1、建筑地基基础案例分析贺怀建贺怀建贺怀建贺怀建中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院武汉岩土力学研究所内 容一、地基勘探要求及勘察报告一、地基勘探要求及勘察报告二、二、浅基础设计浅基础设计三、三、地基处理设计与施工若干问题四、地基处理的施工技术及常用方法（实例分析）四、地基处理的施工技术及常用方法（实例分析）五、五、软土地基路桥地基处理试验软土地基路桥地基处理试验软土地基路桥地基处理试验软土地基路桥地基处理试验 一、地基勘探要求及勘察报告（一）地勘案例分析（一）地勘案例分析（二）岩土工程勘察（二）岩土工程勘察（三）岩土工程勘察报告的编写（三2、）岩土工程勘察报告的编写（一）地勘案例分析（一）地勘案例分析 工程实例工程实例工程实例工程实例1 1 1 1： 北京某校教室楼为三层砖混结构，二、三层为现浇钢筋混凝土大梁和预制楼板，屋盖为木屋架、瓦屋面，西侧辅助房间及楼梯间为四屋钢筋混凝土现浇楼盖。此楼设计时即发现基础落在不均匀土层上：东南角下为较坚实的亚粘土，而西北占总面积23范围内却有高压缩性有机土及泥炭层，厚23m(图5-1-3)。当时的处理措施是；对可能位于泥炭层上的基础都采用钢筋混凝土条形基础，并将地基承载力由120kNm2降至80kNm2， 同时在二、三层楼板下设置圈梁。此楼建成使用后第二年即多处开裂，房屋微倾，不得不停止使用，13、2年后进行加固。 (1)(1)(1)(1)房屋开裂和倾斜情况房屋开裂和倾斜情况房屋开裂和倾斜情况房屋开裂和倾斜情况 东、西立面墙体裂缝如图c、d所示。其中最宽的裂缝在西立面轴线边，自墙顶起直达房屋半高，裂缝宽30mm左右； 轴线屋架下内纵墙的壁柱也被拉裂，错开30mm左右，这是北墙一端下沉，与内纵墙相连的拉梁将壁柱拉裂的缘故。在二、三层楼面上，、轴线附近有贯通房屋东西向的裂缝，宽1020mm不等。 房屋东南角沉降小，西北角沉降大，相对沉降差8284mm左右(图e)。 表层表层表层表层为填土，疏松，厚23.5m； 第二层第二层第二层第二层为亚粘土，褐灰色，a1-2O.45Mpa-1，厚11.5m4、； 第三层第三层第三层第三层为有机土，灰黑色，较软弱，550烧灼失量515，厚O.51.4m； 第四层第四层第四层第四层为泥炭层，黑绿色，含大量未分解植物质，烧灼失量l5%5%，l55%160%,e3.543.82，a1-233.6Mpa-1，属超高压缩性，此层厚不均匀，多数0.52.3m，西端薄中部厚，东南角无此泥炭层； 第五层第五层第五层第五层为砂砾石，密实，厚0.81.5m； 第六层第六层第六层第六层为亚粘土，黄褐色，厚816.8m； (3)(3)(3)(3)事故原因分析事故原因分析事故原因分析事故原因分析 1)1)1)1)本楼位于古池塘边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。本楼位于古池塘5、边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。本楼位于古池塘边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。本楼位于古池塘边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。如果该楼在规划设计时东移、西移或做穿越泥炭层的桩基、采用换土地基等措施，都能避免此事故。 所以事故主因是末处理好勘察、地基处理和建筑总平面三者关系。 2)2)2)2)对已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。对已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。对已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。对已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。仅采用降低地基承载力、加大钢筋混凝土基础底面积、在二、三层设置圈梁的做法，它们对于地基实际发生的不均匀变形6、基本上不能起抵御作用。 3)3)3)3)房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误：房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误：房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误：房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误： 房屋中部有两个空旷楼梯间，使楼面整体性在此处严重削弱； 教室，三层基本上是一个56m宽12m的大房间(中间只有两排砖垛作为横墙相连)，整个房屋的空间刚度太弱； 房北端为阶梯教室，室内填土从北向南坡下，加剧了北部的沉降。 从以上因素分析，该楼必然西北部的沉降大于东南部。 整个房屋如同既受反向弯矩又受扭矩的梁。裂缝必然集中在房屋中部薄弱部位的顶端，上屋楼面和墙体的裂缝7、必然多于下层。 此楼需要等待沉降基本停止后方可进行加固处理，为此等待了12年。 曾经考虑矽化法加固(因有机土和泥炭土很难与化学浆液化合胶结而放弃)、现浇混凝土桩托梁法(因施工困难，费用太高而放弃)、拆除第三层改为两层的减荷法(因影响使用而放弃)等处理措施。 最后决定用“增设圈梁、加固墙体”的做法： 1)暂拆木屋盖，在三层顶部增设一现浇内外墙交圈的钢筋混凝土圈梁540mm350mm，422，做完后再将木屋盖恢复； 2)在三层楼板顶皮标高处加设一层现浇内外墙的钢筋混凝土圈梁(室外160mm680mm，822；室内260mm200mm， 422)，每隔lm用螺栓穿过砖墙加以连接； 3)在二层楼板顶皮8、标高处也增设类似圈梁见图5-1-4d; 4)在外墙窗间墙和4个墙角，加设上下贯通的钢筋(416)，并锚固在基础上，保证各层圈梁的共同工作； 5)外墙内外两面加设6200的钢筋网并喷一层30mm水泥砂浆。 目前，此教室楼已安全使用多年，未发现新的开裂情况。 工程实例工程实例工程实例工程实例2 2 2 2： 北京某库房楼，位于一荷花池东南侧、东西干道北侧。该库房为两层楼房，平面呈一字形，东西向长47.28m，南北向宽10.68m，高7.50m(图5-6-4)。库房正中为楼梯间，东西各两大间，每间长10.80m、宽l0.20m，中部有两个独立柱基。内外墙均为条形基础。 (1)(1)(1)(1)房屋开9、裂情况房屋开裂情况房屋开裂情况房屋开裂情况 此楼1980年动工，当年6月竣工后使用。一年后在库房西侧二楼墙上即发现有裂缝。此后，裂缝数量增多，裂缝长度延伸，裂缝宽度展扩。1984年4月曾对此库房作详细调查统计，大裂缝已有33条，有的裂缝长度超过1.80m，宽度达1030mm，且地面多处开裂。 同年6月4日在库房一楼西大间南墙裂缝处贴纸，6月8日纸即被撕开，说明裂缝发展速度较快。同年10月，实测该裂缝长达2.80m，宽为68mm。1991年2月15日再度实测该处裂缝，发现已长达3.20m，缝宽为810mm，且墙内外贯通。说明6年多来库房的沉降仍在发展，但已有收敛的趋势。 l979年在该库房楼设计10、时所采用的“建筑地基勘察报告”地层剖面图见图5-6-5。该报告建议的地基持力层为层，地基设计强度取f100kNm2。 为研究事故原因和加固方案，于1984年10月重新钻探，在库房南北外墙各布置4孔，孔深67m，都钻至坚实卵石层终孔。同时进行原位测试与土工试验。查明土层分布如下： 表面为填土，疏松，厚1.652.30m； 第二层为新近代冲积粘性土，场地南为粘土，场地北还有粉质粘土和粉土，呈可塑至软塑状态，厚1.152.23m； 第三层为有机土和泥炭，黑色；有机土为饱和可塑状态，厚0.31.5m不等；泥炭层极疏松，稍湿，状如蜂窝煤引火用炭饼，有大量未腐烂植物质，含量高达41.3，压缩性极大；泥炭层11、厚度极不均匀，东西两端很薄，l、4、8三孔无，7孔厚度超过2m； 第四层为粉砂，灰色灰黑色，密实，(东南局部有细砂薄层)厚度很不均匀，1、5 厚度超过2m，3孔无，7孔仅0.2m厚。 (3)(3)(3)(3)事故原因分析事故原因分析事故原因分析事故原因分析 1)原勘察失误是事故的主因。原“勘察报告”虽有7个钻孔资料，但仅有库房对角线的4146孔分别深5.10m、5.35m，其余5个孔深只有2m多，远不及地基受压层深度。 更值得注意的是，其中有2个孔已穿透有机土与泥炭层但却未做记录，“报告”中也未说明，只是简单地建议地基计算强度为R1.0kgcm2 ，即fk100kNm2。这是该库房发生严重质量12、问题的根源。 2)设计人员面对这份粗糙而不满足设计要求的“勘察报告”，并末提出补做勘察的要求。此外，(GBJ789)规定对于三层和三层以上房屋，其长高比LH宜小于或等于2.5； 本例虽为二层砌体结构，但长高比LH47.287.506.3，此值2.5，导致房屋的整体刚度过小，对地基过大不均匀沉降的调整能力太弱。设计人又未采取加强上部结构刚度的有力结构措施，也是导致墙体开裂的重要原因。 (4)(4)(4)(4)加固处理做法加固处理做法加固处理做法加固处理做法 曾经考虑了曾经考虑了曾经考虑了曾经考虑了4 4 4 4种加固方案：种加固方案：种加固方案：种加固方案： 1)1)三重管旋喷桩定向旋喷法三重管13、旋喷桩定向旋喷法在基础底面以下形成半径为0.60.8m的半圆桩，托住基础使它们不再继续下沉。但因为基础底面宽度为1.2m，旋喷桩只能托住基底外侧部分，将造成基础偏心受压；同时由于该库房北侧可供施工的空间狭窄，难以安置旋喷法的施工机械。 2)2)混凝土灌注桩架梁法混凝土灌注桩架梁法如若采用常规灌注桩直径，地基中的软弱土层可能造成缩颈；若采用大直径灌注桩，工程量大，造价高。 3)3)钢管桩架梁法钢管桩架梁法经估算需用直径200、长6m的132根钢管，不仅造价高而且在室内分段打入后的连接做法既不易又难以保证质量。 4) 4)钢筋混凝土预制桩架梁法钢筋混凝土预制桩架梁法它的投资少，接桩采用硫磺胶泥粘法14、，快速方便，被定为实施方案。所设计的预制桩横截面为180mm180mm，八角形，第一节长260cm，下部30cm为尖锥形，便于打入土中，第二、三节长170cm，便于运输(库房室内净高3.30m，该桩分三节才能施工)。预制桩布置在墙体两侧，间距23m不等。横梁采用钢筋混凝土现浇梁，位于基础墙的圈梁底侧。 按上述第(4)方案加固后，未在加固部位新发现裂缝，房屋使用情况良好。 工程实例工程实例工程实例工程实例3:3:3:3: 某五层住宅工程，全长81.84m，总宽13.04m。楼板采用长向预制空心板，由三条纵墙承重(图5-6-6)。横墙为自承重墙。基础为三步灰土、砖砌大放脚。地基为第四纪冲积亚粘土，15、密实，压缩性低，地基承载力可达250kNm2 ，设计时取180kNm2。 (1) (1) (1) (1)房屋开裂情况房屋开裂情况房屋开裂情况房屋开裂情况 该工程主体结构完工后，进行了一次检查，发现西南角门口处有一斜向裂缝，最宽处达10mm，直至灰土基础上皮。裂缝上宽下窄，自下而上向西倾斜。当时在裂缝处贴石膏两块，一周后，上面一块石膏裂开1mm左右。同时，内墙门洞处也有新裂缝出现，而且一层顶部墙身外角略有外倾。这些迹象表明，地基的不均匀沉降在发展中。 (2)(2)(2)(2)补充勘察得到的西南角土层分布补充勘察得到的西南角土层分布补充勘察得到的西南角土层分布补充勘察得到的西南角土层分布 经过对房16、屋西南角进行钻孔补充勘察，发现产生裂缝的屋角恰好座落在压缩性较高的亚粘土回填土上。 补充勘察共计8个钻孔(分布见图5-6-6a)，各钻孔土层分布见图5-6-6b。 由图可见，回填土的深度以西南角最深，向东向北逐渐变浅。填土的压缩系数a1-20.59，e0.78。回填土层以下为很厚的黄褐色可塑性亚粘土，e0.65，52，Ip14.6，IL0.6。过去施工时，曾经发现该处回填土的土质很差，但只是局部将基础加深80cm，以3:7灰土回填，且加深部分与原来的灰土基础宽度相等。补充勘察资料说明，局部加深的灰土层下还有1.5m左右的回填土层，向东约1112m，向北约1214m，逐渐减薄至0。 根据估算，墙17、角处的自由沉降量可达12.2cm，而无回填土处的自由沉降量只有6.5cm，差异5.7cm(局部倾斜约0.005)规范规定的允许值0.002)。 从上述情况看，裂缝的产生主要是由于对回填土没有全部挖除，因而产生过大不均匀沉降的缘故。 此外，上部房屋的整体刚度很差，横墙与楼板无联系，各层未设圈梁，也促使裂缝发展。 (3)(3)(3)(3)加固处理做法加固处理做法加固处理做法加固处理做法( ( ( (图图图图5-6-7)5-6-7)5-6-7)5-6-7) 采用柱墩架梁托底法，即在屋角墙体两侧各设置若干穿越回填土座落在亚粘土层上的毛石混凝土柱墩(直径11.2m)，上架钢筋混凝土次主梁，将原砖墙基础挑18、起。计算上考虑加固后房屋能共同工作。 传力途径是将纵墙荷载传给贴墙两侧的次梁，再由次梁传给横穿墙体的主梁和柱墩。为了使纵墙荷载传给次梁，每隔1m左右在墙上剔一12cm深槽，由次梁侧边挑出槽齿伸入此深槽。为了防止主梁混凝土在达到一定强度前过早受力，在柱墩与主梁间保留40cm空隙，待主梁混凝土达到设计强度的50后，再浇筑梁垫。 为了验证此工程地基基础加固的效果、加固前在外诺墙角处设置了23个沉降观测点。