第4章 地基加固的检验与检测

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1、 4.1 概述4.2 主要的地基加固方法及适用条件4.3 各类地基加固的检验与检测4.4 工程实例思考题第4章 地基加固的检验与检测地基基础受建筑荷载影响的那一部分地层。 建筑物向地基传递荷载的下部结构。 人工地基天然地基地基软弱地基主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土 或其它高压缩性土层构成的地基。特殊土地基包括湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻 土等。 地基处理经过地基加固。地基处理的对象软弱地基和特殊土地基。 在上述两类地基上建造建筑物时，主要面临以下四个问题： 1 .强度及稳定性2 .变形 3 .渗漏：地下水运动产生的动水压力。当渗流量或水力坡降 超过容许值时，会导致流砂和管涌。4 .液化

2、： tgu)( 当天然地基存在以上四个问题的一个或几个时，就必须进行地基处理，保证建筑物的安全与正常使用。 处理目的采用各种方法，以改善地基土的强度、压缩性、渗透性、动力特性和特殊土地基的特性等。 地基处理方案的确定按下列步骤进行： 1.搜集详细的工程地质、水文地质及地基基础设计资料。2.根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、工程地质及水文地质条件、环境情况和对相邻建筑物影响等因素，初步选定几种处理方案。 3.对初步方案进行技术经济分析和对比，确定最优的处理方案。 4.对已确定的处理方案，在有代表性的场地上进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。 换

3、填法又称开挖置换法、换土垫层法。 换填材料：砂、碎石、素土、干渣、粉煤灰等，并形成各种垫层。 施工方法：机械碾压、重锤夯实、振动压实作用： 1.提高持力层强度，满足下卧层强度要求； 2.减少地基的变形量； 3.加速软土层的排水固结； 4.防止冻胀； 5.消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性等。 适用范围：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等的浅层处理。3米 砂（砂砾、碎石）垫层设计 土垫层设计 粉煤灰垫层 厚度确定 宽度确定 平面处理范围 厚度确定 宽度确定 垫 层 设 计 原则：厚度足够 以置换可能受剪切破坏的软弱土层； 宽度足够 以防止砂垫层向两侧挤出； 同时应经济合理。 zczz

4、fpp)5 . 0()3(0dbffdbkztgzbppbpckz2)()2)(2()(tgzltgzbpplbpckz条形基础矩形基础具体设计时，可先假定一个厚度，然后按式（2.1-1）验算，如不满足，重新假定，再验算，直到满足为止。 (2.1-1)一、 砂（砂砾、碎石）垫层设计 （一）厚度确定（二）宽度确定 原则：应满足基础底面应力扩散的要求。 tgzbb2条形基础垫层顶面宽度宜超出基础底边不小于300mm。 垫层的承载力应通过现场试验确定，当无实验资料时，可按表2.1-3选用，并验算下卧层承载力。 对于重要建筑物还要验算基础的沉降，要求 ss )(211分层总和法求得下卧层（压缩变形）砂

5、垫层sHEssss二、土垫层设计 素土、灰土（石灰和土体积比为或）、二灰土（石灰和粉煤灰的体积比为或并加适当水拌和）垫层总称为土垫层。二灰土垫层常用于处理湿陷性黄土的湿陷性。 原则：同砂垫层 对非自重湿陷性黄土应保证天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压力值。试验结果表明：当矩形基础的垫层厚度，条形基础的时，能部分或大部分消除湿陷性。当柱基或条形基础时，可基本消除湿陷性。 在自重湿陷性黄土地基上，应大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度，或控制剩余湿陷量不大于20cm才能取得好的效果。 （一）厚度确定 （二）宽度确定 灰土垫层可取 zbb5 . 2按其中之一确定，灰土取计算，素土取按和不得大于加宽

6、，但不得小于每边按时，可适当放宽，且当，且时，取当素土垫层003022270303 . 02 . 04 . 126 . 0322tgzbbcmcmbbmbbmzmbbzbbmz（三）平面处理范围 mbmzcmbbmmczbctgzbb223200212并不应小于不应小于垫层的厚度，外墙基础的外缘的宽度建筑物可适当放宽；每边超出时，当整片垫层：局部垫层：素土或灰土垫层三、粉煤灰垫层 粉煤灰是燃煤电厂的废弃物。具有良好的物理、化学性能，是一种良好的换填材料。 粉煤灰垫层的设计可参照砂垫层设计方法。 粉煤灰垫层的承载力一般通过现场试验确定，当无试验资料时，可参考以下数据：经人工压实，当压实系数 9

