地基处理讲稿

第一篇：地基处理讲稿

地基处理 前言

地基处理的主要目的：提高软弱地基的强度，保证地基的稳定；降低软弱地基的压缩性，减少地基的沉降和不均匀沉降；防止地振时地基土的振动液化；消除特殊土的湿陷性，膨胀性和冻胀性。第一章 绪言

1.1 地基处理的含义

场地：工程建设所直接占有并直接使用用的有限面积的土地。地基：承托建筑物基础场地。

1.强度和稳定性;2.变形;3.渗漏;4.液化。基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构。地基处理（也称地基加固）：天然地基很软弱，不能满足地基承载力和变形的设计要求，需经人工处理后才能建造基础。1.2 地基处理的对向及其特性

地基处理的对向是软弱地基和特殊土地基 1.2.1 软弱地基

软弱地基主要由淤泥，淤泥质土，冲填土，杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。

1． 软土

软土是淤泥和淤泥质土的总称。它的特性是天然含水量高，天然孔隙比大，抗剪强度低，压缩系数高，渗透系数小。在外荷载作用下地基承载力低，地基变形大，不均匀变形也大。2． 冲填土

冲填土（吹填土）是在整治和疏通江河时，用挖泥船或泥浆泵把江河或港湾底部的泥砂用水力冲填形成。3． 杂填土

是覆盖在城市地表的人工杂物。4． 高压缩性土

饱和松散粉细砂包括部分粉土，在动力荷载重复作用下将产生液化；在基坑开挖时会产生管涌。1.2.2 特殊土地基

有地区性特点，包括软土，湿陷性黄土，膨胀土，红粘土和冻土等。1． 湿陷性黄土

在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并发生显著附加下沉的黄土称湿陷性黄土。2． 膨胀土

膨胀土是土中粘粒成分由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀软化和失水收缩开裂两种变形特性的粘性土。

裂隙发育是膨胀土的一个重要特征。3．红粘土

碳酸盐系出露区的岩石在气侯变化大和潮湿的环境下经风化作用，形成棕红、褐黄等色的高塑性粘土称红粘土。

4．节性冻土

冻土提指气侯在负温条件下，其中含有冰的各种土。季节性冻土是指该冻土在冬季节冻结，而夏季融化的土层

1.3 地基处理的目的 地基处理的目的是采取各种地基处理方法以改善地基条件。1.3.1 改善剪切特性

地基剪切破坏反映在地基土的剪切强度不足。1.3.2 改善压缩特性

地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和不均匀沉降,因此必须采取措施减少地基的沉降或不均匀沉降。1.3.3 改善透水特性

地基的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏;市政开挖工程中,因土层内常夹有薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。1.3.4 改善动力特性

地基的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂将会产生液化，为此需要采取措施防止地基土液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。1.3.5 改善特殊土的不良地基的特性

主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。1.4 地基处理方法分类

按时间分类：临时处理和永久处理 按处理深度：浅层处理和深层处理

按处理对象：砂性土处理和粘性土处理，饱和处理和非饱和处理

地基处理的基本方法：置换，夯实，挤密，排水，胶结，加筋和冷热处理等。

1.5 地基处理的方案选择 1.5.1 选择前调查研究

1.结构条件

建筑物的体型,刚度,结构受力体系,建筑物材料和使用要求;荷载大小,分布和种类;基础类型,布置和埋深;基底压力,天然地基承载力和变形容许值等.2.地基条件

地形及地质成因,地基成层状况;软弱土层厚度,不均匀性和分布范围;持力层位置及状况;地下水情况及地基土的物理和力学性质.各种软土地基的性状是不同的,现场地质条件随着场地的位置不同也是多变的.可能具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,当软弱土层厚度较薄时,可采用简单的浅层加固方法;反之可按加固土的的特性和地下水位高低采用排水固结法,水泥搅拌法等.如遇砂性土地基,若主要考虑解决砂土的液化问题,则一般可采用强夯法振冲法等.如遇软土层中夹有薄砂层,则一般不需设置竖向排水井,可直接采取堆载预压法;另外根据具体情况也可采用挤密桩法.如遇淤泥质土地基,由于其透水性差,一般就采用竖向排水井和堆载预压法,真空预压法,土工合成材料等.如遇杂填土,冲填土和湿陷性黄土地基,在一般情况下采用深层密实法是可行的.3.环境影响

在地基处理施工中应考虑场地环境影响: 采用强夯法和振动砂桩挤密法等施工时,振动,噪音和挤土对邻近建筑物和居民会产生影响和干扰.采用堆载预压法时,将会有大量土方运进输出;采用真空预压法或降水预压法时,会使邻近建筑物周围地基产生附加下沉;采用高压喷射注浆法或石灰桩时,有时会污染周围环境;4.施工条件

1)用地条件:如果施时占地较大,会影响经济造价;2)工期:

3)工程用料:尽可能就地取材;4)其它: 施工机械,施工难易程度,等也是采用何种地基处理方案的关键因素.1.5.2 地基处理方案确定步骤

1.在选择地基处理方案前应具备的资料

1)如果勘察资料不全,则根据可能采用的地基处理方法所需的勘察资料作必要的补充勘察;并须搜集地下管线和地下障碍物分布情况的资料;

2)对地基处理设计,除应满足地基土强度,变形,抗液化和抗渗等要求外,还应确定地基处理范围;

3)某一地区常用的地基处理方法往往是该地区地的设计和施工经验的总结.2.在确定地基处理方案时可按下列步骤进行

1)根据搜集的资料,初步选定几种地基处理方案;2)对初步选定的几种方案,从预期处理效果,材料来源和消 ,施工机具和进度,对周围环境影响等各种因素对比,从中选出最佳的处理方案;选择地基处理方案时,还应同时考虑加强上部结构的整体性和刚度;3)对已选定的地基处理方案,根据建筑物安全等级和场地复杂程度,可在有代表性的场地进行相应的实体试验,来选择合理的施方法和确定处理效果.1.6 地基处理效果检验

对地基处理效果检验,应在地基处理施工结束后经一定时间的休止恢复后再进行检验.因为地基加固有个时效作用,复合地基的强度和模量的提高往往需要一定的时间,随时间的延长,其强度和模量在不断的增长.效果检验的方法有: 钻孔取样,静力触探试验,轻便触探试验,标准贯入试验,载荷试验等措施.在地基处理设计时,对加固后地基必须满足有关工程对地基强度和变形的要求.1.7 地基处理的监测和监理

由于地基处理是一项隐蔽工程,施工时必须重视施工质量监测和质量检验的方法,只有通过施工全过程的监理,才能保证质量,及时发现问题和采取必要的措施.沉降和位移的观测周期,应根据观测目的,工程要求,沉降和位移速率等具体情况确定,以便能以较小的工作量,获得最大限度的观测信息,而又能反映变形特征为原则.沉降和位移观测的基本精度要求,应根据建筑物地基容许变形值,并考虑建筑类型,变形速率和沉降周期等因素综合分析进行确定.18 地基处理技术的国内外发展情况 老方法得到改进,新方法不断涌现.随着地基处理工程实践和发展,人们在改造土的工程性质的同时,不断丰富了对土的特性研究和认识,从而又进一步推动了地基处理技术和方法的更新,因而地基处理成为土力学基础工程领域中的一个较有生命力的分枝.第二章

换填 2.1 概述

当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,而软弱土层的厚度又不很大时,将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂,碎石,素土,灰土.二灰,粉煤灰,高炉渣或其它性能稳定,无侵蚀性的材料,并压实至要求密度为止,这种地基处理方法称为换填法。换填法分为低洼地域筑高(平整场地)或堆填筑高(道路路基)按回填不同材料形成的垫层,命名为该种材料的垫层,如砂垫层砂石垫层等.在用换填法处理地基的设计前应进行详细的勘察和调查工作,其主要内容有: 1)查明地层土性及不良地质现象;2)查明处理场地的地形,地质构成及土的物理性质;3)查明地下水的埋藏条件,类型,埋深,流量,最高与最低水位和年变化幅度,侵蚀性等;4)查明地下管线,防空洞及地下障碍物的分布范围及走向;5)查明换填土料的来源,种类,规格,等.根据工程地质条件,建筑工程的要求及材料来源和种类等进行综合分析对比,提出合理的换填土处理方案.2.2 压实原理及压实参数

当粘性土的土样含水量较小时,其粒间力较大,在一定外部压实功能作用下,如还不能有效地克服引力而使土粒相对移动,这时压实效果比较差;当增加土样含水量时,结合水模逐渐增厚,减小了引力,土粒在相同压实功能条件下易于移动而挤密,所以压实效果较好.但当含水量增加到一定程度后,孔隙中出现了自由水,结合水模扩大作用就不大了,因而引力的减小就不显著,此时自由水模填充在孔隙中,从而阻止土粒移动的作用所以压实效果又趋于下降,因而设计时要选择一个”最优含水量”.在工程实践中,对垫层的碾压质量的检验,是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.2.3 砂(砂石,碎石)垫层

2.3.1 砂（砂石、碎石）垫层设计

对砂（砂石、碎石）垫层的设计要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。

1．砂垫层厚度的确定

砂垫层的厚度应根据砂垫层底面下卧层的承载力及建筑物对地基变形要求确定，当按下卧层承载力确定时，应符合：

pzpczfz

垫层底面处的附加压力，除可用弹性理论中土中应力计算公式计算外，还可规范（JGJ79－91）规定可按下式进行简化计算： 条形基础：

pzb(ppc)

b2ztan矩形基础：

pzbl(ppc)

(b2ztan)(l2ztan)

2．砂垫层的宽度确定

砂垫层宽度应以满足基础底面压力扩散和不破坏垫层侧面土质为原则进行设计。规范（JGJ79－91）规定可按下式进行简化计算：

b/b2ztan

3．砂垫层承载力的确定

垫层的承载力决定于填筑材料的性质，施工机具能量大小及施工质量的优劣等，一般应通过试验现场确定。另外垫层载力的设计值应对软弱下卧层的承载力验算后再确定。

4．沉降计算

当垫层断面确定后，对于重要的建筑物或垫层下存在软弱下卧层的建筑物，还应进行地基的变形计算，这量建筑物基础的沉降等于垫层自身的变形量与下卧层的变形量之和：

ss1s2

砂垫层的自身变形量可按：

s(ppz)/Es 22.3.2砂（砂石、碎石）垫层的施工

1．砂（砂石、碎石）料

用砂石料作垫层时宜选用级配良好，质地坚硬的中砂，粗砂等，料中不含有植物残体，垃圾等杂，且泥量不应大于5％用粉细砂作填筑料时，应掺入25％－30％的碎石或卵石，且应分布均匀，最大粒径不得大于50毫米用于排水固结的砂石料，含量不宜超过3%。对湿陷性黄土地基，不得选取用砂石等渗水材料。

2．施工参数

砂垫层选取用的材料应进行室内击实试验，确定最大干密度和最优含水量，然后根据设计要求的压实系数，确定设计要求的干密度，依此作为检验砂垫层质量控制的技术指标。

3．施工要点

按密实方法分类施工机械有：机械碾压法，重锤夯实法和平板振动法。机械碾压法：是采用各种压实机械来压实地基土。常用于基坑面积大和开挖土方量较大的工程。

为了将室内击实试验的结果用于设计和施工，必须研究室内击实试验和现场碾压的关系。所有施工参数都必须由工地试验确定。

重锤夯实法：是用起重机械将夯锤提到一定高度，然后自由落锤不断重复夯击以加固地基。一般适用于地下水位距地表08米以上稍湿的粘性土，砂土，湿陷性黄土，杂填土和分层填土。

