搜索
地下基础施工2010141-144班第一章地基处理技术Groundimprovement什么是地基？地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。建筑物凡是建筑物基础直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称之为天然地基。天然地基存在的问题实例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59.44m,宽23.47m。高31.0m。容积36368m3。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。谷仓于1911年开始施工，1913年秋完工。1913年9月起往谷仓装谷物，仔细地装载，使谷物均匀分布、10月当谷仓装了31822m3谷物时，发现1小时内垂直沉降达30.5cm。结构物向西倾斜，并在24小时间谷仓倾倒ˊ。谷仓西端下沉7.32m,东端上抬1.52m。1913年10月18日谷仓倾倒后，上部钢筋混凝土筒仓艰如盘石，仅有极少的表面裂缝。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。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。实例3．比萨斜塔比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼，塔八层，高53.3m。塔的砖石地基的直径为19.6m，最大深度5.5m。塔基向南倾斜，与地面成5.5°第七层在南面突出4.5m。比萨斜塔基础底面倾斜值，经计算为0.093，即9.3％,我国国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7－89中规定：高耸结构基础的倾斜，当建筑物高度Hg为：50mHg≤100m时，其允许值为0.005，即0.5％。比萨斜塔基础实际倾斜值已等于我国国家标准允许值的18倍。地基产生的不均匀沉降造成的建筑物倾斜浅基础,当承载力,沉降,液化,冻胀不满足设计要求(1)采用深基础,桩基础(2)处理地基土,改善土性什么是地基处理？地基处理（GroundTreatment，GroundImprovement）：指天然地基很软弱，不能满足地基承载力和变形的要求，则必须事先经过人工处理后再建造基础。一、地基处理的目的1提高土的强度-地基承载力2增加土的刚度-减少地基沉降量3改善地基土的水力特性(1)防渗,堤坝,闸基,池(湿陷,膨胀性土)(2)排水:软基固结渗流,挡土墙排水(3)渗透稳定性:长江大堤的管涌,流土.采用反滤(4)抗冻性:实质是渗透性,减少毛细现象,加强排水4改善抗震性能(1)液化:加密,围封(水床);(2)震陷:干松砂和溶洞.哪些土需要处理？淤泥土与淤泥质土muck,muckysoil泥炭,泥炭质土Peat填土,回填土Fill,backfill松砂Loosesand区域性特殊土Regionalsoil（冻土、膨胀土、湿陷性黄土等）地基处理地基的局部处理地基的整体加固在施工过程中如发现局部地基土质过软或过硬，不符合设计要求时，应本着使建筑物各部位沉降尽量趋于一致，以减小地基不均匀沉降的原则对地基进行处理，即地基的局部处理。在软弱地基上建造建筑物或构筑物，利用天然地基有时不能满足设计要求，需要对地基进行人工处理，提高其承载力、减小沉降，以满足结构对地基的要求，即地基的整体加固。二、地基的局部处理置换法软土垫层二、地基的局部处理松土坑（填土、墓穴、淤泥等）的处理砖井或土井的处理局部范围内硬土(或其他硬物)的处理橡皮土的处理其他情况的处理1.松土坑（填土、墓穴、淤泥等）的处理①当坑的范围较小(在基槽范围内)将坑中松软土挖除，使坑底及四壁均见天然土为止，回填与天然土压缩性相近的材料。当天然土为砂土时，用砂或级配砂石回填；当天然土为较密实的粘性土，用3：7灰土分层回填夯实；天然土为中密可塑的粘性土或新近沉积粘性土，可用1：9或2：8灰土分层回填夯实，每层厚度不大于20cm1.