地基处理(PPT)

本课程使用教材：《地基处理技术》（郑俊杰编著，华中科技大学出版社，2004）本课程网站：（华中科技大学立项建设的精品课程）郑俊杰联系方式：E-mail：[e-mail](Preferred)电话：[phone]一、课程的性质和目的1GeneralDescriptionoftheCourse本课程为土木工程、交通工程及水利工程等专业的专业课，32或40学时（24学时课程可选讲一部分）。本课程主要结合地基处理技术新规范和工程实际，详尽地介绍建筑工程、道桥工程、水利工程等领域中各种常用的和最新的地基处理技术的设计计算方法、施工工艺和质量检测方法，提高学生解决工程实际问题的能力。二、典型工程案例2TypicalCaseHistories比萨斜塔(LeaningTowerofPisa)意大利比萨斜塔自1173年9月8日动工，至1178年建至第4层中部，高度29m时，因塔明显倾斜而停工。94年后，1272年复工，经6年时间建完第7层，高48m，再次停工中断82年。1360年再次复工，至1370年竣工，前后历经近200年。该塔共8层，高55m，全塔总荷重145MN，相应的地基平均压力约为50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。由于地基的不均匀下沉，塔向南倾斜，南北两端沉降差1.8m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5度，成为危险建筑。比萨斜塔纠偏苏州虎丘塔建于公元959－961年，为七级八角形砖塔，塔底直径1366m，塔身高47.5m,塔重63000kN。1978年，塔顶位移2.3m,塔的重心偏离基础轴线0.924m。1978年6月开始对地基加固，1983年5月完成，地基沉降趋于稳定。加拿大特朗斯康谷仓（TransconaGrainElevator）加拿大Transcona谷仓，南北长59.44m，东西宽23.47m,高31.00m。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。谷仓1911年动工，1913年秋完成。谷仓自重20000t，相当于装满谷物后总重的42.5%。1913年9月装谷物，至31822m3时，发现谷仓1小时内沉降达30.5cm，并向西倾斜，24小时后倾倒，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m，倾斜27度。地基虽破坏，但钢筋混凝土筒仓却安然无恙，后用388个50t千斤顶纠正后继续使用，但位置较原先下降4m。事故的原因是：设计时未对谷仓地基承载力进行调查研究，而采用了邻近建筑地基352kPa的承载力，事后1952年的勘察试验与计算表明，基础下埋藏有厚达16m的软粘土层，该地基的实际承载力为193.8～276.6kPa，远小于谷仓地基破坏时329.4kPa的地基压力，地基因超载而发生强度破坏。加拿大特朗斯康谷仓（TransconaGrainElevator）美国北达科他州的Fargo装运谷仓（10个筒仓）1955年因地基破坏而倒塌。加拿大某容量为2500t的饲料筒仓，建于粘土地基上。在首次使用时，填料太快，由于地基土层尚未充分固结，地基发生破坏。墨西哥城某建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。该地基土层为深厚的湖相沉积层，天然含水量高达650％，液限500％，塑性指数350，孔隙比15，具有极高的压缩性。砂土液化造成建筑物严重倾斜或倾倒砂土液化造成桥梁地基及结构破坏三、课程教学的主要内容3ContentsoftheCourse第1篇总论Part1BasicKnowledge第1章绪论（PreliminaryDescription）1.1地基处理的目的和意义1.2地基处理的方法分类及应用范围1.3地基处理方法的选用原则1.4地基处理工程的施工管理1.5地基处理技术最新发展第2章地基处理监测与检验方法Chapter2MonitoringandTestingMethods2.1概述2.2地基水平位移及沉降观测2.3地基土应力测试2.4载荷试验2.5静力触探试验2.6圆锥动力触探试验第2篇均质人工地基处理方法Part2HomogeneousArtificialGround第3章换填垫层法Chapter3ReplacementandCushion3.1概述3.2垫层的作用3.3土的压实原理3.4垫层设计3.5粉煤灰垫层3.6垫层施工方法3.7质量检验3.8工程实例第4章排水固结法Chapter4ConsolidationMethod4.1概述4.2排水固结法的原理4.3堆载预压设计计算4.4砂井排水固结设计计算4.5真空预压设计计算4.6施工方法4.7真空-堆载预压法4.8质量检验4.9工程实例第5章强夯法和强夯置换法Chapter5DynamicConsolidationandDynamicConsolidationwithReplacement5.1概述5.2加固机理5.3饱和粘性土以及非饱和土的强夯加固微观机理5.4设计5.5施工5.6质量检验5.7工程实例第3篇复合地基处理方法Part3CompositeFoundation第6章复合地基基本理论Chapter6DesignPrinciplesofCompositeFoundation6.1复合地基的定义与分类6.2复合地基的常用型式6.3复合地基的常用概念6.4竖向增强体复合地基承载力计算6.5水平向增强体复合地基承载力计算6.6复合地基沉降计算方法第7章灰土挤密桩法和土挤密桩法Chapter7LimeSoilColumnandEarthColumn7.1概述7.2作用机理7.3设计计算7.4施工7.5质量检验7.6工程实例第8章砂桩法Chapter8SandColumn8.1概述8.2加固原理8.3设计计