土石方工程与地基处理.ppt

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1、给水排水工程施工技术与管理,目 的：调整、充实、完善学生知识结构，提高实践能力。建立设计-施工-管理的整体概念 内 容：土石方与地基处理知识 给排水工程施工技术；施工组织计划；工程项目施工管理；工程招标投标。方 法：了解（工艺、材料和方法，工程施工管理，工程招投标）；掌握（施工技术、原理、概念 施工.组织、计划）；熟悉（工艺方法的基本理论）。成 绩：2.5学分，考试+平时,第一章 土石方工程与地基处理,第一节 土的工程性质及分类一、土的组成1、组成：宏观颗粒+水+空气 三相体系（图）微观矿物质（石英 长石 云母 盐类 蒙脱石 伊里石高岭石）+有机质+水（结合水,自 由水）+空气 结合水由分子引

2、力吸附于土粒表面的水,无溶解能力.自由水存在于土粒表面电场以外的水,有 溶解能力,传递压力.2、粒组与级配 土的颗粒不同，性质就不同。1）粒组：把大小相近的土粒人为合为一组 称粒组。工程上的六大粒组：块石.碎石.角砾.砂粒、粉粒.粘粒。(见表1-1）,土的组成,2）级配：大小颗粒的百分比分布情况称级配。级配由粒径分布曲线表示。（图）,3）级配分析方法及级配曲线的绘制 分析方法：粒径 0.075mm以上用筛分法:粒径0.075mm以下用比重法。筛分法:土样风干分散代表性土样入筛振摇分别称出留在各筛及底盘的土重量求出各相对含量点绘连线。某粒组的土粒含量=某粒组的土颗粒质量g i/土样的总质量G（%

3、）4）不均匀系数Ku=d60/d10 d60 限定粒径（纵座标60%对应的横座标 之值）即计算ku时考虑的粒径上限；d10 有效粒径（纵坐标10%对应的横坐标之值）即计算ku时考虑的粒径下限。d60,d10的选定出自土工试验规范,20 10 5 2,0.25,0.5,g 1g 2g i,由图可以看出：Ku越大.级配曲线越平缓，d60 d10的间距越大.粒径分布带越宽，粒径分布越不均匀，级配越好。反之亦然。从理论上讲，Ku可作为工程填土垫层用土的判别依据。Ku5的土作填土。二、土的三相比例指标 三相固体颗粒,水,空气（图）Ms 土粒的质量 Vs土粒的体积 Mw 土中水的质量 Vw土中水的体积 M

4、a 土中气 的质量 Va 土中气 的体积 M 土的质量 V 土的体积 土的 软、硬、松、密、干、湿、轻、重，均可用三相比例关系表示。,图 土的三相比例示意图,1、实测指标（1）土的密度和干密度 密度-天然状态下单位体积土的质量=m/v(t/m3)砂土=1.6-2.0 T/m3 粘土=1.8-2.0 T/m3 干密度-干燥(1050c恒温2小时)土粒的单位体积质量。d=mS/v，一般情况 d=1.3-1.8T/m3 工程中，常以土的干密度来评价土的密度，控制回填土的密实程度。（2）土颗粒的相对密度(比重）dS=mS/vS1/w1 土颗粒比重反映土的矿物成分和有机质含量情况。砂土 dS=2.65-

5、2.69 粉土 dS=2.70-2.71 粘性土 dS=2.72-2.74,(3)土的含水量 在天然状态下，土中水的质量与土颗粒质量之比：w=mw/mS 100%或 w=mw.g/mS.g 100%土的含水量对土的影响：粉土，粘性土 大 细砂，粉砂 小 碎石土 无2、导出指标 重力密度：单位体积土受到的重力：r=.g(KN/m3)湿砂土 r=16-20KN/m3 湿粘土 r=18-20KN/m3 干土 r=13-18KN/m3,土的孔隙比和孔隙率孔隙比 e=V v/VSe 是表示土的密实度的重要指标：e 0.6 密实良好的天然地基；e1.0 松散 不宜作天然地基孔隙率 n=V v/V（100%