松土坑（填土、墓穴、淤泥等）的处理②当坑的范围较大(超过基槽边沿)或因条件限制因条件限制，槽壁挖不到天然土层时，则应将该范围内的基槽适当加宽，加宽部分的宽度可按下述条件确定：当用砂土或砂石回填时，基槽壁边均应按l1：h1＝1：1坡度放宽；用1：9或2：8灰土回填时，基槽每边应按b：h＝0.5：1坡度放宽；用3：7灰土回填时，如坑的长度≤2m，基槽可不放宽，但灰土与槽壁接触处应夯实1.松土坑（填土、墓穴、淤泥等）的处理③如坑在槽内所占的范围较大(长度在5m以上)如坑底土质与一般槽底土质相同，可将此部分基础加深，做1：2踏步与两端相接．每步高不大于50cm，长度不小于100cm，如深度较大，用灰土分层回填夯实至坑（槽）底一平1.松土坑（填土、墓穴、淤泥等）的处理④松土坑较深，且大于槽宽或1.5m时按以上要求处理挖到老土，槽底处理完毕后，还应适当考虑加强上部结构的强度，方法是在灰土基础上1~2皮砖处（或混凝土基础内）、防潮层下1~2皮砖处及首层顶板处，加配4φ8~12mm钢筋跨过该松土坑两端各1m，以防产生过大的局部不均匀沉降1.松土坑（填土、墓穴、淤泥等）的处理⑤松土坑下水位较高时当地下水位较高，坑内无法夯实时，可将坑（槽）中软弱的松土挖去后，再用砂土、砂石或混凝土代替灰土回填如坑底在地下水位以下时．回填前先用粗砂与碎石（比例为1：3）分层回填夯实；地下水位以上用3：7灰土回填夯实至要求高度2.砖井或土井的处理①土井、砖井在室外，距墓础边缘5m以内先用素土分层夯实，回填到室外地坪以下1.5m处，将井壁四周砖圈拆除或松软部分挖去，然后用素土分层回填并夯实2.砖井或土井的处理②土井、砖井在室内基础附近将水位降低到最低可能的限度，用中、粗砂及块石、卵石或碎砖等回填到地下水位以上50cm。砖并应将四周砖圈拆至坑（槽）底以下1m或更深些，然后再用素土分层回填并夯实，如井已回填，但不密实或有软土，可用大块石将下面软土挤紧，再分层回填素土夯实2.砖井或土井的处理③土井、砖井在基础下或条形基础3B或柱基2B范围内先用素土分层回填夯实，至基础底下2m处，将井壁四周松软部分挖去，有砖井圈时，将井圈拆至槽底以下1~1.5m。当井内有水，应用中、粗砂及块石、卵石或碎砖回填至水位以上50cm，然后再按上述方法处理；当井内已填有土，但不密实，且挖除困难时，可在部分拆除后的砖石井圈上加钢筋混凝土盖封口，上面用素土或2：8灰土分层回填、夯实至槽底2.砖井或土井的处理④土井、砖井在房屋转角处，且基础部分或全部压在井上除用以上办法回填处理外，还应对基础加固处理。当基础压在井上部分较少，可采用从基础中挑钢筋混凝土梁的办法处理。当基础压在井上部分较多，用挑梁的方法较困难或不经济时，则可将基础沿墙长方向向外延长出去，使延长部分落在天然土上，落在天然土上基础总面积应等于或稍大于井圈范围内原有基础的面积，并在墙内配筋或用钢筋混凝土梁来加强2.砖井或土井的处理⑤土井、砖井已淤填，但不密实可用大块石将下面软土挤密，再用上述办法回填处理。如井内不能夯填密实，而上部荷载又较大，可在井内设灰土挤密桩或石灰桩处理；如土井在大体积混凝土基础下，可在井圈上加钢筋混凝土盖板封口，上部再用素土或2：8灰土回填密实的办法处理，使基土内附加应力传布范围比较均匀，但要求盖板到基底的高差h＞d3.局部软硬土的处理①基础下局部遇基岩、旧墙基、大孤石、老灰土或圬工构筑物尽可能挖去，以防建筑物由于局部落于坚硬地基上，造成不均匀沉降而使建筑物开裂；或将坚硬地基部分凿去30~50cm深，再回填土砂混合物或砂作软性褥垫，使软硬部分可起到调整地基变形作用，避免裂缝3.局部软硬土的处理②基础一部分落于基岩或硬土层上，一部分落于软弱土层上，基岩表面坡度较大在软土层上采用现场钻孔灌筑桩至基岩；或在软土部位作混凝土或砌块石支承墙（或支墩）至基岩；或将基础以下基岩凿去30~50cm深，填以中粗砂或土砂混合物作软性褥垫，使之能调整岩土交界部位地基的相对变形，避免应力集中出现裂缝；或采取加强基础和上部结构的刚度，来克服软硬地基的不均匀变形3.