平板振动法：是使用振动压实机来处理无粘性土或粘粒含量少，透水性好的松散杂填土等地基的方法。

振动压实效果与填土成分，振动时间等因素有关。一般振动时间越长效果越好但振动超过某一值后，振动引起的下沉基本稳定，即使继续振动也不能起到进一步压实作用。

砂石实宜采用振动碾或振动压实机等压密，其压实效果，分层铺填厚度，压实遍数，最优含水量等应根据具体施工方法及施工机具通过现场试验确定

对垫层底部有古井、古墓等软硬不均的部位时，应先予以清理后，再用砂石逐层回填夯实，并经检验合格后，方可铺填上一层砂石料后再进行施工。

严禁扰动垫层下卧的软土。

砂石垫层的底机宜铺设在同一标高上，如置换深度不同，基底土层面应挖成阶梯或斜面坡搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实。

垫层的施工方法应控制分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。人工级配的砂石应拌和均匀。

当地下水位高于基坑底面时，宜采用排水或降水措施，注意边坡稳定。2.3.3 砂（砂石、碎石）垫层质量检验

砂（砂石、碎石）垫层的质量检验应随施工分层进行。检验方法主要有环刀法、贯入测定法。

2.3.4 砂垫层工程实例 2.4 粉煤灰垫层

粉煤灰垫层是对软弱土地基采用的换填加固技术之一。2.4.1 粉煤灰的工程特性及其不境的影响 1．自重轻

对回填土工程带来有利的一面，可降低下卧层土的压力，减少沉降。

2．击实性能好粉煤灰的颗粒组成特点，使它具有可振实或碾实的条件，击实曲线峰值段比天然土具有相对较宽的最优含水量区间。在回填施工过程中达到设计密实度要求的含水量容易控制。3．抗剪强度

抗剪试验按直剪（快剪）和三轴剪（固结不排水剪）分别进行，粉煤灰的内摩擦角粘聚力均随其灰种、剪切方法、压密系数大小和龄期长短有关。4．压缩性

粉煤灰的压缩性能与击实功能、密实度和饱和度程度等到因素有关。5．承载能力

粉煤灰垫层压实后承载能力的试验结果得知，具有遇水后强度降低的特性。6．渗透性

由于粉煤灰颗粒组成近似砂质粉土，太实过程中与压实初期具有较大的渗透系数，但随着龄期的增加，渗透性能逐渐减弱。

7．抗液化性实际贯入击数证明不会发生液化。8．对环境的影响

粉煤灰是一种碱性材料，遇水后由于碱性可溶物的析出使用权PH值升高。PH值及含硼量

上海粉煤灰的初始PH值较高，大于土壤本底值。但随着时间的推移，实践证明PH值会衰减到接近土壤本底值，一般能满足有关环境保护的要求，在初期对绿化有一定的影响。

粉煤灰经这压实与凝胶后，硼的释放是缓慢和微量的，且在大自然长期缓冲作用下会衰减下来，一般可以达到有关要求。

微量有害元素

粉煤灰中微量有害元素，特别是其浸出液中，有害元素的溶出对土壤和地下水的影响是又一个环境影响问题。

由于地下水的稀释、粉煤灰自身的化学反应、土壤的过滤和固定作用以及微量元素在高碱溶液相中的沉淀作用，地下质符合生活用水标准。

放射性元素由于原煤成矿过程中伴生某些微量放射性矿物，因此粉煤灰具有较弱的放射性。试验证明其放射性基本上不会对人体构成危害。2.4.2 粉煤灰垫层的设计和施工

不同材料的垫层，其应力分布稍有差异，但试验结果表明，其极限承载力比较接近，沉降特性也基本相似，所以各种材料的垫层设计都近似按砂垫层的计算方法进行计算。

粉煤灰垫层可采用分层压实法。压可用平板振动器、蛙式打夯机、压路机或振动压路机等。机具选取应按工程性质、设计要求和工程地质条件等确定。粉煤灰垫层不应采用水沉法或浸水饱和施工。

对过湿的粉煤灰应沥干装运，装运时含水量以15%-25%为宜。底层粉煤灰宜选用较粗的灰，并使含水量稍低于最优含水量。

施工压实参数可由室内轻型击实试验确定。

填筑应分层铺筑与碾压，设置泄水沟或排水肓沟。虚铺厚度与碾压遍在通过现场小型试验确定。对小型工程可采用人工分层摊铺，在整平后用平板振动器或蛙式打夯机进行压实。大中型工程可采用机械摊铺，在整平后用履带式机具初压二遍，然后用中、重型压路机碾压。

施工时宜当天铺筑，当天压实施工时压实含水量应控制在最优含水量区间范围内。施工时最低气温不低于0Cº，以防粉煤灰含水冻胀。每一层粉煤灰垫层经验收合格后，应及时铺筑上层或采用封层，以防干燥松散起尘污染环境，并禁止车辆在其上行驶通行。

粉煤灰的分层施工质量检验标准是压实系数大于或等于0.90，可选用环刀压入法或钢筋贯入法进行检验。

换填结束后，可按工程要求进行垫层的工程质量验收，验收方式可采用载荷试验进行。2.4.3 粉煤灰垫层工程实例 2.5 干渣垫层

干渣亦称高炉重矿渣，简称矿渣。2.5.1 干渣垫层的工程特性

1．稳定性

干渣在回填工程中推广应用取决于其结构的稳定性。衡量稳定性主要观察干渣在生产、施工与使用与使用时是否会产生硅酸盐分解、石灰分解和铁锰分解。

2．松散密度

3．变形模量

干渣的变形模量一般大于或等于砂（碎）石垫层的变形模量值。2.5.2 干渣垫层的设计和施工要点

1．干渣垫层的厚度和宽度可按砂垫层的计算方法确定。2．干渣垫层的承载力和变形模量通过现场试验确定。3．干渣垫层材料可根据工程的具体条件选用。4．用于干渣垫层的技术条件应符合下列指标：

稳定性须合格；

松散密度应大于1.1吨/立方米；

泥土与有机杂质含量应小于5%。5．施工采用分层压实法。

6．干渣垫层质量检验包括：分层施工质量检验和工程质量验收。2.6 土（素土）、灰土和二灰土垫层

素土垫层(简称土垫层)或灰土垫层(石灰与土的体积配合比一般为2：8或3：7)或二灰土垫层。在湿陷性黄土地区使用较为广泛，这是一种以土治土的处理湿陷性黄土地基的传统方法，处理厚度一般为1-3米。通过处理地基底下的部分湿陷性黄土层，可达到减小地基的总湿陷量，并控制未处理土层湿陷量的处理效果。2.6.1土(素土)、灰土和二灰土层设计和施工

1.局部垫层的平面处理范围，每边超出基础底边的宽度，可按下式计算，并不应小于垫层厚度的一半：

Bb2ztanc

2.整片垫层的处理范围，每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度，不应小于垫层的厚度，并不应小于2米。

3.控制垫层质量的压实系数c应符合下列要求： 当垫层厚度不大于3米时，c0.93。当垫层厚度大于3米时c0.95 4.垫层的承载力设计值，应通过现场载荷试验求得。

5.素土土料中有机质含量不得超过5%，亦不得含有冻土或膨胀土，不得夹有砖、瓦和石块等渗水材料，碎石粒径不得大于50毫米。

6.垫层施工，应先将需处理的湿陷性黄土挖出，然后利用黄土或其它粘性土作土料，经过筛后，在最优含水量状态下分层回填夯实至设计标高。

7.对每分层施工毕，应在每层表面下2/3厚度处取样，宜用环刀法及钢筋贯入仪测定其干密度，取样数量不应小于下列规定： 整个垫层，每100平米每层3次；

矩形(或方形)基础底面的垫层，每层2次；

条形(包括管道)基础底面下的垫层，每30米长每层2处。2.6.2素土及灰土垫层工程实例

1.工程概况

2.场地土工程性质

场地土工程性质概况 场地的湿陷性

3.地基处理方法选择

挖除全部湿陷土层，以素土和灰土垫层加以置换； 采用粉煤灰或灰土挤密桩穿透这部分湿陷地层； 采用预制钢筋混凝土桩。第三章

深层密实

深层密实是指采用爆破、夯击、挤压和振动等方法，对松软地基土进行振密和挤密。它与浅层加固方法的不同点，不但在于其所用的施机具不同，为重要的是它可使地基土在较大深度范围内得以密实。

爆破法：是将炸药放在地面沈处深处，引爆后在地基土内产生了高速压力波，爆炸源附近的区域内，冲击波使土的疏松结构液化，形成密实的结构，以达到地基土加固的目的。

强夯法：是一种将几十吨的重锤，从几十米的高处自由落下，对土进行强力夯击的方法。

挤密法：是以振动、冲击或带套管等方法成孔，然后向孔中填入砂、石、土（或灰土、二灰）、石灰或其它材料，再加以振实而成为直径较大桩体的方法。

注意：挤密砂桩的“砂桩”与堆载预压的“砂井”在作用上也是有区别的。砂桩的作用主要是地基挤密，因而桩径较大，桩距较小。而砂井的作用主要是排水固结，所以井径较小，井距较大。

水泥粉煤灰碎石桩：简称CFG桩，是在碎石桩的基础上掺入适量的石屑、粉煤灰和少量的水泥加水拌和后制成的一种具有一定胶结强度的桩体。

由于碎石桩是由松散的碎石组成，在荷载的作用下会产生鼓胀变形，当桩周土为强度较低的软粘土时，桩体易产生鼓胀破坏。为此碎石桩加固软土地基仅可年高地基承载力约一倍左右。而CFG桩是一种低强度混凝土桩，因而它可以较大幅度地提高地基承载力。

深层地基土的加固效果主要取决于以下几个因素： 土的类别。特别是土的级配和细颗粒的含量； 土的饱和度和地下水位； 初始相对密度； 现场原始应力； 天然土结构（包括沉积年代和胶结情况）；

所选取用的地基处理方法，及其设计和施工参数。3.1 强夯 3.1.1概述

强夯是法国技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，它是通过一般8-30吨的重锤(最重可达200吨)和8-20米的落距(最高可达40米)，对地基土施加很大的冲击能，在地基中出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性条件。

工程实践表明强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，因而被世界各国所重视。

3.1.2加固机理

强夯法加固地基有三种不同的加固机理：动力密实、动力固结、动力置换，它取决于地基土的类别和强夯施工工艺。

1.动力密实

采用强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实的机理，即用冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基强度。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起的。

2.动力固结

用强夯法处理细颗粒饱和土时，则是借助于动力固结的理论，即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性强度得到提高。

饱和土的压缩

由于土中有机质的分解，土中大多数都以微气泡形式出现的气体，进行强夯时，气体体积压缩，孔隙水压力增大，随后气体有所膨胀，孔隙水排出的同时，孔隙水压力减小。

产生液化

在重复夯击作用下，施加在土体的夯击能量，使气体逐渐受到压缩。因此，土体的沉降量与夯击能成正比。当气体按体积百分比接近零时，土体更成为不可压缩的。相应于孔隙水压力上升到覆盖压力相等的能量级，土体即产生液化。

应当指出，天然土的液化常常是逐渐发生的，绝大多数沉积物是层状和结构性的。粉质土层和砂质土层比粘性土层先进入液化。强夯出现的液化不同于地震时的液化只是土体局部液化。

渗透性变化

在很大夯击能作用下，地基土体中出现冲击波和动应力。当所出现的超孔隙水压力大于颗粒间的侧向压力时，致使土颗粒间出现裂隙，形成排水通道。此时土的渗透系数骤增，孔隙水得以排出。