6、）e（n）均可表示土的松密程度，e(n)越大，土越松散；n多用于未动土的孔隙分析，e多用于填土压实情况。土的饱和度：Sr=Vw/V v 稍湿 很湿饱和三、无粘性土（砂土，碎石土）的密实度1 特征：由砾石，砂砾沉积而成，单粒结构（右图），颗粒粗，少结合水，无粘接力。,2、性质与密实度紧密相关。尤其是砂土。e0.6 密实砂土 良好天然地基，e 1.0 松散砂土不宜作天然地基3、砂土的密实度判别方法 测孔隙比 e 不能反映土的级配和形状。测相对密度 Dr=(emax-e)/(emax-emin)Dr=1 e=emin 最密实 Dr=0 e=emax 最松疏 1Dr0.67 密实 0.67Dr0.33

7、 松散 引入相对密度概念，可以消除上述影响，但测emax、emin较繁，且在实验室测定的土样很难保证土的原状样式（取样，运输过程已有扰动，e已非原状土的e值），故测Dr理论上可行，实际意义不大。,(3)标准贯入试验 适应现场测试。建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）要求采用标准贯入试验。（N63.5法）方法：63.5kg重锤，自由落距76cm，先把贯入器打入土中15cm，然后根据打入30cm所需锤数N（表1-4）来判断密实度。砂土(四级)，N10 松散，10N15 稍密，15N30 中密，30N 密实(4)静力触探触探头压入土中，阻力应变仪测出探头受到的阻力，土越密实，探头所受阻力越大，仪器

8、可把阻力换算成密实度或承载力,(5)静载试验 现场堆载，绘制荷载沉降量曲线，根据已有资料查得密实度。4.碎石土的密实度判别 判别方法 碎石土颗粒较粗，不易取得原状土样，也难于将贯入器击入土中。这类土一般在现场坑探-观察，根据其骨架颗粒含量、排列、可挖性、及可钻性鉴别(看 捻 敲 钻)密实度等级-密实 中密 稍密四、粘性土的物理特性1、特征：颗粒细小（d0.005mm），含矿物成份较多，水对其工程性质影响较大。在天然状态下，粘土的软硬程度取决于含水量多少。,2、界限含水量-液限、塑限和缩限界限含水量-粘性土由一种状态转到另一种状态的的分界含水量(%)液限WL-土由可塑状态转到流动态的界限含水量

9、判别：液限仪测定（详土工试验方法标准(GB123-88),粘土状态与含水量关系,塑限WP土由半固态转到可塑态的界限含水量 判别：槎条法：土工试验方法标准（GBJ23-88）和土工试验操作规程。缩限WS土由固态转到半固态的界限含水量。3、塑性指数、液性指数塑性指数Ip=WL-WPIp值越大，土的可塑范围越宽，表明土的颗粒越细，吸附的水量越多，吸水能力越大。土质不同，塑限液限区间宽度不同，反过来，利用区间大小，可判别土的性质。因Ip大小主要由两个因素决定：a、粘粒（d0.005mm）的含量。土中含粘粒越多，比表面积越大，土的结合水含量越高。b、土的矿物成分 多含氧化物，氢氧化物，有机质的土粒表面带

10、电场，易吸收水分子，如蒙脱石，膨胀土，可以吸收大量的结合水.,研究Ip的意义：由于Ip反映土的粘粒含量和矿物成分。建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）用Ip作为粘性土的分类标准：Ip17 粘土10Ip17 粉质粘土地基基础设计和施工需要分清粘土和粉质粘土液性指数 IL=研究IL的意义：以IL作为判别粘性土软硬状态的指标。根据IL的大小，粘性土分成五种状态：坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。承载力依次降低。基础设计和地基处理方法的确定都要考虑液性指数.,五、土的工程分类：岩土的种类很多 建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）把土分为五大类：（一）碎石土（碎石土含碎石的土）：d2mm的颗粒含量超过总

11、重50%的土（表1-6）（二）砂土 d2mm不超过50%，d0.075mm超过50%按颗粒级配分 砾砂 粗砂 中砂 细砂 粉沙（表1-7）五种（三）粉土 IP10 d0.075mm的颗粒不超过50%，粒径介于砂土与粘土之间。（四）粘性土 IP10 按IP细分 粉质粘土：1017（五）人工填土素填土、杂填土、冲填土（表1-9）强调 1、粗粒径土按级配分类，细粒土按塑性指数分类；2、建筑地基基础设计规范对土的工程分类有明显界限；3、土石方施工中对土的分类不同于工程设计对土的分类：,土石方按土的开挖难易程度分为8类16级。工程定额单价不同。一类土（松软土）能用锹挖掘 放坡系数0.3 砂、冲积砂土，轻

