1、 土力學與地基基礎目錄第11章 軟弱地基處理 11.1軟弱地基處理簡介 11.2 復 合 地 基 11.3 換填墊層法 11.4 強夯法與強夯置換法 11.5 預壓法目錄 11.6砂 石 樁 法 11.7 高壓噴射注漿法 1.8 水泥土攪拌樁法 11.9 土工合成材料第11章 軟弱地基處理 學習目標了解軟弱土的特征；掌握復合地基的作用機理、參數的選用、承載力與變形的計算。 了解地基處理的目的、分類和適用范圍；熟悉地基加固的原理。 學會換土墊層法、強夯法等地基處理的設計計算。 能根據工程地質條件、施工條件、資金情況等因素因地制宜地選擇合適的地基處理方案。第11章 軟弱地基處理11.1 軟弱地基處

2、理簡介11.1.1軟弱土的特征軟土沖填土其他高壓縮性土雜填土124311.1 軟弱地基處理簡介11.1.2地基處理方法的分類11.1 軟弱地基處理簡介11.1.2地基處理方法的分類11.2 復 合 地 基11.1.2地基處理方法的分類1.復合地基的分類 復合地基的分類方法有多種。根據地基中增強體的方向可分為豎向增強體復合地基（包括柔性樁、半剛性樁和剛性樁復合地基）和橫向增強體復合地基（包括土工合成材料、金屬材料格柵等形成的復合地基）；根據成樁材料可分為散體材料樁（如砂石樁、石灰樁、灰土擠密樁、土擠密樁等）、水泥土類樁（如水泥土攪拌樁、夯實水泥土樁、旋噴樁等）和混凝土類樁（如水泥粉煤灰碎石樁、樹

3、根樁、錨桿靜壓樁等）；根據成樁后樁體的強度（或剛度）可分為柔性樁（如散體材料樁）、半剛性樁（如水泥土類樁）和剛性樁（如混凝土類樁）。11.2 復 合 地 基11.1.2地基處理方法的分類2.復合地基的作用機理（1）樁體作用。（2）加速固結作用。（3）擠密作用。（4）加筋作用。（5）褥墊層作用。11.3 換填墊層法11.3.1墊層的設計1.墊層的厚度 墊層的厚度應根據需要置換軟弱土層的深度或墊層底部下臥土層的承載力來確定，墊層內應力的分布如圖11-1所示，并應符合下式要求。pz+pczfaz （11-1）式中，pz為墊層底面處的附加應力設計值（kPa）；pcz為墊層底面處土的自重應力值（kPa）

4、；faz 為經深度修正后墊層底面處土層的地基承載力特征值（kPa）。11.3 換填墊層法11.3.1墊層的設計1.墊層的厚度圖11-1 墊層內應力的分布11.3 換填墊層法11.3.1墊層的設計1.墊層的厚度11.3 換填墊層法11.3.1墊層的設計2.墊層的承載力和變形驗算 【例11-1】某四層磚混結構住宅，承重墻下為條形基礎，寬度為1.2 m，埋深為1.0 m，上部建筑物作用于基礎的荷載為120 kN/m，基礎及基礎上土的平均重度為20.0 kN/m3。場地的土質條件是：第一層為粉質黏土，層厚為1.0 m，重度為17.5 kN/m3；第二層為淤泥質黏土，層厚為15.0 m，重度為17.8

5、kN/m3，含水量為65%，承載力特征值為45 kPa；第三層為密實砂礫石層，地下水距地表為1.0 m。求墊層厚度和墊層寬度。 【解】(1)確定砂墊層厚度。先假設砂墊層厚度為1.0 m，并要求分層碾壓夯實，其干密度要求大于1.620 g/cm3，則11.3 換填墊層法11.3.1墊層的設計2.墊層的承載力和變形驗算11.3 換填墊層法11.3.1墊層的設計11.3.2墊層的材料 目前，常用的墊層有砂墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、礦渣墊層、粉煤灰墊層以及用其他性能穩定、無侵蝕性的材料做成的墊層。墊層可選用的材料有砂石、粉質黏土、灰土、礦渣、粉煤灰、其他工業廢渣、土工合成材料等，但應注意的是

6、：對濕陷性黃土地基，不得選用砂石等透水材料；用于濕陷性黃土或膨脹土地基的粉質黏土墊層，土料中不得夾有磚、瓦和石塊；易受酸、堿影響的基礎或地下管網不得采用礦渣墊層；作為建筑物墊層的粉煤灰和礦渣應符合有關放射性安全標準的要求，大量填筑粉煤灰和礦渣時，應考慮對地下水或土壤的環境影響；所用土工合成材料的品種與性能及填料的土類應根據工程特性和地基土條件，按照土工合成材料應用技術規范（GB 502901998）的要求，通過設計并進行現場試驗后確定。11.3 換填墊層法11.3.1墊層的設計11.3.3墊層的施工 墊層的施工應根據不同的換填材料選擇施工機械。墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實遍數等宜通過

