中国地基处理技术
Foundation Improvement Technology in China
同济大学 叶观宝 教授
地基处理的含义

建筑物



场地（Site）：指工程建设所占有并 直接使用的有限面积的土地。场地范 围内及其邻近的地质环境都回直接影 响着场地的稳定性。 地基(Foundation, Subgrade):指承 托建筑物基础的这一部分很小的场地。 基础（Foundation，Footing):指建 筑物向地基传递荷载的下部结构。 地基处理（Ground Treatment， Ground Improvement）：指天然 地基很软弱，不能满足地基承载力和 变形的要求，而地基需经过人工处理 后再营建基础。
特殊土地基
指土体在一定压力下受水浸湿时产生的湿陷变形量达到一定数值的土。 包括：湿陷性黄土、干旱和半干旱地区具有崩解性的碎石土和砂土。 湿陷性土 黄土在我国特别发育，广泛分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、山东、 （Collapsible Loess） 河北、河南、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等地。
4、改善动力特性
※松散粉细砂的液化机理 在动力荷载作用下，松散粉细砂 有结构变密的趋势，从而导致孔压增 长，产生液化现象。因此可以通过增 加密度、减小动剪切应力和改良排水 条件三方面来处理可液化地基。
5、改善特殊土的不良地基特性
※改善黄土的湿陷性； ※改善膨胀土的胀缩性； ※改善冻土的冻胀和融沉特性。
排水固结
插板机(振动锤+龙门架)
塑料排水板
场区覆膜
高真空井点
强夯设备
浦东国际机场高真空击密法加固
地基处理的方法
1、深层搅拌法(湿法与干法)
灌入固化物
2、高压喷射注浆法 3、夯实水泥土桩法 4、渗入性灌浆法 5、劈裂灌浆法 6、挤密灌浆法 7、电动化学灌浆法
SMW工法组合构件支护结构
1976年6月5日上午10:30左右， 下游坝面有水渗出并带出泥土。
11：00左右洞口不断扩大并向坝顶靠 近，泥水流量增加
11：50左右，洞口扩大加速，泥水 对坝基的冲蚀更加剧烈
12：30洪水扫过下游谷 底，附近所有设施被彻 底摧毁
地基处理对象及其特征
软土（soft soil） 淤泥 淤泥质土
冲填土
90
σ3
σ1
2、改善压缩特性
※土的压缩机理 土中的孔隙的减少。由 于孔隙中含有水和气，压缩 速度受排水和排气特性的影 响。
颗粒 气 水
※减小建筑物的沉降和不均匀沉降；减小基坑开挖、隧 道施工引起的地面沉降；减小降水产生的固结沉降。
3、改善透水特性
※土的透水性能主要受孔隙 大小（渗透性）和排水距离 的的影响。可以通过减小孔 隙和填充孔隙的方法来减小 颗粒 土的渗透性。也可以在土中 植入透水性好的介质（砂石 水 气 桩和排水板）来增加其渗透 特性。 ※地下水位下基坑开挖的止水；砂土液化中的排水。
既有建筑 地基基础加固方法
地基处理的方法
1、基础补强注浆加固法
基础加固法
2、扩大基础底面积法 3、加深基础法
地基处理的方法
1、锚杆静压桩法
2、树根桩法 3、坑式静压桩法 4、桩式托换法 5、后压浆桩法 6、抬墙梁法 7、沉井托换加固法
基础托换法
地基处理的方法
1、注浆加固法
地基加固法
2、高压喷射注浆法 3、水泥土搅拌法 4、加筋水泥土桩锚法 5、双灰桩法 6、化学灌浆法
冲填土 （Hydraulic Fill）
杂填土
（Miscellaneous
由人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。 组成物质杂乱，分布不均匀，结构松散。因而强度低、压缩性 Fill） 高和均匀性差。
由于密实度小，容易在动力荷载下产生液化现象，并容易在东 饱和粉细砂 水压力作用下产生管涌和流沙现象。 （Saturate loose Sand）
地基产生的不均匀沉 降造成的建筑物倾斜 S
实例4. 大地震中地基液化
地震引起大面积砂土地基液化后 产生很大的侧向变形和沉降，大量的 建筑物倒塌或遭到严重损伤 。
实例5．Teton坝
渗透破坏
Teton坝位于美国Idaho州的Teton河 上，是一座防洪、发电、旅游、灌溉等综合利 用工程。大坝为土质肥心墙坝。最大坝高 126.5m(至心墙齿槽底)，坝顶长945m。建 于1972-75年，1976年6月失事。损失：直接 8000万美元，起诉5500 起，2.5亿美元，死 14人，受灾2.5万人，60万亩土地，32公里铁 路。
地基处理的目的
1、改善土的抗剪特性 2、改善压缩特性 3、改善透水特性 4、改善动力特性 5、改善特殊土的不良地基特性
1、改善土的抗剪特性
σ3
σ1
地基的破坏属于剪 切破坏！ 因此可以通过提高 地基土的抗剪强度来提高 地基的强度和承载力。从 而防止结构倒塌、边坡失 稳。
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地基处理的方法
1、锚杆静压桩法
2、基础加压纠偏法 3、基础减压和加强上部结构刚度法 4、套筒法 5、浸水与加压矫正法 6、排(掏)土纠倾法 7、预浸水法 8、灰土桩法
地基处理的方法
加筋
1、加筋土法 2、锚固法(土锚、土钉、锚定板) 3、土工合成材料 4、树根桩法 5、低强度混凝土桩复合桩基法 6、钢筋混凝土桩复合桩基法
(GSI)
(GSI)
土工格室（geocell）和土工网格（geoweb）
(GSI)
杭州天子岭垃圾填埋场（捷高）
封场后可作为牧场、公园、高尔夫球场等，有效利用了土地（捷高）

