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这是地基处理绪论ppt,包括了地基处理课程要求,地基处理的一些相关基本概念,地基处理的对象及其基本特性,地基处理的目的,地基处理方法分类,地基处理设计前的调查研究与方案选择,地基处理工程施工管理,地基处理技术发展概况 等内容,欢迎点击下载。
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地基处理课程要求与主 要 参 考 书
地基处理课程要求1、上课情况占15%,迟到、早退一次扣1分,无故缺课一次扣3分,缺课达到5次,本科按不及格计成绩;2、作业占10%,缺一次扣2分;3、期末考试占70%。主 要 参 考 书《土力学》、《地基处理手册》、《建筑地基处理技术规范》、《建筑地基基础设计规范》、《地基处理技术发展与展望》龚晓南主编《地基处理与托换技术》 叶书麟主编第一章 绪 论本章内容包括:1.地基处理的一些相关基本概念2.地基处理的对象及其基本特性3.地基处理的目的4.地基处理方法分类5.地基处理设计前的调查研究与方案选择6.地基处理工程施工管理7.地基处理技术发展概况第一章 绪 论主要内容1.地基、基础和地基处理的基本概念2.建(构)筑物的四个地基问题:强度及稳定性、变形、渗漏和液化,各自的含义。3.软弱地基和特殊土地基基本概念;软弱地基包括软粘土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土;特殊土地基包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等。4.常用地基处理方法的原理、作用及适用范围。本章重点与难点重点掌握以上基本概念,对常用地基处理方法的原理、适用土质条件及其在工程中的应用范围有一定的了解和掌握。1.1.地基处理的一些基本概念1) “场地”的概念是指工程建设所直接占有并直接使用的有限面积的土地。场地的概念是宏观的,不只是建筑占地面积。不能将场地机械地理解为建筑占地面积,在地质条件复杂的地区,也包括该面积在内的某个微地貌、地形和地质单元。2)、地基的概念地基是指承托建筑物基础的那一部分范围很小的场地或那部分地层。地基分为:天然地基、人工地基两类。建筑物的地基所面临的问题有以下四方面:①强度及稳定性问题;②变形(压缩及不均匀沉降问题);③渗漏问题;④液化问题.建筑物地基所面临的问题有以下四方面:1.强度及稳定姓当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局问或整体剪切破坏。它会影响建(构)筑物的正常使用,甚至会引起建(构)筑物的开裂或破坏。2.变形当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生太大的变形时,就会影响建(构)筑物的正常使用,特别是超过建筑物所能容许的不均匀沉降时,结构可能开裂破坏。沉降量较大时,不均匀沉降也较大。湿陷性黄土遇水两发生剧烈的变形、膨胀土的胀缩等也可以包括在这类问题中。3.渗漏渗漏(Seepage)是指由于地基中地下水的流动而引起的以关问题,例如因水量损失,或因潜蚀和管涌而可能导致的建(构)筑物失事。4.液化地震、机器设备以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基士,特别是饱和松散粉细砂(包括部分粉土)产生液化(Liquefaction)、失稳和震陷等危害。建筑物的地基所面临的问题:当建(构)筑物的天然地基存在上述四种问题之一或者其中几个问题时,就需要采用相应的地基处理措施,以保证建筑物的安全与正常使用。根据调查统计,世界各国的土木,水利、交通等各类工程中,地基问题常常是引起各类工程事故的主要原因。地基问题的处理恰当与否,直接关系到整个工程的质量可靠性、投资合理性及施工进度。因此,地基处理的重要性已越来越被更多的人所认识和了解。1.1.地基处理的一些基本概念3)、基础的概念是指建筑物向地基传递荷载的下部结构,它具有承上启下的作用。地基与基础是建筑物的根基,因此,地基和基础的设计往往是不可截然分割的,基础设计时,除需保证基础结构本身具有足够刚度和强度外,同时还需选择合理的基础尺寸和布置方案,使地基的强度和变形满足规范的要求。4)、地基处理的概念地基处理是指天然地基很软弱,不满足地基承载力和变形的设计要求,而地基需经过工处理后再建造基础者,欧美国家称为地基处理,也称为地基加固。