地基處理方法法的選擇考慮的因素1、土的種類2、土的加固深度度3、上部結(jié)構(gòu)的的要求4、能提供的材料料5、能提供的加固固機械設(shè)備6、環(huán)境因素7、工期要求8、當?shù)靥幚矸椒椒ǖ牧晳T，，施工隊伍素素質(zhì)9、施工技術(shù)條條件和經(jīng)濟指指標比較地基處理的原原則經(jīng)濟上合理

地基處理方法技術(shù)上可靠施工上方便節(jié)約能源保護環(huán)境地基處理的設(shè)設(shè)計地基條件1、地形及地質(zhì)成成因2、地基的成層狀狀況3、軟土層層厚厚及范圍4、持力層的位置置及傾斜情況況5、透水層的位置置及狀況6、地下水位和孔孔隙水壓力的的情況7、地基土的物理理及力學性質(zhì)質(zhì)地基處理的設(shè)設(shè)計結(jié)構(gòu)條件1、形式：荷載面面的剛度及現(xiàn)現(xiàn)狀、開挖型型式2、規(guī)模：荷載的的大小、發(fā)布布情況、種類類（動載或靜載載）、荷載面面的面積及布置、開挖挖深度及寬度度3、重要性及目目的4、穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)5、沉降及變形的的容許值地基處處理的的設(shè)計計環(huán)境影影響1、振動、、噪音音－強強夯、、砂樁樁、擠擠密2、土方運運輸－－堆載載預壓壓3、附加加下沉沉－真真空預預壓、、降水水預壓壓、高高壓噴射注注漿4、污染－－石灰灰樁、、灌漿漿5、施工擾擾動－－豎向向排水水體等等地基處處理的的設(shè)計計施工條條件1、用地條條件2、工期3、工程程用料料4、施工機機械5、施工難難易程程度6、施工管管理質(zhì)質(zhì)量控控制7、施工管管理水水平8、工程造造價復合地地基特特性復合地地基復合樁樁基天然地地基樁基復合地地基1、豎向向加筋筋復合合地基基、水水平加加筋復復合地基2、散體土類樁、、水泥土類樁、、混凝土類樁3、柔性樁、半剛剛性樁、剛性樁樁4、剛性基礎(chǔ)下復復合地基、柔性性基礎(chǔ)下復合地基地基處理發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀1、理論落后于實實踐2、設(shè)計人員的素素質(zhì)3、施工質(zhì)量的控控制4、施工機械的自自動化程度與施施工工藝5、檢測手段與方方法6、經(jīng)濟桿杠的作作用地基處理發(fā)展動動向應用方面從解決一般工程程地基加固向解解決各類超軟、、深厚、深挖等等大型工程地基基加固方向發(fā)展展，如在深厚超超軟地基上高速速公路、大型油油罐和深基坑開開挖等地基處理發(fā)展動動向目的方面從以提高地基承承載力與穩(wěn)定性性為目的向以解解決基礎(chǔ)過大沉沉降和不均勻沉沉降為目的方向向發(fā)展，如高速速公路的工后沉沉降、基坑開挖挖的側(cè)向變形和和大型油罐的不不均勻沉降等地基處理發(fā)展動動向加固技術(shù)方面各類施工方法不不斷以現(xiàn)代新技技術(shù)新材料充實實和改進施工工工藝，向?qū)嵱糜杏行?、隨土質(zhì)和和加固要求而定定、可控、可靠靠方向發(fā)展，砂砂石墊層→加筋土墊層，砂砂井→袋裝砂井、塑料料排水板，水泥泥土攪拌法的質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)等等地基處理發(fā)展動動向設(shè)計理論方面在大量工程實踐踐基礎(chǔ)上，修訂訂了地基處理的的設(shè)計規(guī)范和設(shè)設(shè)計手冊：中中華人民共和國國行業(yè)標準《建筑地基處理技技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-91)(JGJ79-2002)；中華人民共和和國行業(yè)標準《既有建筑地基基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)規(guī)范》(JGJ123-2000)；中國工程建設(shè)設(shè)標準化協(xié)會標標準《建筑物移位糾傾傾增層改造技術(shù)術(shù)規(guī)范》地基處理發(fā)展動動向其它方面大量現(xiàn)場監(jiān)測技技術(shù)的應用，使使信息設(shè)計和施施工成為今后重重大工程設(shè)計和和施工的發(fā)展方方向；多種方法法的聯(lián)合處理，，滿足不同工程程的要求，如土土工織物墊層和和排水板聯(lián)合處處理、真空預壓壓與堆載預壓聯(lián)聯(lián)合處理、加筋筋墊層和水泥