病 害 处 理
事故实例
CFG桩软基处理高填方路堤滑坡
路基地质情况
粉质粘土
淤泥 基岩分化层 沉管灌注桩 （CFG桩）
事故事例
搅拌桩软基处理高填方路堤滑塌
地基处理的方法
1、基础加固法 2、基础托换法 3、地基加固法 4、组合加固法－同时采用基础加 固、
基础托换或地基加 固等两种或两种以 上方法的组合加固
基础 地 基
地基存在的问题
地 基 存 在 的 问 题
地基承载力或稳定性问题 沉降、水平位移及不均匀沉降问题 渗透问题 液化问题 特殊土的不良地质问题
实例1．加拿大特朗斯康谷仓
加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形，长 59.44 m,宽23.47 m。高31.0m。容积36368 m3。谷仓为圆筒仓，每排13个圆筒仓，共5 排65个圆筒仓组成。谷仓的基础为钢筋混凝 土筏基，厚61cm，基础埋深3.66m。
地基处理的方法
置换
1、换土垫层法 2、挤淤置换法 3、褥垫法 4、振冲置换法 5、沉管碎石桩法 6、强夯置换法 7、砂桩置换法 8、柱锤冲扩桩法 9、石灰桩法 10、EPS超轻质料填土法(发泡聚苯乙烯)
地基处理的方法
1、表层原位压实法 2、强夯法 3、冲击碾压 4、振冲密实法 5、挤密砂桩法 6、爆破挤密法 7、土桩、灰土桩法
膨胀土 (Expansive Soil)
指粘粒成分主要由亲水性矿物所组成的粘性土。 具有吸水膨胀、失水收缩的特性。 主要分布在广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、 陕西、江苏、广东等地。 指石灰岩、白云岩等碳酸类岩石在亚热带温湿气候条件下经风华 作用所形成的褐红色的粘性土。 由于下卧岩面起伏及存在，一般容易引起不均匀沉降。 主要分布在云南、贵州、广西等地。
振密、挤密
300T•m 强夯
降水强夯-高真空击密工法（远眺）
降水强夯-高真空击密工法（近景）
施工之前
表层处理-高真空
浅层处理-高真空
深层处理1
深层处理2
高真空排水与强夯同时进行
在真空管之间进 行强夯
5．砂土地基双点共振振冲密实法
多边轮快速夯实法
地基处理的方法
1、加载预压法 2、超载预压法 3、砂井法(普通砂井、袋装砂井、塑 料排水带) 4、真空预压法 5、真空预压与堆载联合法 6、降低地下水位法 7、电渗排水法
1、建筑物增层改造（地上、室 内和向地下的增层改造）； 2、建筑物改建、扩建（调整、 改善房屋使用功能，扩大使 用面积）； 3、建筑物加固和托换工程； 4、建筑物移位工程（平移、转 动、升降移位、综合移位）；
改造工程
地基处理的方法
1、建筑物的裂损加固处理； 2、氡气治理工程； 3、建筑物纠倾扶正及防复倾加固工程； 4、不均匀下沉引起建筑物的挠曲、扭曲变形的病害处理工程； 5、过量沉降建筑物的控制与处理工程； 6、火灾、水灾后建筑物的检验、鉴定与加固处理； 7、建筑材料质量低劣的危险房屋抢救与加固工程； 8、地震、风灾损坏后建筑物抢救与加固工程； 9、泥石流、滑坡损坏的建筑物抢救与加固工程； 10、地面塌陷及地面裂缝损坏的建筑物抢救与加固工程； 11、其他灾害损坏导致的建筑物的抢救工程
实例2. 香港宝城滑坡
1972年7月某日清晨，香港宝城路 附近，两万立方米残积土从山坡上下 滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住 宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲 毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五 层住宅。死亡６7人。
雨水 建筑 G f 滑动面 山坡上残积土本身强度较低，加之雨水 入渗使其强度进一步大大降低，使得土 体滑动力超过土的强度，于是山坡土体 发生滑动。
Panel Wall System
Full-Height Panel Wall System
Modular Block Wall System
I-25 - Founders Meadows Pkwy. Castle Rock, CO
地基处理的方法
冷热处理
1、冻结法
2、烧结法
地基处理的方法
软弱地基（Soft Foundation） 杂填土
地基处理 的对象