地基处理技术教案

重庆交通大学教案编号：1课时安排：1学时教学课型：理论课题目：第1章绪论§1.1地基处理的目的和意义§1.2地基处理方法的分类及应用范围§1.3地基处理的方法的选用原则§1.4地基处理工程的施工管理教学目的要求：1）熟悉地基处理的目的和意义2）掌握岩土工程中经常遇到的软弱土和不良土种类3）掌握换填垫层法、振冲挤密法、排水固结法、置换法、加筋法、胶结法和冷热处理法等地基处理方法及其适用范围。4）熟悉地基处理方法选用原则、地基处理工程的施工管理和效果检验5）了解地基处理技术的最新发展方向教学内容：重点：地基处理是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性，提高地基土的抗剪强度，降低地基土的压缩性，改善地基土的透水特性和地基的动力特性以及特殊土的不良地基特性。岩土工程中经常遇到的软弱土和不良土种类：软粘土、人工填土、部分砂土和粉土、湿陷性土、有机质土和泥炭土、膨胀土、多年冻土、盐渍土、岩溶、土洞、山区地基以及垃圾填埋地基等。掌握换填垫层法、振冲挤密法、排水固结法、置换法、加筋法、胶结法和冷热处理法等地基处理方法及其适用范围。选用地基处理方法要力求做到安全适用、确保质量、经济合理、技术先进。对于选定的地基处理方案，在设计完成之后，必须严格施工管理，否则会尚失良好处理方案的优越性。教学方式、手段、媒介：1）借助多媒体课件教学，图文并茂，增加感性认识2）分散难点、疑点，后续各章及课程设计中逐步理解及掌握板书设计：参见多媒体教案。讨论、思考题、作业：见教材p16参考书目：1）龚晓南·地基处理新技术·西安·陕西科学技术出版社，19972)地基处理手册编写委员会·地基处理手册·北京·中国建筑工业出版社，20003)叶书麟·地基处理·北京·中国建筑工业出版社，1988编号：2课时安排：1学时教学课型：理论课题目：第2章地基处理监测与检验方法教学目的要求：1）熟悉地基处理现场监测与质量检验的目的2）熟悉地基处理现场监测与质量检验的内容与方法教学内容：地基处理现场监测和质量检验测试是地基处理工程的重要环节，对地基处理的效果检验,应在地基处理施工结束后，经过一定时间休止恢复后再进行。因为地基加固后有一个时效作用，复合地基的强度和模量的提高往往需要一定的时间。熟悉地基处理现场监测与质量检验的目的：(1)为工程设计提供依据；(2)作为大面积施工的控制和指导；(3)为地基处理工程验收提供依据；(4)为理论研究提供实验依据。熟悉地基处理现场监测与质量检验的内容与方法。主要包括以下几个方面：(1)地基与桩体强度：包括单桩和复合地基静载荷试验、标准贯入试验、静力触探与动力触探试验、桩身高应变检测、钻芯法等；(2)地基变形：包括地基沉降与水平位移测试；(3)应力监测：包括土压力和孔隙水压力测试；(4)桩身完整性：采用桩身低应变检测和声波透射法测试；(5)动力特性：采用波速测试、地基刚度测试等。地基处理效果检验中，有时需要采用多种手段进行检验，以便综合评价地基处理效果。熟悉现场监测与质量检验应注意的问题。掌握地基水平位移及沉降观测方法，单桩竖向静载荷试验、天然地基载荷试验和复合地基载荷试验的试验方法及承载力确定方法。熟悉地基土应力测试、静力触探和动力触探在地基处理工程监测中的应用。教学方式、手段、媒介：1）引用工程实例，将地基处理现场监测与质量检验的重要性讲透彻2）借助多媒体功能，播放一些图片，使学生理解地基处理现场监测与质量检验的内容与方法板书设计：参见多媒体教案讨论、思考题、作业：思考题：1、地基处理现场监测与质量检验的目的？参考书目：同1。编号：3课时安排：2学时教学课型：理论课题目：第3章换填垫层法§3.1垫层的作用及适用范围；§3.2土的压实原理§3.3垫层设计；§3.4垫层的施工方法§3.5垫层法的质量检验教学目的要求：1）熟悉换填垫层法的定义、适用范围以及换填垫层的作用2)熟悉土的压实原理3)掌握换填垫层设计的内容4）熟悉垫层的施工方法和要点以及垫层施工完成后的质量检验教学内容：换填垫层的主要作用：（1）提高持力层的承载力；（2）减少沉降量；（3）加速软弱土层的排水固结；（4）防止冻胀；（5）消除膨胀土的胀缩作用。