当孔隙水压力消散到小于颗粒间的侧向压力时，裂隙即自行闭合，土中水运动重新又恢复常态。

触变恢复

在重复夯击作用睛，土体的强度逐渐降低，当土体出现液化或接近液化时，土体的强度达到最低值。随着孔隙水压力的消散，土的抗剪强度和变形模量都有了较大幅度的增长。

饱和粘性土具有触变性，当强夯以后，土的结构被破坏，强度几乎为0，随着时间的推移，强度又逐渐恢复。这种触变强度的恢复也称时效。

灵敏度高的粘土中，存在触变现象这一土的特性是众所周知的。实际上这一现象对所有细颗粒土都是明显的，仅程度不同而已。经强夯后土在触变恢复过程中，对振动是十分敏感的，所以在进行勘探和测试工作时应十分注意。

对动力固结的理论模型，可以从四个方面进行解释。

由于微气泡的存在，充满气缸的水认为是可压缩的，亦即孔隙水具有压缩性； 夯击前、后土的渗透性的变人，可用一个孔径可变的排水孔时行模拟；

弹簧刚度是模拟土体的压缩模量，过去传统的固结理论的观点认为是常数，实际上强夯法施工时，在反复荷载影响下，会使压缩模量有很大改变。

加载后传递力的活塞和气缸间存在摩阻力。因此液体中压力减少，不能自动导致活塞的位移和弹簧的变化。

3.动力置换动力置换可分为整式置换和桩式置换；整式置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，其作用机理类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石桩(或墩)间隔地夯入软土中，形成桩式(或墩式)的碎石墩(或)桩。其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩，它主要是靠碎石内摩擦角和墩间土的侧限来维持桩体的平衡，并与墩间土起复合地基的作用。

3.1.3设计计算

1.有效加固深度

有效加固深度既是选 择地基处理方法的重要依据，又是反映处理效果的重要参数。HMh

加固深度一般可理解为：经强夯加固后，该土层强度和变形等指标能满足设计要求的土层范围。

2.夯锤和落距

单击夯击能为夯锺重与落距的乘积。锺重和落距大，则单击能量大，夯击击数少，加固效果和技格经济较好。

但对饱和粘性土所需的能量不能一次施加，否则土体会产生流动，强度反而有所降低，且难于恢复。

国内外夯锺材料，特别是大吨位的夯锺，多采用以钢板为外壳和内灌混凝土的锺。夯锤确定后，根据要求的单点夯击能量，就能确定夯锺的落距。3.最佳夯击能

从理论上讲，在这样的夯击能作用下，地基中出现的孔隙水压力达到土的自重压力，这样的夯击能称为最佳夯击能。

粘性土最佳夯击能的确定方法：在粘性土中，由于孔隙水压力消散慢，当夯击能逐渐增大时，孔隙水压力亦相应的叠加，因而在粘性土中，可根据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。

孔隙水压力沿深度的分布规律是上大下小，而土的自重压力则是上小下大，因此，强夯的影响深度用有效影响深度确定为宜。

砂性土最佳夯击能的确定方法：在砂性土中，由于孔隙水压力增长及消散过程仅为几分钟，因此，孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加，为此可绘制孔隙水压力增量与夯击击数（夯击能）的关系曲线来确定最佳夯击能。

4.夯击点布置及间距 夯击点布置

夯击点可根据建筑物结构类型进行布置。对某些基础面积较大的建筑物或构筑物，可按等边三角形布置夯击点；对办公楼和住宅建筑物等，可根据承重墙位置布置夯击点，一般可采用等腰三角形布点；对工业厂房可根据柱网来布置夯击点。同时夯击点布置时应考虑施工时吊机的行走通道。夯击点间距

夯击点间距（夯距）的确定，一般根据地基土性质和要求处理深度而定。5.夯击击数与遍数 夯击击数

夯点的夯击击数,应按现场试夯得到的夯击击数和夯沉关系曲线确定,且应同时满足下列条件: 最后两击的夯沉量不大于50毫米,当单击能量较大时不大于100毫米;夯坑周围地面不应发生过大隆起;不因夯击过深而发生起锤困难。夯击遍数

整个强夯场地中，将同一编号的夯击点夯完后算做一遍。夯击遍数应根据地基土的性质和平均夯击能确定。

6.垫层铺设

强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬的表层，使其能支承起重设备；并便于对所施工的夯击能得到扩散；同时也可加大地下水位与地表面的距离，因此有时必须铺设垫层。

7.间歇时间

对于需要分两遍或多遍夯击的工程，两遍夯击间应有一定的时间间隔。各遍间的间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间。

3.1.4施工方法 1．施工机械 2．施工步骤

强夯施工可按下列步骤进行： 清理并平整施工场地；

铺设垫层，在地表形成硬层，用以支承起重设备，确保机械通行和施工； 标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程； 起重机就位，使夯锺对准夯点位置； 测量夯前锺顶标高；

将夯锺起吊到预定高度，待夯锺脱钩自由下落后放下吊钩，测量锺顶高程； 重复上一步，按设计规定的夯击次数控制标准，完成一个夯点的夯击； 重复步骤4－7，完成第一遍全部夯点的夯击； 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；

在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯遍数，最后用低能量满夯，将场地表层土夯实，并测量夯后场地高程。

3.1.5质量检验 1．质量检验

强夯施工结束后应隔一定时间方能对地基加固质量进行检验。对碎石土和砂土地基其间隔时间可取决于－2周；对低饱和度的粉土和粘性土地基可取决－4周

2．现场测试

现场测试工作是强夯施工中的一个重要组成部分。为此在大面积施工之前应选择面积不小于400平米的场地进行现场试验，以便取得设计数据。

地面及深层变形

地面变形的研究目的是：

了解地表隆起的影响范围及垫层的密实变化；

研究夯击能与夯沉量的关系，用以确定单点最佳夯击能量； 确定场地平均沉降和搭夯的沉降量，用以确定研究强夯的加固效果。孔隙水压力

一般可在试验现场沿夯击点等距离的不同深度以及等深度的不同距离埋设双管封闭式孔隙水压力仪或钢弦式孔隙水压力仪，在夯击作用下，进行对孔隙水压力沿深度和水平距离的增长和消散的分布规律的研究。从而确定两个夯击点间的夯距，夯击的影响范围，间歇时间以及饱和夯击能待参数。

侧向挤压力

将带有钢弦式土压力盒的钢板柱埋入土中后，在强夯加固前，各土压力盒沿深度分布的土压力的规律，应与静止土压力相近似。在夯击作用下，可测试每一次的压力增量沿深度的分布规律。

振动加速度

研究地面振动加速度的目的，是为了便于了解强夯施工时的振动对现有建筑物的影响。为此，在强夯时应沿不同距离测试地表面水平振动加速度，绘成加速度与距离的关系曲线。当地表的最大振动加速度为0.98m/s2处理即相当于七度地震烈度，作为设计时振动影响安全距离。

3.1.6工程实例 3.2 碎(砂)石桩 3.2.1概述

碎石桩和砂桩总称为碎(砂)石桩，又称粗颗粒土桩，是指用振动，冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的碎（砂）石所构成的密实桩体。

1．碎石桩

目前国内外碎石桩的施工方法多种多样，按其成桩过程和作用可分为四类：挤密法，置换法，排土法，其它方法。

2．砂桩

目前国内外砂桩常用的成桩方法有振动成桩法和冲击成桩法。振动成桩法是使用振动打桩机将桩管沉入土层中，并振动挤密砂填料。冲击成桩法是

第二篇：地基处理

1、试验检测在软土地基处理效果评定中的基本原则及常用方法

基本原则:

对地基处理效果的检验，应在地基处理施工结束后，经过一定时间休止恢复再进行。

为了检测地基处理的效果，通常在同一地点分别在处理前后进行测试，以进行比较，要注意：

(1)前后两次测试应尽量使用同一台仪器，统一标准进行。

(2)由于各种测试方法都有一定的适用范围，因此必须根据测试目的和现场条件选择最有效的方法。

(3)无论何种方法，都有一定的局限性，故尽可能多采用多种方法进行综合评价。(4)测试位置应尽量选择有代表性的部位，测试数量按有关规定的要求进行。

方法:

地基与桩体强度：包括单桩和复合桩地基静荷试验、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。地基变形：包括地基沉降与水平位移测试。应力监测：包括土压力和孔隙水压力测试。

桩身完整性：采用桩身低应变检测和声波透射法测试。动力特性；采用波速测试、地基刚度测试。

2、软土地基的主要特性

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低，一般不超过50KN/m2。在软土地基修筑堤防工程，必须解决好四个方面的问题：①地基的强度和稳定性问题。②地基的变形问题。③地基的渗漏和溶蚀问题。④地基的振动液化与振沉问题。因此，研究堤防工程软土地基的特征，提出相应的处理措施就十分重要了。

软弱土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1。5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1。0小于1。5的粘土组成的淤泥质粘土。其主要特征如下：

1、孔隙比和天然含水量大我国软土的天然孔隙比e一般在1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量W＝50～70%，高的可达200%，普遍大于液限。

2、压缩性高我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a1～2都大于0。5MPa－1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。

3、透水性弱软弱土尽管其含水量大，透水性却很小，渗透系数K≤1（mm/d）。因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影响地基的压密固结。

4、抗剪强度低 软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0。3KN/m2）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C＜30KN/m2；固结快剪时，内摩擦角＝5°～15°。

5、灵敏度高 软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）一般在3～4之间，有的甚至更高。

3、强夯法的原理及适用性

强夯法加固地基的机理，虽然国内外学者从不同的角度进行了大量的研究，但至今尚未形成成熟和完善的理论。对强夯法加固地基的机理认识，首先应分宏观机理和微观机理。宏观机理从加固区土所受冲击力、应力波的传播、土的强度对土加密的影响做出解释。微观机理则对冲击力作用下，土微观结构的变化，如土颗粒的重新排列、连接做出解释。宏观机理是外部表现，微观机理是内部依据。其次应对饱和土和非饱和土加以区别，饱和土存在孔隙水排出土才能压实固结这一问题。还应区分粘性土和无粘性土，它们的渗透性不同，粘性土存在固化内聚力，砂土则不然。另外对一些特殊土，如湿陷性黄土、填土、淤泥等，由于它们具有各自的特殊性能，其加固机理也存在特殊性。强夯机理研究中还有一个必须研究的内容就是夯击能量的传递，即确定夯击能量中真正用于加固地基的那部分能量和该部分能量加固地基的原理。

Leon认为，强夯加固作用应与土层在被处理过程中的三种不同机理有关。其一是加密作用，以空气和气体的排出为特征；其二是固结作用，以孔隙水的排出为特征；其三是预加变形作用，以各种颗粒成分在结构上的重新排列以及颗粒结构和形态的改变为特征。由于加固地基土的复杂性，他认为不可能建立对各类地基具有普遍意义的理论。

目前普遍一致的看法认为，经强夯后，土强度提高过程可分为四个阶段：①夯击能量转化，同时伴随强制压缩或振密（包括气体的排出、孔隙水压力上升）；②土体液化或土体结构破坏（表现为土体强度降低或抗剪强度丧失）；③排水固结压密（表现为渗透性能改变、土体裂隙发展、土体强度提高）；④触变恢复并伴随固结压密（包括部分自由水又变成薄膜水，土的强度继续提高）。其中第①阶段是瞬时发生的，第④阶段是强夯终止后很长时间才能达到的（可长达几个月以上），中间两个阶段则介于上述两者之间。

强夯法适用性：

实践证明，强夯法适用于处理碎石土、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。对高饱和度的粉土与粘性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。

4、固结度的计算方法及在软基加固施工中的作用

固结度计算

在进行地基的固结度计算时,将砂石桩的排水近似看成砂井

地基的排水来进行计算,它建立在三维比奥渗透固结理论的基础上。砂井地基既有竖向排水固结,又有径向排水固结,如图1 所示,整个渗流是一个轴对称的三维渗流。

首先介绍瞬时加荷条件下的固结度理论。

竖向排水固结度

式中: Uv ———竖向排水平均固结度，m ———正奇数

Tv ———竖向固结时间因数(无因次)

cv ———竖向固结系数，t ———固结时间,s;