加固后第一个月测得沉降量为0.560.80mm，第二个月测得新沉降量为0.020.03mm，说明效果良好。 应吸取的教训应吸取的教训应吸取的教训应吸取的教训 本节从3个侧面说明地基软硬不均造成的危害19、(房屋局部座落在软弱土层上、房屋完全座落在厚薄悬殊的软弱土层上、房屋座落在山区覆盖层厚薄不同的土层上、房屋局部座落在回填土上)。 我们不能要求房屋都建造在良好地基上，但必须对拟建房屋的地基土层有全面了解，以便提出合理的地基处理方案，使房屋尽可能座落在良好的天然或人工地基上。 我们也不可能要求房屋不发生不均匀沉降，但必须使上部结构有足够的整体刚度，以抵御房屋必然发生的不均匀沉降而不致使墙体开裂。 本节本节本节本节3 3 3 3个实例的共同教训是：个实例的共同教训是：个实例的共同教训是：个实例的共同教训是： 1)1)工程勘察工作做得粗糙。工程勘察工作做得粗糙。 2)2)地基选择和处理方法不当。地基20、选择和处理方法不当。未能使房屋座落在比较均匀的天然或人工地基上； 3)3)上部结构整体刚度弱。上部结构整体刚度弱。这三点教训也就是平时常说的“情况不明，决心不大，方法不好”。 三个实例的加固方案之所以成功，也是在这三方面认真考虑和妥当解决的结果。土的成因与构造土的成因与构造 地球的内部构造：地球的内部构造：地球的内部构造：地球的内部构造： 分为：地壳、地幔、地核。分为：地壳、地幔、地核。 一、 土的成因地球的构成地球的构成 ：地球的赤道半径6378.4km，两极半径为6356.9km，地球的扁平率为1/297 。地壳：地壳：地球的固体外壳叫做地壳厚度：大陆上厚的70多km，海洋里薄的仅10多k21、m，平均厚度在33km左右。构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。岩石和土。 地质作用地质作用 建筑场地的地形、地貌，取决于地质作用。建筑场地的地形、地貌，取决于地质作用。内力地质作用：内力地质作用：内力地质作用：内力地质作用： 一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构22、造以及地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运动（构造运动）和变质作用。动（构造运动）和变质作用。动（构造运动）和变质作用。动（构造运动）和变质作用。 地壳物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。地壳物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。 导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为地质作用地质作用地质作用地质作用。可分。可分为内力地质作用和外力地质作用。为内力地质作用和外力地质作用。外力地质作23、用：外力地质作用： 由太阳辐射能和地球重力位能引起。例如：由太阳辐射能和地球重力位能引起。例如：昼夜和季节气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、昼夜和季节气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及生物等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉风及生物等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用。积作用。 这种外力（包括大气、水、生物）对原岩机这种外力（包括大气、水、生物）对原岩机械破碎和化学变化的作用，统称为风化作用。械破碎和化学变化的作用，统称为风化作用。运积土运积土有搬运风：风积土风：风积土重力重力: : 坡积土坡积土 流水流水: :洪积土洪积土冲积土冲积土湖泊沼泽沉积土湖泊沼泽沉积土海相沉积物海相沉积物冰川24、冰川: : 冰积土冰积土土粒粗细不同，性质不均匀土粒粗细不同，性质不均匀有分选性，近粗远细有分选性，近粗远细浑圆度分选性明显，土层交叠浑圆度分选性明显，土层交叠含有机物淤泥，土性差含有机物淤泥，土性差颗粒细，表层松软，土性差颗粒细，表层松软，土性差土粒粗细变化较大，性质不均匀土粒粗细变化较大，性质不均匀颗粒均匀，层厚而不具层理颗粒均匀，层厚而不具层理（陕北榆林城曾被砂淹没，三次（陕北榆林城曾被砂淹没，三次南迁）南迁）风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物坡积层坡积层坡积层坡积层：应注意不均匀应注意不均匀沉降和地基稳定性问题。沉降和地基稳定性问题。坡积层坡积层高处岩25、石风化产物顺着斜坡向下高处岩石风化产物顺着斜坡向下移动、沉积在较平缓的山坡上而移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。自上而下呈现由形成的沉积物。自上而下呈现由粗而细的分选现象。由于坡积物粗而细的分选现象。由于坡积物形成于山坡，常常发生滑动；土形成于山坡，常常发生滑动；土质不均，厚度变化大。新近堆积质不均，厚度变化大。新近堆积物，土质疏松，压缩性较大。物，土质疏松，压缩性较大。 由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流冲刷由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形成洪积层。而26、形成洪积层。 离山渐远，颗粒变细，离山渐远，颗粒变细，分布范围逐渐扩大。其地貌分布范围逐渐扩大。其地貌特征是靠山近处窄而陡，离特征是靠山近处窄而陡，离山远处宽而缓，形如锥体，山远处宽而缓，形如锥体，故称为洪积锥（扇）。故称为洪积锥（扇）。洪积层洪积层洪积层洪积层洪积层洪积层：应注意土层的尖灭和应注意土层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降。透镜体引起的不均匀沉降。平原河谷横断面平原河谷横断面砾卵石砾卵石中粗砂中粗砂粉细砂粉细砂粉质粘土粉质粘土粉土粉土黄土黄土淤泥淤泥冲积层冲积层 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积物、洪积物剥蚀后搬27、运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉坡积物、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。其特点是呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎积物。其特点是呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎屑物质呈亚圆或圆形颗粒，沉积物质细。典型的冲积物是形成屑物质呈亚圆或圆形颗粒，沉积物质细。典型的冲积物是形成于河谷内的沉积物。于河谷内的沉积物。形成过程形成过程形成条件形成条件物理力学物理力学性质性质影响影响 土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所构土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所构成的广扩大地成的广扩大地 是工程建设的基地是工程建设的基地 是建筑物的地基是建筑物的地基 是地下建筑的环境是地下28、建筑的环境 为土工构筑物提供填筑材料为土工构筑物提供填筑材料l 土体的特点土体的特点 一般固体：一般固体： 液体：液体： 土体（散粒）：土体（散粒）：可保持固定的形状可保持固定的形状不具有特定的形状不具有特定的形状具有一定但不固具有一定但不固定的形状定的形状岩石风化或破岩石风化或破碎的产物，是碎的产物，是非连续体非连续体 受力以后易变形，强度低受力以后易变形，强度低 体积变化主要是孔隙变化体积变化主要是孔隙变化 剪切变形主要由颗粒相对剪切变形主要由颗粒相对 位移引起位移引起固相固相- -土骨架土骨架液相液相- -水水气相气相- -空气空气 受力后由土骨架、孔隙受力后由土骨架、孔隙 介质共同承担29、介质共同承担 相间存在复杂的相互作用相间存在复杂的相互作用 孔隙流体流动孔隙流体流动自然界的产物，自然界的产物，存在自然变异性存在自然变异性 非均匀性非均匀性 各向异性各向异性 时空变异性时空变异性土体的特点土体的特点 碎散性碎散性 三相性三相性 天然性天然性比重计法比重计法比重计法比重计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量确定小于某粒径的土粒含量 是将一定量的土样（粒径是将一定量的土样（粒径0.075mm0.075mm）放在量筒中，然）放在量筒中，然后加蒸馏水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，后加蒸馏水，经过搅拌，30、使土的大小颗粒在水中均匀分布，当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。让土粒沉降过程中，用密度计测出在小的颗粒下沉则较慢。让土粒沉降过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径d d（mmmm）的）的颗粒占土样的百分数。颗粒占土样的百分数。 （2）矿物成分矿物成分取决于矿物成分取决于母岩的矿物成分母岩的矿物成分和和风化作用风化作用原生矿物原生矿物：31、由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同岩相同例：例：石英、云母、长石等石英、云母、长石等特征：特征：无粘性、透水性较大、压缩性较低无粘性、透水性较大、压缩性较低次生矿物次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同分与母岩不相同例：例：主要是粘土矿物，包括三种类型主要是粘土矿物，包括三种类型 高岭石、伊里石、蒙脱石高岭石、伊里石、蒙脱石 D0。若考虑地震组合，则允许基础底面可以局部与地基土脱开，但零应力区的面积不应超过基础底面积的25，即3a 0.75b 。 2.2.地基承载力设计值地基承载力设计32、值 地基承载力设计值是满足土的强度条件和变形要求时的地基单位面积上的承载能力。因此承载力验算可以认为是控制地基中塑性区域的发展以免导致地基失稳。 地基承载力特征值确定方法： 1按建筑地基基础设计规范提供的承载力表，由室内土工试验和原位测试指标确定地基承载力特征值fak。 2按土的抗剪强度指标，以理论公式f fa a= =M Mb b b b+ +M Md d 0 0d d+ +M Mc cc ck k 计算地基承载力设计值fa。 地基承载力设计值确定地基承载力设计值确定 fafak b (b3) d (d0.5)式中 fa 修正后的地基承载力特征值，kPa； fak 地基承载力特征值，kPa；33、 基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kNm3； b 基础宽度，当宽度小于3m时按3m计，大于6m时按6m计； d 基础埋置深度m；一般基础自室外地面标高起算。在填方整平地区，可自填土面标高算起， 但填土在上部结构施工完成后进行，应从天然地面标高算起。 对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起，当采用独立基础或条形基础时应从室内地面标高算起。 地下室的外墙基础埋深，可按下式计算 d=(d1+d2)/2。在其他情况下，从室内地面标高起算； b、d 基础宽度和埋置深度的承载力修正系数。 （二）中心荷载作用下基础的计算（二）中心荷载作用下基础的计算 在基础的设计中，34、通常假定基础底面压力是直线分布，受中心荷载作用时，则为均匀分布，基础采用对称形式，使荷载作用线通过基底形心。计算步骤如下： 1 1、计算基础底面积、计算基础底面积A A ( (矩形矩形) )或基础底面宽度或基础底面宽度b b ( (条形、正方形条形、正方形) ) 中心荷载作用下的基础，按承载力设计值计算，应满足条件： 初步估算时，可假定基础与土的平均容重 为19.6kN/m3(工程计算中，常简化取为 20 kN/m3) 即GG dA。在实际计算时G则为基础自重的设计值和基础上土重的标准值，地下水位以下部分均用浮容重计算。（三）偏心荷载作用下基础的计算三）偏心荷载作用下基础的计算 偏心荷载作用下35、，基础底面的尺寸一般用逐次渐近法进行计算。计算步骤如下： 先不考虑偏心，用条形基础公式或矩形基础公式计算出基础的底面积A1 (对于单独基础)或基础宽度b1(对于条形基础)。 根据偏心大小，把底面积A1(或b1)适当提高1040，作为偏心荷载作用下基础底面积(或宽度)的第一次近似值，即：A(1.11.4)A1 按假定的基础底面积A，用下式计算基底的最大和最小的边缘压力。 如不满足要求，或应力过小，地基承载力未能充分发挥，应调整基础尺寸，直到既满足要求又能发挥地基承载力为止。 基础高度的确定方法与受中心荷载作用的方法相同。 若地基中有软弱下卧层时，应进行软弱下卧层的承载力验算。若建筑物属于必需进行36、变形验算的范围，应按要求进行变形验算。必要时还要对尺寸进行调整，并重新进行各项验算。 软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算 持力层以下存在承载力明显低于持力层的土层，称为软弱下卧层。