个人介绍
地基处理技术 郑俊杰
提供学校: 华中科技大学
院系: 土木工程与力学学院
专业大类: 土木工程
专业: 岩土工程
学分: 2
课时: 24

        随着我国国民经济持续高速的增长,各种基础设施建设的投入不断加大,土木工程得到了前所未有的发展。岩土工程作为其中最为重要的一个领域,遇到了很多新的课题。地基处理又是岩土工程中最为活跃且最具生命力的一个分支,近十余年来,土木工程建设的发展极大地推动了地基处理技术研究和应用水平的提高。

        本门课程基于教师十多年的课题研究和教学经验,既可供大学生土木工程及相关专业本科生学习,也适于用土建、交通、水利、电力、港口、铁道、地质等部门从事岩土工程勘察、设计、施工的技术人员和管理人员,同时也可作为准备国家注册土木工程师(岩土)资格考试的参考课程。

教师团队

郑俊杰 教授、博导;教育部长江学者特聘教授

单位:华中科技大学

部门:土木工程与力学学院

职位:副院长

地基处理方法

均质人工地基处理方法

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。换填法多用于公路构筑物的地基处理。

排水固结法

      排水固结法(Consolidation)是处理软黏土地基的有效方法之一。该法是对天然地基,或先在地基中设置砂井等竖向排水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载,或是在建筑物建造以前,在场地先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。排水固结法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基。

强夯法和强夯置换法

      强夯法是法国人L.梅纳(Menard,1969)首创的一种地基加固方法,即用100~400kN的重锤从8~40m的高处落下,反复多次夯击地面,对地基进行强力夯实。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。

      强夯置换法是利用夯击能将碎石、矿渣等材料强力挤入地基,在地基中形成碎石墩,并与墩间土形成碎石墩复合地基,提高地基承载力和减小沉降。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~流塑的黏性土等地基上对变形要求不严的工程。

复合地基处理方法

灰土挤密桩法和土挤密桩法

      灰土挤密桩法和土挤密桩法都是利用成孔过程中的横向挤压作用,桩孔内土被挤向周围,使桩间土挤密,然后将灰土或素土(黏性土)分层填入桩孔内,并分层夯填密实至设计标高。前者称为灰土挤密桩法,后者称为土挤密桩法。灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基。可处理地基的深度为5~15m。但当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜选用灰土挤密桩法或土挤密桩法。

砂桩法

      砂桩法是指利用振动或冲击方式,在软弱地基中成孔后,填入砂并将其挤压入土中,形成较大直径的密实砂桩的地基处理方法。砂桩法广泛应用于工业与民用建筑、交通、水利等工程建设中。

碎石桩法

      在地基中设置由碎石组成的竖向增强体(或称桩体)形成复合地基达到地基处理的目的,均称为碎石桩法。

石灰桩法

      用机械或人工的方法成孔,然后将不同比例的生石灰(块或粉)和掺合料(粉煤灰、炉渣等)灌入,并进行振密或夯实形成石灰桩桩体,桩体与桩间土形成石灰桩复合地基,以提高地基承载力,减小沉降,称为石灰桩法。石灰桩法适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基;用于地下水位以上的土层时,宜增加掺合料的含水量并减少生石灰用量,或采取土层浸水等措施。

水泥土搅拌法

      水泥土搅拌法是利用水泥等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械,就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土,从而提高地基土强度和增大变形模量。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。

夯实水泥土桩法

      利用机械成孔或人工挖孔,将水泥和土按设计的比例拌和均匀,在孔内夯实至设计要求的密实度而形成的加固体与桩间土组成复合地基的地基处理方法,称为夯实水泥土桩法。夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、黏性土等地基,处理深度不宜超过10 m。

高压喷射注浆法

      高压喷射注浆法是指用高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出,形成喷射流,以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。

水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法

      CFG桩法是指由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌合形成高粘结强度桩,并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。CFG桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。

多元复合地基法

其他地基处理方法

加筋法

      加筋土法的基本机理是通过土体与筋体间的摩擦作用,使土体中的拉应力传递到筋体上,筋体承受拉力,而筋间土承受压应力及剪应力,使加筋土中的筋体和土体都能较好发挥自己的潜能。土的加筋在我国古代汉武帝时就有以草枝建造长城的记载。现代加筋土技术的发展始于20世纪60年代初期,法国工程师Henri Vidal首先在试验中发现,当土掺有纤维材料时,其强度可明显提高到原有天然土强度的好几倍,并由此提出了土的加筋概念和理论。

灌浆法

      灌浆法是用气压、液压或电化学原理,将某些能固化的浆液注入岩土体及其他介质中的裂缝或孔隙,以改善地基的物理力学性质,达到地基处理的目的。

特殊土地基处理

典型工程案例

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,下面为粉土和黏土层。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。


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 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。谷仓于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的软黏土层,该地基的实际承载力为193.8~ 276.6kPa,远小于谷仓地基破坏时 329.4 kPa 的地基压力,地基因超载而发生强度破坏。


参考教材








课程评价

教学资源
课程章节 | 名称   | 上传时间 | 大小 | 备注
1.1 地基处理的概念
地基处理的概念.mp4
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2013-12-17 67.82MB
1.2 地基处理的目的
地基处理的目的.mp4
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2013-12-17 208.33MB
1.3 学习地基处理的意义
学习地基处理的意义.mp4
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2013-12-17 78.95MB
1.4 地基处理的课程内容
地基处理课程内容.mp4
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2013-12-17 23.63MB
 
《地基处理技术》课程内容及主要要求.doc
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2013-12-18 43.50KB
1.5 学习地基处理技术课程的方法
学习地基处理的方法.mp4
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2013-12-17 41.94MB
12.1.1 夯实水泥土桩法的定义及应用范围
夯实水泥土桩的定义及应用范围.mp4
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2013-12-13 61.81MB
12.1.2 夯实水泥土桩的技术特点
夯实水泥土桩的技术特点.mp4
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2013-12-13 29.17MB
12.1.3 夯实水泥土桩与水泥土搅拌桩的区别
夯实水泥土桩与水泥土搅拌桩的区别.mp4
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2013-12-13 59.15MB
12.2 作用机理
作用机理.mp4
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2013-12-13 19.10MB
12.3 设计计算
设计计算.mp4
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12.4 施工
施工.mp4
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12.5 质量检验
质量检验.mp4
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12.6 思考题
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13.1 概述
概述.mp4
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13.2 定义及其种类
定义及其种类.mp4
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13.3 设计计算
设计计算.mp4
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13.4 施工
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13.5 质量检验
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13.6 思考题
思考题.mp4
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