7、試驗確定。當墊層底部存在古井、古墓、洞穴、舊基礎、暗塘等軟硬不均的部位時，應先根據建筑對不均勻沉降的要求予以處理，經檢驗合格后，方可鋪填墊層換填墊層施工時應注意基坑排水，除采用水撼法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必須使用時應采取降低地下水位的措施。墊層底面宜設在同一標高上，如深度不同，則基坑底土面應挖成階梯或斜坡搭接，并按先深后淺的順序進行墊層施工，搭接處應夯壓密實。11.4 強夯法與強夯置換法11.4.1強夯法的加固機理123動力密實動力固結 動力置換11.4 強夯法與強夯置換法11.4.2強夯設計與施工6.5.單點夯擊擊數與夯擊遍數4.墊層鋪設3.間歇時間2.1.有效加固深度夯錘和落

8、距夯擊點的布置與間距11.4 強夯法與強夯置換法11.4.2強夯設計與施工11.5 預壓法11.5.1組成及適用條件 預壓法是由排水系統和加壓系統兩部分共同組成的。排水系統，主要用于改變原有地基的排水條件，縮短排水距離。加壓系統，是指對地基施加預壓的荷載，它使地基土的附加壓力增加而產生固結。預壓法適用于處理淤泥、淤泥質土和沖填土等飽和軟黏土地基。11.5 預壓法11.5.2加固原理 土層的排水固結效果和它的排水邊界條件有關。當土層厚度相對荷載寬度(或直徑)比較小時，土層中的孔隙水會向上、下面透水層排出而使土層發生固結，如圖11-2（a）所示，這稱為豎向排水固結。為了加速土層的固結，常在被加固地

9、基中置入砂井、塑料排水板等豎向排水體，如圖11-2（b） 所示圖11-2 預壓法的排水情況11.5 預壓法11.5.3堆載預壓法設計2.砂墊層1.砂井4.加載速率3.預壓荷載5.其他11.5 預壓法11.5.3堆載預壓法設計1.砂井2）砂井的長度1）砂井的直徑和間距3）砂井的布置和范圍11.5 預壓法11.5.3堆載預壓法設計 砂井常按梅花形和正方形布置，如圖11-3 所示。圖11-3 砂井的布置11.6 砂 石 樁 法2.樁直徑及樁位布置1.加固范圍3.樁間距4.樁長5.材料6.墊層11.7 高壓噴射注漿法1.高壓噴射注漿法的分類Eye-Catching Visual旋轉噴射（簡稱“旋噴”）

10、定向噴射（簡稱“定噴”）擺動噴射（簡稱“擺噴”）11.7 高壓噴射注漿法2.高壓噴射注漿法的特點1適用范圍較廣。適用土層較多。23分施工簡便靈活。可控制加固體的形狀和加固范圍。45耐久性好，可用于永久性工程中。6環保效果好。高壓噴射注漿法的特點11.7 高壓噴射注漿法3.加固地基的機理 高壓噴射注漿時，為了取得更大的破壞力，一般要求高壓脈沖泵的工作壓力在20 MPa以上，高壓噴射流像金屬翼一樣沖擊土體，使土體由整體變成松散狀，隨著噴射流的連續沖切和移動，土體破壞的深度和范圍不斷擴大。 從土體上沖落下來的土粒，一部分隨著水流與氣流被帶出地面，其余的土粒與漿液攪拌混合，經過一系列的物理化學反應便凝

11、固成加固體。 噴射流在終期區域，能量衰減很快，不能直接沖擊土體使土粒剝落，但能對有效射程的邊界土產生擠壓，并使部分漿液進入土粒之間的空隙里，使加固體與四周土緊密相依，不產生脫離現象。11.7 高壓噴射注漿法4.設計要點（1）加固體的強度和范圍。（3）褥墊層設置。（2）樁的平面布置。（4）地基承載力。11.8 水泥土攪拌樁法1.水泥土攪拌樁法的特點（2） 在地基加固過程中無振動，無噪聲，對周圍環境無污染，對軟土無側向擠壓，對鄰近建筑物影響很小。 可根據上部結構需要靈活采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等多種加固形狀。 可有效提高地基強度。當水泥摻量為8%和10%時，加固體強度分別為0.24 MPa 和

12、0.65 MPa，而天然軟土地基強度僅為0.006 MPa。施工機具比較簡單，施工期較短，造價低廉，效益顯著。（1）（3）（4）11.8 水泥土攪拌樁法2.水泥土攪拌樁法的設計要點1)對地質勘察的要求2)布樁形式的選擇3)樁長和樁徑的確定4）地基承載力特征值11.9 土工合成材料1.土工合成材料的特性指標 土工合成材料的特性指標主要包括：產品形態，即材質及制造方法、寬度、每卷的直徑及重量；物理性質，即單位面積的質量、厚度、開孔尺寸及均勻性；力學性質，即抗拉強度、斷裂時的延伸率、撕裂強度、穿透強度、握持抗拉強度、頂破強度、疲勞強度、蠕變性等；水理性質，即垂直向和水平向透水性、淤堵和防水性等；耐久性，即抗紫外線能力、化學穩定性和生物穩定性等。11.9 土工合成材料2.土工合成材料的特點 （1）質地柔軟，質量輕，整體連續性好。 （2）施工方便，造價較低，抗拉強度高，沒有顯著的