如果软弱下卧层埋藏不够深，扩散到下卧层的应力大于下卧层的承载力时，地基仍然有失效的可能，因此需要进行软弱下卧层的承载力验算。 当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验算： pzpczfaz 式中 pz软弱下卧层顶面处的附加压力设计值； pcz软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值； faz 软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力设计。 当持力层与下卧软弱土层的压缩模量比值大于或等于3时，对条形基础和矩形基础， 37、pz值可按简化公式计算。自重应力标准值自重应力标准值 附加压力设计值附加压力设计值 E Es1s1/ /E Es2 s2 pzpczczfaz 自重应力标准值附加压力设计值 Es1/Es2 （四）地基稳定性验算（四）地基稳定性验算 对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构以及建在斜坡上的建筑物，尚应验算地基地稳定性。 地基稳定性可用圆弧滑动面法进行验算。稳定安全系数为最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩的比值，其值应符合下式要求： 若考虑深层滑动时，滑动面可为软弱土层界面，即为一平面时，稳定安全系数应提高1.3。 位于稳定土坡坡顶上的建筑，当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小38、于或等于3m时，其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离应符合下式要求，但不得小于2.5m。 当边坡坡角大于45o 、坡高大于8m时，尚应进行坡体稳定性验算。（五）地基变形验算（五）地基变形验算 建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许直。地基变形必须满足： s s s s 1.地基变形量计算 采用规范提供的分层总和法。参见土力学中的阐述。 2.地基的允许变形(参见书p47) 3.地基变形特征可分为 沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜 沉降量沉降量指基础某一点的沉降量，通常指基础中点的沉降量。沉降量若指基础某一点的沉降量，通常指基础中点的沉降量。沉降量若过大，将影响建筑39、物的正常使用，如造成室内外上下水管、煤气管道的断裂过大，将影响建筑物的正常使用，如造成室内外上下水管、煤气管道的断裂等等。等等。 沉降差沉降差一般指相邻柱基中点的沉降量之差。相邻柱基沉降差过大，就一般指相邻柱基中点的沉降量之差。相邻柱基沉降差过大，就会导致上部结构产生额外的应力，严重时，建筑物将发生裂缝、倾斜甚至破会导致上部结构产生额外的应力，严重时，建筑物将发生裂缝、倾斜甚至破坏。对于框架结构和排架结构，设计时应由相邻柱基的沉降差控制。坏。对于框架结构和排架结构，设计时应由相邻柱基的沉降差控制。 倾斜倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。对于高耸结构指基础倾斜方向两端点的沉降差与其40、距离的比值。对于高耸结构及长高比很小的高层建筑，其地基的主要特征变形是建筑物的整体倾斜。及长高比很小的高层建筑，其地基的主要特征变形是建筑物的整体倾斜。 局部倾斜局部倾斜指砌体承重结构沿纵墙指砌体承重结构沿纵墙6 610m10m内基础两点的沉降差与其距离内基础两点的沉降差与其距离的比值。墙体局部倾斜大时，将会使其挠曲变形、开裂，影响正常使用。的比值。墙体局部倾斜大时，将会使其挠曲变形、开裂，影响正常使用。 对于不同建筑物不同建筑物应选用对其影响最大的地基变形特征地基变形特征作为地基允许变形的控制依据控制依据。对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；41、对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制。 由砖、毛石、灰土、混凝土等材料按台阶逐级向下扩展(大放脚)形成的无筋扩展基础，也称为刚性基础刚性基础。 其优点是施施工工技技术术简简单单，材料可就地取材。造造价价低低廉廉，在地基条件许可的情况下，是多层民用建筑和轻型厂房多层民用建筑和轻型厂房适用的浅基础类型浅基础类型。 刚性基础所用材料的抗抗压压强强度度较较高高，抗抗拉拉、抗抗剪剪强强度度低低，稍有挠曲变形，基础内拉应力拉应力就会超过材料的抗拉强度抗拉强度而产生裂缝裂缝。无筋扩展基础 为保证基础不发生弯曲破坏或剪切破坏，通常都是限制台阶的宽高比以满足一定的刚度和强度要求，即满足如下要求：式中: 无42、筋扩展基础的刚性角，而tan即为台阶宽高比的允许值。基础底面宽度b应符合下式要求： 采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱其柱脚高度h h1 1 不得小于b1并不应小于300mm300mm 且不小于20d20d(d 为柱中的纵向受力钢筋的最大直径)当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求时可沿水平方向弯折弯折后的水平锚固长度不应小于锚固长度不应小于1010d d 也不应大于也不应大于2020d d。 基础大放脚采用等高式或二一间隔式砌法，每收一次其两边各收1/4砖长。(a)、(b)灰土基础;(c)毛石基础;(d)毛石混凝土基础无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计 基础类型和埋置深度确定以后就可以根43、据地基土层的承载力和作用在基础上的荷载，计算基础底面积和基础的高度。 （一）作用在基础上的荷载计算一）作用在基础上的荷载计算 基础的受力情况可分四种，一般房屋建筑物的基础主要是承受竖向荷载。水平荷载如土压力、风压力等所占的比例很小。作用在基础底面上的竖向荷载包括上部结构的自重结构的自重、屋面荷载屋面荷载、楼面荷载楼面荷载和基础的自重基础的自重(包括基础台阶上的填土)等。活荷载应按规范折减活荷载应按规范折减。荷载的计算方法应按规范要求进行。 （二）（二） 确定刚性基础的高度确定刚性基础的高度 刚性基础在宽度确定后刚性基础在宽度确定后( (满足承载力要求满足承载力要求) )，应，应该按刚性角的要求44、，确定刚性基础的高度。该按刚性角的要求，确定刚性基础的高度。 若墙或柱的宽度为若墙或柱的宽度为b bo o，基础的宽度为，基础的宽度为b b，刚，刚性性基基础两侧的外伸长度为础两侧的外伸长度为b bt t( (b bb bo o)/2)/2，按，按刚性角的要刚性角的要求求: : 为了保护基础不受外力的破坏，基础的顶面必须埋在设计地面以下为了保护基础不受外力的破坏，基础的顶面必须埋在设计地面以下 100 100 150mm150mm，所以基础的埋置深度众必须大于基础的高度，所以基础的埋置深度众必须大于基础的高度A A加上保护层的厚度。不满足加上保护层的厚度。不满足这项要求时，必须加大基础的埋深或45、者采取其他措施。这项要求时，必须加大基础的埋深或者采取其他措施。（三）基础的构造（三）基础的构造 刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于施工。 1 1、 砖基础砖基础 砖的尺寸规则容易砌成各种形状的基础。砖基础大放脚的砌法有两种，一种按台阶的宽高比为1/1.5；另一种按台阶的宽高比为l/2。 在槽底可先浇注100200mm厚的素混凝土垫层。对于低层房屋也可在槽底打两步(300mm)三七灰土，代替混凝土垫层。 为防止土中水分沿砖基础上升、可在砖基础中，在室内地面以下50mm左右处铺设防潮层。防潮层46、可以是掺有防水剂的 l:3水泥砂浆，厚2030mm；也可以铺设沥青油毡。 2 2、砌石基础、砌石基础 砌石基础每台阶至少有两层砌石，每个台阶的高度要求不小于300mm。为了保证上一层砌石的边能压紧下一层砌石的边块，每个台阶伸出的长度不应大于150mm，实际的刚性角小于允许的刚性角。因此往往要求基础要有比较大的高度。为了减少基础的高度，可以把断面做成梯形。 3 3、素混凝土基础、素混凝土基础 素混凝土基础可以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在素混凝土基础可以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在350 mm 350 mm 以内作一层台阶；总高度为以内作一层台阶；总高度为350mm47、350mmH900mmH900mm时，作成二层台阶；总高度大于时，作成二层台阶；总高度大于 900mm900mm时、作成三层台阶。每个台阶的高度不宜大于时、作成三层台阶。每个台阶的高度不宜大于500mm500mm。 4 4、灰土基础、灰土基础 灰土基础一般与砖、砌石、混凝土等材料配合使用，厚度通常用灰土基础一般与砖、砌石、混凝土等材料配合使用，厚度通常用300300至至450 mm450 mm(2(2步或步或3 3步步) )，台阶宽高比为，台阶宽高比为1/1.51/1.5。由于基槽边角处灰土不容易夯实。所以用灰土。由于基槽边角处灰土不容易夯实。所以用灰土基础时，实际的施工宽度应该比计算宽度每边48、各放出基础时，实际的施工宽度应该比计算宽度每边各放出50mm50mm以上。以上。扩展基础的设计扩展基础的设计 扩展基础扩展基础扩展基础扩展基础系指柱下系指柱下钢筋混凝土独立基础钢筋混凝土独立基础钢筋混凝土独立基础钢筋混凝土独立基础和和墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础。 特特特特点点点点：不不受受刚刚性性角角的的限限制制，设设计计上上可可以以做做到到宽宽基基潜潜埋埋，充充分分利利用用表表层层好好土土层层作作为为持持力力层层。与与刚刚性性基基础础相相比比，混混凝凝土土基基础础具具有有较较较较大大大大的的的的抗抗抗抗拉拉拉拉、抗抗抗抗弯能力弯能49、力弯能力弯能力，能，能承受较大的竖向荷载和弯矩承受较大的竖向荷载和弯矩承受较大的竖向荷载和弯矩承受较大的竖向荷载和弯矩。广泛使用在单层和多层结构中。广泛使用在单层和多层结构中。（一）扩展基础的（一）扩展基础的构造要求构造要求锥形基础的边缘高度不宜小于锥形基础的边缘高度不宜小于锥形基础的边缘高度不宜小于锥形基础的边缘高度不宜小于200mm200mm200mm200mm；阶梯形基础的每阶高度宜为；阶梯形基础的每阶高度宜为；阶梯形基础的每阶高度宜为；阶梯形基础的每阶高度宜为300300300300。垫层的厚度不宜小于垫层的厚度不宜小于垫层的厚度不宜小于垫层的厚度不宜小于70mm70mm70mm70m50、m； 垫层混凝土强度等级应为垫层混凝土强度等级应为垫层混凝土强度等级应为垫层混凝土强度等级应为C10C10C10C10。扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm 10mm 10mm 10mm ；间距不宜大于；间距不宜大于；间距不宜大于；间距不宜大于200mm200mm200mm200mm。也不宜小于也不宜小于也不宜小于也不宜小于100mm100mm100mm100mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于。墙下钢筋混凝51、土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm 8mm 8mm 8mm 间距不大于间距不大于间距不大于间距不大于300mm 300mm 300mm 300mm ；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/101/101/101/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm40mm40mm40mm； 无垫层时不小于无垫52、层时不小于无垫层时不小于无垫层时不小于70mm70mm70mm70mm。混凝土强度等级不应低于混凝土强度等级不应低于混凝土强度等级不应低于混凝土强度等级不应低于C20C20C20C20。（二）扩展基础的（二）扩展基础的构造要求构造要求当柱下钢筋混凝土独立基当柱下钢筋混凝土独立基当柱下钢筋混凝土独立基当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝础的边长和墙下钢筋混凝础的边长和墙下钢筋混凝础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或土条形基础的宽度大于或土条形基础的宽度大于或土条形基础的宽度大于或等于等于等于等于2.5m 2.5m 2.5m 2.5m 时，底板受力时，底板受力时，底板受力时，底板受53、力钢筋的长度可取边长或宽钢筋的长度可取边长或宽钢筋的长度可取边长或宽钢筋的长度可取边长或宽度的度的度的度的0.9 0.9 0.9 0.9 倍并宜交错布置。倍并宜交错布置。倍并宜交错布置。倍并宜交错布置。