四 川 建 筑 职 业 技 术 学 院
授 课 教 案
班级名称 日期/地点 周次/星期 上课节次 课时章节或 授课题目 课程思政主题 9. 地基处理 1、基础不牢、地动山摇的质量安全意识； 2、基建大国、超级工程筑起爱国情怀； 3、创造出世界一枝独秀的工程建设奇迹。 知 识目 标 掌握地基处理的一些基本概念与基本原理 教 学 目 标 能 力 目 标 素 质 目 标 熟悉换填法的作用及适用范围、垫层的设计计 算方法与步骤、垫层的施工要点、质量检测的方法。 1、培养学生对我国土木工程发展成就的自豪感。 2、培养学生初步具备辩证思维的能力； 3、培养学生分析、归纳和总结的能力。 预 习 要 点 或 题 目 1、.收集地基处理相关资料，了解其发展历程； 2、.收集换填法的相关资料。 教学方法 学生课前自行收集资料并思考问题，训练学生获取信息和独立思考的能力。 教学方法及 课程思政设计 教学时间 40min 教 学 设 计 授 课 提 纲 及 重 难 点 分 析 一、地基处理 1、.教学方法设计： １、地基处理的目的 1）统讲：地①改善剪切特性。 地基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性，基处理的基取决于地基土的抗 剪强度。 因此，为了防止剪切破坏以及减轻土压力，本概念与原需要采取一定的措施以增加地基土的抗 剪强度。 理； ②改善压缩特性。 需要研究采用何种措施以提高地基土的压缩模量，2）细讲：换填法。 借以减少地基土 的沉降。 3）案例分③改善透水特性。 由于在地下水的运动中所出现的问题，因此，需析：通过一些要研究采取某种措施 使地基土变成不透水或减轻其水压力。 案例，了解地④改善动力特性。 地震时，饱和松散粉细砂将会产生液化，因此，基处理出现需 要研究采取某种措施防止地基土液化，并改善其振动特性以提高地基的质量安全保存部门 保存期限 年
编码：SCJY-RC-JW-35B-200405 编号： 教 学 设 计 问题。 ⑤改善特殊土的不良地基特性。 主要是消除或减少黄土的湿陷性和 膨胀土的胀缩性等 特殊土的不良地基的特性。 2、地基处理的对象 地基处理的对象包括软弱地基与不良地基两种。 1）软弱地基：在地表下相当深范围内为软弱土。 （1）软弱土的特性 软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土和杂填土。 这类土的工程特性 为压缩性高、抗剪强度低，通常很难满足地基承载力和变形的要求，不能 作为永久性大型建筑物的天然地基。 淤泥和与淤泥质土具有下列特性： ①天然含水量高。 这类土的天然含水量很高，大于土的液限，呈流 塑状态。 2、课程思政②孔隙比大。 这类土的孔隙比 е≥1.0，即土中孔隙的体积等于或设计： 大于固体的体积。 其 中 е≥1.5的土称为淤泥，1.0≤е＜1.5的土称为1）统讲：基建大国、超级淤泥质土。 ③压缩性高。 这类土的压缩性很高，一般压缩系数为0.7-1.5MPa-1，工程涉及的地基处理。 属高压缩性土；最 差的淤泥可达4.5MPa-1 ，属超高压缩性土。 2）细讲：万④渗透性差。 这类土的固体直径小，渗透系数也小，这类地基的沉丈高楼从地降可能会持续几年或 几十年才能稳定。 起、一砖一瓦⑤具有结构性。 这类土一旦受到扰动，其絮状结构受到破坏，土的皆根基。 强度显著降低，灵敏 度大（通常大于 4） （2）软弱土的分布 淤泥和淤泥质土比较广泛地分布在上海、天津、宁波、连云港、广州、 厦门等沿海地区，以 及昆明、武汉内陆平原和山区。 的抗震性能。 冲填土分布在我国长江、黄浦江、珠江两岸等地区，是在整治和疏通江河航道时，用挖泥船通过泥浆泵将泥砂夹大量水分吹到江河两岸而形成的沉积土。 杂填土是指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。 杂填土的分布最广，成因没有规律，组成的物质杂乱，结构松散，分布极不均匀。 2）不良地基 不良地基包括饱和松散粉细砂、湿陷性黄土、膨胀土和季节性冻土、泥炭土、岩溶与土洞 地基、山区地基等特殊土，都需要进行地基处理。 3、地基处理方法及其分类 地基处理的方法分类多种多样，按处理深度可分为浅层处理和深层处理；按时间可分为 临时处理和永久处理；按土的性质可分为砂性土处理 保存部门 保存期限 年 编码：SCJY-RC-JW-35B-200405 编号： 和黏性土处理；按地基处理的作用机理 大致可分为：土质改良；土的置换；土的补强。 地基处理的基本方法有置换、夯实、挤密、排水、加筋、热学等。 常用地基处理方法表 4、地基处理的原则 ①选用方案应与工程的规模、特点和当地土的类别相适应。 ②处理后土的加固深度要足够。 ③满足上部结构的要求。 ④有能使用的材料。 ⑤有能选用的机械设备，操作人员能掌握加固原理与技术。 ⑥考虑周围环境因素和邻近建筑的安全。 ⑦考虑施工工期的要求，应留有余地。 ⑧有专业技术施工队伍的素质。 ⑨要进行施工技术条件与经济技术比较，尽量节省材料与资金。 保存部门 保存期限 年 编码：SCJY-RC-JW-35B-200405 编号： 二、换填法 1、换填法的作用及适用范围 换填法：是将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖除，然后回填砂、碎石、灰土或素土 等强度较大的材料，分层夯压密实后作为地基垫层，也称换土垫层法。 按回填材料的不同可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层和素土垫层等。 