H ———土层的竖向排水距离,cm ,双面排水时H 为土层厚

度的一半,单面排水时H 为土层厚度。

径向排水固结度

总平均固结度

以上是瞬时加荷条件下的固结度理论,在实际工程中,荷载总是分级逐渐施加的,因此,由上述理论方法求得的固结时间关系必须加以修正,修正的方法有改进的高木俊介法和改进的太沙 基法。

改进的高木俊介法

该法是根据巴伦理论,考虑变速加荷使砂井地基在辐射向和垂直向排水条件下推导出砂井地基的总平均固结度,其特点是不需要求得瞬时加荷条件下的地基固结度,而是可以直接求得修正后的平均固结度,其固结度的计算式为:

改进的太沙基法

该法得到的固结度仅是对本级荷载而言的,总固结度等于各级荷载增量作用下固结度的叠加,对总荷载还要按荷载的比例进行修正。修正后的太沙基法总平均固结度为:

其中,竖向和径向固结系数的选取很关键。不同的土层因为土的物理力学参数不同,因此竖向和径向固结系数也有差异,计算的固结度也将不同

分别计算各个土层的固结系数并求出固结度,进行对比分析,可以看出不同土层的固结情况。而且,在堆载作用下各个土层的抗剪强度增长量和沉降量也会不同,在由上述方法计算的固结度基础上可以求得各个土层的抗剪强度增长量和沉降量。另外,在不同的堆载等级作用下,软土地基的受力状态必将发生改变,进而影响土的物理力学参数,因此,在不同等级的堆载作用下,土的固结系数是不同的。在每级加荷结束后,都要重新测量土工参数,以求得固结系数,再计算在该级堆载作用下的固结度或固结度增量。根据改进的高木俊介法和太沙基法计算的地基固结度可以看出: 1)高木俊介法计算的结果稍微偏大,但随着堆载等级的增加,两种方法的计算结果渐趋一致。其原因主要是太沙基法是假定每一级荷载增量Pi 所引起的固结过程是单独进行的,与上一级荷载增量所引起的固结度无关,总固结度是在各级荷载增量作用下固结度的叠加,而高木俊介法不需要求得瞬时加荷条件下的地基固结度,这些假设条件和计算方法的不同导致两种计算结果的差异。

2)地基土在第一级堆载下的排水固结效果最显著,土的平均固结度均大于60 % ,在达到最大的堆载等级时,两种方法计算的固结度都接近了100 % ,表明堆载预压排水固结法能够较好地消散孔隙水压力,加速地基土的固结,从而使土的有效应力增大,使土体强度得到逐步增长。用砂石桩结合堆载预压法处理软土地基达到了预期的效果。

作用：

1、计算平均附加应力，计算残余变形

2、计算达到允许残余变形所需要的时间

3、估算强度增长

4、减少排水距离

5、分析比较复合地基、柔性桩、散体桩、刚性桩的变形特征

复合地基一般按强度可分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基（半刚性桩复合地基）、及刚性桩复合地基。散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基容易区别，因为前者需要土的围裹才能称得上“桩”，后者则可以独立成型。柔性桩复合地基和刚性桩复合地基也应该是强度上的区别，但又为量化的区分点，因强度和诸多因素有关，也不可能有，只是一般把CFG桩复合地基，低强度混凝土桩复合地基等视为刚性桩复合地基，其它一般可视为柔性桩复合地基。

柔性桩是指无须桩周土的围箍即能自立，桩身刚度和强度较小、压缩量较大，单桩沉降以桩身压缩为主、受桩端持力层性状影响不大的复合地基竖向增强体。一般常把水泥搅拌桩、旋喷桩等一类低强度成形桩称为柔性桩。

如果按桩身抗压强度来进行划分，一般强度低于2MPa的称为柔性桩。因为柔性桩桩身强度很低，在荷载作用下，很容易产生侧向变形，且土所能提供的约束作用较小，这也是柔性桩复合地基变形和沉降的主要原因。

与散体材料桩依靠桩周土提供的被动土压力维持桩体平衡、承受上部荷载的作用不同，柔性桩同刚性桩一样是依靠桩周摩阻力和桩端端阻力把作用在桩体上的荷载传递给地基土的，因而柔性桩复合地基中土的垂直应力的扩散范围较散体材料桩复合地基大、深度深，加固效果也明显。

碎石桩是地基处理中应用最广泛的桩型之一，碎石桩是以碎石为主要材料制成的复合地基加固桩。碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩或租颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩，由碎石柱或砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。目前在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。

6、分析比较复合地基的承载力传力区别

由于桩体刚度大小的差异，柔性桩与刚性桩在荷载传递的规律上也不尽相同。在均质地基中，柔性桩在荷载作用下，桩体的压缩应变由上而下逐渐减小，桩与四周土体之间的相对位移也由上而下逐渐减小，桩侧摩阻力也是自上而下逐渐减小，桩侧摩阻力的发挥远早于桩端端阻力的发挥。柔性桩桩身变形和桩侧摩阻力均主要发生在临界桩长范围内。而在均质土中的理想刚性桩，在荷载作用下桩周各处摩阻力和桩端端阻力的发挥是同步的;桩侧摩阻力桩体深度方向的分布也是均匀的，并且随着作用荷载的增加同时达到极限摩阻力。然而，由于理想的刚性桩实际上并不存在，在荷载作用下的桩体，总会产生一定的压缩变形，桩侧摩阻力总是先于桩端端阻力，即使是对于模量很大的钢筋混凝土桩，在长细比足够大的情况下，同样可能呈现出柔性桩的性状。因此，柔性桩是相对于刚性桩而言的。

刚性桩强度与刚度都很高，在置换率与柔性桩同样的情况下，桩承担大部分基础荷载，土所分担的荷载很小。刚性桩顶的轴向荷载大，在桩径与长度与柔性桩相同时，传至底部的轴向力方面刚性桩就比柔性桩大

由于柔性桩复合地基中桩间土分担的荷载份额较多，桩土应力比小，地基中的主要受力区与天然地基相似，位于基础底面处的沿线处，且超出基础宽度较多。刚性桩则相反，因主要荷载由桩承担，沿桩身下传，桩间土所受的应力是越往下越大，到了桩底时最大。桩底以下的土是主要的受力区，因为桩底轴力也全部传到土上，桩底以下的土中应力分布状态与天然地基相近，但深度却在桩长以下，刚性桩将土的主要受力区推到桩长以下去了。

半刚性桩介于柔性桩与刚性桩之间，土的主要受力区可能在加固深度的中间，或者接近于基底或者近桩底，视桩长与土应力比的不同而变化。

7、分析比较格栅、土钉、锚索、锚杆的加固机理

锚杆：将拉力传至稳定岩土层的构件。当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时，也可称为锚索。

土钉：是一种基于新奥隧道法原理，在天然边坡或开挖形成的边坡、基坑原位岩土体中近于水平设置加筋杆件并沿坡面设置混凝土面层，使整体土工系统的力学性能得以改善从而提高边坡、基坑稳定性的原位加筋技术。土工格栅加固土工的机理

土工格栅对土的加固机理存在于格栅与土的相互作用中，一般认为，这种相互作用可归纳为以下三种情况： 1）格栅表面与土的摩擦作用； 2）格栅孔眼对土的“锁定”作用； 3）土对格栅肋条的被动阻抗作用。

上述三种作用均能充分约束土颗粒的侧向位移，从而，大大地增加了土体的自立稳定性，至于这三种作用在土体中各自发挥的程度将随格栅种类，开孔大小，土颗粒级配等因素而定。

土钉墙加固与传统的护坡和挡土墙支撑机理不一样，土钉墙在边坡的一定范围内形成了一个加固区，由于很密的土钉锚杆的作用，滑移面不可能出现在加固区，只能产生于非加固区，从而使滑移面远离边坡，达到稳定边坡的目的，加固区的整体稳定，包括加固区抗倾覆与抗滑移问题，用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施来解决，土钉墙通过下述几个方面的综合作用使边坡周边土体形成加固区。

1.锚固作用

密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用，限制了砂浆柱体周围的土体变形。①土钉不需要施加预应力，而是在土体发生变形后使其承受拉力工作；②土钉支护在边坡中比较密集，起到了加筋的作用，提高了土的强度，为被动受力机制。由于土钉在全长范围内与土体接触，其荷载传递沿整个土体进行。

2.土钉浆孔对土体的挤密作用

由于土钉锚杆的密度比较大，挤密作用的影响也较大，使加固区的土体比非加固区土体密度大。密集的土钉与土钉之间土形成复合土体，其结构类似重力式挡土墙，个别土钉的破坏不会使整个结构的功能完全丧失。

3.护坡作用

土钉墙的面层不是主要受力结构，其主要作用在于保持土体的局部稳定性。在公路边坡治理中，土钉墙的面层还起到防止冲刷、防止雨水渗入坡体影响边坡稳定性的重要作用。

4.土钉受力及规模

一般锚杆长度在15～45m之间，直径较大，锚杆所承受的荷载可达400kN以上，某些预应力锚索设计荷载更可达3000kN。其端部的构造较土钉复杂，以防止面层冲切破坏；而土钉长度一般为3～10m，浆体直径100mm左右，一般不提供很大的承载力。单根土钉受荷一般在100kN以下，面层结构较简单，利用小尺寸垫板及挂网喷射混凝土即可满足要求。

在国内，一般情况下，锚索是需要施加预应力的，因此它是主动受力，多应用于已出现变形或对变形要求严格的工程部位；锚杆则一般不施加预应力（有时也会施加很小的预应力），因此它是被动受力，只有当被锚固岩土体发生一定变形时它才发挥锚固力。此外，锚索长度一般在20－50米，锚杆则不到20米。在国际上，锚索只是锚杆的一种类型。

预应力锚索框架梁支护结构采用对预应力锚索施加的预应力将滑动岩土体与稳定岩体紧密连结为一体，增加岩土体各层面的抗滑力，同时又通过坡面上框架梁将各个锚索有效地连成一个整体，形成一个由表及里的加固体系，进而达到防止整体边坡失稳的目的，是一种新型的抗滑结构。

喷锚支护体系是由密集的锚杆群、被加固的原位岩土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成的。锚杆依靠于土体之间的界面粘结力或摩擦力，使锚杆沿全长与周围土体紧密连接成为一个整体，形成一个类似于重力式挡土墙的结构，抵抗墙后传来的土压力和其他载荷，达到加固边坡的目的 1.喷锚支护体系作用机理

喷锚支护体系是靠锚杆、土体、钢筋网和混凝土面层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减少岩土体侧向变形，增强边坡的整体稳定性的一种支护体系。

锚杆的主要作用是约束和加固土体，它不仅能够弥补土体抗拉、抗剪的不足，而且锚杆在注浆施工过程中，水泥浆能够渗入到岩土体内部的裂隙中，通过水泥浆对岩土体的补强作用，提高岩土体自身的结构强度。

挂钢筋网喷射混凝土面层能够将单个锚杆连接成一体，形成锚杆群，使锚杆与土体紧密的连接成为一个整体。同时，喷射混凝土能封闭坡面，避免坡面受到水流的冲刷。

喷锚支护能改善岩土体的性质，加强岩土体的内在强度和整体性，提高其自身的自承自稳能力，充分发挥岩土体的潜能。

锚索穿过滑动面 靠稳定岩体来提供的拉力来加固非稳定岩体

土钉更多的是起到土钉挡土墙的作用 锚杆的作用介于两者之间

8、如何理解岩土工程中变形控制是一门艺术

在岩土工程中，很重要的是控制变形，控制变形的目的是为了保证建筑结构的安全，满足人们生产生活的正常需求。岩土工程作为上部结构的基础，不能产生超过设计许可变形。变形控制的精髓是让变形在可控的的范围内较大程度发挥岩土体自身的强度，在满足安全性的情况下，节约成本，节约资源。