钢筋混凝土条形基础底板在钢筋混凝土条形基础底板在钢筋混凝土条形基础底板在钢筋混凝土条形基础底板在T T T T 形形形形及十字形交接处，底板横向受力及十字形交接处，底板横向受力及十字形交接处，底板横向受力及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长钢筋仅沿一个主要受力方向通长钢筋仅沿一个主要受力方向通长钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋布置，另一方向的横向受力钢54、筋布置，另一方向的横向受力钢筋布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度可布置到主要受力方向底板宽度可布置到主要受力方向底板宽度可布置到主要受力方向底板宽度1/4 1/4 1/4 1/4 处。在拐角处底板横向受力处。在拐角处底板横向受力处。在拐角处底板横向受力处。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。钢筋应沿两个方向布置。钢筋应沿两个方向布置。钢筋应沿两个方向布置。钢筋混凝土单独基础钢筋混凝土单独基础 单单独独基基础础的的结结构构计计算算主主要要包包括括冲冲冲冲切切切切、局局局局部部部部受受受受压压压压计计算算( (当当基基础础混混凝凝土土强强度度小小于于柱柱时时) )和和受55、受受受弯弯弯弯。由由冲冲冲冲切切切切强强强强度度度度条条条条件件件件控控制制柱柱边边处处基基基基础础础础高高高高度度度度和和和和变变变变阶阶阶阶处处处处高高高高度度度度；由由基础底板弯矩决定配筋量基础底板弯矩决定配筋量基础底板弯矩决定配筋量基础底板弯矩决定配筋量。1 1基础高度的确定基础高度的确定 基础在柱荷载作用下，如果沿柱周边的基础高度不够，就会发生冲切破坏，即沿沿柱柱边边4545 方方向向斜斜面面拉拉裂裂。为保证基础不发生冲切破坏，必须使冲切面外的地地基基净净反反力力产生的冲切荷载应小于或等于冲切面上混凝土的抗冲切强度，即：F F F Fl l l l相应于荷载效应基本组合时作用在相应于56、荷载效应基本组合时作用在相应于荷载效应基本组合时作用在相应于荷载效应基本组合时作用在A A A Al l l l上上上上地基土的净反力地基土的净反力地基土的净反力地基土的净反力设计值；设计值；设计值；设计值；b b b bhp hp hp hp 受冲切承载力截面高度影响系数，当受冲切承载力截面高度影响系数，当受冲切承载力截面高度影响系数，当受冲切承载力截面高度影响系数，当h h h h800mm800mm800mm800mm时，时，时，时，b b b bhphphphp1.01.01.01.0；h h h h2000mm2000mm2000mm2000mm时，时，时，时，b b b bhphp57、hphp0.90.90.90.9，其间按线性内插法取用；，其间按线性内插法取用；，其间按线性内插法取用；，其间按线性内插法取用；f f f ft t t t 混凝土轴心抗拉设计强度；混凝土轴心抗拉设计强度；混凝土轴心抗拉设计强度；混凝土轴心抗拉设计强度；a a a am m m m冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，a a a am m m m( ( ( (a a a at t t ta a a ab b b b) ) ) )2 2 2 2；a a a at t t t 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上58、边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力力力力 时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；a a a ab b b b 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体冲切破坏锥体最不利59、一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内时，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加的底面落在基础底面以内时，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加的底面落在基础底面以内时，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加的底面落在基础底面以内时，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的两倍基础有效高度；计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽60、加两倍该处的两倍基础有效高度；计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的两倍基础有效高度；计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度；当冲切破坏锥体的底面在基础有效高度；当冲切破坏锥体的底面在基础有效高度；当冲切破坏锥体的底面在基础有效高度；当冲切破坏锥体的底面在l l l l方向落在基础底面以外时，即方向落在基础底面以外时，即方向落在基础底面以外时，即方向落在基础底面以外时，即a a a a+ + + +h h h h0 0 0 0l l l l时，时，时，时，a a a ab b b bl l l l；h h h h0 0 0 0 冲切破坏锥体的有效高度，有61、垫层时，冲切破坏锥体的有效高度，有垫层时，冲切破坏锥体的有效高度，有垫层时，冲切破坏锥体的有效高度，有垫层时，h h h h0 0 0 0h h h h45mm45mm45mm45mm，无垫层时，无垫层时，无垫层时，无垫层时，h h h h0 0 0 0h h h h75mm75mm75mm75mm；p p p pj j j j 扣除基础白重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的基底净反力，对偏心受扣除基础白重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的基底净反力，对偏心受扣除基础白重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的基底净反力，对偏心受扣除基础白重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的基底净反62、力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；A A A Al l l l冲切验算时取用的部分基底面积。冲切验算时取用的部分基底面积。冲切验算时取用的部分基底面积。冲切验算时取用的部分基底面积。2 2 2 2弯矩计算弯矩计算弯矩计算弯矩计算 基础底板在荷载效应基本组合时的净反力作用下，基础底板在荷载效应基本组合时的净反力作用下，基础底板在荷载效应基本组合时的净反力作用下，基础底板在荷载效应基本组合时的净反力作用下，如同固定于台阶根部或柱边的如同固63、定于台阶根部或柱边的如同固定于台阶根部或柱边的如同固定于台阶根部或柱边的倒置悬臂板倒置悬臂板倒置悬臂板倒置悬臂板，一般属于双向，一般属于双向，一般属于双向，一般属于双向受弯构件，弯矩控制截面在受弯构件，弯矩控制截面在受弯构件，弯矩控制截面在受弯构件，弯矩控制截面在柱边缘处柱边缘处柱边缘处柱边缘处或或或或变台阶变台阶变台阶变台阶处。处。处。处。 中心受压基础中心受压基础 将基底分成四块梯形将基底分成四块梯形面积，截面面积，截面-的弯矩：的弯矩：偏心受压基础偏心受压基础 对偏心受压基础，基底压力呈梯对偏心受压基础，基底压力呈梯形分布。将形分布。将( (p pjmaxjmax+ +p pjIjI)/64、2)/2代换中心受代换中心受压基础公式中的压基础公式中的p pj j：3 3 3 3配径计算配径计算配径计算配径计算 基础底板两个方向上的钢筋面积可近似按下式计算：基础底板两个方向上的钢筋面积可近似按下式计算：基础底板两个方向上的钢筋面积可近似按下式计算：基础底板两个方向上的钢筋面积可近似按下式计算：其中，d d 为为b b方向上的钢筋直径方向上的钢筋直径。减轻建筑物不均匀沉降危害的措施减轻建筑物不均匀沉降危害的措施减轻建筑物不均匀沉降危害的措施减轻建筑物不均匀沉降危害的措施 （一）建筑措施（一）建筑措施（一）建筑措施（一）建筑措施1.1.建筑物体型应力求简单建筑物体型应力求简单 建筑物体型包65、括其平面与立面形状及尺度。平面形状复建筑物体型包括其平面与立面形状及尺度。平面形状复杂的建筑物，如杂的建筑物，如“L L”、“”、“ ”、“F F”、“工工”字形等，在纵横单元交接处的基础密集，地基中附加应力相字形等，在纵横单元交接处的基础密集，地基中附加应力相互重叠，导致该部分的沉降往往大于其他部位。互重叠，导致该部分的沉降往往大于其他部位。 2.2.控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙 当建筑物的长度与高度之比越大，整体刚度越差，抵抗弯当建筑物的长度与高度之比越大，整体刚度越差，抵抗弯曲变形的能力弱，容易导致建筑物的开裂。曲变形的能力弱，容易导致建筑物的开裂66、。 合理布置纵横墙，使内外墙贯通，减少墙体转折和中断的合理布置纵横墙，使内外墙贯通，减少墙体转折和中断的情况，是增强建筑物刚度的重要措施。另外，门窗洞口或管道情况，是增强建筑物刚度的重要措施。另外，门窗洞口或管道洞口如开设过大，就会削弱墙体刚度，可在洞口周圈设置钢筋洞口如开设过大，就会削弱墙体刚度，可在洞口周圈设置钢筋混凝土边框予以加强。混凝土边框予以加强。 3.3.设置沉降缝设置沉降缝 用沉降缝将建筑物由基础到屋顶分割成若干个独立单元，使分割用沉降缝将建筑物由基础到屋顶分割成若干个独立单元，使分割成的每单元体型简单，长高比减小，从而提高建筑物的抗裂能力。成的每单元体型简单，长高比减小，从而提67、高建筑物的抗裂能力。建筑物的下列部位宜设置沉降缝：建筑物的下列部位宜设置沉降缝：（1 1）建筑物平面的转折处；）建筑物平面的转折处；（2 2）建筑物高度或荷载差异处；）建筑物高度或荷载差异处；（3 3）长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构适当部位；）长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构适当部位；（4 4）地基土的压缩性有显著差异处；）地基土的压缩性有显著差异处；（5 5）建筑结构或基础类型不同处；）建筑结构或基础类型不同处；（6 6）分期建造房屋的交界处。）分期建造房屋的交界处。 4. 4.控制相邻建筑物基础间的净距控制相邻建筑物基础间的净距 由于地基中附加应力的扩散作用，使距68、离近的相邻由于地基中附加应力的扩散作用，使距离近的相邻建筑物间的沉降相互影响。一般既有建筑物受相邻新建筑建筑物间的沉降相互影响。一般既有建筑物受相邻新建筑物沉降的影响，对于同时建造的建筑物，则轻（低）建筑物沉降的影响，对于同时建造的建筑物，则轻（低）建筑物受影响较重物受影响较重( (高高) )的建筑物严重。的建筑物严重。 5. 5. 调整建筑物的标高调整建筑物的标高 建筑物的沉降过大时，将会引起管道破损、雨水倒漏、建筑物的沉降过大时，将会引起管道破损、雨水倒漏、设备运行受阻等情况，影响建筑物的正常使用，根据具体情设备运行受阻等情况，影响建筑物的正常使用，根据具体情况，可采取如下措施：况，可采取69、如下措施： （1 1）室内地坪和地下设施的标高，应根据预估沉降量适）室内地坪和地下设施的标高，应根据预估沉降量适当提高；建筑物各部分或设备之间有联系时，可将沉降较大当提高；建筑物各部分或设备之间有联系时，可将沉降较大者的标高予以提高。者的标高予以提高。 （2 2）建筑物与设备之间，应留有足够的净空。当建筑物）建筑物与设备之间，应留有足够的净空。当建筑物有管道穿过时，应预留足够尺寸的孔洞，或采用柔性的管道有管道穿过时，应预留足够尺寸的孔洞，或采用柔性的管道接头等接头等 （二）结构措施（二）结构措施（二）结构措施（二）结构措施1.1.减轻建筑物自重减轻建筑物自重 通常建筑物自重在总荷载中所占比例很70、大，民用建筑约占通常建筑物自重在总荷载中所占比例很大，民用建筑约占60%60%70%70%，工业建筑约占，工业建筑约占40%40%50%50%，为减轻建筑物自重，达到减小不均匀沉降的，为减轻建筑物自重，达到减小不均匀沉降的目的，在软弱地基上可采用下列一些措施。目的，在软弱地基上可采用下列一些措施。 （1 1）减少墙体重量减少墙体重量。大力发展和应用轻质高强的墙体材料，严格控。大力发展和应用轻质高强的墙体材料，严格控制使用自重大，又耗农田的粘土砖，已是形势所迫。制使用自重大，又耗农田的粘土砖，已是形势所迫。 （2 2）选用轻型结构选用轻型结构。如采用预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构、轻。如采用预应71、力钢筋混凝土结构、轻钢结构、轻型空间结构等，屋面板可采用具有防水、隔热保温一体的轻质复合板。型空间结构等，屋面板可采用具有防水、隔热保温一体的轻质复合板。 （3 3）减少基础和回填土的重量减少基础和回填土的重量。