1）换土垫层的作用 ①提高地基的承载力。 挖除了原来的软弱土质，换填了强度高、压缩性低的砂石垫层， 可以提高地基的承载力。 ②减少地基沉降量。 通过砂石垫层的应力扩散作用，减小了垫层下天然软弱土层所受 附加压力，因而减小了地基的沉降量。 ③加速软弱土层的排水固结。 砂、石垫层透水性大，软弱土层受压力后，砂、石垫层作为良好的排水面，使孔隙水压力迅速消散，从而加速了软土固结过程。 ④防止冻胀和消除膨胀土地基的胀缩作用。 由于砂、石等粗颗粒材料的孔隙大，不会出 现毛细管现象，因此用砂石垫层可以防止水的集聚而产生的冻胀。 在膨胀土地基上用砂石垫层代替部分或全部膨胀土，可以有效地避免土的胀缩作用。 2）换土垫层的适用范围：换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等的浅层 处理。 换土垫层法多用于多层或低层建筑的条形基础或独立基础的情况，换土的宽度与深度 有限，既经济又安全。 特别指出的是，砂垫层不宜用于处理湿陷性黄土地基，因为砂垫层较 大的透水性反而易引起黄土的湿陷。 用素土或灰土垫层处理湿陷性黄土地基，可消除1-3ｍ厚黄土的湿陷性。 2、砂垫层的设计与计算 1）砂垫层的厚度：用一定厚度的砂垫层置换软弱土层后，上部荷载通过砂垫层按一定扩散角传递到下卧土层顶面上的全部压力，不应超过下卧土层的容许承载力。 40min 保存部门 保存期限 年
编码：SCJY-RC-JW-35B-200405 编号： 压力扩散角 2）砂垫层的宽度：应满足两方面要求：一是满足应力扩散要求；二是防止侧面土的挤出。 目前 常用地区经验确定，或依下式计算： 特别提示：当 ｚ／ｂ＜0.25时，取 θ ＝０°；当0.25＜ｚ／ｂ＜0.5时，θ 可由内插值法求得。 垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于300m，或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡。 3、砂垫层的施工要点 砂垫层的施工要点如下： ①砂垫层所用材料必须具有良好的压实性，宜釆用中砂、粗砂、砾砂、碎石等粒料。 ②在地下水位以下施工时，应釆用排水或降低地下水位的措施，使基坑保持无积水状态。 ③砂和砂石垫层底面宜铺设在同一标高处，若深度不同，基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序进行垫层施工，搭接处应夯压密实。 ④砂垫层的施工方法可釆用碾压法、振动法、夯实法等多种方法。 施工时应分层铺筑， 在下层密实度经检验达到质检标准后，方可进行上层施工。 ⑤人工级配的砂石地基，应将砂石拌和均匀后，再进行铺填捣实。 4、换填法施工质量控制 垫层质量可用标准贯入试验、静力触探、动力触探和环刀取样法检测。 对垫层的总体质量验收也可通过载荷试验进行。 保存部门 保存期限 年
编码：SCJY-RC-JW-35B-200405 编号： 对粉质黏土、灰土、粉煤灰和砂石垫层的分层施工质量检验，可用环刀法、贯入仪、静力 触探、轻型动力触探或标准贯入试验检验；对砂石、矿渣垫层，可用重型动力触探检验。 采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时，每分层检验点的间距应小于４ｍ。 工程质量验收可通过荷载试验进行，在有充分试验依据时，也可采用标准贯入试验或静 力触探试验。 小结 1、在软弱地基上建造工程，可能会出现的问题主要有：沉降或差异沉降大、地基沉降范围大、地基剪切破坏、承载力不足、地基液化、地基渗漏、管涌等。 地基处理的措施主要包括：改善地基土剪切特性、改善地基土压缩特性、改善地基土透 水特性、改善地基土动力特性、改善特殊土的不良地基特性。 2、地基处理的方法分类：按处理深度可分为浅层处理和深层处理；按时间可分为临时 处理和永久处理；按土的性质可分为砂性土处理和黏性土处理；按加固机理分为置换、夯实、 挤密、排水、加筋、热学等。 3、换填法是将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖除，然后回填砂、碎石、灰土或素土 等强度较大的材料，分层夯压密实后作为地基垫层，也称换土垫层法。 按回填材料的不同可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层和素土垫层等。 作业布置（预习、思考题、练习题、看参考资料等） １．试述地基处理的目的及其一般程序与方法。 教学方法 教学时间 问题驱动法 10min ２．试述换填法的处理原理、适用范围。 如何计算垫层宽度和厚度？ 垫层的施工质量关键问题是什么？ 1、课程的宣传口号是：“千里之行始于足下、万丈高楼重在基础”。 2、“基础不牢、地动山摇”，由于地基与基础属于隐蔽工程，其勘察、设计和施工质量的好教 学 反 思 坏直接影响建筑物的安全，一旦发生质量事故，其补救和处理往往比上部结构困难得多，有时甚至是不可弥补的， 因此，必须重视地基与基础在整个建筑物中的重要性。 3、本课程理论性、实践性都较强，需要授课教师具备较高的理论知识与实践经验，引导学生循序渐进的学习。 4、学生从感性认识到理性认识的提升，可显著提升其获得感，激发其学习热情。 保存部门 保存期限 年 编码：SCJY-RC-JW-35B-200405 编号：
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