熟悉土的压实原理。在工程实践中，对垫层碾压质量的检验，要求能获得填土的最大干密度，其最大干密度可用室内击实试验确定。掌握换填垫层设计的内容：垫层厚度的确定，垫层宽度的确定，垫层承载力的确定，垫层沉降计算，垫层材料的选用。垫层施工按密实方法分类，可分为机械碾压法、重锤夯实法和平板振动法。应根据不同的换填材料选择施工机械。垫层质量检测主要有以下方法：对粉质粘土、灰土、粉煤灰和砂石垫层的施工质量检验可用环刀法、贯入仪法、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试验。并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质量。压实系数也可采用环刀法、灌砂法、灌水法或其他方法检验。教学方式、手段、媒介：1）精讲多练2）多媒体与黑板相结合，以便学生理解板书设计：参见多媒体教案，推导垫层计算及讲解例题时，可写黑板。讨论、思考题、作业：作业：习题2-1，见课件参考书目：见1。编号：5课时安排：2学时教学课型：理论课题目：第5章强夯法§5.1概述§5.2强夯法加固机理§5.3强夯法加固设计§5.4强夯法施工教学目的要求：1）熟悉强夯法与强夯置换法的概念、作用及适用范围。2）熟悉强夯法和强夯置换法的加固饱和黏性土及非饱和土的加固原理和微观机理。3）掌握强夯法和强夯置换法的设计内容。4）熟悉施工方法及质量检测方法。教学内容：重点：1）夯击能传递机理2）强夯法的加固机理：动力夯实、动力固结、动力置换3）强夯法的加固设计：加固深度及范围的估算、夯击能量的确定、夯点布置、夯点间距、夯击次数、夯击遍数、加固范围、间歇时间、起夯时间、起夯面、垫层4）强夯的施工：施工机具和设备、试夯＃难点：1）动力固结理论2）强夯单击、单位夯击能量、最佳夯击能量的区别？疑点：夯点的布置1）夯点间距2）夯击次数、夯击遍数的确定教学方式、手段、媒介：1）多找工程实例图片，借助多媒体设备，帮助学生理解。2）增加板书，引领学生动力固结理论。板书设计：1）动力固结理论的讲解用黑板。2）设计计算推导时多写黑板，让学生的思维跟上。3）多媒体教案的图挂在屏幕上（一边），且要求简单明了。讨论、思考题、作业：思考题：补充习题：见课件参考书目：同1。编号：6课时安排：2学时教学课型：理论课题目：第6章复合地基理论§6.1复合地基的定义与分类§6.2复合地基常用类型§6.3强夯法加固设计复合地基常用概念§6.4竖向增强体复合地基承载力计算§6.5水平向增强体复合地基承载力计算§6.6复合地基沉降计算方法教学目的要求：1）熟悉复合地基的定义及分类2）掌握复合地基基本特点3）掌握复合地基中几个基本概念4）掌握竖向增强体复合地基承载力的两种基本计算方法，熟悉水平向增强体复合地基承载力计算方法。5）掌握复合地基中加固区和加固区下卧层的沉降计算方法教学内容：重点：复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。复合地基基本特点：（1）加固区是由基体和增强体两部分组成，是非均质的和各向异性的。（2）在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。复合地基中几个基本概念：面积置换率、桩土应力比、桩土荷载分担比、复合模量加固区沉降计算方法主要包括复合模量法，应力修正法，桩身压缩量法；加固区下卧层顶面附加应力计算方法主要包括应力扩散法，等效实体法，改进的Geddes法。＃难点：竖向增强体复合地基承载力的两种基本计算方法，水平向增强体复合地基承载力计算方法。？疑点：加固区下卧层顶面附加应力计算方法教学方式、手段、媒介：1）借助多媒体课件，了解常见的复合地基形式及复合地基与桩基础的区别2）有条件时可组织学生到市内就近工程参观或看实例图片，增强学习兴趣板书设计：1）演算时多写黑板，让学生的思维跟上。