如采用补偿性基础、可浅埋的配筋。如采用补偿性基础、可浅埋的配筋扩展基础，以及架空地板减少室内回填土厚度，都是有效措施。扩展基础，以及架空地板减少室内回填土厚度，都是有效措施。2.2.增强建筑物的整体刚度和强度增强建筑物的整体刚度和强度 （1 1）设置圈梁）设置圈梁 当墙体挠曲时，布置在墙体中的圈梁犹如钢筋混凝土梁内的受拉钢筋，当墙体挠曲时，布置在墙体中的圈梁犹如钢筋混凝土梁内的受拉钢筋72、，它主要承受拉应力，可有效地防止砌体的开裂。它主要承受拉应力，可有效地防止砌体的开裂。 （2 2）加强基础刚度）加强基础刚度 对于建筑体形复杂、荷载差异较大的框架结构，可采用加强基础整体对于建筑体形复杂、荷载差异较大的框架结构，可采用加强基础整体刚度的方法，如采用箱基、桩基、厚度较大的筏基等，以抵抗地基的刚度的方法，如采用箱基、桩基、厚度较大的筏基等，以抵抗地基的不均匀沉降。不均匀沉降。 3.3.减小或调整基底附加压力减小或调整基底附加压力（1 1）设置地下室。采用补偿性基础设计方法，以挖除的土重抵消部分甚）设置地下室。采用补偿性基础设计方法，以挖除的土重抵消部分甚至全部的建筑物重量，达到减小73、沉降的目的。至全部的建筑物重量，达到减小沉降的目的。（2 2）调整基底尺寸。按地基承载力确定出基础底面尺寸之后，应用沉降）调整基底尺寸。按地基承载力确定出基础底面尺寸之后，应用沉降理论和必要的计算，并结合设计经验，调整基底尺寸，以控制不同理论和必要的计算，并结合设计经验，调整基底尺寸，以控制不同荷载的基础沉降量接近。荷载的基础沉降量接近。4.4.选用非敏感性结构选用非敏感性结构 排架结构或三铰拱等结构，地基发生一定的不均匀沉降时，不会引排架结构或三铰拱等结构，地基发生一定的不均匀沉降时，不会引起很大的附加应力，因此可减轻不均匀沉降的危害。对于单层工业起很大的附加应力，因此可减轻不均匀沉降的危害74、。对于单层工业厂房、仓库和某些公共建筑，在情况许可时，可以选用对地基沉降厂房、仓库和某些公共建筑，在情况许可时，可以选用对地基沉降不敏感的结构。不敏感的结构。 （三）施工措施（三）施工措施（三）施工措施（三）施工措施 在工程建设施工中，合理安排施工顺序，注意某些施工方在工程建设施工中，合理安排施工顺序，注意某些施工方法，可减小或调整部分不均匀沉降。法，可减小或调整部分不均匀沉降。 （1 1）合理安排施工顺序）合理安排施工顺序。 当建筑物各部分高度或荷载差异大时，应按先高后低，当建筑物各部分高度或荷载差异大时，应按先高后低，先重后轻的顺序进行施工；并注意高低部分相连接的合适时先重后轻的顺序进行施75、工；并注意高低部分相连接的合适时间，一般可根据沉降观测资料确定。间，一般可根据沉降观测资料确定。 （2 2）注意施工方法）注意施工方法 对于高灵敏度的软粘土，基槽开挖施工中，需注意保护对于高灵敏度的软粘土，基槽开挖施工中，需注意保护持力层不被扰动，通常可在基底标高以上，保留持力层不被扰动，通常可在基底标高以上，保留20cm20cm厚的原厚的原土层，待基础施工时再予以挖除，可避免基底超挖现象，扰土层，待基础施工时再予以挖除，可避免基底超挖现象，扰动土的原状结构。如发现坑底软土被扰动，可仔细挖除扰动动土的原状结构。如发现坑底软土被扰动，可仔细挖除扰动部分，用砂、碎石压实处理。另外需注意控制加荷速率76、。部分，用砂、碎石压实处理。另外需注意控制加荷速率。一、施工工艺工程一：浅基础施工浅基础施工浅基础施工浅基础施工工程二承台、基础梁砖模工程二筏板基础底线找平筏板基础底线找平集水井集水井桩基础承台砌砖桩基础承台砌砖基础承台底面图基础承台底面图承台钢筋笼绑扎承台钢筋笼绑扎承台基础梁支模承台基础梁支模桩基础承台钢筋笼桩基础承台钢筋笼承台基础梁全景承台基础梁全景承台、基础梁砖模一角承台、基础梁砖模一角塔吊底面布置图塔吊底面布置图筏板基础全景筏板基础全景工程三从以上工程实例可以看到：混凝土扩展基础和条形基础的从以上工程实例可以看到：混凝土扩展基础和条形基础的施工工艺如下所示：施工工艺如下所示：测量放线基77、槽（坑）挖土基槽（坑）验槽垫层施工支模、绑筋混凝土浇筑（养护）回填土施工施工要点施工要点 1. 1. 垫层混凝土在基坑验槽后应立即灌筑，以免地基土被垫层混凝土在基坑验槽后应立即灌筑，以免地基土被扰动。扰动。2.2.垫层达到一定强度后，在其上划线、支模、铺放钢筋网垫层达到一定强度后，在其上划线、支模、铺放钢筋网片。上下部垂直钢筋应绑扎牢，并注意将钢筋弯钩朝上，片。上下部垂直钢筋应绑扎牢，并注意将钢筋弯钩朝上，连接柱的插筋，下端要用灯弯钩与基础钢筋绑扎牢固，按连接柱的插筋，下端要用灯弯钩与基础钢筋绑扎牢固，按轴线位置校核后用方木架成井字形，将插筋固定在基础外轴线位置校核后用方木架成井字形，将插筋固78、定在基础外模板上；底部钢筋网片应用混凝土保护层同厚度的水泥砂模板上；底部钢筋网片应用混凝土保护层同厚度的水泥砂浆垫塞，以保证位置正确。浆垫塞，以保证位置正确。3 3在灌筑混凝土前，模板和钢筋上的垃圾、泥土和钢筋在灌筑混凝土前，模板和钢筋上的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物，应清除干净。模板应浇水加以润湿。上的油污等杂物，应清除干净。模板应浇水加以润湿。4 4浇筑现浇柱下条形基础时，应特别注意柱子插筋位置浇筑现浇柱下条形基础时，应特别注意柱子插筋位置的正确，防止造成位移和倾斜，在浇灌开始时，先满铺一的正确，防止造成位移和倾斜，在浇灌开始时，先满铺一层层510cm510cm厚的混凝土，并捣实使柱子插79、筋下段和钢筋网片厚的混凝土，并捣实使柱子插筋下段和钢筋网片的位置基本固定，然后再对称浇筑。的位置基本固定，然后再对称浇筑。5 5对于锥形基础，应注意保持锥体斜面坡度的正确，斜面对于锥形基础，应注意保持锥体斜面坡度的正确，斜面部分的模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧，以防模板上部分的模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧，以防模板上浮变形。边角处的混凝土必须注意捣实。严禁斜面部分不支浮变形。边角处的混凝土必须注意捣实。严禁斜面部分不支模。用铁锹拍实。基础上部柱子后施工时，可在上部水平面模。用铁锹拍实。基础上部柱子后施工时，可在上部水平面留设施工缝。施工缝的处理应按有关规定执行。留设施工缝。施工缝的处80、理应按有关规定执行。6 6条形基础应根据高度分段分层连续浇筑，一般不留施工条形基础应根据高度分段分层连续浇筑，一般不留施工缝，各段各层间应相互衔接，每段长缝，各段各层间应相互衔接，每段长23m23m左右。做到逐段逐左右。做到逐段逐层呈阶梯形推进。浇筑时应先使混凝土充满模板内边角，然层呈阶梯形推进。浇筑时应先使混凝土充满模板内边角，然后浇筑中间部分，以保证混凝土密实。后浇筑中间部分，以保证混凝土密实。7 7基础上有插筋时，要加以固定保证插筋位置的正确，防基础上有插筋时，要加以固定保证插筋位置的正确，防止浇捣混凝土时发生移位。止浇捣混凝土时发生移位。8 8混疑土浇灌完毕，外露表面应覆盖浇水养护。混81、疑土浇灌完毕，外露表面应覆盖浇水养护。 筏筏式式基基础础由由钢钢筋筋混混凝凝土土底底板板、梁梁等等整整体体组组成成，适适用用于于地地基基承载力较低而上部结构荷载很大的情况。承载力较低而上部结构荷载很大的情况。整体刚度较大，沉降较均匀。整体刚度较大，沉降较均匀。筏式基础一般可分为梁板式和平板式两类（见下图）筏式基础一般可分为梁板式和平板式两类（见下图）筏板基础筏板基础的施工要点和要求筏板基础的施工要点和要求1.1.施工前，如地下水位较高，可采用人工降低地下水位至基施工前，如地下水位较高，可采用人工降低地下水位至基坑底不少于坑底不少于500mm500mm。 2.2.梁板式筏式基础施工时，可采用光在82、垫层上绑扎底板，梁梁板式筏式基础施工时，可采用光在垫层上绑扎底板，梁的钢筋和柱子锚固插筋，浇筑底板混凝土，待达到的钢筋和柱子锚固插筋，浇筑底板混凝土，待达到2525设设计强度后，再在底板上支梁模板。继续浇筑完梁部分混凝计强度后，再在底板上支梁模板。继续浇筑完梁部分混凝土。土。也也可可采采用用底底板板和和梁梁模模板板一一次次同同时时支支好好，混混凝凝土土一一次次连连续续浇浇筑筑完成，梁侧模板采用支架支承并固定牢固。完成，梁侧模板采用支架支承并固定牢固。前前者者可可降降低低施施工工强强度度，支支梁梁模模方方便便，但但处处理理施施工工缝缝较较复复杂杂；后后法法一一次次完完成成施施工工，质质量量易易于83、于保保证证。可可缩缩短短工工期期。混混凝凝土土应一次连续浇注完成。应一次连续浇注完成。3.3.混混凝凝土土浇浇筑筑时时一一般般不不留留施施工工缝缝，必必须须留留设设时时应应按按施施工缝要求处理，并应设置止水带工缝要求处理，并应设置止水带4.4.混混凝凝土土浇浇筑筑完完毕毕，表表面面应应覆覆盖盖和和洒洒水水养养护护不不少少于于7d7d。必要时应采取保温养护措施，并防止浸泡地基。必要时应采取保温养护措施，并防止浸泡地基。5.5.当当混混凝凝土土强强度度达达到到设设计计强强度度的的3030时时，应应 进进行行基基坑坑回填回填6.6.在在基基础础地地板板上上埋埋设设好好沉沉降降观观测测点点，定定期期进84、进行行观观测测、分析，作好记录。分析，作好记录。 箱形基础箱形基础箱形基础箱形基础底板施工分区底板施工分区底板施工分区底板施工分区本工程底板面积较大，底板施工工序为：本工程底板面积较大，底板施工工序为：测量放线测量放线底板、承台、地梁沟槽土方开挖底板、承台、地梁沟槽土方开挖沟槽底砼垫沟槽底砼垫层层桩头处理桩头处理砖模砖模防水防水承台、地梁钢筋绑扎承台、地梁钢筋绑扎底板底板筋底层钢筋绑扎筋底层钢筋绑扎管线预埋管线预埋底板上层钢筋及竖向插筋固底板上层钢筋及竖向插筋固定定止水带安装止水带安装底板高低差处及止水带下墙模板安装加底板高低差处及止水带下墙模板安装加固固底板砼浇筑。底板砼浇筑。底板模板施工底85、板模板施工底板模板施工底板模板施工本工程底板、承台部分模板均采用砖模形式，底板高低台本工程底板、承台部分模板均采用砖模形式，底板高低台阶分界处及外墙止水带处吊模采用木模。阶分界处及外墙止水带处吊模采用木模。 1 1、施工工序、施工工序砖模施工工序：砖模施工工序：土方开挖成型土方开挖成型放承台、地梁线放承台、地梁线按线砌筑砖模按线砌筑砖模砖模抹砖模抹灰灰防水防水防水保护层防水保护层砖模加固砖模加固止水带吊模施工工序：止水带吊模施工工序：外墙钢筋绑扎加固外墙钢筋绑扎加固按放线位置焊接底部定位钢筋按放线位置焊接底部定位钢筋支支1818厚模板厚模板弹线穿螺杆弹线穿螺杆立竖楞方木立竖楞方木绑钢管，拧紧螺86、杆绑钢管，拧紧螺杆绑钢丝绳，校准成型绑钢丝绳，校准成型三、地基处理设计与施工若干问题 *u工程实例1 * * * * * * * * * * * * * *关于此工程实例的分析：（1）处理的目的是否正确？（2）处理方案是否可行？（3）检验方法和处理效果如何？（4）经济效益有多少？（5）是否存在安全隐患？ *u工程实例2-3 * * * * * * * * * * * * * *四、地基处理的施工技术及常用方法的选择（实例分析）主主主主要要要要 内内内内 容容容容1 1 1 1 加固机理加固机理2 2设计计算设计计算 3 3 施工方法施工方法 4 4 质量检验质量检验5 工程实例工程实例概述概述87、 强夯是法国强夯是法国MenardMenard技术公司于技术公司于19691969年首创的一种地基加固方法，我国于年首创的一种地基加固方法，我国于19781978年首次由交通部一航局科研所及其协作单位在天津新港三号公路进行了年首次由交通部一航局科研所及其协作单位在天津新港三号公路进行了强夯法试验研究。它通过一般强夯法试验研究。它通过一般8 830t30t的重锤的重锤( (最重可达最重可达200t)200t)和和8 820m20m的落距的落距( (最高可达最高可达40m)40m)，对地基土施加很大的冲击能，提高地基土的强度、降低土，对地基土施加很大的冲击能，提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善88、砂土的抗液化条件等。的压缩性、改善砂土的抗液化条件等。 等等等等 强夯法适用土层强夯法适用土层碎石土碎石土砂土砂土 低饱和低饱和度的粉度的粉土与粘土与粘性土性土湿陷性湿陷性黄土黄土 杂、素杂、素填土填土 对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采对于高饱和度的可采用强夯置换法用强夯置换法用强夯置换法用强夯置换法建筑地基处理技建筑地基处理技术规范术规范(JGJ79-(JGJ79-2002)2002)规定规定 强夯法适用于处理碎石土、砂土、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适素填土和杂填89、土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑流塑的粘用于高饱和度的粉土与软塑流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯置换法在设计前必须通过现场程。强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。试验确定其适用性和处理效果。 