12、亚粘土，种植土二类土（普通土）能用锹镐挖掘 放坡系数0.3 亚粘土、潮湿黄土、碎石砂土三类土（坚土）能用镐挖掘 放坡系数0.2 密实粘土、粗砾石、碎石黄土四类土（沙砾坚土）要用撬、锤方式，不放坡 含风化碎石、卵石、重粘土、密实黄土五类土（软石）撬、锤 不放坡 风化石、灰岩六类土 岩石 爆破 锤 风化花岗岩、片岩、砂岩七类土（坚岩）爆破 锤 大理石、石灰岩八类土（特坚石）爆破 锤 花岗岩、石英岩,六、土的力学性质1、压缩性：土在压力作用下体积减小的特性称为压缩性。土体缩小的三个原因：土中水、气排走 土颗粒被压缩 封闭在土中的水，气被压缩。实践证明：一般情况，土受到的压力常在100-600kpa之

13、间，这时土颗粒及水的压缩变形量不到全部土体压缩变形量的1/400，可忽略不计。所以土压缩变形主要原因是由于空隙减小和排出水的缘故。是土的一个力学属性。,了解土的压缩性的目的 地基变形量控制 地基在荷载作用下会发生变形，建(构)筑物基础随之沉降，建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）对建筑物的地基变形容许值有严格规定.地基变形对管道接头会有影响.。认识地基变形时、量关系 地基的变形过程就是土的压缩变形过程，土的压缩变形快慢与排气排水速度有关，他们取决于土的渗透性和排水气条件。在有好的排水气条件下，砂土随着施工加荷的终结，变形也基本完成：对含水量大的粘土，施工完毕时仅完成总变形量的5%20%。完成

14、最终变形量要5-10年，甚至几十年。在相同压力条件下不同土的压缩变形量差别很大，可通过压缩试验确定。,压缩性指标压缩系数 图（a）为压 缩系数的含义-土样在完全侧限条件下，压力的增量p与孔隙比的变化量e之比。a=e/p=tan=-(e1-e2)/(p1-p2)=(e1-e2)/(p2-p1)图（b)为两个不同土样的压缩曲线,压缩系数的求取方法-压缩试验用金属环刀 切取原状土样，将土样连同环刀一起放入压缩仪内：按P=50,100,200,300,400KPa分组加压至变形稳定：分别测出变形稳定后的“e”，得p-e曲线取p-e曲线中的一段，视为直线，其斜率a 即为压缩系数。它是评价地基压缩性的重要

15、指标，单位是MPa-1。,在工程中，通常以p1=100KPa和p2=200kPa求出的压缩系数a来评价土的压缩性高低。a-0.1MPa-1时，属低压缩性土：0.1Mpa-1a1-20.5Mpa-1时，属中压缩性土：a-0.5Mpa-1时，属高压缩性土。压缩摸量定义：土在完全侧限条件下，竖向附加应力z与相应的竖向应变z的比值：由 z=p2 p1 z=(e1-e2)/(1+e1)代入Es=z./z 得 Es=(1+e1)/a a=(e1-e2)/（p2 p1）压缩模量Es是表示土的压缩性高低的又一个指标。Es与a成反比关系，a越大，Es越小，土的压缩性越高，土越软弱，越易被压缩，越不宜作地基；a越

16、小，Es越大，土的压缩性越低，越不易被压缩，越宜作地基。工程中除了用a 判断土的压缩性外，还用 ES1-2 来判断土的压缩性。,一般情况 ES1-215Mpa 属低压缩性土。z=(e1-e2)/(1+e1)的推导.设土样原始高度为h0断面积为A孔隙比为e1颗粒体积为VS0孔隙体积为Vv。根据孔隙比定义 e=Vv/VS e1=Vv/VS0=(A h0-VS0)/VS0 即 VS0=Ah0/(1+e1)在侧限条件下，向土样施加竖向压力p(p=z=p2 p1)若土的竖向稳定变形量为S（竖向应变z=S/h0）土样高度h1=h0S 土样的孔隙比为e2.则 土的颗粒体积为VS=A(h0-S)/(1+e2)

