地基处理
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一、地基处理：
天然地基软弱不能满足上部结构对地基承载力和变 形要求时，对天然地基进行人工处理，再建造基础， 这种地基加固称为地基处理。
二、处理对象：
淤泥
软弱地基 特殊土
冲填土 素填土 失陷性黄土 膨胀土
冻土
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三、处理地基问题 1、提高地基强度和稳定性
地基承载力f0不足，地基发生破坏
土样固结压力为 0 孔隙比为 e0
e c 坐标上对应 a 点，压力增加
e 0 孔隙比减少 e 对应于曲线 abc
f sp,k f p,k m (1 m) f s,k
桩间土承载力折减系数，对摩擦桩取0.5～1.0， 对摩擦支撑桩取0.1～0.4。
3、对刚性桩地基
（1）
f sp , k

N Rkd A

fs,k (1 m) As / A
N 基础以下的桩数 Rkd 单桩承载力标准值 A 基础面积
2、对象：软粘土、吹填土、松
散粉土、新近沉积土
电渗法
3、工程应用：路堤、仓库、罐
体、飞机跑道、轻型建筑
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饱和软粘土地基在荷载作用下，产生孔隙水压力，孔隙水在 压差作用下，由排水通道缓慢排出，使孔隙体积减小，地基 固结沉降，同时土中有效应力增加，地基土强度逐渐增长。
e0
a
孔
b
隙 e
f
c
比
e1
g e c
砂桩 碎石桩 土桩 灰土桩 石灰桩 粉喷桩
旋喷桩
刚性桩复合地基
树根桩
CFG . 桩
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桩体作用：
由复合地基定义复合地基 由桩体和桩间土共同工作， 由变形协调条件，桩体和
桩间土变形相同。由于E桩 >E 土 ， 桩 体 产 生 应 力 集 中 ，
桩间土应力降低。 由此复合地基承载力和整 体刚度高于原地基，沉降 有所减小。
常用的垫层有：砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或 素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀 性的材料做的垫层等。
换土垫层法的作用：
①提高浅层地基承载力。因地基中的剪切破坏从基础底面 开始，随应力的增大而向纵深发展。故以抗剪强度较高的砂或 其它建筑材料置换基础下较弱的土层，可避免地基的破坏。
Ss Sp
ES s ES p
Fs Fp
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•面积换算率 m Ap A
Ap 桩体的横截面积 A 桩承担复合地基的面积
l
d
正方形布置： 桩体直径为d，间距为l， 则面积换算率为：
m d 2
4l 2
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•桩土应力比 定义：将复合地基中桩体的竖向平均应力记为 p 桩间土的竖向平均应力记为 s 桩土应力比为 n p / s 1、散体桩承载力
（1） f sp,k f p,k m (1 m) f s,k （2） f sp,k [1 m(n 1)] f s,k f p,k nf s,k
（3） f sp,k [1 m(n 1)] / n f p,k f p,k nf s,k
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2、柔性桩复合地基
As 桩间土面积 桩间土承载力折减系数，一般取0.8～1
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排水固结法
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1、定义：在建筑物建造前，对天然地基或对以设置竖向排
水体的地基加载预压，使土体固结沉降基本完成或完成大部 分，从而提高地基土强度的一种方法。
排水系统 加压系统
竖向排水体
砂井 塑料排水板
水平排水体： 砂垫层
堆载法 真空法 降水法
b b 2z tan
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振动平板夯
YT系列冲击压实机
可转向式手扶振动压路机
四冲程汽油机式高频振动冲击夯
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斜坡型单钢轮压振动路机
二、复合地基
由两种刚度不同材料组成共同承受上部荷载并协调变形的人 工地基。
变形协调指桩和土变 分 柔性桩复合地基 类
管涌是一种渐进性质破坏，发生在一定级配的无粘性土中
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四、地基处理分类
换土垫层
物理处理
挤密桩 排水固结法
加筋法
化学处理
灌浆 深层搅拌法 高压旋喷法
土桩 灰土桩 砂桩 振冲碎石桩
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换土垫层法
1 换土垫层法的原理
换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖去，回填 强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实的一种地基处理方 法。
④防止冻胀。因为粗颗粒的垫层材料缝隙大，不易产生毛 细管现象，因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。
⑤消除膨胀土的胀缩作用。
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2 垫层的设计要点
垫层的设计不但要满 足建筑物对地基变形及稳 定的要求，而且应符合经 济合理的原则。其设计内 容主要是确定断面的合理 厚度和宽度。对于垫层， 既要求有足够的厚度来置 换可能被剪切破坏的软弱 土层，又要有足够的宽度 以防止垫层向两侧挤出。
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②减少沉降量。一般浅层地基的沉降量占总沉降量比例较 大。加以密实砂或其它填筑材料代替上层软弱土层，就可以减 少这部分的沉降量。由于砂层或其它垫层对应力的扩散作用， 使作用在下卧层土上的压力较小，这样也会相应减少下卧层土 的沉降量。
③加速软弱土层的排水固结。砂垫层和砂石垫层等垫层材 料透水性强，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，使 基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结 和提高其强度，避免地基发生塑性破坏。
整体剪切破坏
局
部
剪
切
破
坏
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刺入破坏
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2、降低地基变形：
变形过大，产生不均匀沉降、结构开裂
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3、消除液化
震动液化 u
饱和粉土和砂土受到震动时，
孔隙水压力大于上覆重力时， 粉砂和粉土变为液态，建筑
uG
物倾倒。
震动液化 G
4、渗漏、管涌：对大坝破坏方式。
在渗透水流的作用下，土中的细 颗粒被冲走，使土的孔隙不断扩 大，渗透速度不断增加，使较粗 的颗粒也相继被水流带走，逐渐 形成管状渗透通道，造成土体崩 塌，这种现象称为管涌。
2．1 垫层厚度的确定
pz pcz f z
fz—垫层底面处软弱土层承载力特征值 kPa
pcz—垫层底面处土的自重应力，kPa
pz—垫层底面处土的附加应力，kPa。
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2．2 垫层宽度的确定
垫层的宽度除要满足应力扩散的要求外，还应防止垫层向 两边挤动。如果垫层宽度不足，四周侧面土质又较软弱时，垫 层就有可能部分挤入侧面软弱土中，使基础沉降增大。宽度计 算通常可按扩散角法，如条形基础，垫层宽度bˊ应为：