地基處理常識2015年2月一、地基與基礎的概念

1、基礎：建筑物上部承重結構向下的延伸和擴大，它承受建筑物的全部荷載，并把這些荷載連同本身的重量一起傳到地基上。建筑物的基礎，一般按其構造形式分類：條形基礎、獨立基礎、井格基礎、筏式基礎、箱形基礎和樁基礎等。這里不再詳述。2、地基：承受由基礎傳來荷載的土層，不是建筑物的組成部分。其中：持力層：具有一定的地耐力，直接承受建筑荷載，并需進行力學計算的土層。下臥層：持力層以下的土層。（下臥層最好是堅硬的土層）

基礎示例圖地基的分類天然地基：凡天然土層具有足夠的承載力，不需經人工加固或改良便可作為建筑物地基。如基巖。戈壁。人工地基：當建筑物上部的荷載較大或地基的承載力較弱，須預先對土壤進行人工加固或改良后才能作為建筑物地基。我們討論的都是人工地基。如強夯后的地基，樁基等。復合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強，或被置換，或在天然地基中設置加筋材料，加固區是由基體（天然地基土體或被改良的天然地基土體）和增強體兩部分組成的人工地基。在荷載作用下，基體和增強體共同承擔荷載的作用。根據復合地基荷載傳遞機理將復合地基分成豎向增強體復合地基和水平向增強復合地基兩類，又把豎向增強體復合地基分成散體材料樁復合地基、柔性樁復合地基和剛性樁復合地基三種。二、土力學常識

土的生成

1、什么是土土的定義：地球表面30～80KM厚的范圍是地殼。地殼中原來整體堅硬的巖石，經風化、侵蝕、搬運、沉積，形成固體礦物、水和氣體的集合體稱為土。（風化作用——是指地表或接近地表的堅硬巖石、礦物與大氣、水及生物接觸過程中產生物理、化學變化而在原地形成松散堆積物的全過程。侵蝕作用——包括巖石和礦物經由媒介如水、冰、風及重力等引起其移動與瓦解。搬運作用——是指地表和近地表的巖屑和溶解質等風化物被外營力搬往他處的過程，是自然界塑造地球表面的重要作用之一。風化作用伴有化學變化且不移動，侵蝕作用和搬運作用都是物理變化，且都會移動。兩者區別在于，侵蝕作用會使物體瓦解，而搬運作用，只是移動而已。）

2、風化作用的概念、分類由于外動力作用，使地表巖石或礦物在原地發生物理、化學變化的過程叫風化作用。不同的風化作用，形成不同性質的土，風化作用有下列三種：1）物理風化巖石受風、霜、雨、雪的侵蝕，溫度、濕度變化，不均勻膨脹與收縮，使巖石產生裂隙，崩解為碎塊。這種風化作用，只改變顆粒形狀及大小，不改變礦物成分，稱為物理風化。由物理風化生成的為粗顆粒土，如碎石、卵石、礫石、砂土等。呈松散狀態，總稱無粘性土。2）化學風化巖石碎屑與水、氧氣和二氧化碳等物質接觸，使巖石碎屑發生了化學變化，改變了原來組成礦物的成分，產生了一種新的成分——次生礦物，土的顆粒變的很細，具粘結力，如粘土、粉質粘土，總稱為粘性土。3）生物風化由動、植物和人類活動對巖體的破壞，稱生物風化，例如開山、打隧道等活動形成的土，其礦物成分沒有變化。土的三相組成土由固體礦物、液體水和氣體三部分組成，稱為土的三相組成。土的三相比例不同，土的狀態和工程性質也不相同，例如：固體+氣體（液體=0）為干土，干粘土堅硬，干砂松散。固體+液體+氣體為濕土，濕的粘土多為可塑狀態。