算8.4施工8.5质量检验8.6工程实例第9章碎石桩法Chapter9GravelColumn9.1概述9.2振冲碎石桩法9.3其他碎石桩法9.4碎石桩复合地基设计9.5质量检验9.6工程实例第10章石灰桩法Chapter10LimeColumn10.1概述10.2加固原理10.3设计计算10.4施工10.5质量检验10.6工程实例第11章水泥土搅拌法Chapter11Soil-CementMixingMethod11.1概述11.2加固机理11.3室内试验11.4设计计算11.5施工11.6质量检验11.7工程实例第12章夯实水泥土桩法Chapter12RammedSoil-CementColumn12.1概述12.2设计12.3施工12.4质量检验第13章高压喷射注浆法Chapter13HighPressureJetGrouting13.1概述13.2定义及其种类13.3加固地基的机理13.4设计计算13.5施工13.6质量检验13.7工程实例第14章水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法Chapter14CementFlyashGravelPile14.1概述14.2竖向荷载作用下复合地基性状14.3褥垫层技术14.4CFG桩复合地基工程特性14.5CFG桩复合地基设计计算14.6CFG桩复合地基施工14.7施工检测及验收第15章多元复合地基法Chapter15Multi-elementCompositeGround15.1多元复合地基设计思想的提出15.2多元复合地基承载力计算15.3多元复合地基沉降计算15.4多元复合地基检测方法15.5多元复合地基法的工程实践第4篇其他地基处理方法Part4OtherGroundTreatmentTechniques第16章加筋法Chapter16Reinforcement16.1概述16.2加筋土挡墙16.3土工合成材料16.4土钉16.5工程实例第17章灌浆法Chapter17Grouting17.1概述17.2灌浆材料17.3灌浆法分类及其原理17.4灌浆设计17.5灌浆施工方法17.6质量与效果检验17.7工程实例第18章特殊土地基处理Chapter18GroundTreatmentforSpecialSoil18.1概述18.2膨胀土地基处理18.3湿陷性黄土地基处理18.4液化地基处理18.5工程实例第19章既有建（构）筑物地基基础加固Chapter19ReinforcementofGroundandFoundationofExistingBuildings19.1概述19.2基础加宽技术19.3墩式托换技术19.4树根桩托换技术19.5静压桩托换19.6地基加固技术19.7综合加固技术第20章倾斜建（构）筑物纠偏Chapter20ModificationofLeaningBuildings20.1概述20.2倾斜建（构）筑物纠偏方法分类20.3降水纠偏法20.4浸水和浸水加压纠偏法20.5堆载（加压）纠偏法20.6掏土纠偏法20.7部分托换调整纠偏法20.8调整上部结构纠偏法20.9灌浆抬升纠偏法20.10综合法纠偏四、学时分配4ScheduleoftheCourse内容学时第1章绪论2第2章地基处理监测与检验方法2第3章换填垫层法2第4章排水固结法2第5章强夯法和强夯置换法2第6章复合地基基本理论2第7章灰土挤密桩法和土挤密桩法2第8章砂桩法；第9章碎石桩法2（4）内容学时第10章石灰桩法2第11章水泥土搅拌法2第12章夯实水泥土桩法第13章高压喷射注浆法2（4）第14章水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法2第15章多元复合地基法；第16章加筋法2（4）第17章灌浆法；第18章特殊土地基处理2（4）第19章既有建（构）筑物地基基础加固2第20章倾斜建（构）筑物纠偏2第1章绪论Chapter1PreliminaryDescription1.1地基处理的目的和意义1.1AimsandFunctions地基指承受建（构）筑物荷载的地层。建（构）筑物的地基所面临的问题有以下四方面：（1）承载力及稳定性问题；（2）沉降、水平位移及不均匀沉降问题；（3）渗透问题；（4）液化问题。土木工程建设中，当天然地基不能满足建（构）筑物对地基的要求时，需对天然地基进行加固改良，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用。这种地基加固改良称为地基处理。(GroundTreatment或GroundImprovement)天然地基是否需要进行地基处理取决于地基土的性质和建（构）筑物对地基的要求两个方面。地基处理的概念ConceptofGroundTreatment在土木工程建设中经常遇到的软弱土和不良土主要包括：软粘土、人工填土、部分砂土和粉土、湿陷性土、有机质土和泥炭土、膨胀土、多年冻土、岩溶、土洞和山区地基等。主要软弱土和不良土TheTypesofSoftandPoorSoils软粘土(SoftClayeySoil)软粘土是软弱粘性土的简称。大部分是饱和的，其天然含水量大于液限，孔隙比大于1.0。当天然孔隙比大于1.5时,称为淤泥;当天然孔隙比大于1.0而小于1.5时,称为淤泥质土。软粘土的特点：天然含水量高（35％～80％）；天然孔隙比大（1.0～2.0)；抗剪强度低（不排水抗剪强度约5～25kPa）；压缩系数高（0.5～1.5MPa-1）；渗透系数小（10-6～10-8cm/s）。它广泛分布在我国沿海以及内地河流两岸和湖泊地区。软粘土一般固结时间很长，固结沉降较大。人工填土ArtificialFill人工填土按照物质组成和堆填方式可以分为素填土、杂填土和冲填土三类。按堆填时间分为老填土和新填土两类。粘性土堆填时间超过10年，粉土堆填时间超过5年，称为老填土。填土一般会产生