17、因A不变,且忽略土颗粒体积的变化.有VS0=Vs Ah0/(1+e1)=A(h0-S)/(1+e2),整理(1+e2)/(1+e1)=(h0-S)/h0=1S/h0因此 S/h0=z=1(1+e2)/(1+e1)=(e1 e2)/(1+e1)据 z=p，z=S/h0=(e1 e2)/(1+e1)有 ES=z./z=p/S/h0=p/(e1 e2)/(1+e1)=(1+e1)/e/p=(1+e1)/a 2 抗剪强度 概念-土的抗剪强度=抵抗剪切破坏的极限能力，是土的另一个力学属性。测定方法-直接剪切试验 切取原状土样，放入面积为A的剪切盒内;顶部施加压力N，调节手轮施加水平推力T，计算出不同N,

18、T时的压应力=N/A和剪应力=T/A.当T增加到T 时，土样破坏。此时的剪应力记为抗剪强度 f=T/A,土的剪应力实验装置示意,以不同的N,T进行3-4次试验，得出不同的,f并点绘直角座标纸上，连线得抗剪强度曲线。（下图）库伦定律砂土类土 f=tan 粘土类土 f=tan+c库伦定律说明：土的抗剪强度不是常数，它随压应力大小而变化。砂土的抗剪强度仅由内摩擦力组成；粘土的抗剪强度由粘聚力和内摩擦力两部分组成。土的抗剪强度与土的含水率和孔隙比有关。（如表110“中砂”c、随孔隙比变化）,研究土的抗剪强度的目的：确定地基承载力；评价地基稳定性；分析边坡稳定性；挡土墙的设计计算。施工技术人员应有此方面

19、的基本知识.地基变形过程（参见ps曲线）压实阶段：荷载较小，地基变形表现为孔隙减少，土被压缩；剪应力小于土的抗剪强度，土处于弹性平衡状态，慢沉降；(oa)剪切阶段：荷载增加，地基土在局部范围内的剪切力达到土的抗剪强度，处于极限平衡状态，快沉降；(ab)破坏阶段：荷载增加，地基土开始向周围挤出，直到地基土中开始形成连续的滑动面，承压板急速下沉，土被挤出，四周窿起。(bc)ps曲线,地基土破坏的模式：地基在荷载作用下的ps曲线随土的压缩性质，加荷速度，基础深度，大小形式不同而不同。一般归纳为三类：a 整体剪切破坏 多出现在紧密砂土或坚硬黏土中。b局部剪切破坏 多出现在密实砂土中 c冲剪破坏 多出现

20、在松软砂土或软土。,3土的应力及分布自重应力-沿水平均匀分布且与深度成正比,附加应力(中心受压情况)同一深度下距作用轴线越远 应力值越小荷载轴线上应力最大.荷载应力随深度增加而减少,地基的不同深度处附加应力分布,4 土的侧向压力 挡土墙、管沟、井、水池壁、顶管工作坑后背都受到土的侧向压力，工程中将这种土压力统称挡土墙压力。根据挡土墙在土压力作用下产生的位移性质，土的侧向压力分成主动土压力、被动土压力和静止土压力。主动土压力正位移(转动)土体(ABC)处于极限平衡状态，土对挡土结构的推力称为主动土压力。砂土黏性土,EA=1/2h2.ka=1/2 h2.tg2(450/2)(KN/m),Ea=1/

21、2h2.ka-2ch 2c2/(KN/m),被动土压力负位移(转动).土体(ABC)处于极限平衡状态.此时土对挡土结构的反作用力称为被动土压力.砂土黏性土静止土压力无位移(转动)土体(ABC)不存在潜在滑移面。此时的土压力称为静止土压力 k0=1-sin，(KN/m),Ep=1/2h2.kp=1/2 h2.tg2(450/2)(KN/m),Ep=1/2h2.ka 2ch(KN/m),E0=1/2.h2.k0(KN/m),第二节 土石方平衡与调配一 土石方计算方法（一）基坑土方量计算 v=H/6(F14F0F2),（二）沟槽土方量计算 V=断面积(F)沟长(L),（三）场地土方量计算 1 方格网