7、. 0c(t/m3)时，其承载力 max9 . 0dd150120afkPa。 当 95. 0cmax95. 0dd(t/m3)时，其承载力 300afkPa。 但应进行下卧层强度验算。思考下列问题：1.软弱土包括（ ）、（ ）、（ ） 、（ ）、（ ）等 。2.换土垫层法最理想的换填材料是（ ）。3.换土垫层的主要作用是（ ）、（ ）、（ ）。4.砂垫层的厚度根据（ ）确定；宽度根据（ ）确定。1.淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土、其他高压缩性土2.砂、碎石等3.提高地基承载力、减少沉降量、加速软弱土层的排水固结4.垫层底部软弱土层的承载力；应力扩散的要求及防止垫层 向两边挤动l1 概述l2

8、排水固结的原理l3 排水固结法设计计算l4 排水固结的施工l5 施工观测及质量检验l排水固结法是在建筑物建造前，对天然地基或对已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地基加固方法。l排水固结法由排水系统和加压系统两部分组成，见图。l适用：饱和软粘土、吹填土、松散粉土、新近沉积土、有机质土及泥炭土地基。l应用范围：路堤、仓库、罐体、飞机跑道及轻型建筑物等。排水固结排水系统加压系统竖向排水体水平排水体 -普通砂井袋装砂井塑料排水带砂垫层堆载法真空法降水法电渗法l有效应力原理：外部荷载在饱和土体中产生的应力，是由土体中骨架与孔隙水共同来承担的。由颗

9、粒骨架所承担的应力，称为有效应力。用符号 来表示。有效应力的作用将使土颗粒产生位移，引起土体的变形和强度变化。由孔隙中的水所承担的应力称为孔隙水压力，用符号 来表示。由于孔隙水压力在土中一点各个方向产生的压力相等，因此它只能压缩土颗粒本身而不能引起土颗粒产生位移，而土颗粒本身的压缩量是可以忽略的，所以孔隙水压力的作用不能直接引起土体的变形和强度变化。因此，只有有效应力才是影响土的变形与强度特性的决定因素。饱和土体所受的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和。即uu 总应力一定时，若土体中孔隙水压力增加或减少时，则会相应地引起有效应力的减少或增加。图 排水固结法原理饱和软粘土在荷载作用下，孔隙水在压

10、差作用下，由排水通道缓慢排出，使孔隙体积减少，地基发生固结沉降，同时，土中有效应力增加，地基土强度逐渐增长。排水固结法的关键在于排出孔隙水，使孔隙减少及有效应力增加，从而产生固结沉降。 地基土排水原理（a）竖向排水情况；（b）砂井地基排水情况排水固结法的加荷方式：直接堆载法，真空抽吸、预压，降低地下水位及电渗法。真空预压法是将不透气的薄膜铺设在需要加固的软土地基表面的砂垫层上，通过土体中设置的竖向排水体及埋设于砂垫层中的滤水管道，将薄膜下土体中的水、气抽出，从而在土体与砂垫层及砂井等竖向排水体之间形成压差，发生渗流，使土中孔隙水压力不断降低，有效应力不断增加，促使土体固结沉降。降低地下水位法是

11、利用井点抽水降低地下水位以增加土的有效应力，从而达到加速固结的目的。降水法最适用于砂性土和软粘土层中存在砂或粉土的情况。电渗法是在土中插入金属电极并通以直流电，使土中水分由阳极流向阴极。如将阳极积集的水排除，土体中孔隙水就会减少，有效应力增大导致沉降固结。目录l稳定分析 （一）地基强度沿深度增加时的稳定分析方法 （二）应用有效固结压力强度指标的稳定分析方法l地基土强度增长计算 （一）有效应力法 （二）有效固结压力法l真空预压法设计 （一）竖向排水体设计 （二）真空度及平均固结度 （三）预压面积及分块大小 （四）地基变形计算l加载预压法设计 （一）预压荷载计算 1.加载预压的设计步骤 2.超载预