强夯法、强夯法、强夯置换法强夯置换法的优点的优点加固效果好加固效果好使用经济使用经济施工简单施工简单强夯法加强夯法加袋装砂井袋装砂井 软粘土地基的综合治理软粘土地基的综合治理夯夯锤锤地面地面挤压挤压土体土体隆起隆起夯击能夯击能冲击力冲击力冲击波冲击波冲切上部冲切上部土体土体结构破坏结构破坏形成夯坑形成夯坑挤压周围挤压周90、围土体土体1 加固机理对非饱和土地基压密过程基本上同实验室中的击实实验相同，挤密振密效果明显。 对饱和无粘性土地基土体可能会产生液化，其压密过程同爆破和振动密实的过程相同。对饱和粘性土地基产生超孔压，并且逐渐消散，地基土固结，孔隙比减小，强度提高。 三三三三种种种种加加加加固固固固机机机机理理理理 动力动力密实密实加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土动力荷载减小土孔隙，提高强度 超孔隙水压力消散，土体固结 分为整式置换和桩式置换 加密、碎石墩置换、排水的组合 处理细颗粒饱和土 局部产生裂缝，增加排水通道 动力动力固结固结动力动力置换置换动动力力固固结结巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，巨大的冲击能91、量在土中产生很大的应力波，破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。 动动力力置置换换 整式置换：将碎石整体整式置换：将碎石整体 挤入淤泥中，作用机理挤入淤泥中，作用机理类似于换土垫层。类似于换土垫层。 桩式置换：形成桩式桩式置换：形成桩式 或墩式的碎石墩或桩。或墩式的碎石墩或桩。 其作用机理类似于振冲其作用机理类似于振冲法等形成的92、碎石桩。法等形成的碎石桩。 2 设计计算有效加固深度有效加固深度有效加固有效加固深度深度？经强夯加固后，该土层强度和变形等指标能满足设计要求的土层范围。系数，根据系数，根据地基土性质地基土性质决定决定 夯锤重夯锤重（t t） 落距落距（m m） 有效加固深度有效加固深度影响H的因素除了锤重和落距外，还有地基土的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及其它强夯的设计参数。应根据现场试夯或当地经验确定有效加固深度如果没有则根据建筑地基处理技术规范的建议取值 强夯置换墩的深度土质条件决定对淤泥、泥炭等粘性软弱土层，置换墩应穿透软土层，着底在较好土层上 对深厚饱和粉土、粉砂，墩身可不穿透该层 夯锤93、和落距夯锤和落距夯夯锤锤落距落距单击夯击能=M*h总夯击能=N*M*h单位夯击能=N*M*h/A应根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理深度等综合考虑，并通过试验确定。 对饱和粘性土所需的能量不能一次施加，否则土体会产生侧向挤出，强度反而有所降低，且难于恢复。根据需要可分几遍施加，两遍间可间歇一段时间。 夯锤和落距夯锤和落距选选择择合合适适的的夯夯锤锤和和落落距距圆形和方形圆形和方形气孔式和封闭式气孔式和封闭式 选择夯锤选择夯锤 锤重锤重 确定落距确定落距 根据单点根据单点夯击能量夯击能量 较适合的夯击能较适合的夯击能 夯击能最低值夯击能最低值 介于介于底面积按土底面积按土的性质确定的性94、质确定 最佳夯击能最佳夯击能最佳夯击能最佳夯击能？在这样的夯击能作用下，地基中出现的孔隙水压力达到土的自重压力。粘性土中的确定粘性土中的确定 根据孔隙水压力的叠加值 砂性土中的确定砂性土中的确定 绘制孔隙水压力增量与夯击击数(夯击能)的关系曲线 夯击点的布置夯击点的布置夯击点的布置夯击点的布置根据基底平面形状等边三角形等边三角形等腰三角形等腰三角形正方形正方形应考虑施工时吊机的行走通道 强夯置换墩位布置 等边三角形等边三角形正方形正方形独立基础或条形基础根据基础形式布置根据基础形式布置处理范围应大于建筑物基础范围，具体的放大范围，可根据建筑物类型和重要性等因素决定。对一般建筑物，每边超出基础外95、缘宽度宜为设计深度的1/22/3，并不宜小于3m。 夯击点的布置夯击点的布置夯击点的间距夯击点的间距确定原则：一般根据地基土的性质和要求处理的深度而定，以保证使夯击能量传递到深处和保护邻近夯坑周围所产生的辐射向裂隙。 1.强夯第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.53.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。 2.对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。 3.强夯置换墩间距应根据荷载大小和原土的承载力选定，当满堂布置时可取夯锤直径的23倍。对独立基础或条形基础可取夯锤直径的1.52.0倍。墩的计算直径可取夯锤直径的1.11.2倍。 夯击击数和96、遍数夯击击数和遍数夯夯击击击击数数 国内确定夯击击数的方法有所不同：有的国内确定夯击击数的方法有所不同：有的以孔隙水压力达到液化压力为准则；有的以最以孔隙水压力达到液化压力为准则；有的以最后一击的夯沉量达某一数值为限值；也有的以后一击的夯沉量达某一数值为限值；也有的以上、下二击所产生的沉降差小于某一数值为标上、下二击所产生的沉降差小于某一数值为标准。总之，各夯击点的夯击数，应使土体竖向准。总之，各夯击点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则，一般为压缩最大，而侧向位移最小为原则，一般为4 41010击。击。 夯击击数和遍数夯击击数和遍数夯夯击击击击数数强夯夯点的强夯夯点的夯击击数97、夯击击数按现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线确定 还要满足还要满足 1.最后两击平均夯沉量不宜大于下列数值：单击夯击能量小于4000kN*m时为50mm；夯击能为40006000kN*m时为100mm；夯击能大于6000kNm时为200mm; 2.夯坑周围地面不应发生过大隆起; 3.不因夯坑过深而发生起锤困难。 夯击击数和遍数夯击击数和遍数夯夯击击击击数数强夯置换点强夯置换点的夯击击数的夯击击数按现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线确定 还要满足还要满足 1.墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长 ; 2.累计夯沉量为设计墩长的1.52.0倍 ; 3.最后两击的平均夯沉量不大于强夯的规定值。 98、夯击击数和遍数夯击击数和遍数夯夯击击遍遍数数 夯击遍数应根据地基土的性质确定，夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯可采用点夯2 23 3遍，对于渗透性较差的遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满夯最后再以低能量满夯2 2遍，满夯还可采用遍，满夯还可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。垫层铺设垫层铺设 强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬的表层，强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬的表层，使其使其能支承起重设备；并便于对所施工的能支承起重设备；并便于对所施工的“夯击能夯击能”得到扩99、散；同得到扩散；同时也可加大地下水位与地表面的距离。时也可加大地下水位与地表面的距离。对场地地下水位在对场地地下水位在-2m-2m深深度以下的砂砾石土层，可直接施行强夯，无需铺设垫层；对地度以下的砂砾石土层，可直接施行强夯，无需铺设垫层；对地下水位较高的饱和粘性土与易液化流动的饱和砂土，需要铺设下水位较高的饱和粘性土与易液化流动的饱和砂土，需要铺设砂、砂砾或碎石垫层才能进行强夯，否则土体会发生流动。砂、砂砾或碎石垫层才能进行强夯，否则土体会发生流动。 垫层厚度随场地的土质条件、夯锤重量及其形状等条件而垫层厚度随场地的土质条件、夯锤重量及其形状等条件而定。当场地土质条件好，夯锤小或形状构造合理，100、起吊时吸力定。当场地土质条件好，夯锤小或形状构造合理，起吊时吸力小者，也可减少垫层厚度。垫层厚度一般为小者，也可减少垫层厚度。垫层厚度一般为0.50.52.0m2.0m，保证地，保证地下水位低于坑底面以下下水位低于坑底面以下2m2m。铺设的垫层不能含有粘土。铺设的垫层不能含有粘土。 间歇时间间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间 砂性土消散快消散快间歇时间很短间歇时间很短连续夯连续夯粘性土消散慢消散慢孔压叠加孔压叠加间歇时间长间歇时间长设置袋装砂井设置袋装砂井加速消散加速消散缩短间歇时间缩短间歇时间现场测试设计现场测试设计地面地面及及深层深层变形变形目的：目的：1.1.了解地表隆起101、的影响范围及垫层的密实了解地表隆起的影响范围及垫层的密实度变化；度变化；2.2.研究夯击能与夯沉量的关系，用以确定研究夯击能与夯沉量的关系，用以确定单点最佳夯击能量；单点最佳夯击能量；3.3.确定场地平均沉降和搭夯的沉降量，用确定场地平均沉降和搭夯的沉降量，用以研究强夯的加固效果。以研究强夯的加固效果。 手段：手段： 地面沉降观测、深层沉降观测和水平地面沉降观测、深层沉降观测和水平位移观测。位移观测。 现场测试设计现场测试设计孔隙孔隙水水压力压力 一般可在试验现场沿夯击点等距离的不一般可在试验现场沿夯击点等距离的不同深度以及等深度的不同距离埋设同深度以及等深度的不同距离埋设双管封双管封闭式孔隙102、水压力仪或钢弦式孔隙水压力仪闭式孔隙水压力仪或钢弦式孔隙水压力仪，在夯击作用下，进行对孔隙水压力沿深度在夯击作用下，进行对孔隙水压力沿深度和水平距离的增长和消散的分布规律研究。和水平距离的增长和消散的分布规律研究。从而确定从而确定两个夯击点间的夯距、夯击的影两个夯击点间的夯距、夯击的影响范围、间歇时间以及饱和夯击能等参数响范围、间歇时间以及饱和夯击能等参数。 现场测试设计现场测试设计侧向侧向挤挤压力压力 将土压力盒事先埋入土中后，在强夯将土压力盒事先埋入土中后，在强夯加固前，各土压力盒沿深度分布的土压加固前，各土压力盒沿深度分布的土压力的规律，应与静止土压力相近似。在力的规律，应与静止土压力相103、近似。在夯击作用下，可测试每夯击一次的压力夯击作用下，可测试每夯击一次的压力增量沿深度的分布规律。增量沿深度的分布规律。 现场测试设计现场测试设计振动振动加加速度速度 通过测试地面振动加速度可以了解强通过测试地面振动加速度可以了解强夯振动的影响范围。通常将地表的最大振动夯振动的影响范围。通常将地表的最大振动加速度为加速度为0.98m/s0.98m/s2 2处作为设计时振动影响安处作为设计时振动影响安全距离。但由于强夯振动的周期比地震短得全距离。但由于强夯振动的周期比地震短得多，强夯产生振动作用的范围也远小于地震多，强夯产生振动作用的范围也远小于地震的作用范围，所以强夯施工时，对附近已有的作用范104、围，所以强夯施工时，对附近已有建筑物和正在施工的建筑物的影响肯定要比建筑物和正在施工的建筑物的影响肯定要比地震的影响为小。为了减少强夯振动的影响，地震的影响为小。为了减少强夯振动的影响，常在夯区周围设置隔振沟。常在夯区周围设置隔振沟。 3 施工方法施工机械施工机械西欧国家西欧国家大吨位的履带式大吨位的履带式起重机起重机 稳定性好，行走稳定性好，行走方便方便 日本日本轮胎式起重机轮胎式起重机 国外还制造了三足架和轮胎式强夯机，用于起吊国外还制造了三足架和轮胎式强夯机，用于起吊40t40t夯锤，落距可达夯锤，落距可达40m 40m 国外所用履带吊都是大吨位的吊机，通常在国外所用履带吊都是大吨位的吊105、机，通常在100t100t以上以上施工机械施工机械 我国只具备小吨位起重机的施工条件，只能使用我国只具备小吨位起重机的施工条件，只能使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩装置滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩装置 强夯脱钩装置图强夯脱钩装置图 1-1-吊钩吊钩 2-2-锁卡焊合件锁卡焊合件 3 3、6-6-螺栓螺栓 4-4-开口销开口销 5-5-架板架板 7-7-垫圈垫圈 8-8-止止动板动板 9-9-销轴销轴 10-10-螺母螺母 11-11-鼓形轮鼓形轮 12-12-护板护板 施工步骤施工步骤 强夯法施工的步骤：强夯法施工的步骤： 1) 1) 清理并平整施工场地；清理并平整施工场地； 2) 2) 铺设106、垫层，使在地表形成硬层，用以支承起重设备，确保机械通铺设垫层，使在地表形成硬层，用以支承起重设备，确保机械通行和施工。同时可加大地下水和表层面的距离，防止夯击的效率降低行和施工。