22、法：本法用于地形平缓、场地宽大情况。精度高,【例】某水处理工程施工场地方格网的一部如图1-5所示。方格边长为20m20m，试计算挖（填）土方量,【解】（1）划分方格网（2）标注高程.根据地形图和设计地面标高，标注方格各点的自然地面标高(右下角)和设计地面标高(右上角)。（3）计算施工高度。地面标高设计标高。“”为挖、“”为填。（4）计算零点位置 本例8-13、9-14、14-15网边两端的施工高度符号不同，表明有零点存在。由表16公式 计算得：8-13线 b=200.16/(0.160.26)=7.6m9-14线 b=200.26/(0.260.21)=11.0m14-15线 b=200.21

23、/(0.050.21)=16.2m将各零点标于图上，并将零点线连接起来，零点连线为挖（填）方区分界线。,（5）计算挖（填）方量。依据方格网平面图形,结合表1-6公式计算每个方格网内的挖（填）方量,X1=a h1/(h1h2).或(X2=a h2/(h1h2),（6）土方量汇总,2 断面法根据地形图或现场。将场地划分成为若干相互平行的横断面，逐段计算土方量并汇总。本法用于自然地面复杂、地形起伏大的狭长地带，精度不高。【例】某地段场地平整如图1-4。已知AA、BB、CC.EE截面的填方面积分别为 47.45.20.5.0，挖方面积分别为15、22、38、20、16，试求该地段的总填方和总挖方量。,

24、【解】（1）划分横断面 断面应垂直等高线，断面间距视现场情况定。如AA、BB、CC.EE。2 画横截面图形 按比例（水平1：200500、垂直1：100200）绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线，得到若干三角形或梯形f 1,f 2。两轮郭线之间的面积为挖方（填）方的截面。F=f 1,f 2。如图1-43 计算横截面面积 依图形按公式分别计算每个截面的挖（填）方面积F1、F2.,4 计算土方量 按V=（F 1F2）L/2.VAB填=（F1F2）L/2.=50（4745）/2=2300m3 VAB挖=50（1522）/2=925m3 VBC填=60（4520）/2=1950m3 VBC挖=

25、60（2238）/2=1800m3,VCD填=30（205）/2=375m3 VDE填=80（50）/2=200m3VCD挖=30（3820）/2=870m3 VDE挖=80（2016）/2=1440m3表1-5,（四）边坡土方量计算 本法系根据地形图和边坡竖向布置图或现场测绘，将要计算的边坡先划分为近似的三棱体或三棱柱体，再用相应的公式算得体积。【例】场地平整工程，长80m、宽60m。土质为粉质黏土，挖方区边坡1:1.25，填方区边坡1:1.5，已知平面图挖填方界线尺寸及角点标高如图所示，试求边坡挖填土方量,【解】1、先求边坡角点14的挖填方宽度。角点1填方宽度 0.85m1.50=1.28

26、m 角点2挖方宽度 1.54m1.25=1.93m 角点3挖方宽度 0.40m1.25=0.50m 角点4挖方宽度 1.40m1.50=2.10m 2、按照场地四个控制角点的边坡宽度，利用作图法可得出边坡平面尺 寸（如图17所示）。3、分别按三棱椎体和三棱柱体的体积公式计算边坡土方量。,二.土方平衡调配1.原则：土的挖，填，堆，弃，转，运要综合考虑，根据实 际情况和工程概预算定额考虑成本最低原则。2.工作内容和程序：划分配调区的界线。根据场地，边坡的土方量计算结果，在场地平面图上找出挖，填方区，尽量做到挖，填平衡，减少借土或弃土，暂存土要留足够场地堆放。,计算平均运距-挖，填之间的重心平均运距

27、。计算挖（填）方重心坐标：X=vx/v Y=vy/vX,Y挖方调配区或填方调配区的重心坐标；v-每个方格的土方量；x-每个方格的重心横座标；y-每个方格的重心纵座标。(注:实践中.采用形心坐标)从地形图上或现场量出挖，填区之间的运距。,绘制土方平衡图或土方平衡表（表1-11）,【例】水处理工程施工场地各调配区的土方量和相互之间的平均运距如图1-9所示。试求最优土方调配方案和土方总运输量、总的平均运距。,1.推土机作用：推土（一，二，三类）；可开挖深1.5m内的基坑，回填，清理障碍物。推档体积：0.75-2.0m 3。2.铲运机作用：场地平整（一，二，三类土），铲、运、卸、填、筑、压。斗容量 2