固體+液體（氣體=0）為飽和土，飽和粉細砂受震動可能產生液化，飽和粘土地基沉降需很長時間才能穩定。由此可見，研究土的工程性質，首先從最基本的，組成土的三相，即固體、水和氣體本身開始研究。土的固體顆粒土的三相組成中，土的固體顆粒是決定土的工程性質的主要成分。1、土粒的礦物成分1原生礦物—由巖石經物理風化而成，其成分與母巖相同。2次生礦物—巖屑經化學風化而成，其成分與母巖不同，為一種新礦物，顆粒細。3腐植質—土中腐植質含量多，使土的壓縮性增大。2、土顆粒的大小與形狀土的大顆粒漂石，粒徑d＞200mm，土的細顆粒粘粒，d＜0.005mm，二者粒徑相差幾萬倍。顆粒大小不同的土，其工程性質也各異。為了便于研究，把土的粒徑按性質相近原則，劃分為六個粒組。土的粒徑級配自然界里的天然土往往由幾種粒組混合而成，顆粒有粗有細，這種天然土如何表示，怎樣定名？通常，用土中各粒組的相對含量，占總重的百分數來表示，稱為土的粒徑級配。這是決定無粘性土工程性質的主要因素，以此作為土分類定名的標準。粒徑分析方法，工程中常用兩種方法，配合使用。1篩分法用一套標準篩，將粗粒土進行篩分。適用于粒徑d＞0.075mm的土。2比重計法根據土粒直徑大小不同，在水中沉降的速度也不同的特性，用特制的比重計進行測定分析，適用于粒徑d＜0.075mm的細粒土。如何判斷土的級配是否良好不均勻系數：Cu=d60/d10曲率系數：Cc=d302/（d60×d10）

不均勻系數Cu反映粒徑曲線坡度的陡緩，表明土粒大小的不均勻程度，是反映土粒組成不均勻程度的參數。工程上常把Cu≤5的土稱為勻粒土；反之Cu>5的土則稱為非勻粒土。曲率系數Cc反映粒徑分布曲線的整體形狀及細粒含量。研究指出：Cc<1.0的土往往級配不連續，細粒含量大于30％;Cc>3的土也是不連續，細粒含量小于30％；故Cc＝1~3時土粒大小級配的連續性較好。所以，在工程中，對粗粒土級配是否良好的判定規定如下：

(1)良好級配的材料。一般來說，多數累積曲線呈凹面朝上的形式，坡度較緩，粒徑級配連續，粒徑曲線分布范圍表現為平滑。同時滿足Cu>5及Cc＝1～3的條件。

(2)不良級配的材料。這類材料顆粒較均勻，曲線陡，分布范圍狹窄。不能同時滿足Cu>5及Cc＝1～3的條件。土的的物物理理性性質質指指標標工業業與與民民用用建建筑筑地地基基基基礎礎設設計計中中，，一一個個關關鍵鍵問問題題是是確確定定地地基基土土的的承承載載力力f（KPa）。。f值不不同同，，采采用用地地基基基基礎礎方方案案不不同同。。f值如如何何確確定定？？常常用用方方法法是是根根據據土土的的物物理理性性質質來來定定。。土有有三三項項基基本本物物理理性性指指標標：：此三三項項基基本本物物理理性性指指標標，，由由實實驗驗室室直直接接測測定定其其數數值值。。1、土土的的天天然然容容重重，，即即天天然然重重度度（（KN/m3）2、土土粒粒比比重重ds（不不作作介介紹紹））3、土土的的含含水水量量（（%）及及液液限限、、塑塑限限土層層的的最最優優含含水水量量最最好好在在塑塑限限上上下下值值附附近近粘性性土土液液態態與與塑塑態態之之間間的的分分界界含含水水量量稱稱為為液液限限。。