变形控制要建立在符合相应的工程特点上的，变形控制要因地制宜，具体情况具体分析。例如复合地基要使桩体上有一定厚度的垫层，发挥上部地基的承载力。新奥法施工也是边检测边施工，发挥围岩自身的承载潜力。另外还应注意的是，在现行的地基设计中，地基与上部结构设计是分开的，但是应在地基设计时考虑上部结构形式，选用合适的地基，如果上部结构为超静定，则下部基础不应产生较大形变，以免上部结构产生大的应力。

9、浅谈含水量对地基力学特性的影响

第三篇：地基处理

地基处理论文

地基处理在高速公路中的应用

[摘要] 软土地基是指分布在滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、压缩性大、抗剪强度低的细粒土软弱地基。淤泥、淤泥制土、高压缩性饱和粘性土和粉土等均属于软土。软弱地基处理的优劣，关系到整个工程的质量。合理的软弱地基处理、上部结构设计，可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响。[关键词] 高速公路 软基处理方法

0．前言

1．在建筑工程和土木工程中，经常会遇到软土地基，地基中常见的软土，一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土，习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土。它具有天然含水率高(一般天然含水量在34％ 一72％之间)、孔隙比较大(孔隙比在0．9～1．0之间)、压缩系数高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、透水性差，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差，地基承载力低，不易满足建筑物地基设计要求，故需进行处理。

软土主要由水流缓慢淤积而成，形成年代一般比较长远，沉积厚度一般较深。在漫长的沉积过程中，由于植物的生长与腐烂，在软土中有时加有少量的腐泥或泥炭层。我国软土基本上分为两大类别：第一类是属于海洋沿岸的淤积：第二类是内陆、山区以及河、湖瓮地和山前谷地的淤积．本地区即属于第二类的河床、河漫滩相．一般厚度不超过2O米，成层情况不均匀，以淤泥及软粘土为主，含砂与泥炭夹层。在软土地基上修筑公路，特别是填筑高度相对较高、填筑材料自重较大时，如果对软土地基不加处理或处理不当，往往会产生路基失稳或过量沉降的问题，造成公路、桥梁不能正常使用，甚至会发生交通事故．因此必须对土地基的处理给予充分的重视。而在公路改扩建工程中，除对加宽部位的软土地基加强处理外，还要依据改扩建后的行车荷载和交通量的变化情况，检查分析旧路部位是否存在地基处理不到位等问题，必要时进行加强。路基处理原则与注意事项

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地基处理论文

2．1 处理的一般原则

(1)即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法，这种以自然沉降逐渐达到地基稳定，是一种最经济也简单的方法。但由于我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工，而一旦工程项目付诸实施时，又往往限于工期，一

般情况用自然沉降法将难以实现。

(2)即在施工工期紧迫，时间有限的情况下，除非个别低路堤地段高度在临界高度以下，可不作地基处理。桥梁采用基础处，其余软土都需采用不同方法处理，只不过可用多种方案进行优选。2．2 勘察、设计和施工

设计。如采用机械施工，在确定砂垫层厚度时，应考虑机械的重量，轮胎对地面接触压力，偏心程度及软土地基表层强度等。在极软地基上，仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行，往往需要较厚的砂垫层，是不经济的，所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。填土面积大且排水距离长，预计有多处地下水渗出时，若仅用山砂作砂垫层，不能获得充分排水效果，应采用设置盲沟，砂垫层内的排水距离宜短不宜长。施工。砂垫层施工时应设放样板，摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作，要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖，就有可能妨碍侧向排水，因此对砂垫层的端部要妥善处理。如能树立质量第一的思想，严格做好工作，应该说软土路基施工，可以达到安全、优质的目的。2．3 软土路基的处理方法

(1)处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结，多用各种不同长度和间距的袋装砂井(直径7—10 cm)或塑料排水板(宽10 cm，厚4．5～6．0)与砂垫层(厚3O一80 cm)相结合，虽然这些方法是一般的，但却是有效的经济的。为了加快固结而且可提高地基承载力，也可用直径3O～50 em或更小一些的砂桩或碎石桩，但造价比上述常用。

3．软土路基处理方法

进行软土路基处理．要分别对待．有针对性地采取措施。首先要搞好前期勘察设计工作。根据软土岩性特征和物理力学指标，通过对比分析。选择合适的软土路基处理方案。常用的软土路基处理方法有以下几种：

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3．1换填法

就是将地基软弱层的全部或部分换填强度较高、透水性好的材料可以提高地基承载力降低沉降量。在软土厚度不大于3m，工期较紧、优质材料来源充足时．利用透水性材料进行置换填土可降低压缩性，提高承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善动力特性，加速土层的排水固结。换填材料为砂砾、片石、开山石等渗水性材料。同时还应注意度和设置位置。3．2抛石挤淤

这是强迫换土的一种形式，它不必抽水挖淤，施工简便。抛石挤淤应采用不易风化的石料，片石大小随泥炭稠度而定。对于容易流动的泥炭或淤泥，片石可稍小些，但不宜小于3Ocm，且小于30cm粒径含量不得超过20％。当软土地层平坦时，抛投应沿路中线向前抛填，再渐次向两侧扩展，使泥沼或软土向两侧挤出。软土地层横坡陡于1：10时，应自高侧向低侧抛投，并在低侧边部多抛投，使低侧边部约有2m宽的平台顶面。片石抛出软土面后，应用较小石块填塞垫平，用重型机械碾压紧密，然后在其上设反滤层，再行填土。3．3砂垫层或砂砾垫层

砂垫层为设置在路堤填土与软土地基之间的透水性垫层，可起排水的作用，可保证填土荷载作用下地基中孔隙水的顺利排出，从而加快了地基的固结。砂垫层材料宜采用洁净中、粗砂，含泥量不应大于5％，并应将其中的植物、杂质除净。也可采用天然级配砂砾料，其最大粒径不应大于5cm，砾石强度不低于四级(即洛杉矶法磨耗率小于6o％)。摊铺后适当洒水，分层压实，压实厚度宜为15～20em。如采用砂砾石，应无粗细粒料分离现象。砂垫层宽度应宽出路基边脚0．5～1．0m，两侧端以片石护脚或采用其他方式防护，以免砂料流失。3．4搅拌桩法

运用这类方法。就是在软上地基上中渗入水泥、石灰等，用粉喷、搅拌等方法使之与上体充分混合和固化：或把一些能固化的化学浆液(水泥浆、水玻璃、氯化钙溶液等)注入地基上孔隙，以改善地基上的物理学性质，达到加固目的。因此又统称为化学加固法。所用化学加固材料可分为粉体类(水泥、石灰粉)、浆液类(水泥浆及其他化学浆液)。这此需要加固的类型有搅拌桩法(粉体喷射搅拌桩、水泥浆搅拌桩、高压旋喷桩统称深层搅拌桩)及胶结法(硅化法、水泥灌注法)

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两类。

3．5反压护道法

当软土和沼泽土较厚．路堤高度不超过极限高度的2倍时，在路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道．在护道附加荷载的作用下-保持路基土的平衡，增加抗滑力矩肪止路堤的滑动破坏。特点是施工工艺简单、费用较低，但施工用地较大。为解决软土路基的沉降和稳定问题．以上治理方法可单独使用，也可采用2种以上方法结合使用’从而加速排水固结及增加地基强度同时，也应注意避免所选措施问的相互干扰。2．6排水固结法

排水固结法是根据固结理论在软土中设置排水通道．通过加压排水促使固结沉降，提高抗剪强度。常用的方法有砂垫层、碎石垫层、砂井、袋装砂井、塑料排水板、降水预压、真空预压、加载预压法等。此法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等．以提高路基承载力、减小沉降和维持建筑物的稳定。

3．7土工合成材料加筋路堤

用变形小、老化慢的土工合成材料作为路堤的加筋体，可以减少路堤填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基承载能力，同时也不影响排水，故可提高路基的整体性和稳定性。土工合成材料应具有质量轻、整体连续性好、抗拉强度较高、抗腐蚀性和抗微生物侵蚀性好、施工方便等优点；非织型的土工纤维应具备当量孔隙直径小、渗透性好、质地柔软、能与土很好结合的性质。应根据出厂单位提供的幅宽、质量、厚度、抗拉强度、顶破强度和渗透系数等测试数据，选用满足设计要求的土工合成材料。土工合成材料在存放以及施工铺设过程中应尽量避免长时间暴露或暴晒，以免其性能劣化。土工合成材料加筋路堤施工时应符合以下规定：

(1)应在平整好的下承层上按路堤底宽断面铺设，摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不致出现扭曲、折皱、重叠。在斜坡上摊铺时，应保持一定松紧度(可用u型钉控制)。

(2)铺设土工聚合物，应在路堤每边各留足够的锚固长度，回折在压实的填料面上，平整顺适，外侧用土覆盖，以免人为破坏。锚固长度应满足设计要求。

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(3)应保证土工合成材料的整体性，当采用搭接法连接时，搭接长度宜为30～90cm；采用缝接法时，缝接宽度应不小于5cm；采用粘接法时，粘接宽度不应小于5cm，粘合长度应不低于土工合成材料的抗拉强度。

(4)现场施工中发现土工合成材料有破损时必须立即修补好。双层土工合成材料上、下层接缝应交替错开，错开长度不应小于0．5m。

结语

公路软土地基有极大的危害性。如果不处理或处理不当．就会造成地基失稳。使构造物沉降过大或产生不均匀沉降。对构造物造成不同程度的危害。同时，由于软土地基成因类型不同、厚度不

一、性质各异，因此在施工过程中不能一律对待应首先查明地质特点和土质条件。对每一个道路工程具体分析，从路基条件、处理要求、施工工艺工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑。可根据工程具体情况，对几种路基处理方法进行技术、经济以及施工进度等比较．通过比较分析可以采用一种路基处理方法或由2种以上的路基处理方法组成的综合处理方案；同时在确定路基处理方法时，还要注意节约能源，注意保护环境。避免因路基处理对地面水和地下水产生污染，以及振动噪音对周围环境产生不良影响等。

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地基处理论文

参考文献

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第四篇：地基处理

软土地基处理技术

摘要

近年来随着我国经济的快速发展，多高层建筑蓬勃发展，大量建筑不可避免的会建在一些软土地层，然而由于软土地基具有孔隙密度比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等特点，使得在地基填土和建筑自重作用下，会出现不均匀沉降、承载力和稳定性、渗流等地基问题。当天然地基不能满足建筑物要求时，需要采用各种地基处理措施，形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要求，保证其安全与正常使用。本文介绍了地基处理方法及分类以及软弱地基处理的方法及选择。现实中应结合实际，选出最优的处理方案。

一、引言

基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见，竖向结构体系将荷载集中于点，或分布成线形，但作为最终支承机构的地基，提供的是一种分布的承载能力。

如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件，需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点，但与独立基础相比，它的造价通常要高的多，因此只在必要时才使用。不论哪一种情况，基础的概念都是把集中荷载分散到地基上，使荷载不超过地基的长期承载力。因此，分散的程度与地基的承载能力成反比。有时，柱子可以直接支承在下面的方形基础上，墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时，只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用，就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来，以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱，或者建筑物比较高的情况下，才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构，墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件，这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。

如果地基承载力不足，就可以判定为软弱地基，就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时，应按局部软弱土层考虑。勘察时，应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况，根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史，明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。

