第一节 地基
地基:支撑基础的土体或岩体。
一、分类
1天然地基:基础未经加固而直接在上面建造房屋,是工业与民用建筑
中常用的一种基础类型。 特点,施工简单,造价低廉
2人工地基:由于天然地基不很坚固,需先进行人工处理,如更换垫层
等,然后再在上面建筑构筑物。特点,地基施工复杂,造价相对较高。 二、常见不良地基的类型
1湿陷性黄土地基:
由于覆盖土层自身重力和建筑物附加应力综合作用下,受水侵湿后土的结构迅速破坏,并且发生显著的附加下沉,其强度也随之迅速下降的黄土。黄土浸湿陷落而引起建筑物不均匀沉降是造成黄土地基事故的主要原因。由于大面积地下水位上升,部分湿陷性黄土饱和度达到80%以上,黄土湿陷性消除,转变为低承载力和高压缩性土。
2膨胀土地基:
吸水膨胀,失水收缩,具有较大往复胀缩变形的高塑性粘土。
3泥炭土地基:
凡有机质含量超过60%的土称为泥炭土。泥炭土是在沼泽和湿地中生长的苔藓、树木等植物分解而形成的有机质土,呈黑色或暗褐色,具有纤维状疏松结构,为高压缩性土,具有含水量高、压缩性大、不均匀等特点
4多年冻土地基:
在高寒地区,温度连续三年或三年以上保持在≤0℃,并含有冰
的土层,称为多年冻土。多年冻土的强度和变形有其特殊性。例如,冻土中既有固态冰又有液态水,在长期荷载作用下具有流变性
5岩溶与土洞地基
岩溶又称 “喀斯特”,它是可溶性岩石,如石灰岩、岩盐等长期被水溶蚀而形成的溶洞、溶沟、裂缝,以及由于溶洞的顶板塌落,使地表发生塌陷等现象和作用的总称。土洞是岩溶地区上覆土层,被地下水冲蚀或潜蚀所形成的洞穴。这种地基对结构影响较大,可能造成地面变形、地基陷落,发生水的渗漏和涌水现象
6山区地基
山区地基的地质条件复杂,主要为地基的不均匀性和场地的不稳定性。
7饱和粉细砂与粉土地基
这种地基在静载作用下强度较高,但在机器振动、车辆荷载、地震作用下可能发生液化或震陷变形,地基因此而丧失承载力,发生倾斜倒塌、墙体开裂等事故
8盐渍土地基
含盐量超过0?3%的土称为盐渍土,这种土中的盐遇水溶解,物理和力学性能均发生变化,强度降低,从而发生地基陷落
9软弱土地基
1软粘土地基,软粘土是软弱粘性土的简称,特性是含水量高、孔隙比大,压缩性高,渗透性差,具有结构性,施工时扰动结构,则强度降低。
2杂填土地基 杂填土是人类活动所形成的堆积物,由大量垃圾、工业废料或生活垃圾组成,其成分复杂,性质也不尽相同,且无规律性,结构松散,分布无规律,极不均匀
3冲填土地基 冲填土是疏浚江河时,用挖泥船的泥浆泵将河底的泥砂用水力冲填至岸上形成的土,含粘土颗粒多的冲填土往往是强度低、压缩性高的欠固结土。以粉土或粉细砂为主的冲填土容易产生液化
三、地基本质分类是根据处理原理进行分类
1灰土地基:
灰土地基是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去,用一定比例的石灰与土,在最优含水量情况下,充分拌合,分层回填夯实或压实而成。灰土垫层具有一定的强度、水稳定性和抗渗性,施工工艺简单,取材容易,费用较低,是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。适于加固深1~4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等,还可用作结构的辅助防渗层
2砂和砂石地基:
砂和砂石地基是用砂石通过一定比例级配,作为一种地基垫层的方法,应用范围比较广泛。由于砂、石颗粒大,可防止地下水因毛细作用(室内潮湿。建房时在地基上面铺油毡,就是为了防止毛细现象造成的潮湿)上升,地基不受冻结的影响,能在施工期间完成沉陷;用机械或人工都可使垫层密实,具有施工工艺简单,可缩短工期,降低造价等特点。适于处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基;不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基
3土工合成材料地基:
以人工合成的聚合物(如塑料、化纤、合成橡胶等)为原料,制
成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各种土体之间,发挥加强或保护土体的作用。
4粉煤灰基地
粉煤灰地基是以粉煤灰为垫层的地基
近年来,随着燃煤发电厂排放出越来越多的燃烧废料———粉煤灰
特点:作为处理各种软弱土层的换填材料,经夯实后形成的地基,它具有承载力和变形模量较大,环境保护优点。
5强夯地基:
强夯法是1969年法国Menard技术公司首创的一种崭新的地基加固方法。它用巨锤、高落距,对地基施加强大的冲击能,强制压实地基。
我国 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-1991 )认为,强夯法适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。
6注浆地基:
注浆法处理地基始于1802年,是指用液压、气压或电化学原理通过注浆管把浆液均匀地注入到地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式,将土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气赶走。经过一定方法处理后浆液将原来松散的颗粒胶凝成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水防渗性能高的和化学稳定性好的结石体
7预压地基:
预压地基就是在建筑物施工前,对建筑地基进行预压,使土体中的水通过砂井或塑料排水带排出,产生固结,同时孔隙比减小,
抗剪强度相应提高,能承受更大的荷载。其形成方法有两种:加载预压法和真空预压法,它们的地基处理深度可分别达到10m和15m 左右
8振冲地基:
利用振动器水冲成孔,填以砂石骨料,借振冲器的水平及垂直振动,振密填料,形成碎石桩体与原地基构成复合地基以提高地基承载力的地基。
在砂性土中,振冲起密实作用,故称为振冲密实地基 在粘性土中,振冲主要起置换作用,故称为振冲置换地基。
9高压喷射注浆地基
高压喷射地基是将带有特殊喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置
后,用高压设备以20~40MPa的压力把浆液或水喷射出来,形成高压冲击破坏土体,形成预定形状的空间,并与土体混合,形成比较均匀高强的加固体,从而达到加固地基的目的。
10水泥土搅拌桩地基
水泥土搅拌地基加固软 (粘)土地基是利用水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深部就地将软土和水泥浆强制拌合,使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土,从而提高地基强度和增大变形模量。这些加固体与天然地基形成复合地基,共同承担建筑物的荷载 11土和灰土挤密桩复合地基
土和灰土挤密桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔,然后向孔内夯填素土或灰土成桩。
12水泥粉煤灰碎石桩符合地基