局部软硬土的处理③基础落于厚度不一的软土层上，下部有倾斜较大的岩层如建（构）筑物处于稳定的单向倾斜的岩层上，基底离岩面不小于300mm，且岩层表面坡度及上部结构类型符合表7-43的要求时，此种地基的不均匀变形较小，可不作变形验算，也可不进行地基处理。3.局部软硬土的处理③基础落于厚度不一的软土层上，下部有倾斜较大的岩层为了防止建（构）筑物倾斜，可在软土层采用现场钻孔灌筑钢筋混凝土短桩直至基岩，或在基础底板下作砂石垫层处理，使应力扩散，减低地基变形；亦可调整基础的底宽和埋深，如将条形基础沿基岩倾斜方向分阶段加深，做成阶梯形基础，使其下部土层厚度基本一致，以使沉降均匀；如建筑物下外基岩呈八字形倾斜，地基变形将为两侧大，中间小，建（物）筑物较易在两个倾斜面交界部位出现开裂，此时在倾斜面交界处，建（构）筑物还宜设沉降缝分开3.局部软硬土的处理④基础一部分落于原土层上，一部分落于回填土地基上在填土部位用现场钻孔灌筑桩或钻孔爆扩桩直至原土层，使该部位上部荷载直接传至原土层，以避免地基的不均匀沉降下卧基岩表面允许坡度值上覆土层的承载力标准值fk（kPa）四层和四层以下的砌体承重结构，三层和三层以下的框架结构具有15t和15t以下吊车的一般单层排架结构带墙的边柱和山墙无墙的中柱≥150≤15%≤15%≤30%≥200≤25%≤30%≤50%≥300≤40%≤50%≤70%4.橡皮土的处理当黏性土含水量很大趋于饱和时，碾压（夯拍）后会使地基土变成踩上去有一种颤动感觉的“橡皮土”。当发现地基土（黏土、亚黏土等）含水量趋于饱和时，要避免直接碾压（夯拍），可采用晾槽或掺石灰粉的办法降低土的含水量，有地表水时应排水，地下水位较高时应将地下水降低至基底0.5m以下，然后再根据具体情况选择施工方法。如果地基土已经出现橡皮土，则应全部挖除，填以3:7灰土、砂土或级配砂石，或插片石夯实；也可将橡皮土翻松、晾晒、风干至最优含水量范围再夯实。5.地下管道的处理当管道位于基底以下时，最好拆迁或将基础局部落低，并采取防护措施，避免管道被基础压坏。当管道穿过基础墙，而基础又不允许切断时，必须在基础墙上管道周围，特别是上部留出足够尺寸的空隙（大于房屋预估的沉降量），使建筑物产生沉降后不致引起管道的变形或损坏。另外，管道应该采取防漏的措施，以免漏水浸湿地基而造成不均匀沉降。特别当地基为填土、湿陷性黄土或膨胀土时，尤其应引起重视。5.地下管道的处理三、换填垫层法当软弱土地基的承载力和变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、炉渣、粉煤灰）或其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换填法，它多用于公路构筑物的地基处理。在建筑工程中也有一定范围的应用。b回填土1.垫层的作用FunctionsofCushion•（1）提高持力层的承载力；•（2）减少沉降量；•（3）加速软弱土层的排水固结；•（4）防止冻胀；•（5）消除膨胀土的胀缩作用。换填法适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填土以及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等浅层地基处理。对于承受振动荷载的地基，不应选择换填垫层法进行处理。2.垫层设计(DesignofCushion)•（1）垫层的厚度的确定•垫层的厚度z应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定，并符合下式要求：••式中pz－－相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值（kPa）；•pcz－－垫层底面处土的自重压力值（kPa）；•faz－－垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。•垫层厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。azczzfpp•垫层底面处的附加压力值可分别按下两式计算：•对条形基础•对矩形基础•式中b－－矩形基础或条形基础底面的宽度（m）；•l－－矩形基