28、.5-9.0m3，切土深度0.150.3m,第三节 土石方开挖与施工机械一.基坑（沟槽）边坡坡度与断面形式 教材.图116和表114.边坡坡角与土的类型以及含水率有关.近似等于土的内摩擦角.一般按设计规范或施工规范.断面形式有直槽,梯形槽.依土质或图纸要求定.二.土方施工机械,3.挖掘机正铲:开挖停机坪以上的土方，开挖高度2.米以上，（一、二三、四类土）斗容量 0.5-1.0m3反铲：开挖停机坪以下的土方（挖深5.5m左右），适宜湿土、泥淖地施工。斗容量0.5立方米，360度旋转。,拉铲作用类同反铲，但工作半径大效率高 抓铲适用于水下作业深井.沟槽.沉井.基坑.施工机械小时生产率例:推土机Ph

29、=3600q/TKP(m3/h)T-生产作业时间（s);Kp-土质系数，一般1.2-1.3q-斗容量（m3)台班生产率：Pd=8.Ph.KB(m3/台班)KB-台班的有效工作系数，0.72-0.75（参见施工机械产品介绍）,三 简单土坡稳定性分析所谓简单土坡是指坡度不变，顶面、底面水平，土质均匀，无地下水.1 非粘性土的土坡稳定性。如图表示坡角为的无粘性土坡。稳定条件是坡面上的各土粒不下滑。设坡面上某颗粒M,所受重力为G,内摩擦角为，重力G沿坡面的切向分力为T=Gsin，法向分力 N=Gcos。分力T使颗粒M向下滑动,而法向力N在坡面上引起的摩擦力T则会阻止颗粒下滑。T=Ntg=Gcos tg

30、 抗滑力与滑动力之比称为稳定安全系数k,即K=T/T=Gcos tg/Gsin=Gcos tg/Gcos tg=tg/tg（1-25）,结论:=时，K=1 T/=T,抗滑力=滑动力，土坡处于极限平衡状态。此 时的称自然休止角或称天然坡角.(K1),土坡在理论上是稳定的.且与坡高无关。.(K 1),土坡处于不稳定状态.2 黏性土坡稳定性,第四节 基坑沟槽支撑,支撑目的:安全施工 防止塌方流沙.一.支撑种类及适用条件：横撑 适用湿度小，黏土非黏性土,内 2 竖撑 适用松散湿度大的土 沟深上,板桩撑 适用于地下水位高，易流沙环 境锚啶土壁加固,二 支撑计算（图149）（1）撑板计算 1.土压力 如密

31、砂P=0.80.2H ka=0.16H ka（上层）P=0.80.6H ka=0.48H ka（中层）P=0.80.2H ka=0.16H ka（下层）2 撑板最大弯矩M max=pbL12/8 b=0.20.3m L1=1.01.5m3 抵抗矩 W=bd2/6 4 撑板最大弯应力=M max/W=3pL12/4d2 w,（2）立柱计算 按简支梁 类同撑板计算（3）撑杆计算 按中心受压（压杆）情况三 支撑设置与拆除（略）,第五节 土方回填1 土料选择 基坑亦用碎石土.砂土;慎用细砂.黏土.粉砂,禁用淤泥.垃圾,沟槽禁用石块.砖头.垃圾.淤泥.密实度要求 基坑c0.9.非车道下.管道顶部0.5m

32、内.管道结 构外缘范围,c0.85 管道两侧 c符合表115规定.车道下.管道顶部0.25m内,c0.87 管道其他部分c符合表115规定.建筑地基主要受力层,c0.940.96 3 压实方法 分层压.每层0.20.3m,慢速4遍4 施工机械 平碾机（510t）羊足碾,蛙式夯,火力夯,带式打夯机.振动机.,第六节 地基处理地基与基础的关系地基-支撑建（构）筑物荷载的土层称为地基。基础-建（构）筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。建筑物的安全性取决于地基、基础和上部结构的整体构成地基是否要处理，怎样处理，主要取决于原土的性质和工程对地基的要求。应根据地基条件，目的要求，工程费用，施工进度，材料