1.2.地基处理的对象及其基本特性地基处理的对象:一、软弱地基(Soft Foundation)二、特殊土地基(Special Ground)。一、软弱地基及其基本特性(1)软弱地基的概念《建筑地基基础设计规范》明确规定:软弱地基系指主要由①淤泥、淤泥质土、②冲填土、③杂填土或其它④高压缩性土层构成的地基。一、软弱地基及其基本特性(2)软弱地基类别1.软土淤泥及淤泥质土总称为软粘土。软土(Soft Soil)是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.0的粘性土。当软土的天然孔隙比大于1.5时称为淤泥(Muck)。软土广布在我国东南沿海、内陆平原和山区,如上海、杭州、温州、福州、广州、宁波、天津和厦门等沿海地区,以及武汉和昆明等内陆地区。软土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数大、渗透系数小。软土在外荷载作用下地基承载力低、变形大、不均匀变形也大、透水性差和变形稳定历时较长。在比较深厚的软土层上。建筑物基础的沉降常持续数年乃至数十年之久。一、软弱地基及其基本特性(2)软弱地基类别2.冲填土在整治和疏通江河航道时,用泥浆泵将挖泥船挖出的大量泥砂加大量水分,通过输泥管吹填到江河两岸而形成的沉积土.称为冲(吹)填土(Hydraulic Fill)。冲填土的成分比较复杂:以粘性土为例,由于土中含有大量的水分而难以排出,土体在沉积初期处于流动状态。因而冲填土属于强度较低、压缩性较高的欠固结土。主要以砂或其它粗粒土所组成的冲填士,其性质基本上类似于粉细砂而不属于软弱土范围。可见,冲填士的工程性质主要取决于其颗粒组成、均匀性和沉积过程中的排水固结条件。一、软弱地基及其基本特性(2)软弱地基类别3.杂填土杂填土(Miscellaneous Fill)是由于人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料和生活垃圾。杂填土的成因很不规律,组成物杂乱分布极不均匀,结构松散。它的主要特性是强度低、压缩性高和均匀性差,一般还具有浸水湿陷性。对有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为基础的持力层。一、软弱地基及其基本特性(2)软弱地基类别4.其它高压缩性土饱和松散粉细砂(包括部分粉土)也应该属于软弱地基的范围。当机械设备振动或地震荷载重复作用于该类地基土时,将使地基土产生液化;基坑开挖时也会产生管涌。对软弱地基的勘察,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况。对冲填土应了解排水固结条件,对杂填土应查明堆载历史,明确在自重作用下的稳定性和湿陷性等基本因素。一、软弱地基及其基本特性(3)软弱地基的基本特性:—、高压缩性:软土由于孔隙比大于1,含水量大,容重较小,且土中含大量微生物、腐植质和可燃气体,故压缩性高,且长期不易达到国结稳定。在其它相同条件下,软土的塑限值愈大,压缩性亦愈高。二、抗剪强度低:软土的抗剪强度最好在现场作原位试验。三、透水性小:软土的透水性能很低,垂直层面几乎是不透水的,对排水固结不利,反映在建筑物沉降延续时间长。同时,在加荷初期,常出现较高的孔隙水压力,影响地基的强度。(3)软弱地基的基本特性四、触变性:软土是絮凝状的结构性沉积物,当原状土未受破坏时常具一定的结构强度,但一经扰动,结构破坏,强度迅速降低或很快变成稀释状态,软土的这一性质称触变性。所以软土地基受振动荷载后,易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。五、流变性:是指在一定的荷载持续作用下,土的变形随时间而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时强度。这对边坡、堤岸、码头等稳定性很不利。因此,用一般剪切试验求得抗剪强度值,应加适当的安全系数。六、不均匀性:软土层中因夹粉细砂透镜体,在平面及垂直方向上呈明显差异性,易产生建筑物地基的不均匀沉降。二、特殊土地基及其基本特性(1)特殊土地基的概念特殊土是指具有特殊工程性质的土类,主要有湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、冻土和岩溶等。这些土由于形成的自然地理环境、气候条件、地质成因等因素不同,具有很强的区域性,故亦称作区域性特殊土。 