2）多媒体教案的图挂在屏幕上（一边），且要求大而清楚。讨论、思考题、作业：作业：习题见课件参考书目：同1编号：9课时安排：2学时教学课型：理论课题目：第9章碎石桩§9.1概述§9.2碎石桩的适用范围及优点§9.2振冲碎石桩的加固机理§9.3振冲碎石桩的设计计算§9.4振冲碎石桩的施工教学目的要求：1）熟悉碎石桩法的概念、分类及适用范围2）熟悉碎石桩复合地基的加固原理。3）掌握碎石桩的设计方法4）掌握碎石桩的施工要点及质量检测方法。教学内容：重点：振冲碎石桩的加固机理分为振冲密实和振冲置换振冲密实(砂基）：一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，砂颗粒重新排列，孔隙减少，另一方面依靠振冲器的水平振动力，在加回填料情况下还通过填料使砂层挤压加密，所以这一方法称为振冲挤密法。振冲置换：在软弱粘性土地基中，主要通过桩体的置换和排水作用加速桩间土体的排水固结，并形成复合地基，提高地基的承载力和稳定性，改善地基土的力学力性能。1)置换作用（桩柱作用）2)垫层作用3)排水固结作用4)加筋作用一、振冲密实法设计计算1、加固范围，2、加固深度，3、孔位布置和间距，4、承载力和变形计算二、振冲置换法的设计计算振冲置换加固设计目前还处在半理论半经验状态，一些计算方法，如复合地基容许承载力计算方法、最终沉降量计算方法等都还不够成熟；某些设计参数也只能凭经验选定。因此，对重要工程或复杂的土质情况，必须在现场进行制桩试验。根据现场试验取得的资料修改设计，制订施工要求。1、加固范围，2、加固深度，3、孔位布置和间距，4、承载力和变形计算＃难点：1)振冲碎石桩的加固机理何时体现为振冲密实和振冲置换,2)碎石桩作为复合地基的计算？疑点：填料不同，地基加固的设计计算是否也不同，如砂桩和碎石桩的比较教学方式、手段、媒介：1）借助多媒体课件，了解振冲碎石桩的施工过程2）有条件时可组织学生到市内就近工程参观或看实例图片，增强学习兴趣板书设计：1）演算时多写黑板，让学生的思维跟上。2）多媒体教案的图挂在屏幕上（一边），且要求大而清楚。讨论、思考题、作业：讨论：碎石桩处理各种不同的地基，加固机理是否一致？参考书目：同1编号：7课时安排：2学时教学课型：理论课题目：第7章灰土挤密桩和土挤密桩§7.1概述§7.2加固机理§7.3设计计算§7.4施工§7.5质量检验教学目的要求：1）熟悉灰土挤密桩法和土挤密桩法的概念及适用范围2）熟悉灰土挤密桩法和土挤密桩法的挤密作用机理。3）掌握灰土挤密桩和土挤密桩的设计的内容4）掌握灰土挤密桩和土挤密桩的施工要点及质量检测方法教学内容：重点：土挤密桩和灰土挤密桩法大都是利用成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内土被挤向周围，使桩间土挤密，然后将素土（粘性土）或灰土分层填入桩孔内，并分层夯填密实至设计标高。前者称为土挤密桩法，后者称为灰土挤密桩法。加固机理：1）、土的侧向挤密作用2）、灰土性质作用3）、桩体作用4）、素土垫层作用其设计计算一般包括下述几方面：（1）桩孔直径选用；（2）桩孔间距设计；（3）布桩范围的确定；（4）桩长设计；（5）桩孔填料的选用。＃难点：加固机理，灰土挤密桩的适用范围？疑点：教学方式、手段、媒介：1）借助多媒体课件2）根据学生对复合地基理论和以前土力学知识的掌握情况，讲授内容可以区别对待板书设计：参见多媒体教案讨论、思考题、作业：参考书目：同1编号：11课时安排：3学时教学课型：理论课题目：第11章水泥土搅拌法§11.1概述§11.2深层搅拌法的加固机理§11.3深层搅拌法的桩身材料及物理力学性质§11.4水泥深层搅拌桩复合地基的设计§11.5深层搅拌法的施工要点§11.6深层搅拌法的工程实例教学目的要求：1）熟悉水泥土搅拌法的概念、分类和适用范围2）熟悉水泥土搅拌桩的加固原理，水泥土的固化原理：离子交换和团粒化作用、水泥的胶结和硬化、碳酸化作用；水泥系固化剂的固化原理以及水泥粉体喷射深层搅拌加固机理。