在初步计算时，最好先计算房屋结构的大致重量，并假设它均匀的分布在全部面积上，从而等到平均的荷载值，可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值，则用单独基础可能比伐形基础更经济；如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值，那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。如果介于二者之间，则用桩基或沉井基础。

二、地基处理的目的及其处理对象

当地基强度稳定性不足或压缩性很大, 不能满足设计要求时,可以针对不同情况对地基进行处理。处理的目的是增加地基的强度和稳定性、减少地基变形等。地基处理的对象包括软弱地基与不良地基两方面,软弱地基是指在地表下相当深度范围内存在的软弱土,包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。这类土的工程特性为压缩性高、强度低、通常很难满足地基承载力和变形要求。而不良地基包括施陷性黄土地基、膨胀土地基、泥炭土地基、山区地基及岩溶与土洞地基等。

三、地基的处理方法分类

利用软弱土层作为持力层时，可按下列规定执行：1）淤泥和淤泥质土，宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆土层较薄，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施；2）冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好时，均可利用作为持力层；3）对于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，未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处 理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。

地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。

经处理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时，基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础埋深的地基承载力修正系数取1.0；在受力范围内仍存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的地基承载力。对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物，以及钢油罐、堆料场等，地基处理后应进行地基稳定性计算。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值；根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等，按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。地基处理后，建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求，并在施工期间进行沉降观测，必要时尚应在使用期间继续观测，用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时，设计要综合考虑土体的特殊性质，选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。

常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

1、换填垫层法 适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。

2、强夯法

适用于处理碎石土、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。强夯置换法适用于高饱和度的粉土，软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程，在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。

3、砂石桩法

适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，提高地基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软粘土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。

4、振冲法

分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

5、水泥土搅拌法

分为浆液深层搅拌法（简称湿法）和粉体喷搅法（简称干法）。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验 确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕，受其搅拌能力的限制，该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。

6、高压喷射注浆法

适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕，目前最大处理深度已超过30m。

7、预压法

适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。

8、夯实水泥土桩法

适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制，目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。

9、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法

适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基，可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基，可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基，达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。

10、石灰桩法

适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。

11、灰土挤密桩法和土挤密桩法

适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可处理的深度为5～15m。当用来消除地基土的湿陷性时，宜采用土挤密桩法；当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时，宜采用灰土挤密桩法；当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时，不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同，土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。

12、柱锤冲扩桩法

适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基，对地下水位以下的饱和松软土层，应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。

13、单液硅化法和碱液法

适用于处理地下水位以上渗透系数为0.1～2m／d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地，对Ⅱ级湿陷性地基，应通过试验确定碱液法的适用性。在确定地基处理方案时，宜选取不同的多种方法进行比选。对复合地基而言，方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。

四、软弱地基形成的原因 软弱地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土、冲填土或者其他高压缩性土层形成的地基，这些地基基本上很少受到地质变动或者地形的影响，也从没有受到过地震、荷载等物理作用的影响，更没有受到土颗粒间化学作用的影响。软弱地基是一种不良的地基，其稳定性非常的差、强度较低、压缩性较高、容易出现液化，沉降量也很大。因此在工程的建设过程中，要充分考虑地基的变形和稳定等问题。在软弱地基上建设的工程，由于其他基强度不够和变形,往往不能满足工程的质量，所以要采用一定的措施，对软弱地基进行处理，从而提高地基的稳定性，减少地基的沉降和不均匀下降。

五、软弱地基处理方法的选择

地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。

地基处理工程要做到确保工程质量、经济合理和技术先进的原则。可根据下列条件进行选择：

1、地质条件：查明岩土的性质、成因类型、地质年代、厚度和分布范围。对于岩层，还应查明风化程度及地层的接触关系，调查天然地基的地质构造，查明水文及工程地质条件，确定有无不良地质现象：如滑坡，崩塌、岩溶、土洞、冲沟、泥石流、岸边冲刷及地震等。

2、设计施工条件：设计时应考虑工期及用料情况：工期不宜安排得太紧应该时间充分在施工工期紧迫，时间有限的情况下，除个别路堤在不影响总体施工的情况下，可适当的不作地基处理。桥梁基础处，可用多种方案进行优选，选择最合适经济的方案，同时选用有资质有大型先进设备的建设单位以保证施工的质量和安全性。施工时地基稳定性一定要好，而且对于工程遗留问题一定要少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。

3、场地环境条件：首先要弄清楚软土地区的水文地质情况，由于软土地基的复杂性，用于强度计算的土工参数，无论从测定方法中还是测定过程中都存在 诸多的不确定性，理论上也无法达到完善。所以勘察人员要考察地质资料，实地进行多元勘探。工程地质条件复杂，还应进行工程地质分区，做到勘探详细化。在勘察设计时如地质工作做的不详细，在施工时如有不能实施或实施危险性高，必须进行补充勘察及勘探工作，对地质情况作进一步了解之后在作出修改方案。还要考虑施工时对周围环境的影响。如：新填土会挤压原有道路、房屋，产生侧向位移或附加沉降；用砂桩、砂井时，施工有噪声，靠近居民点会扰民；采用降低水位法时，要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙，并考虑施工后注水复原的问题；采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地，会影响交通和环境卫生；打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时，会污染周围地下水，应慎重对待。

六、总结

我国地域辽阔，工程地质条件千变万化，公路穿越软土地区是经常发生的事情。软土地基的危害性很大，如果在公路施工过程中处理不当或干脆不处理，或者因为工作中的细小疏溜，往往会给建筑物的正常使用留下隐患，一旦发生问题再进行处理，便直接造成经济损失和社会形象的负面影响。因此根据不同施工条件选用合适的方法处理软土地基，可以有效的防止或解决出现的问题，保证工程的顺利完成，减少财务支出，避免更大的事故或破坏情况发生。软土地基的处理方法很多，每种处理方法都有一定的试用范围、局域性、优缺点。没有一种方法是万能的。要根据具体的工程情况，因地制宜确定适合的地基处理方法。

第五篇：地基处理总结

1.浅基础:一般指基础埋深小于5m，或者基础埋深小于基础宽度的基础

2.地基处理的目的:1提高土的强度-地基承载力2 增加土的刚度-减少地基沉降量3 改善地基土的水力特性(1)防渗(2)排水(3)渗透稳定性:(4)抗冻性4改善抗震性能(1)液化(2)震陷 软土指淤泥及淤泥质土，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的饱和软粘性土。软土的特征及分类:富含有机质和粘粒，天然含水量大于液限（流塑状态），天然孔隙比大于或等于1。天然孔隙比大于等于1.5时，称为淤泥；介于1和1.5之间时，称淤泥质土；土中有机质含量介于5%和10%之间时，称有机质土；介于10%和60%之间时，称为泥炭质土；大于60%时泥炭。变形特征：变形大而不均匀；变形稳定历时长；抗剪强度低；较显著的触变性和蠕变性 4.填土分类：杂填土，吹填土，素填土

5.吹填土是由水力冲填泥砂形成的沉积土，即在整理和疏浚江河航道时，有计划地用挖泥船，通过泥浆泵夹大量水分，吹送至江河两岸而形成的一种填土。

吹填土与软土：吹填土在工程性质上，很接近软土。比如富含有机质和粘粒，含水量大，孔隙比高，饱和度高，透水性较弱，强度低，压缩性高等等。造成这一现象的原因是，吹填土的来源就是海相沉积的淤泥和砂土。因此，目前国内对吹填土的处理，除了一些吹填初期的预加固之外，多数将之视为软土进行地基处理与加固。地基处理：为提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。2 复合地基：部分土体被增强或被置换形成增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷载的地基。地基承载力特征值：由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。换填垫层法：挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法。预压法：对地基进行堆载或真空预压，使地基土固结的地基处理方法。真空预压法：通过对覆盖于竖井地基表面的不透气薄膜内抽真空，而使地基固结的地基处理方法。17 强夯法：反复将夯锤提到高处使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实的地基处理方法。1 8 强夯置换法：将重锤提到高处使其自由落下形成夯坑，并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒料，使其形成密实的墩体的地基处理方法。9 振冲法：在振冲器水平振动和高压水的共同作用下，使松砂土层振密，或在软弱土层中成孔，然后回填碎石等粗粒料形成桩柱，并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。砂石桩法：采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后，再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成的密实桩体，并和原桩周土组成复合地基的地基处理方法。21 水泥粉煤灰碎石桩法：由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。水泥土搅拌法：以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂和地基土强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。24 深层搅拌法：使用水泥浆作为固化剂的水泥土搅拌法。简称湿法。25 粉体喷搅法：使用干水泥粉作为固化剂的水泥土搅拌法。简称干法。高压喷射注浆法：用高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出，形成喷射流，以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法 石灰桩法：由生石灰与粉煤灰等掺合料拌和均匀，在孔内分层夯实形成竖向增强体，并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。灰土挤密桩法：利用横向挤压成孔设备成孔，使桩间土得以挤密。用灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩，并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。

1.换填法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实（或振实）至要求的密实度。按换填材料的不同，将垫层分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等。用作地基的浅层处理，其主要作用包括：（1）提高持力层的强度，并将建筑物基底压力扩散到垫层以下的软弱地基，使软弱地基土中所受应力减少到该软弱地基土的容许承载力范围内，从而满足强度要求；（2）垫层置换了软弱土层，从而可减少地基的变形量；（3）加速软土层的排水固结。（4）防止冻胀。（5）对湿陷性黄土、膨胀土等特殊土，处理的目的是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性等。

《建筑地基处理技术规范》中规定：换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。

2.素土、灰土、二灰垫层总称土垫层，适用于处理1~4m厚的软弱土层。

灰土垫层中石灰和土的体积比一般以2：8或3：7为最佳。垫层强度随含灰量的增加而提高。但含灰量超过一定值后，灰土强度增加很慢。

二灰垫层是将石灰和粉煤灰两种材料按2：8或3：7体积比加适当水拌和均匀后分层夯实。其强度比灰土垫层高得多，常用于处理湿陷性黄土的湿陷性。

土垫层设计内容主要包括:

（一）厚度确定;

（二）宽度确定;

（三）平面处理范围

厚度确定 1.软土地基上土垫层厚度的确定与砂垫层相同。2.对非自重湿陷性黄土地基上的垫层厚度应保持天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压力值。根据试验结果，当矩形基础的垫层厚度为0.8~1.0倍基底宽度，条形基础的垫层厚度为1.0~1.5倍基底宽度时，能消除部分至大部分非自重湿陷性黄土地基的湿陷性。当垫层厚度为1.0~1.5倍柱基基底宽度或1.5~2.0倍条基基底宽度时，可基本消除非自重湿陷性黄土地基的湿陷性。3.在自重湿陷性黄土地基上，垫层厚度应大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度，或控制剩余湿陷量不大于20cm才能取得好的效果。

1.复合地基是指由两种刚度（或模量）不同的材料（桩体和桩间土）组成，共同承受上部荷载并协调变形的人工地基。

根据桩体材料的不同，复合地基的分类如下。

散体材料复合地基：砂桩，碎石桩，矿渣桩复合地基

柔性桩复合地基：土桩，灰土桩，石灰桩，粉体搅拌石灰桩，水泥土桩复合地基

刚性桩复合地基：树根桩，CFG桩复合地基

一、作用机理

1、桩体作用，复合地基是桩体与桩间土共同工作，由于桩体的刚度比周围土体大，在刚性基础下等量变形时，地基中应力将重新分配，桩体产生应力集中而桩间土应力降低，这样复合地基承载力和整体刚度高于原地基，沉降量有所减少。

2、加速固结作用，碎石桩、砂桩具有良好的透水特性,可加速地基的固结。另外,水泥土类和混凝土类桩在某种程度上也可加速地基固结。

3、挤密作用，砂桩、土桩、石灰桩、碎石桩等在施工过程中由于振动、挤压、排土等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。另外，采用生石灰桩，由于生石灰具有吸水、发热和膨胀等作用，对桩间土同样起到挤密作用。