（（錐錐式式液液限限儀儀下下沉沉10mm時的的含含水水量量））粘粘性性土土塑塑態態與與半半固固態態的的分分界界含含水水量量稱稱為為塑塑限限。。（（錐錐式式液液限限儀儀下下沉沉2mm時的的含含水水量量））三、、地地基基土土的的工工程程分分類類三七七灰灰土土與與三三合合土土三七七灰灰土土：石灰灰和和土土的的體體積積比比為為3∶∶7。一一般般情情況況下下，，以以粘性性土土配制制的的灰土土強度度比比砂性性土土配制制的的強強度度高高1～2倍。。房房渣土土作為為灰土土的土土料料也也是是可可用用的的，，石石灰灰和和土土必必須須過過篩篩。。土土的的粒粒徑徑不不得得大大于于15毫米米；；灰灰粒粒不不得得大大于于5毫米米。。須須拌拌合合均均勻勻,并控控制制最最佳佳含水水量量作為為灰土土的含含水水標標準準。。灰灰土土下下入入基基槽槽前前，，應應先先將將基基槽槽底底部部夯夯打打一一遍遍，，然然后后將將拌拌好好的的灰灰土土按按指指定定的的地地點點倒倒入入槽槽內內，，但但不不得得將將灰灰土土順順槽槽幫幫流流入入槽槽內內。。用用人人工工夯夯筑筑灰灰土土時時,第一一層層鋪鋪虛土土25厘米米,第二二層層為為22厘米米，，以以后后各各層層為為21厘米米，，夯實實后均均為為15厘米米。。采采用用蛙蛙式式夯夯須須鋪鋪虛土20～25厘米。夯實是保證灰土基礎礎質量的關關鍵。施施工工具具過去沿沿用木夯夯與鐵硪硪。夯打打時要求求夯窩、、硪花各各自相互互搭接。。夯的遍遍數以使使灰土的的干容重達到規范范所規定定的數值值為準。。夯打完完畢后及及時加以以覆蓋，，防止日日曬雨淋淋。28天齡期的的灰土抗抗壓強度度約可達達到500～700kPa，200～300年齡期的的灰土抗抗壓強度度可高達達8～10兆帕。不論是用用亞粘土土或粘土土制作的的三七灰灰土,在室內養養護7天后浸水水48小時的形形變模量量為10～15兆帕，養養護28天浸水48小時的形形變模量量為32～40兆帕。打打好的三三七灰土土的性能能之好可可能出乎乎你的意意料之外外，如果果用水長長期浸泡泡，最多多也只只能泡透透1-2公分，可可以說防防水功能能超強。。砼里的的鋼筋有有可能生生銹，但但如果你你在三七七灰土里里放一個個釘子，，可能幾幾十年都都不會生生銹，可可以說氣氣密性極極好。打打好的三三七灰土土上面如如果你想想釘上一一根釘子子都很難難，可以以說緊密密性、強強度很高高。我國國有許多多古老的的建筑物物千年幾幾屹立不不倒，其其下部的的灰土基基礎可以以說是功功不可沒沒，可以以說三七七灰土的的抗變形形能力極極強。為什么灰灰土具有有這么好好的性能能，建筑筑學界歷歷來也是是眾說紛紛紜，至至今仍無無定論簡單地說說，三七七灰土是是一個緩緩慢的化化學變化化過程隨隨著時時間的積積累會逐逐漸向巖巖石轉變變。三合土：：三合土地地材料為為：泥土土、熟石灰、沙。其其實際配配比視泥泥土的含含沙量而而定。即即泥土地地含沙量量多，則則沙的量量減少。。熟石灰灰一般占占30％性能極佳佳，過去去有一碗碗三合土土換一碗碗豬肉的的說法，，三合土土曾用來來做炮臺臺，據載載在與洋洋艦炮戰戰中經歷歷了考驗驗，不塌塌不毀，，還有一一項功能能是不會會濺起碎碎石傷人人。用三三合土土做的土土樓據載載在軍閥閥進攻時時，經受受了加農農炮的直直射，未未受損傷傷，在60年代，曾曾有人試試圖拆掉掉一座土土樓，結結果刀槍槍棍棒齊齊上陣，，硬沒搞搞開，最最后用了了幾十公公斤炸炸藥炸，，也沒崩崩下一塊塊。