同时可加大地下水和表层面的距离，防止夯击的效率降低; ;3) 3) 标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程；标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程；4) 4) 起重机就位，使夯锤对准夯点位置；起重机就位，使夯锤对准夯点位置；5) 5) 测量夯前锤顶标高；测量夯前锤顶标高；施工步骤施工步骤 6) 6) 将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程；下吊钩，测107、量锤顶高程； 若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；斜时，应及时将坑底整平；7) 7) 重复步骤重复步骤6)6)，按设计规定的夯击次数及控制标准，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；完成一个夯点的夯击；8) 8) 换夯点，重复步骤换夯点，重复步骤4)4)7)7)，完成第一遍全部夯点的，完成第一遍全部夯点的夯击；夯击；9) 9) 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；用推土机将夯坑填平，并测量场地高程； 10) 10) 在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表108、层土夯实，并测量夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层土夯实，并测量夯后场地高程。后场地高程。 施工步骤施工步骤 强夯置换法施工的步骤：强夯置换法施工的步骤： 1. 1. 清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为度为1.01.02.0m2.0m的砂石施工垫层；的砂石施工垫层； 2. 2. 标出夯点位置，并测量场地高程；标出夯点位置，并测量场地高程； 3. 3. 起重机就位，夯锤置于夯点位置；起重机就位，夯锤置于夯点位置； 4. 4. 测量夯前锤顶高程；测量夯前锤顶高程； 5. 5. 夯击并逐击记录夯坑深度。当夯坑过深而发生起锤夯击并逐击记录夯109、坑深度。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击；夯击；施工步骤施工步骤 6. 6. 按由内向外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；按由内向外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工； 7. 7. 推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，推平场地，用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程；并测量夯后场地高程； 8. 8. 铺设垫层，并分层碾压密实。铺设垫层，并分层碾压密实。 4 质量检验 强夯施工结110、束后应间隔一定时间方能对地基加固质量进强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基加固质量进行检验，对碎石土和砂土地基，其间隔时间可取行检验，对碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7 714d14d；对；对粉土和粘性土地基可取粉土和粘性土地基可取141428d28d。强夯置换地基的间隔时间。强夯置换地基的间隔时间可取可取28d28d。 强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用原位原位测试和室内土工试验测试和室内土工试验；强夯置换后的地基，承载力检验除应；强夯置换后的地基，承载力检验除应采用采用单墩载荷试验检验单墩载荷试验检验外，尚应采用外，尚应采用动力触探111、等有效手段动力触探等有效手段查查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化，对饱和粉明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化，对饱和粉土地基允许采用土地基允许采用单墩复合地基载荷试验单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。代替单墩载荷试验。 竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂程度和建竣工验收承载力检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点筑地基的载荷试验检验点不应少于不应少于3 3点点；对于复杂场地或重；对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。强夯置换地基载荷试验检验和112、要建筑地基应增加检验点数。强夯置换地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验数量均不应置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的少于墩点数的1 1，且不应，且不应少于少于3 3点点。 检测点位置可分别布置在夯坑内、夯坑外和夯击区边缘检测点位置可分别布置在夯坑内、夯坑外和夯击区边缘。检验深度应不小于设计处理的深度。检验深度应不小于设计处理的深度。 5 工程实例上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 工程概况工程概况 上海浦东国际机场位于长江入海口南岸的濒海地带，是上海浦东国际机场位于长江入海口南岸的濒海地带，是我国和上海市九五期间重大的基础设施建设项目。其中机我国和上海市九五期113、间重大的基础设施建设项目。其中机坪，滑行道为坪，滑行道为“围海促淤围海促淤”造成，本次地基处理大部份位造成，本次地基处理大部份位于稻田内，地表水系发育，沟浜纵横。在地基处理强夯影于稻田内，地表水系发育，沟浜纵横。在地基处理强夯影响深度范围内地层有粉质粘土、淤泥质粉质粘土，含水量响深度范围内地层有粉质粘土、淤泥质粉质粘土，含水量为为36364747，孔隙比大于，孔隙比大于1 1，粘粒含量高，粘性较强，且，粘粒含量高，粘性较强，且呈流塑状，基本承载力是很低的，经强夯加固后，需要触呈流塑状，基本承载力是很低的，经强夯加固后，需要触变固结的时间较长。变固结的时间较长。 设计要求经强夯法加固后其静力触探114、比贯入阻力当量值设计要求经强夯法加固后其静力触探比贯入阻力当量值大于大于2MPa2MPa，标贯击数当量值大于，标贯击数当量值大于6 6击，地基反应模量大于击，地基反应模量大于30MN30MNm m，垫层干密度大于，垫层干密度大于1.9g/cm1.9g/cm3 3，并按相应频率检测各，并按相应频率检测各项考核指标，评价强夯施工质量。项考核指标，评价强夯施工质量。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 ( (一一) )试夯目的试夯目的 1 1、通过试夯试验，确定适合本地质条件的强夯施工措、通过试夯试验，确定适合本地质条件的强夯施工措施。施。 2 2、总115、结强夯垫层一次摊铺，进行强夯后表层地基反应、总结强夯垫层一次摊铺，进行强夯后表层地基反应模量检测指标难以达标的主要原因，旨在强调强夯垫层模量检测指标难以达标的主要原因，旨在强调强夯垫层分二次摊铺的技术效果。分二次摊铺的技术效果。 3 3、预测技术、经济效果。、预测技术、经济效果。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 ( (二二) )试夯区试验设计试夯区试验设计 1 1、试夯区位置选择在地基条件具有代表性的滑行道上，面积约、试夯区位置选择在地基条件具有代表性的滑行道上，面积约10000m10000m2 2，分，分4 4个区试夯。个区试夯。 2 2、116、试夯机具为强夯机、试夯机具为强夯机W1001-25W1001-25型履带式吊车，自动脱钩，夯锤质量型履带式吊车，自动脱钩，夯锤质量15t15t，直径，直径2.52m2.52m，锤底静压力，锤底静压力25kPa25kPa30kPa30kPa，圆柱形铸铜锤，带有四，圆柱形铸铜锤，带有四个排气孔。个排气孔。 3 3、强夯垫层材料及其摊铺，采用山皮土、强夯垫层材料及其摊铺，采用山皮土( (碎石土碎石土) )作为强夯垫层，最大作为强夯垫层，最大粒径小于粒径小于10 cm10 cm，山皮石，山皮石( (碎石碎石) )，粒径，粒径2 210 cm10 cm的质量大于总质量的的质量大于总质量的5050，含水、117、含泥量小于，含水、含泥量小于2020，不均匀系数，不均匀系数Cu5Cu5，曲率系数，曲率系数Cc=1Cc=13 3。试夯区首次摊铺厚度为试夯区首次摊铺厚度为(60(605)cm5)cm或或(70(705)cm5)cm，末次摊铺厚度，末次摊铺厚度(40(405)cm5)cm和和(30(305)cm5)cm，设计总厚度为，设计总厚度为1.0m1.0m。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 4 4、试夯参数选择，根据、试夯参数选择，根据上海浦东国际机场飞行区机上海浦东国际机场飞行区机坪、滑行道工程地基处理技术文件坪、滑行道工程地基处理技术文件选择试夯参118、数。选择试夯参数。 分区分区编号编号分区分区名称名称垫层厚度垫层厚度k/cmk/cm夯型夯型单击夯能单击夯能R/kJR/kJ夯击遍数夯击遍数单点击数单点击数/ /击击夯点间距夯点间距l/ml/m夯点布置夯点布置A A滑行道滑行道停机坪停机坪60+4060+4070+3070+30点夯点夯20002000第一遍第一遍8-108-103.5*3.53.5*3.5正方形正方形15001500第二遍第二遍6-86-8满夯满夯10001000第一遍第一遍3-53-5夯间夯间连接连接800800第二遍第二遍2-32-3普夯普夯搭接搭接d/4d/4B B道肩道肩60+4060+40点夯点夯10001000第119、一遍第一遍8-108-103.5*3.53.5*3.5正方形正方形10001000第二遍第二遍6-86-8满夯满夯800800第一遍第一遍3-53-5夯间夯间连接连接500500第二遍第二遍2-32-3普夯普夯搭接搭接d/4d/4试夯参数选择表试夯参数选择表 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 现场场址地表水系发育，沟浜纵横，地下水位埋深较浅，地基土现场场址地表水系发育，沟浜纵横，地下水位埋深较浅，地基土含水量大，且地下水受潮汐影响而周期性变动，使地下渗流不稳定，含水量大，且地下水受潮汐影响而周期性变动，使地下渗流不稳定，加之地基处理面积大，施工120、期又处于梅雨季节，为施工排水造成困难。加之地基处理面积大，施工期又处于梅雨季节，为施工排水造成困难。根据强夯加固执理，降排水尤其重要。根据强夯加固执理，降排水尤其重要。 1 1、充分利用现有水系降排水。、充分利用现有水系降排水。 2 2、充分利用明、充分利用明( (暗暗) )浜降排水。浜降排水。 3 3、间隔、间隔101015m15m和和30m30m纵横向开挖盲沟和明排水沟，使其与场区明纵横向开挖盲沟和明排水沟，使其与场区明( (暗暗) )浜连通强制排水。浜连通强制排水。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 4 4、在明暗浜及排水盲沟角点处设集水121、井，并设泵将井内、在明暗浜及排水盲沟角点处设集水井，并设泵将井内水抽至场外，尽量降低地下水位。水抽至场外，尽量降低地下水位。 5 5、对强夯施工分区进行调整，先利用水系、明、对强夯施工分区进行调整，先利用水系、明( (暗暗) )浜及浜及排水沟排水，进行区块内强夯，强夯结束后，回填处理明排水沟排水，进行区块内强夯，强夯结束后，回填处理明暗浜，然后进行下一区块降排水和强夯施工，由此在施工暗浜，然后进行下一区块降排水和强夯施工，由此在施工区形成小排水范围，从而保证强夯效果。区形成小排水范围，从而保证强夯效果。 6 6、场区外围四周设排水沟，将施工区内小排水沟中水排、场区外围四周设排水沟，将施工区内小122、排水沟中水排至外围，流向场外河道，并保证沟底积水深小于至外围，流向场外河道，并保证沟底积水深小于20cm20cm。上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 ( (四四) )试夯区施工方法及其控制试夯区施工方法及其控制 1 1、试夯、试夯I I、区点夯分两遍完成，隔点不隔行，单区点夯分两遍完成，隔点不隔行，单点击数一次完成，试夯点击数一次完成，试夯区点夯一次完成。满夯分两遍完区点夯一次完成。满夯分两遍完成，先夯间满夯，再普夯。成，先夯间满夯，再普夯。 2 2、点夯停夯标准，原则上夯、点夯停夯标准，原则上夯8 8击，夯坑深度不足击，夯坑深度不足1.01.0123、1.2m1.2m时夯时夯1010击，以确保能量，再辅以最后两击平均夯沉量击，以确保能量，再辅以最后两击平均夯沉量不大于不大于5 510 cm10 cm，实际施工中，当试夯区单点击数，实际施工中，当试夯区单点击数4 45 5击，击，夯坑深度夯坑深度1.21.21.3m1.3m，现场均已停夯，此时强夯机严重陷车，现场均已停夯，此时强夯机严重陷车，起锤也相当困难。起锤也相当困难。