4、加筋作用，各种复合地基除了可提高地基的承载力和整体刚度外，还可用来提高土体的抗剪强度，增加土坡的抗滑能力。

二、破坏模式 复合地基的破坏形式可分为三种情况：第一种是桩间首先破坏进而发生复合地基全面破坏；第二种是桩体首先破坏进而复合地全面破坏；第三种是桩体和桩间土同时发生破坏。在实际工程中，第一、第三种情况较少见，一般都是桩体先破坏、继而引起复合地基全面破坏。

（1）刺入破坏模式。桩体刚度较大，地基土强度较低的情况下较易发生桩体刺入破坏。桩体发生刺入破坏后，不能承担荷载，进而引起桩间土发生破坏，导致复合地基全面破坏。刚性桩复合地基较易发生这类破坏。

（2）鼓胀破坏模式。在荷载作用下，桩间土不能提供足够的围压来阻止桩体发生过大的侧向变形，从而产生桩体的鼓胀破坏。桩体发生鼓胀破坏引起复合地基全面破坏。散体材料桩复合地基较易发生这类破坏。在一定的条件下，柔性桩复合地基也可能产生这类型式的破坏。

（3）整体剪切破坏模式。在荷载作用下，复合地基产生图中所示的塑性区，在滑动面上桩体和土体均发生剪切破坏。散体材料桩复合地基较易发生这类型式的整体剪切破坏，柔性桩复合地在在一定条件下也可能发生这类破坏。

（4）滑动破坏模式。在荷载作用下，复合地基沿某一滑动面产生滑动破坏。在滑动面上，桩体和桩间土均发生剪切破坏。各种复合地基都可能发生这类型式的破坏。

2.若桩体的横截面积为Ap，该桩体所承担的复合地基面积为A，则复合地基置换率为： m=Ap/A

3.桩土应力比是复合地基的一个重要设计参数，它关系到复合地基承载力和变形的计算。影响桩土应力比的因素：荷载水平、桩土模量比、复合地基面积置换率、原地基土强度、桩长、固结时间和垫层情况等。1.砂桩是指用振动或冲击荷载在软弱地基中成孔后，再将砂挤入土中，形成大直径的密实柱体。

砂桩适用于松散砂土、人工填土、粘性土、粉土和杂填土等地基，以提高地基的强度，减少地基的压缩性，或提高地基的抗震能力，以防止饱和松散砂土地基的振动液化。对加固饱和软弱土地基则应慎重，如果建筑物以变形为控制条件，则砂桩处理后的软弱地基需经预压，以消除沉降后才可作为建筑物地基，否则难以满足建筑物对沉降的要求。

根据国内外的使用经验，砂桩适用于中小型工业与民用建筑物、散料堆场、码头、路堤、油罐等工程的地基加固。

砂桩的加固机理

一、在松散砂土中的加固机理

砂土属单粒结构，可分为疏松和密实两种极端状态。密实的单粒结构，颗粒间的排列已接近最稳定状态，在动（静）荷载下，一般不再产生大的变形。而疏松的单粒结构，颗粒间孔隙大，颗粒位置不稳定，在动（静）荷载作用下容易产生位移，因而会产生较大的沉降，特别在动荷载作用下更为显著，可减少20%，因此必须经过人工处理后才可作为建筑物的地基。

在砂桩的成桩过程中，因采用振动或冲击方法，桩管对周围砂土产生很大的横向挤压力，将地基中等于桩管体积的砂挤向周围的砂层，这种强制挤密使砂土的相对密度增加，孔隙比降低，干密度和内摩擦角增大，土的物理力学性能得到改善，地基承载力大幅度提高，一般可提高2~5倍。当砂土地基被挤密到临界孔隙比以下时，还可防止砂土振动液化。

二、在软弱粘土中的加固机理

砂桩在软弱粘性土地基中主要起置换作用和排水作用，这样形成的复合地基，可提高地基的承载力和整体稳定性。

1.置换作用 粘性大多为蜂窝结构，在成桩过程中受扰动后，比具有相同密实度和含水量的原状土的力学性质会降低，不仅很难起到挤密加固作用，甚至会使桩周土体强度出现暂时降低。所以砂桩加固软弱地基主要利用砂桩本身的强度形成复合地基，提高地基的承载力和地基的整体稳定性。

-7-42.排水作用 一般软弱地基土的渗透性很小,渗透系数多在1×10~1×10cm/s范围内。在软弱地基中设置砂桩后,减少了软弱地基土的的排水距离,加快了固结速率,有助于地基土强度的提高。

1.石灰桩是指用人工或机械在地基中成孔后,灌入生石灰块(或在生石灰块中掺入适量的水硬性掺合料,如粉煤灰、火山灰等)，经振密或夯压后形成的桩柱体。

用石灰桩加固软弱地基,不同的土质会产生不同的加固效果。如果被加固土的渗透系数太小,不利于软土脱水固结；如果被加固土的渗透系数太大,石灰难以密实。根据国内外的工程经验,石灰桩适用于处理杂填土、素填土、饱和粘性土、淤泥质土和淤泥等。

2.石灰桩的加固机理可从桩间土、桩身和复合地基三个方面进行分析。

一、桩间土1．成孔挤密作用2．吸水、升温和膨胀作用3．胶凝及离子交换作用

二，桩身 生石灰桩具有一定的强度和刚度，可以提高地基的承载力和改善地基的变形特性。石灰桩桩身的强度与上覆压力和龄期有关。

三、复合地基 石灰桩复合地基承载力由三部分构成：①桩身强度；②桩间土；③桩周形成的硬壳层。由于硬壳层的形成需要一个长期过程，在设计时一般不作考虑而作为安全贮备。根据国内外实测数据，石灰桩复合地基的桩土应力比一般为2.5~5.0。

要提高复合地基的承载力可从两方面着手，即提高桩身强度与增加桩间土的加固效果。但应注意：①桩间土的承载力应协调。既要保证桩身有较大的强度，又没必要过大增大桩身强度。②桩身吸水量的增加有助于改善桩间土的物理力学性能，但吸水量过多又使桩身强度降低，为使两者兼备有时必须采用较大的置换率。因此在提高复合地基承载力时要进行综合考虑，确定桩间土强度、桩身强度和造价之间的最优关系。

1.碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再将碎石挤入土中形成大直径的由碎石所构成的密实桩体。按其制桩工艺分为振冲（湿法）碎石桩和干法碎石桩两大类。采用振动水冲法施工的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用各种无水冲工艺（如干振、振挤、锤击等）施工的碎石桩称为干法碎石桩。

在复合地基的各类桩体中，碎石桩与砂桩同属散体材料桩，加固机理相似，并随被加固土质不同而有差别。对砂土、粉土和碎石土具有置换和挤密作用；对粘性土和填土，以置换作用为主，兼有不同程度的挤密和促进排水固结的作用。

碎石桩在工程中主要应用于以下几方面：（1）软弱地基加固；（2）堤坝边坡加固；（3）消除可液化土的液化性；（4）消除湿陷性黄土的湿陷性。第七章 1.CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩体主体材料为碎石,石屑为中等粒径骨料,可改善级配,粉煤灰具有细骨料和低标号水泥作用。通过调整水泥掺量和配合比,桩体强度可在C5~C20之间变化,一般为C5~C10。

CFG桩是在碎石桩的基础上发展起来的,属复合地基刚性桩,严格意义上说,应该是一种半柔半刚性桩。而碎石桩是散体材料桩,这类桩因自身无粘结强度,要依靠周围土体的约束力来承受上部荷载。由实测资料表明,碎石桩主要受力区在4倍桩径范围内,沿桩长方向轴向和侧向应力迅速衰减,因此增加桩长对提高复合地基承载力作用不大。

碎石桩的桩土应力比一般为1.5~4.0，要提高碎石桩复合地基承载力,只有提高置换率,而置换率又与桩径和桩距有关,置换率太高,将给施工带来很多困难。CFG桩由于自身具有一定的粘结性，故可在全长范围内受力，能充分发挥桩周摩阻力和端承力，桩土应力比高一般为10~40。复合地基承载力的提高幅度较大，并有沉降小、稳定快的特点。

2.加固机理CFG桩复合地基的加固机理包括置换作用和挤密作用，其中以置换作用为主。当CFG桩用于挤密效果好的土层时，既有置换作用,又有挤密作用,当用于挤密效果差的土层时,只有置换作用。CFG桩与碎石桩的差别之一在于CFG桩可全长受力，当地基土质好，荷载又不大时,可将桩设计短一些；当地基土质差，荷载又不大时，可将桩设计长一些；如果地基土很软，而荷载又大时，用柔性桩很难满足设计要求，而CFG桩可通过应力集中现象来实现。

3.褥垫的作用 CFG桩复合地基的褥垫由碎石、级配砂石、粗砂等散体材料组成。由褥垫联接复合地基和基础。褥垫在复合地基中如有如下几种作用：

（1）保证桩、土共同承担荷载。在桩基中,当承台承受竖向荷载时,对摩擦桩,承台产生沉降,使桩间土发挥一定的承载能力,且变形越大,作用越明显,但与桩间土承载能力相比,所占比例很小；对端承桩,承台沉降变形一般很小,桩间土承载能力很难发挥。

CFG复合地基的设计原则是充分利用桩间土的垂直和水平承载能力。由于CFG桩复合地基的置换率一般不大于10%，其余不小于90%的基底面积为桩间土，总荷载扣除桩间土承担的荷载后就是CFG桩应承担的荷载。显然；遵循这一设计原则，可大量减少桩的数量，再加上CFG桩不消耗钢筋，桩体利用工业废料和石屑作为掺合料，水泥用量小，可大大降低工程造价。（2）减少基础底面的应力集中

根据实测的桩土应力比n与褥垫层厚度△H的变化曲线,当褥层厚度很小时,桩对基础底面产生应力集中。但当褥层厚度大于10cm时,应力集中明显降低（桩土应力比约为6）,当褥垫层厚度为30cm时,桩土应力比降为1.23。

（3）褥垫厚度可调整桩土荷载分担比

由有关试验测得的结果，当荷载一定时，褥垫越厚土承担的荷载越多；褥垫厚度一定时，荷载越大，桩承担的荷载所占比例增大。

(4)褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比

有关实验表明，褥垫厚度越大，桩顶水平位移越小，当褥垫厚度不小于10cm时，桩体不会发生水平折断。综上所述，褥垫是CFG桩复合地基的一个重要组成部分，其厚度直接影响到桩土应力比和荷载分担比。因此，必须确定一个合理的厚度。褥垫厚度太小，桩对基础产生应力集中，需要考虑桩对基础的冲切，必然造成基础厚度增加，当基础承受水平荷载时，可能造成桩体断裂。而且，厚度过小，不能充分发挥桩间土承载力，导致桩数或桩长增加。

褥垫厚度过大，导致桩、土应力比接近1，桩承担的荷载太少，复合地基承载力提高不大。由试验研究和工程实践经验，一般取10~30cm较合适。第八章

1.排水固结的原理 排水固结法是在建筑物建造前，对天然地基或对已设置竖向排水体的地基加载预压，使土体固结沉降基本完成或完成大部分，从而提高地基土强度的一种地基加固方法。一般要具有：

排水系统由竖向排水体和水平排水体构成,主要作用是改变地基的排水边界条件,缩短排水距离和增加孔隙水排出的途径。

加压系统是指对地基施加的荷载。排水系统与加压系统总是联合使用的。

目前,实际工程中应用较多的排水固结法有砂井(塑料排水板)加载预压和砂井（塑料排水板）真空预压。排水固结一般适用于饱和软粘土、吹填土、松散粉土、新近沉积土、有机质土及泥炭土地基。应用范围包括路堤、仓库、罐体、飞机跑道及轻型建筑物等。