四主要要地基處處理手段段列表五、常用用地基處處理手段段簡介強夯法：：反復將將夯錘提提到一定定高處使使其自由由落下，，給地基基以沖擊擊和振動動能量，，將地基基土夯實實的地基基處理方方法。強夯置換換法將重重錘提到到高處使使其自由由下落形形成夯坑坑，并不不斷夯擊擊坑內回回填的砂砂石、鋼鋼渣等硬硬粒料，，使其形形成密實實的墩體體的地基基處理方方法1、強夯法法與強夯夯置換法法2、復合載體體夯擴樁樁復合載體體夯擴樁樁的工藝藝（大頭頭樁）復合載體體夯擴樁樁作為一一門新的的專利技技術，它它選擇下下部層位位穩定、、土性較較好的土土層作為為被加固固土層，，以樁端端土體為為研究對對象，利利用重錘錘沖擊成成孔、沉沉管，當當沉管到到設計標標高時，，對樁端端連續進進行填料料、夯實實操作，，并用三三擊貫入入度作為為控制指指標（三三擊貫入入度為錘錘重35kN，上提6.0m，自由落落體時貫貫入的深深度），，再填以以干硬性性混凝土土或水硬硬性材料料進行夯夯實，使使樁端以以下深度度為3～5m、直徑為為2～3m約10m3的土體得得到最有有效的加加固擠密密，自上上而下形形成了由由干硬性性混凝土土（水硬硬性材料料）、填填充料、、擠密土土體和影影響土體體組成的的復合載載體，然然后再放放置鋼筋筋籠、灌灌注混凝凝土形成成復合載載體夯擴擴樁，如如圖1。施工工藝藝：1)在樁位處處挖直徑徑等于樁樁身直徑徑、深度度約為500mm的樁位圓圓柱孔，，移機就就位；2）提起夯夯錘后快快速下放放，使夯夯錘出護護筒，入入土一定定深度；；3）用副卷卷揚機鋼鋼絲繩對對護筒加加壓，使使護筒底底面與錘錘底齊平平；4）重復2）、3）的步驟驟，將護護筒沿垂垂直沉入入到設計計深度；；5）提起夯夯錘，通通過護筒筒投料孔孔向孔底底分次投投入填充充料，并并進行大大能量夯夯擊；6）填充料料被夯實實后，在在不再填填料的情情況下連連續夯擊擊三次并并測出三三擊貫入入度，若若三擊貫貫入度不不滿足設設計要求求，重復復5）和6）的步驟驟，直至至三擊貫貫入度滿滿足設計計要求為為止；7）通過護護筒投料料孔再向向孔底分分次投入入設計需需要的干干硬性混混凝土，，并進行行夯擊；；8）放入鋼鋼筋籠；；9）灌注樁樁身混凝凝土。3、柱錘沖沖擴樁柱錘沖擴擴樁法：指反復將將柱狀重重錘提到到高處使使其自由由落下沖沖擊成孔孔，然后后分層夯夯實填料料形成擴擴大樁體體，與樁樁間土組組成復合合地基的的地基處處理方法法。該法施工工簡便易易行，振振動及噪噪音小。。適用于處處理雜填土、、粉土、、粘性土土、素填填土和黃黃土等地基。對地下水水位以下下飽和松松軟土層層應通過過現場試試驗確定定其適用用性。對對大型的的、重要要的或場場地復雜雜的工程程，在正正式施工工前應在在有代表表性的場場地上進進行試驗驗。當質量1-8t的柱錘，，提升5-10m高自由下下落沖擊擊成孔及及夯實成成樁過程程中，其其沖擊能能可達50-80kN·m，較大的的夯擊能能量產生生的沖擊波和和動應力力在土中中傳播，，使顆粒粒破碎或或使顆粒粒產生瞬瞬間的相相對運動動，導致致柱錘底底土體被被豎向擠擠密的同同時樁周周圍土體體被側向向擠密。。