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验强夯试验 3 3、控制间歇时间，两遍点夯间歇时间不少于、控制间歇时间，两遍点夯间歇时间不少于2020天左右，天左右，以超孔压消散大于以超孔压消散大于124、7070以上控制，点夯与满夯间歇时间不以上控制，点夯与满夯间歇时间不少于少于1515天，具体以超孔隙水压力消散大于天，具体以超孔隙水压力消散大于5050确定。确定。 4 4、为确保表层地基反应模量考核指标满足设计要求，满、为确保表层地基反应模量考核指标满足设计要求，满夯时将表层夯时将表层202040cm40cm深推、耙松晾晒后，再拌合推平碾压，深推、耙松晾晒后，再拌合推平碾压，最后补铺山皮土至道槽设计标高。最后补铺山皮土至道槽设计标高。 5 5、每次摊铺山皮土前或满夯后，即夯前夯后开挖断面尺、每次摊铺山皮土前或满夯后，即夯前夯后开挖断面尺寸为寸为( (底宽底宽上宽上宽高高)60 cm)60 c125、m70 cm70 cm80cm80cm的盲沟，并和的盲沟，并和80cm80cm200cm200cm150cm150cm的明排水连通，排水沟角点开挖集水的明排水连通，排水沟角点开挖集水井设泵抽水，盲沟内回填山皮石。井设泵抽水，盲沟内回填山皮石。 6 6、第二遍点夯在不推平第一遍点夯夯坑前提下进行，对、第二遍点夯在不推平第一遍点夯夯坑前提下进行，对此应提前寻找行车路线。此应提前寻找行车路线。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 孔孔压压监监测测结结果果 点夯间超孔隙水压力消散大于点夯间超孔隙水压力消散大于7070以上所需的间以上所126、需的间歇时间一般为歇时间一般为3 34 4周，点夯与满夯间超孔隙水压力周，点夯与满夯间超孔隙水压力消散大于消散大于5050所需的间歇时间为所需的间歇时间为2 2周。周。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 强强夯夯影影响响深深度度 1)1)从理论计算强夯影响深度大于从理论计算强夯影响深度大于7m7m，但从孔压反，但从孔压反映的影响深度曲线看出本次强夯影响深度大于映的影响深度曲线看出本次强夯影响深度大于6m6m，但但5m5m以上地层加固效果比较明显见图；以上地层加固效果比较明显见图； 2)3.5m2)3.5m以上地层孔压增幅大，127、以上地层孔压增幅大，2.5m2.5m以上地层孔压以上地层孔压消散慢，消散慢，3.53.56.0 m6.0 m地层孔压增幅相对较小，消散地层孔压增幅相对较小，消散很快。很快。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 地地面面变变形形监监测测 地面隆起量的计算试夯区平均夯沉量计算地面隆起量的计算试夯区平均夯沉量计算 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 原原位位测测试试 按施工过程跟踪检测和间歇按施工过程跟踪检测和间歇3 34 4周相结合的办法进周相结合的办法进行，试夯128、行，试夯I I区，检测三次，二次在四夯间、两夯间并进区，检测三次，二次在四夯间、两夯间并进行标贯试验；试夯行标贯试验；试夯、区检测两次，标贯试验两次。区检测两次，标贯试验两次。当试夯当试夯I I区第二遍点夯间歇区第二遍点夯间歇4646天，试夯天，试夯、区点夯完区点夯完间歇间歇3434天，对地基土再次进行静力触探和标贯检测，其天，对地基土再次进行静力触探和标贯检测，其检测结果，标贯击数检测结果，标贯击数N N为为2.42.44.34.3，静力触探为，静力触探为1.551.551.93MPa1.93MPa，分别小于设计要求的，分别小于设计要求的6 6击和击和2MPa2MPa，均不满足设，均不满足设129、计要求。本次检测中在计要求。本次检测中在4.54.56.0 m6.0 m仍有标贯试验和静力仍有标贯试验和静力触探曲线的突变，分析认为须采取有效措施降低地下水触探曲线的突变，分析认为须采取有效措施降低地下水位，使软土尽快固结，在垂直滑行道中线每位，使软土尽快固结，在垂直滑行道中线每101015m15m开开挖盲沟，每挖盲沟，每30m30m开挖明排水沟，及时将地表水和夯坑积开挖明排水沟，及时将地表水和夯坑积水引排，盲沟内回填山皮石，并与外围排水体系形成排水引排，盲沟内回填山皮石，并与外围排水体系形成排水网络，经间隔加压稳定，延长超孔压消散时间，由于水网络，经间隔加压稳定，延长超孔压消散时间，由于软土130、触变性，强度逐渐提高。软土触变性，强度逐渐提高。上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 强夯试验试夯区检测强夯试验试夯区检测 浅表浅表层地层地基的基的模量模量检测检测 试夯试验中，满夯后采用深推、耙松试夯试验中，满夯后采用深推、耙松和晾晒，每间隔一定距离开挖盲沟和明和晾晒，每间隔一定距离开挖盲沟和明排水沟排水，采用反挖夯点填料和夯间排水沟排水，采用反挖夯点填料和夯间涌土，并充分拌合晾晒后推平碾压，表涌土，并充分拌合晾晒后推平碾压，表层指标检测时均能达到设计要求。层指标检测时均能达到设计要求。 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 大面积强夯131、施工大面积强夯施工 本次地基处理采用夯填料分二次摊铺，并对强本次地基处理采用夯填料分二次摊铺，并对强夯参数、施工工艺在试夯试验基础上做了相应夯参数、施工工艺在试夯试验基础上做了相应的调整。坚持按分区分段施工特点，采用试夯的调整。坚持按分区分段施工特点，采用试夯降排水方案实施大面积强夯降排水。降排水方案实施大面积强夯降排水。 大面积强夯参数选择大面积强夯参数选择 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 1 1、点夯分两遍完成，隔点不隔行，单点击数一次完、点夯分两遍完成，隔点不隔行，单点击数一次完成，满夯一次完成。成，满夯一次完成。 2 2、点夯停夯标准，原则上夯、点夯停132、夯标准，原则上夯8 8击，夯坑深度不足击，夯坑深度不足1.0m1.0m时夯时夯1010击，以确保能量，再辅以最后两击平均夯沉量不击，以确保能量，再辅以最后两击平均夯沉量不大于大于10 cm10 cm控制。控制。 3 3、控制间歇时间，两遍夯击的间歇时间不少于、控制间歇时间，两遍夯击的间歇时间不少于2020天，天，点夯与满夯的间歇时间不少于点夯与满夯的间歇时间不少于1515天。天。 4 4、夯垫料铺筑，分两次摊铺，第一次摊铺厚度为、夯垫料铺筑，分两次摊铺，第一次摊铺厚度为60605cm5cm，第二次摊铺厚度为，第二次摊铺厚度为40405cm5cm。 大面积强夯施工方法及现场控制大面积强夯施工方法133、及现场控制 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 5 5、为使地基反应模量达设计要求，满夯后将表层、为使地基反应模量达设计要求，满夯后将表层202040cm40cm深推、耙松、晾晒后再拌合、碾压、回填，补填深推、耙松、晾晒后再拌合、碾压、回填，补填40 cm40 cm山皮土至道槽设计标高。山皮土至道槽设计标高。 6 6、每次铺料前强夯后均要适度碾压，以减少能量损、每次铺料前强夯后均要适度碾压，以减少能量损失。失。 7 7、满夯前夯坑积水和地表水要及时抽排，每、满夯前夯坑积水和地表水要及时抽排，每8m8m和和16m16m挖主次盲沟，并和外围排水沟形成排水网络。挖主次盲134、沟，并和外围排水沟形成排水网络。 大面积强夯施工方法及现场控制大面积强夯施工方法及现场控制 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 1 1、土基面标高的施工控制、土基面标高的施工控制 考虑垫层密实和地面夯沉两部分，设计要考虑垫层密实和地面夯沉两部分，设计要求道槽填挖方计算时考虑平均预留夯沉量为求道槽填挖方计算时考虑平均预留夯沉量为35cm35cm，即土基标高设计道槽标高，即土基标高设计道槽标高-65cm(-65cm(山山皮土堆填厚度均按皮土堆填厚度均按100cm)100cm)，实测土基标高平，实测土基标高平均均3.61m3.61m比设计土基标高平均比设计土基标高平均3135、.43m3.43m抬高约抬高约18cm18cm，仅此一项节约山皮土，仅此一项节约山皮土6.66.6万吨，节约资万吨，节约资金金250250万元。万元。技术经济效果技术经济效果 经经济济效效果果 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 2 2、夯沉量的控制、夯沉量的控制 由于大面积强夯时，夯点间距扩大为由于大面积强夯时，夯点间距扩大为4m4m4m4m，个别区域，个别区域4.5m4.5m4.5m4.5m，单点夯击能，单点夯击能减少到减少到1500 kJ1500 kJ，单点击效，单点击效6 68 8击，满夯推平击，满夯推平后，实测全场区平均夯沉量为后，实测全场区平均夯沉量为136、202023cm23cm，实，实测标高平均为测标高平均为3.87m3.87m，设计平均标高为，设计平均标高为3.73m3.73m，山皮土厚度节约，山皮土厚度节约121215cm15cm，节约山皮土约，节约山皮土约4.84.8万吨，节约资金约万吨，节约资金约180180万元。以上两项共万元。以上两项共计节约资金计节约资金430430万元。万元。 技术经济效果技术经济效果 经经济济效效果果 上海浦东国际机场软土地基强夯处理上海浦东国际机场软土地基强夯处理 技术经济效果技术经济效果 技技术术效效果果 五、软土地基路桥地基处理试验项目五、软土地基路桥地基处理试验项目五、软土地基路桥地基处理试验项目五、137、软土地基路桥地基处理试验项目 1 1、复合地基法复合地基法采用了采用了浆喷桩浆喷桩浆喷桩浆喷桩、粉喷桩粉喷桩粉喷桩粉喷桩。 2 2、排水固结法排水固结法采用了采用了塑料排水板真空联合堆载预塑料排水板真空联合堆载预塑料排水板真空联合堆载预塑料排水板真空联合堆载预压压压压、塑料排水板超载预压塑料排水板超载预压塑料排水板超载预压塑料排水板超载预压、砂桩等载预压砂桩等载预压砂桩等载预压砂桩等载预压、砂桩砂桩砂桩砂桩超载预压超载预压超载预压超载预压。 1 1、0+38.4 0+38.4 0+276.510+276.51，长度，长度238.11238.11米，米，搅拌桩复合地搅拌桩复合地基基，桩长，桩长1138、4 14 18m18m，桩径，桩径0.5m0.5m，水泥掺入比，水泥掺入比15%15%。2 2、0+276.51 0+276.51 +708.255, +708.255, 长度长度432.04432.04米，排水固结法处理地基，米，排水固结法处理地基，分真空联合堆载预压、超载预压两种。其中，分真空联合堆载预压、超载预压两种。其中，0+276.510+276.51+515+515为为真真空联合堆载预压地基空联合堆载预压地基，0+515 0+515 +708.255+708.255为为超载预压地基超载预压地基。塑料排。塑料排水板长度水板长度7 7 18m18m，真空预压地基塑料排水板间距，真空预压139、地基塑料排水板间距1.2m1.2m；超载预压；超载预压地基塑料排水板间距地基塑料排水板间距1.21.2、1.8m1.8m两种，超载高度分两种，超载高度分1.2m1.2m、1.8m1.8m。3 3、0+708.255 0+708.255 +833.95+833.95，长度，长度124.705124.705米，米， 砂桩预砂桩预压地基压地基，桩长，桩长15 15 25.5m25.5m，桩径，桩径0.4m0.4m，间距，间距2m2m，梅花，梅花形布置。形布置。浆喷桩 粉喷桩真空预压超载预压砂桩试验段设计方案试验段设计方案常用软土地基处理方法的施工常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法设备、质量140、检验方法 1 1、水泥搅拌桩（浆喷桩、粉喷桩）可采用、水泥搅拌桩（浆喷桩、粉喷桩）可采用PH-5BPH-5B、PH-5DPH-5D、GPP-5BGPP-5B型搅拌桩机械施工。桩体质量检验型搅拌桩机械施工。桩体质量检验可选用可选用钻探取芯检验法钻探取芯检验法钻探取芯检验法钻探取芯检验法与与载荷试验载荷试验载荷试验载荷试验检验方法相结合。检验方法相结合。 2 2、塑料排水板的施工可采用静压式或振动式塑料、塑料排水板的施工可采用静压式或振动式塑料排水板打设机械。塑料排水板深度检测主要是通排水板打设机械。塑料排水板深度检测主要是通过过查看查看塑料排水板上的塑料排水板上的长度刻度长度刻度线来控制。线来控141、制。 3 3、真空预压法真空预压法真空预压法真空预压法的主要由密封系统和抽真空系统的主要由密封系统和抽真空系统组成。其中，密封系统采用二布二膜，抽真空系组成。其中，密封系统采用二布二膜，抽真空系统由射流真空泵、真空主管和支滤管构成。膜下统由射流真空泵、真空主管和支滤管构成。膜下真空度通过埋设真空度测头进行观测。真空度通过埋设真空度测头进行观测。 4 4、砂桩通常采用振动重复拔压式和双管（芯管、砂桩通常采用振动重复拔压式和双管（芯管密实）冲击式两种施工机械。砂桩检测包括桩体密实）冲击式两种施工机械。砂桩检测包括桩体深度、连续性及密实度等，采用深度、连续性及密实度等，采用钻探钻探结合结合标准贯标准贯入入检测、检测、静力触探静力触探检测及检测及载荷试验载荷试验方法。方法。 请各位领导、专家请各位领导、专家指正，谢谢！指正，谢谢！对本讲稿中所引用到的杂志、教科书以及网上下载的资料和图片等的作者表示深深的谢意！