要取得良好的预压固结效果，基本条件1.必要的预压荷载2.良好的排水边界条件与排水固结预压历时长短 排水固结法的加荷方式既可采用上述的直接堆载法，也可采用真空抽吸、预压，降低地下水位及电渗法。真空预压法是将不透气的薄膜设在需要加固的软土地基表面的砂垫层上，通过土体中设置的竖向排水体及埋设于砂垫层中的滤水管道，将薄膜下土体中的水、气抽出，从而在土体与砂垫层及砂井等竖向排水体之间形成压差,发生渗流,使土中孔隙压力不断降低,有效应力不断增加,促使土体固结沉降。

降低地下水位法是利用井点抽水降低地下水位以增加土的有效应力，从而达到加速固结的目的。降水法最适用于砂性和软粘土层中存在砂或粉土的情况。

电渗法是在土中插入金属电极并通过以直流电，使土中水分由阳极流向阴极。如将阳极积集的水排除，土体中孔隙水就会减少，有效应力增大导致沉降固结。第九章

1.强夯法又称为动力固结法或动力压密法。这种方法是将100~400kN的重锤（最重达2000kN），以6~40m的落距落下给地基以冲击和振动,从而达到提高土的强度,降低其压缩性，改善土的振动液化条件,消除湿陷性黄土的湿陷性等目的。

强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~ 流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。2.强夯加固机理

一、动力固结 动力固结理论可概括为以下几方面：

（一）饱和土的压缩性

传统的固结理论以孔隙水的排出是饱和细颗粒土出现沉降的前提为条件。但在进行强夯施工时，在瞬时荷载作用下，孔隙水不能迅速排出，显然这就无法解释强夯时立即发生沉降这一现象。

Menard以为，由于土中有机物的分解，第四纪土中大多数都含有微气泡形式出现的气体，其含气量大约在1%~4%，强夯时，气体压缩，孔隙水压力增大，随后气体有所膨胀，孔隙水排出，液相、气相体积减少，即饱和土具有可压缩性。根据试验，每夯击一遍，气体体积可减少40%。

强夯时，含气孔隙水不能消散而具有滞后现象，气相体积不能立即膨胀，这一现象由动力固结模型中活塞与筒体间存在摩擦来模拟。

（二）局部液化

强夯时，土体被压缩，夯击能越大，沉降越大，孔隙水压力也不断增加，当孔隙水压力达到上覆土压力时，土体产生液化，这时土中吸着水变为自由水，土的强度下降到最小值，即土体的压缩模量是可变的，在动力固结模型中以可变弹簧刚度来模拟。

（三）渗透性变化

在强夯的冲击能量作用下，当土中的超孔隙水压力大于土颗粒间的侧向压力时，土颗粒间会出现裂隙并形成树枝状排水通路，使土的渗透性变好，孔隙水能顺利排出。

当液化度小于临界液化度ai时，渗透系数成比例增长，当液化度超过ai时，渗透系数骤增，夯坑周围出现冒气冒水现象。随着孔隙水压力消散，土颗粒重新组合，此时土中液体又恢复到正常状态。

（四）触变恢复

土体在夯击能量作用下，结构被破坏，当出现液化时，抗剪强度几乎为零，但随着时间的推移，土的结构逐渐增长，这一过程称为触变恢复，也称为时效。

地基土强度增长规律与土体中孔隙水压力有关。由图9.1-4，液化度为100%时，土的强度降到零；但随着孔隙水的消散，土的强度逐渐增长，存在一个触变恢复阶段，这一阶段能持续几个月，据实测资料，夯击6个月后所测得的强度比一个月所测得的强度增长20%~30%，而变形模量增长30%~80%。

二、动力夯实 强夯加固多孔隙颗粒、非饱和土是基于动力夯实的机理。夯锤夯击地面的冲击能量是以振动波的形式在地基中传播，其中对地基加固起作用的主要是纵波和横波。纵波使土体受拉、压作用，使孔隙水压力增加，导致土骨架解体；横波使解体的土颗粒处于更密实的状态。因此，土体在冲击能量作用下，被挤密压实，强度提高，压缩性降低。

根据工程实践，非饱和土夯击一遍后，夯坑可达0.6~1.0m深，坑底形成一层厚度为夯坑直径1.0~1.5倍的硬壳层，承载力可提高2~3倍。

三、动力置换是指在冲击能量作用下，强行将砂、碎石等挤填到饱和软土层中，置换饱和软土，形成密实的砂、石层或桩柱。

目前，动力置换有3种形式：（1）动力置换砂柱：当地基表层为适当厚度的砂覆盖层，其下卧层为高压缩性淤泥质软土时，采用较低的夯击能将表层砂夯挤入软土层中，形成一根根砂柱。（2）动力置换碎石桩：先在软土表面堆铺一层碎石料，利用夯锤夯击成孔，向夯坑中填料后再夯击，直至夯实成桩。（3）动力置换挤淤：在厚度不是很大的淤泥质软土层上抛填石块，利用抛石自重和夯锤冲击力使块石沉到持力硬土层，将大部分淤泥挤走，少量留在石缝中，利用块石之间的相互接触，提高地基的承载能力。3.静力固结与动力固结两种模型对比

静力固结模型1不可压缩的液体；2固结时液体排出的孔径不变；3弹簧刚度为常数；4无摩擦活塞。动力固结模型1含有少量气泡的可压缩液体；2固结时液体排出的孔径是变化的；3弹簧刚度为常数；4有摩擦活塞。第十章

1.深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结形成加固体，从而提高地基的强度和增大变形模量，加固体与天然地基形成复合地基，共同承担建筑物的荷载。

2.分类：按固化剂材料种类分为水泥土，石灰粉体（石灰柱法）深层搅拌法 按固化剂形态分 浆液喷射，粉体喷射深层搅拌法

深层搅拌法适用于加固软弱地基，它所形成的固结体可提高软土地基的承载力，减少沉降量，还可用来提高边坡的稳定性

3.水泥土搅拌法分为深层搅拌法（以下简称湿法）和粉体喷搅法（以下简称干法）。

适用条件：水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于 30%（黄土含水量小于 25%）、大于 70%或地下水的 pH值小于 4时不宜采用干法。冬期施工时，应注意负温对处理效果的影响。

水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数 IP大于 25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。

用途或功能：水泥土搅拌法形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基；基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕；大体积水泥稳定土等。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状等。

4.加固机理 水泥与土拌和后要产生一系列的物理化学反应。这些物理化学反应与混凝土的硬化机理不同，混凝土的硬化主要是粗填充料中进行水解和水化作用，凝结速度较快；而在水泥土中，水泥掺量少，且水泥的水解和水化反应是在土中进行的，所以硬化速度缓慢而且复杂，加固土的强度增长也较缓慢。第十一章 基坑工程

1.基坑工程的分级一级：支护结构破坏对基坑周边环境影响很严重

二级：支护结构破坏对基坑周边环境影响很小，但对本工程地下结构施工影响严重 三级：支护结构破坏对基坑周边环境影响及地下结构施工影响不严重 2.基坑支护结构极限状态

承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或基坑底失稳、管涌导致土体或支护结构破坏； 正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已破坏基坑周边的平衡状态并产生了不良影响。3.方案选择的依据：基坑开挖深度；工程地质与水文地质；基坑等级（邻近环境）；土方开挖方法；地下水处理；支护工程造价

4.土钉墙（构造）土钉的长度一般为开挖深度的0.5~1.2倍(软土中为1~2倍)，间距1 ~ 2m；土钉与面层必须有可靠的连接；墙面坡度不宜大于1:0.1；钢筋钉钻孔70~120mm，钢筋直径16~32mm；钢管钉一般用Ø48/3钢管； 注浆材料 —— 水泥浆或水泥砂浆；喷锚网厚度~80mm，混凝土不小于C20。

5.水泥土墙（构造）水泥土置换率0.6~0.8；格栅长宽比不宜大于2；搅拌桩之间的搭接100 ~ 200mm；插筋、面板、局部加墩；坑底加固。

6.排桩、地下连续墙（构造）排桩桩径与桩距Ф≥500，连续排桩净距宜取150~200；地下连续墙厚度Ф≥600；

水下混凝土强度不应小于C20，纵向主筋计算确定，箍筋φ6 ~ 8@200~300、加强筋12 ~ 14@2000 顶部应设冠梁，冠梁宽度≥ 桩径(墙宽度),高度≥ 400，混凝土强度不应小于C20。支撑 混凝土支撑 ：混凝土强度不应小于C20 ；整体浇筑，接点刚接。

钢支撑：连接可采用高强螺栓或焊接；腰梁连接点宜设在支撑点附近；腰梁与支撑的连接节点处应设加劲板；钢腰梁与挡墙间应用细石混凝土（≥C20）填充。

拉锚 锚锭式拉锚：锚杆宜用普通低碳钢；锚杆间距1.5 ~ 4.0m;锚杆长度大于10m时应施加预拉应力。土层锚杆：锚固长度不宜小于4m、自由长度不宜小于5m；锚杆水平间距不宜小于4.0m、竖向间距不宜小于

002.0m；锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m；锚杆倾角15~25，并不大于45

7.水泥土是通过机械强力将水泥与土搅拌形成具有较好物理力学性质的水泥加固土 水泥土的物理性质

1、重度:当水泥掺入比在8%～20%之间，水泥土重度比原状土增加约3%～6%

2、含水量:

-7-8水泥土的含水量一般比原状土降低7%～15%

3、抗渗性:渗透系数K一般在10～10cm/ces 水泥土的力学性质

1、无侧限抗压强度:水泥土的无侧限抗压强度qu在0.3～4.0 MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍

2、抗拉强度:水泥土抗拉强度与抗压强度有一定关系，一般情况下，抗拉强度在（0.15～0.25）qu之间

3、抗剪强度:当水泥土qu=0.5～4MPa时，其粘聚力C在100～1000kPa之间，其摩擦角在20～30之间

4、变形特性:当qu=0.5～4.0MPa时，其50d后的变形模量相当于（120～150）qu

一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌）就位 — 预搅下沉 —（制备水泥浆）— 提升喷浆搅拌 — 沉钻复搅 — 重复提升搅拌

水泥土墙施工注意事项（1）复搅工艺 确保搅拌均匀（干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。（2）提升速度~喷浆速度 提升搅拌速度不宜大于0.5m/min；提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长喷浆均匀。（3）桩的搭接 一般为200，搭接间歇时间不超过24h，宜留踏步式接头；如因施工原因间歇时间超过24h，应有措施（增加复搅、增加水泥掺量等）。

8.SMW工法指的就是有H型钢插入的水泥搅拌桩，先施工水泥搅拌桩，在水泥未凝固之前将H型钢利用重力及机械振动插入。因为H型钢的插入对水泥搅拌桩的搅拌质量要求较高，所以用的水泥搅拌桩机械一般是三轴搅拌机。9.逆作法——原理

先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。

工艺特点（1）可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业，在建筑规模大、上下层次多时，大约可节省工时1/3。

（2）受力良好合理，围护结构变形量小，因而对邻近建筑的影响亦小。（3）施工可少受风雨影响，且土方开挖可较少或基本不占总工期。（4）最大限度利用地下空间，扩大地下室建筑面积。

（5）一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。

（6）由于开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。（7）逆作法存在的不足，如逆作法支撑位置受地下室层高的限制，无法调整高度，如遇较大层高的地下室，有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。由于挖土是在顶部封闭状态下进行，基坑中还分布有一定数量的中间支承柱和降水用井点管，目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机械,使挖土的难度增大。但这些技术问题相信很快会得到解决。