與此同時時，夯實實成樁過過程中強強大的夯夯擊振動動迫使部部分碎磚磚擠入樁樁周圍土土中，使使樁間土土孔隙比比減少，，土體性性質得到到改善。。目前成孔孔工藝已已經多樣樣化，錘錘重也有有所提高高，加固固深度可可達40米，復合合承載力力可達600kPa.3、混凝土土預制樁樁預制樁，，是在工工廠或施施工現場場制成的的各種材材料、各各種形式式的樁（（如木樁樁、混凝凝土方樁樁、預應力混混凝土管管樁、鋼樁等等），用用沉樁設設備將樁樁打入、、壓入或或振入土土中。中國建筑施工工領域采采用較多多的預制制樁主要要是混凝凝土預制制樁和鋼鋼樁兩大大類。鋼筋混凝凝土預制制樁基礎礎施工技技術（一）錘錘擊法1.施工程序序：確定定樁位和和沉樁順順序→打打樁機就就位→吊吊樁喂樁樁→校正正→錘擊擊沉樁→→接樁→→再錘擊擊沉樁→→送樁→→收錘→→切割樁樁頭。2.確定樁位位和沉樁樁順序3.樁機就位位：4.吊樁喂樁樁和校正正5.打樁：““重錘低低擊，低低錘重打打”6.接樁：當當樁需接接長時，，接頭個個數不宜宜超過3個，盡量量避免樁樁尖落在在厚黏性性土層中中接樁。。7.樁的人土土深度的的控制，，對于承承受軸向向荷載的的摩擦樁樁，以標標高為主主，貫人人度作為為參考；；端承樁樁則以貫貫入度為為主，以以標高作作為參考考。8.施工時，，應注意意做好施施工記錄錄；同時時，還應應注意觀觀察打樁樁人土的的速度、、打樁架架的垂直直度、樁樁錘回彈彈情況、、貫入度度變化情情況等；；發現異異常，應應立即通通知有關關單位和和人員及及時處理理。（二）靜靜力壓樁樁法靜靜力力壓樁是是通過靜靜力壓樁樁機的壓壓樁機構構，將預預制鋼筋筋混凝土土樁分節節壓入地地基土層層中成樁樁。一般般都采取取分段壓壓人、逐逐段接長長的方法法。施施工工程序：：測量定定位→壓壓樁機就就位→吊吊樁、插插樁→樁樁身對中中調直→→靜壓沉沉樁→接接樁→再再靜壓沉沉樁→送送樁→終終止壓樁樁→檢查查驗收→→轉移樁樁機。同同一根（（節）樁樁時應連連續進行行，當壓壓力表讀讀數達到到預先規規定值，，便可停停止壓樁樁。壓壓樁樁用壓力力表必須須標定合合格方能能使用，，壓樁時時樁的入入土深度度和壓力力表數值值是判斷斷樁的質質量和承承載力的的依據，，也是指指導壓樁樁施工的的一項重重要參數數，必須須認真記記錄。4、鋼筋混混凝土灌灌注樁鋼筋混凝凝土灌注注樁是一一種直接接在現場場樁位上上就地成成孔，然然后在孔孔內澆筑筑混凝土土或安放放鋼筋籠籠再澆筑筑混凝土土而成的的樁。鋼筋混凝凝土灌注注樁基礎礎施工技技術（一）.鉆孔灌注注樁鉆孔灌注注樁是指指利用鉆鉆孔機械械鉆出樁樁孔，并并在孔中中澆筑混混凝土（（或先在在孔中吊吊放鋼筋筋籠）而而成的樁樁。根據據工程的的不同性性質、地地下水位位情況及及工程土土質性質質，鉆孔孔灌注樁樁有沖擊擊鉆成孔孔灌注樁樁、回轉轉鉆成孔孔灌注樁樁、潛水水電鉆成成孔灌注注樁及鉆鉆孔壓漿漿灌注樁樁等。除除鉆孔壓壓漿灌注注樁外，，其他三三種均為為泥漿護護壁鉆孔孔灌注樁樁。1.施工工藝藝流程：：泥泥漿護護壁鉆孔孔灌注樁樁施工工工藝流程程是：場場地平整整→樁位位放線→→開挖漿漿池、漿漿溝→護護筒埋設設→鉆機機就位、、孔位校校正→成成孔、泥泥漿循環環、清除除廢漿、、泥渣→→清孔換換漿→終終孔驗收收→下鋼鋼筋籠和和鋼導管管→澆筑筑水下混混凝土→→成樁。。2.