因此,由这些土构成的地基称为特殊土地基。(2)特殊土地基类别1.湿陷性黄土凡天然黄土在上覆土的自重应力作用下,或在上覆土自重应力和附加应力的共同作用下。受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加沉降的黄土,称为湿陷性黄土(Collapsible Loess)。由于黄土的浸水湿陷而引起建(构)筑物的不均匀沉降是造成黄土地区工程事故的主要原因.设计时首先要判断其是否具有湿陷性,再考虑如何进行地基处理。我国湿陷性黄土广泛分布在甘肃、陕西、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东,河北、河南、山西、宁夏、青海和新疆等地。2.膨胀土膨胀土(Expansive Soil)是指士的粘性成分主要是由亲水性粘土矿物组成的粘性土,是一种吸水膨胀和失水收缩,具有较大的胀缩变形性能、且反复变形的高塑性粘土。我国膨胀土分布在广西、云南,湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、陕西、江苏、贵州和广东等省。利用膨胀土作为建筑物地基时,必须进行地基处理。(2)特殊土地基类别3.红粘土在亚热带温湿气候条件下,石灰岩和白云岩等碳酸盐类岩石经风化作用所形成的褐红色粘性土,称为红粘土(Red Clay)。红粘土通常是较好的地基土,但由于下卧岩层面起伏变化,以及基岩的溶沟、溶槽等部位常常存在软弱土层,致使地基土层厚度及强度分布不均匀,此时容易引起地基的不均匀变形。4.冻土当温度低于0℃时,土中液态水冻结成冰并胶结土粒而形成的一种特殊土,称为冻土。冻土按冻结持续时间又分为季节性冻土和多年冻土。季节性冻土(Seasonally Frozen Gound)是指冬季冻结,夏季融化的土层。冻结状态持续三年以上的土层称为多年冻土或冻土(Perinafrost)。季节性冻土在我国东北、华北和西北广大地区均有分布,因其呈周期性的冻结和融化,对地基的稳定性影响较大。例如,冻土区地基因冻胀而隆起。可能导致基础被抬起、开裂及变形,而融化又使地基沉降,再加上建筑物下面各处地基土冻融程度不均匀,往往造成建筑物的严重破坏。5、岩溶岩溶(或称喀斯特Karst)出现在碳酸盐类岩石地区,其基本特征为地基主要受力层范围内受水的化学和机械作用而形成溶洞、溶沟、溶槽、落水洞以及土洞。岩溶地基主要面临地基变形陷落等问题。我国岩溶地基主要分布与贵州与广西两省。(3)特殊土地基的特性①湿陷性黄土的浸水湿陷性。②吸水膨胀和失水收缩,具有较大的胀缩变形性能、且反复变形。③周期性的冻结和融化,对地基的稳定性影响较大。因冻胀而隆起,可能导致基础被抬起、开裂及变形,而融化又使地基沉降。二、地基处理的目的(1).改善剪切特性(强度)增加地基土的抗剪强度,保证地基土在上部结构的自重及外荷载作用下不会产生局部或整体剪切破坏。(2)改善压缩特性提高地基土的压缩模量,保证地基土在上部结构的自重及外荷载的作用下不产生过大的沉降,特别是超过建筑物所能容许的不均匀的沉降。(3).改善地基土的动力特性改善振动特性,保真地基土(饱和松散粉细砂和部分粉土)在动力荷载(如地震荷载)作用下不发生液化、 失稳和震陷等灾害。(4).改善透水特性改变地基土的透水性,以保真地基土的地下水不会由于施工而造成渗漏量或动水压力超过容许值,发生涌土、流砂、边坡滑边等事故。(5).改善特殊土地的不良地基特性消除湿陷性黄土、膨胀土、内陆性盐渍土等特殊土上不良地基特性,保证建筑物不会由于不良土性而发生损坏。1.4 地基处理方法的分类地基处理方法的分类有很多种,可以从地基处理的原理,地基处理的目的、地基处理的性质、地基处理的时效和动机等不同角度进行分类。其中最本质的是根据地基处理的原理(作用机理)进行分类,见表1—1(p6)。1.4 地基处理方法的分类应该指出,对地基处理方法进行严格分类是十分困难的。不少方法具有几种不同的作用。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用;石灰桩具有又挤密土体又吸水的作用,吸水后又进一步挤密土体等。此外,还有一些地基处理方法的加固机理和计算方法目前尚不十分明确,有待进一步探讨。由于地基处理方法不断地发展,其功能不断地扩大,也使分类变得更加困难。托换技术(或称基础托换)(Underpinning)是指解决对原有建筑物的地基需要处理和基础需要加固或改建等问题,解决在原有建筑物基础下需要修建地下工程以及邻近建造新工程而影响到原有建筑物的安全等问题的技术总称.