工程地质学 - 地基工程地质问题

第七章 地基工程地质问题

第一节 岩质地基工程地质问题

一、变形问题

?岩石强度??结构面的影响1、影响变形的因素：??风化作用?地下洞穴?

?弹性模量：E＝p(1??2)b?/w2、变形量的计算：??变形量：s??h/E

p——压力 b——宽度

?——承压板形状和钢度系数 w——变形（载荷试验） ?——应力

h——深度（地基厚度） 二、强度问题

?脆性张裂破坏（脆性硬岩）?1、岩石破坏类型：?剪切破坏（硬岩）?剪切塑性破坏（软岩）?

2、结构面的剪切破坏：???ntg??c

?岩石强度?3、影响强度的因素：?结构面影响?风化作用?容许承载力

O f o P

容许变形SO

?载荷试验：由S0确定f0?W ?岩石强度??4、地基承载力的确定方法： ???经验参数岩体类型表7－3?取岩石强度的1／4????风化程度?????

??清除?风化破碎带??灌浆??裂隙发育岩体?灌浆??三、不良岩质地基加固处理方法：?结构面控制的岩体?锚固?断层破碎带?地基开挖回填，周围灌浆加固??地下洞穴?填塞加固???

第二节 土质地基的工程地质问题

一、地基变形概念：

基础：建筑物下部直接与岩、土层接触的部份。

地基：基础下面因建筑物荷载引起天然应力改变的那一部分岩层或土层。

物荷载作用下产生的压密变形和剪切变形?变形：地基在上覆建筑?（如剪出等）。?强度时产生的失稳现象?地基??破坏：地基变形超过破坏。?允许值时产生的建筑物?? ?（如变形过大等）。?? 二、土质地基变形破坏的基本类型：

?填筑路基夯实不够?大。如软土?地基土强度低、压缩量?1、地基不均匀沉降和变形过大，主要有：?膨胀土的胀缩变形?黄土的湿陷性变形??厚?不均质土或风化层不等

沉和剪切挤出。?地基强度不够，出现下2、地基的滑移挤出，主要有：?现滑移和剪切挤出。?有倾斜的软弱夹层，出 （产生破坏建筑物的变形）

3、土质地基的剪切破坏：

?

?3

A

?

?1

B

? M

?3

（1）破坏原理：在剪应力超过抗剪强度的面上剪切破坏。

（2）整体剪切破坏：整体剪切破坏：(硬性土地基)

地基内破坏点连通成剪切滑动面，地基沿滑动面剪出,地表土体隆起 （3）局部剪切破坏:(软性地基)

地基土在荷载增大情况下,破坏区却限制在一定范围,不形成延伸至地面的

连续破裂面,地表土体仅略微隆起. （4）剪冲破坏:(特软地基)

地基垂直下沉,两侧地面不发生土体隆起,地基土沿地基两侧发生垂直剪切

破坏.

（5）剪切破坏检算：

第三节 地基承载力

一、地基承载力的基本概念：

地基承载力：单位面积上地基能承受的极限荷载。

允许承载力：保证建筑物安全的规定地基承载力。（一般在弹性变形内） 二、地基承载力的确定方法

（一）现场试验（又叫原位试验）

1、载荷试验：（有平板载荷试验和螺旋板载荷试验，这里指平板载荷试验）

在与基础刚度近似的圆形或方形承压板上逐级加荷，待基本稳定后再加下一级荷载，直到地基破坏。由每一级荷载及其沉降量作出荷载——沉降曲线。由直线段的比例界线点所对应的荷载P0作为地基容许荷载。

2、静力触探：（有圆锥静力触探和孔压静力触探）——不能用于碎石土、卵石土。将特制的金属圆锥型探头连续压入土层，由于土的阻力使探头受压，探头内部的压力传感器测出土层对探头的比贯入阻力Ps，再用地区经验公式求出地基容许承载力。（现在压力传感器的电讯号已可被自动记录和自动绘成曲线）。

3、旁压试验

将圆柱型旁压器竖直放入土中，利用水或氮气逐级向旁压器探测段的中空硬橡胶皮或加筋和胶膜加压，使其向旁扩张，对周围土体均匀加压。测出压力与径向变形的关系，得地基在水平方向的应力——应变曲线。

（二）理论公式计算

1、临塑荷载法：采用塑性变形最大深度小于基础宽度的1／4时所对应的临界应

力为容许承载力。

2、极限荷载法：用极限荷载应力除以安全系数作为地基容许承载力。

1fu?Nc?c?Ndd?r0?Nb?r?b2极限荷载应力：

（Nc、Nd、Nb——承载力系数（查表））

（三）查表法：（地基物理指标与承载力之间关系的经验法）

1、基本承载力（f0）：——根据地基情况查表得——适用于基础h<3m, b<2m

的地基。

2、容许承载力（f）：f?f0?k1r1(b?2)?k2r2(h?3)

第四节 地基处理问题

一、各种地基地质条件适用的基础类型

（一）基础主要类型：

?浅基础：h?5~10m1、按埋置深度化分：??深基础：h?10m

?砖基础??毛石基础??灰土基础2、按基础材料化分：??三合土基础?混凝土基础???钢筋混凝土基础

?条形基础?柱式?独立基础?又分为薄壳式、杯式、3、浅基础又可按基础构造划分为：??筏板基础?又分为平板式、梁板式?箱形基础?

4、深基础进一步划分：

?桩基：又分为钻孔桩、挖孔桩??靠自重下沉到深部持力层。?沉井：?地下连续墙：地表下挖槽，设置钢筋笼，灌筑混凝土，形成墙?

5、按基础受力性质分为：

混凝土、三合土基础）?抗压，但不抗拉、抗剪?刚性基础：（砖、石、?土基础）?抗压、抗拉、抗剪?柔性基础：（钢筋混凝 （二）基础类型的选择（土地基） 1、一般土地基的基础类型选择

???上部荷载小：刚性基础?均质硬土：???上部荷载大：独立基础??均质软土：箱形基础、桩基（含承台）??上层厚度＜2m：挖去软土层?上层软土、下层硬土：??箱形基或桩基?上层厚度＞2m：筏板桩、高层建筑用???低层建筑：刚性基础?上层硬土、下层软土：??基?高层建筑：桩基、箱形??持力层浅：筏板基础?多层软、硬相间土层：???持力层深：桩基? 2、特殊土地基基础类型选择：

?筏板基础?小型建筑：柔性基础、湿陷性黄土地基：???大型建筑：桩基??桩基，筏板加桩基复合型基础?软土地基：箱形基础和?柔性基础?弱膨胀土：埋深较大的?膨胀土：??桩基（要穿过膨胀土层）?强膨胀土：箱形基础，?

二、软弱地基处理措施

0.5~3m之间。?换填土法：换填厚度为?井排水（用于软土）。?堆载预压法：预压加砂?重锤夯实法：15－30kN的重锤，升高2~4m，自由下落夯实。?80~400kN的重锤，升高8~40m，自由下落夯实。?强夯法：?化学加固法：钻孔灌浆加固：只能用于渗透性好的粉土、砂土。??旋喷、定向喷射、摆动喷射。?高压喷射注浆法：高压???挖孔桩??桩基和沉井??钻孔桩???阀门桩???