33、来源，技术水平，处理效果以及环境影响等方面进行综合考虑.,地基与基础的关系,二 处理方法（表1-18）1.换土垫层 清除弱土层，分层回填砂，石，灰土等，夯实。分 素土垫层 干土，坚土，处理软弱土地基；砂垫层 砾砂，中砂，粗砂，细砂，处理 软弱土地基；灰土垫层 熟石灰，干土，处理湿陷性黄土；（在干旱条件下形成的黄色粉质土，多含石英长石、碳酸盐，天然状态下肉眼可见大孔隙，易受水的浸渍，未受水浸渍时强度高压缩性小，是好地基。受水浸渍后，由于碳酸盐类溶解，土的结构迅速破坏，强度迅速降低，显著下沉）；、,碎石垫层 碎石 素土，处理膨胀土地基。（系主要由亲水性矿物成分组成的粘土，具有明显的吸水膨胀，失水收

34、缩的特性。膨胀或收缩都可引起基础开裂，所以膨胀土地基必须处理）原理 置换垫层，改变了原有软土的含水率、颗粒级配和颗粒结构成分。另，石灰+黄土形成截 水层，使水不至渗入湿陷黄土中。,2 挤密振实 挤密桩 工艺方法：打桩机成孔-管内灌砂、灰土、碎石-振动抽管。（右图）按填充 的材料分为砂石桩.生石灰桩和灰土桩.,挤密砂石桩 桩孔成三角形排列，孔径d300-800mm,孔眼间距L4d,填料要求砾砂,粗砂,中砂,碎石等（桩孔布置图）（见下图）,原理：打桩挤紧地基土,填料改变土的成分,改变土的密度,降低含水率，提高抗剪强度。生石灰桩 桩孔三角形或方形排列，孔径d=300-400mm,桩距L=3-3.5d

35、，填料要求生石灰或生石灰掺入粉煤灰、火山灰。原理：生石灰遇水膨胀挤压，放热，孔壁有泥胶作用.灰土桩 材料为土和熟石灰拌和物.做法同生石灰桩.,振冲法使用条件：松散砂土,粉土,黏土,饱和黄土.工艺过程：偏心振冲器钻孔，土体振密 填碎石边振边填边提.原理振密:振动使颗粒位移,重新排列;振冲置换:桩体与土体构成复合地基.称振冲碎石桩.,3.碾压夯实（1）机械碾压,碾压设备：压路机（轻.中.重）推土机.羊足碾.碾压效果 与含水率，碾压机的重量,每层厚度，碾压的遍数和开行速度有关。平碾(压强 812t/m 2,)每层cm，23遍即可。一般要求c 95%.效果用击实仪现场检测,（2）振动压实机械设备 平板

36、振动机内燃打夯机,蛙式夯机,原理 震动使土层颗粒位移.重新排列.减少孔隙,提高密实度。适用 浅层地基(振动深度(1.2.1.5m),松散砂土.黏土含量少的杂填土.每层20CM.34遍压实系数c可达0.95,（3）重锤浅层夯实 锤重1.5-3t，落距2.5-4.5m，夯深1-1.5m原理 强力震动 颗粒重新排列,减少孔隙,提高密实度.适用 稍湿粘土、砂土、杂填土、湿陷性黄土。,（4）强夯法 法国梅那公司1969年首创,锤重10-40t.锤底面积46平方米,落距10-40m.实用 碎石土.砂土.粘土.杂土,夯深可达15m.承载力提高2-5倍。机理：强力冲击波改变土体结构，振密.挤压.排水.降低压缩

37、系数。,4.预压法（1）常规砂井堆载排水工艺：打井(直径300-500mm），井深2m以上，井距6-8d)-装砂-堆载-排水。原理 饱和黏土受压.孔隙水排出.土体沉降固结.强度提高.适用 淤泥质土.冲填土.饱和黏土.,（2）砂井堆载真空预压法 砂井堆载.汇水砂垫层中埋穿孔管.真空环境.加速排水.经济省时.,五.浆液加固（1）浆液材料 水泥浆液.水泥浆或水泥砂浆+速凝剂粘土浆液粘土+水泥+速凝剂；化学浆液（水玻璃、聚氨脂、丙烯酰胺）。（2）基本原理 浆液填充孔隙，与土体胶结。防水、改善土的结构、提高地基承载力。（3）灌浆方法：渗透法 土体孔隙较大。劈裂法 用于浅层黏土加固。注射法 用于浅层土体加固。,高压喷射法(旋喷法)适用:沙土黏性土湿馅性黄土人工填土,深层搅拌法：粘土、石灰、水泥 速凝剂与土体成 复合地基。(干法.湿法),