托换技术是一种建筑技术难度较大、费用较高、工期较长和责任性较强的特殊施工方法。它需要应用各种地基处理方法。1.5.设计前的调查研究内容与地基处理方案选择一.调查研究内容对建造在软弱地基上数工程进行设计以前,必须首先进行相关调查研究,主要内容如下:结构条件(主要考虑沉降对结构受力的影响)地基条件(需处理土层性质及位置)环境条件(环境保护,建筑、人、自然环境)施工条件(各种处理方法所需的基本条件)主要有施工场地条件、工期、原材料等。1.5.设计前的调查研究内容与地基处理方案选择一.调查研究内容(一) (上部)结构条件建造物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求;荷载大小、分布和种类;基础类型、布置和埋深;基底压力、天然地基承载力、地基稳定安全系数和变形容许值等。(二) 地基条件建筑物场地所处的地形及地质成因、地基成层情况;软弱土层厚度、不均匀性和分布范围;持力层位置的状况;地下水情况及地基土的物理和力学性质等。各种软弱地基的性状各不相同,现场地质条件随着场地的不同也是多变的,即使是同一种土质条件,也可能有多种地基处理方案。如果根据软弱土层厚度确定地基处理方案,当软弱土层较薄时,可采用简单的浅层加固办法,如换土垫层法;当软弱土层较厚时,则可以按被加固土的特性和地下水的高低而采用排水固结法:挤密桩法、振冲法或强夯法.一.调查研究内容如遇砂性土地基,若主要考虑解决砂土的液化问题,一般可采用强夯法、振冲法、挤密桩法或灌浆法。如遇淤泥质土地基,由于其透水性差.一般应采用竖向排水井和堆载预压法、真空预压法、土工聚合物等;而面对采用各种深层密实法处理淤泥质土地基时要慎重对待.(三) 环境影响.在地基处理拖工中应该考虑场地环境的影响。如采用强夯法和砂桩挤密法等施工时,振动和噪音会对邻近建筑物和居民产生影响和干扰;采用堆裁预压法时,将会有大量的土方运进输出,既要有堆放场地,又不能妨碍交通;采用真空预压法或降水预压法时,往往会使邻近建筑物的地基产生附加沉降;采用石灰桩或灌浆法时,有时会污染周围环境。总之,施工时对场地的环境影响也不是绝对的,应慎重对待,妥善处理。一.调查研究内容(四) 施工条件1.用地条件。如果施工时占地较多,则对工程施工较为方便,但有时却会影响经济造价。2.工期。从施工角度来讲,工期不宜太紧,这样可以有条件地选择缓慢加荷的堆载预压法等方法,且施工期间的地基稳定性会增大。但有时工程要求缩短工期,早日完工投入使用,这样就限制了某些地基处理方法的采用.3.工程用料。尽可能就地取材,如当地产砂,就应该考虑采用砂垫层或挤密砂桩等方法的可能性;如有石料供应,就应考虑碎石垫层和碎石桩等方法。4.其它条件。如当地某些地基处理的施工机械的有无、施工的难易程度,施工管理质量控制、管理水平和工程造价等因索也是采用何种地基处理方法的关键因素。1.5.设计前的调查研究内容与地基处理方案选择二、 地基处理方案选择1、选择原则A.各种方法均有其适用范围,各有优点与局限性(见P10-11表1-2);B.选择地基处理方法应综合考虑地基条件、加固要求、工程进度、工程造价、材料及机具等各方面因素;C.选择的方法应注意环境保护(地下水的污染、振动、噪音等)(见P15表1-3 )。1.5.设计前的调查研究内容与地基处理方案选择3、地基处理设计程序1.6.地基处理工程施工与效果检验等一、基本要求施工人员必须掌握施工方法,并了解地基处理方法的原理、技术标准与质量要求;施工中应进行实时监理; 完工后必须进行质量检测。应引起注意的是,有时虽然采用了较好了的地基处理方法,但由于施工管理不善,如施工时对粘性土结构的扰动,或由于机械行走路线的不合理,使地基加固产生不均匀等情况,也就丧失了采用良好处理方法的优越性。在施工中对处理方法的各个环节的质量标准要求应该严格掌握,如换土垫层法、填土压实时最大干重度和最优含水量的要求;堆载预压的填土速率和边桩位移的控制,碎石桩的填料量、密实电流和留振时间的控制等。地基基础工程量ppt:这是地基基础工程量ppt,包括了预制钢筋混凝土方桩,预应力钢筋混凝土管桩,沉管灌注桩,钻(冲)孔灌注桩,人工挖孔桩等内容,欢迎点击下载。
地基沉降ppt:这是地基沉降ppt,包括了土的压缩特性,地基最终沉降量的计算,单向固结理论,固结沉降随时间变化的预测,与固结相关的施工方法等内容,欢迎点击下载。
地基基础工程ppt:这是地基基础工程ppt,包括了土力学、地基与基础的概念,与地基基础有关的工程问题,本课程的内容和学习建议,学科的发展简况等内容,欢迎点击下载。