泥漿護壁壁鉆孔灌灌注樁施施工，在在沖孔時時應隨時時測定和和控制泥泥漿密度度，如遇遇較好土土層可采采取自成成泥漿護護壁。3.灌注樁的的質量檢檢驗應較較其他樁樁種嚴格格，因此此，現場場施工對對監測手手段要事事先落實實。4.灌注樁的的沉渣厚厚度應在在鋼筋籠籠放入后后，混凝凝土澆注注前測定定，成孔孔結束后后，放鋼鋼筋籠、、混凝土土導管都都會造成成土體跌跌落，增增加沉渣渣厚度。。因此，，沉渣厚厚度應是是二次清清孔后的的結果。。沉渣厚厚度的檢檢查目前前均用重重錘，但但因人為為因素影影響很大大，應專專人負責責，用專專一的重重錘，有有些地方方用較先先進的沉沉渣儀，，這種儀儀器應預預先做標標定。2.沉管灌注注樁是指指利用錘錘擊打樁樁法或振振動打樁樁法，將將帶有活活瓣式樁樁尖或預預制鋼筋筋混凝土土樁靴的的鋼套管管沉入土土中，然然后邊澆澆筑混凝凝土（或或先在管管內放入入鋼筋籠籠）邊錘錘擊或振振動邊拔拔管而成成的樁。。前者稱稱為錘擊擊沉管灌灌注樁及及套管夯夯擴灌注注樁，后后者稱為為振動沉沉管灌注注樁。1.沉管灌注注樁成樁樁過程為為：樁機機就位→→錘擊（（振動））沉管→→上料→→邊錘擊擊（振動動）邊拔拔管，并并繼續澆澆筑混凝凝土→下下鋼筋籠籠，繼續續澆筑混混凝土及及拔管→→成樁。。2.錘擊沉管管灌注樁樁勞動強強度大，，要特別別注意安安全。該該種施工工方法適適于黏性性土、淤淤泥、淤淤泥質土土、稍密密的砂石石及雜填填土層中中使用，，但不能能在密實實的中粗粗砂、砂砂礫石、、漂石層層中使用用。3.套管夯擴灌注注樁套套管夯擴灌注注樁簡稱夯壓壓樁，是在普普通錘擊沉管管灌注樁的基基礎上加以改改進發展起來來的一種新型型樁。4.振動沉管灌注注樁適用于在在一般黏性土土、淤泥、淤淤泥質土、粉粉土、濕陷性性黃土、稍密密及松散的砂砂土及填土中中使用，在堅堅硬砂土、碎碎石土及有硬硬夾層的土層層中，由于容容易損壞樁尖尖，不宜采用用。根據承載載力的不同要要求，拔管方方法可分別采采用單打法、、復打法、反反插法。3.人工挖孔灌注注樁人工挖孔灌注注樁是指樁孔孔采用人工挖挖掘方法進行行成孔，然后后安放鋼筋籠籠，澆筑混凝凝土而成的樁樁。為為了確保人工工挖孔樁施工工過程中的安安全，施工時時必須考慮預預防孔壁坍塌塌和流砂現象象發生，制定定合理的護壁壁措施。人人工挖孔孔灌注樁的施施工程序是：：場地整平→→放線、定樁樁位→挖第一一節樁孔土方方→支模澆筑筑第一節混凝凝土護壁→在在護壁上二次次投測標高及及樁位十字軸軸線→安裝活活動井蓋、垂垂直運輸架、、起重卷揚機機或電動葫蘆蘆、活底吊土土桶、排水、、通風、照明明設施等→第第二節樁身挖挖土→清理樁樁孔四壁、校校核樁孔垂直直度和直徑→→拆上節模板板，支第二節節模板，澆筑筑第二節混凝凝土護壁→重重復第二節挖挖土、支模、、澆筑混凝土土護壁工序，，循環作業直直至設計深度度→進行擴底底（當需擴底底時）→清清理虛土、排排除積水，檢檢查尺寸和持持力層→吊放放鋼筋籠就位位→澆筑樁身身混凝土。5、CFG樁復合地基現在很多CFG樁就是素混凝凝土樁，加粉粉煤灰的主要要作用有三點點：1.提高混凝土的的和易性，使使砂、石子均均勻分布，同同時便于混凝凝土泵送施工工。目前，商商品混凝土通通常也使用粉粉煤灰。2.粉煤灰是工業業廢料，價格格低廉，使用用粉煤灰不但