21地基處理方法

1、攪拌法注漿法石灰系攪拌法水泥系攪拌法深層攪拌法高壓噴射注漿法土工織物加筋土樹根樁凍結(jié)法熱加固法淺層密實(shí)處理深層密實(shí)處理沖擊密實(shí)振沖擊擠密法爆破擠淤法強(qiáng)夯法砂（石）樁擠密法灰土樁擠密法石灰樁擠密法碾壓法重錘夯實(shí)法振動(dòng)壓實(shí)法砂（砂石）墊層法土工織物法力學(xué)排水電學(xué)排水電滲排水其他排水加壓排水抽水排水負(fù)壓排水真空排水法塑料袋排水法砂井排水法袋裝砂井排水法水井排水法井點(diǎn)排水法1. 換土處理2. 密實(shí)處理3. 排水處理4. 加筋處理5. 熱學(xué)處理全部挖出換土法部分挖出換土法自重強(qiáng)制換土法強(qiáng)夯擠淤法挖除換土法強(qiáng)制換土法焊破換土法爆破擠淤法物理處理化學(xué)處理地基處理方法分類圖1-1 按作用機(jī)理分類的地基處理方法

2、2 軟弱地基2.1概述軟弱地基是主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、沖填土或者其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。這類地基一般很少受到地質(zhì)變動(dòng)或地形的影響，也沒有受到過荷載、地震等物理作用的影響，更沒有土顆粒間化學(xué)作用的影響。軟弱地基是一種不良的地基，因此在工程的建設(shè)過程中，考慮其地基強(qiáng)度不夠和變形要求，往往不能滿足工程的質(zhì)量，必須采用一定的措施，對(duì)軟弱地基進(jìn)行處理，從而改善地基的穩(wěn)定性，減少地基的沉降和不均勻沉陷。 沖填土沖填土是人工填土之一，它是在疏浚江河航道或從河底取土?xí)r用泥漿泵將已裝在泥駁船上的泥砂。直接或再用定量的水加以混合成一定濃度的泥漿。通過輸泥管送到四周筑有圍堤并設(shè)有排水擋板的填土區(qū)內(nèi)，經(jīng)沉

3、淀排水后而成。沖填土有別于素土回填，它具有一定的規(guī)律性。其工程性質(zhì)與沖填土料、沖填方法、沖填過程及沖填完成后的排水固結(jié)條件、沖填區(qū)的原始地貌和沖填齡期等因素有關(guān)。 軟土1）在公路工程名詞術(shù)語中，軟土的定義為“由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土，主要有淤泥、淤泥質(zhì)土及泥炭”。我國公路行業(yè)規(guī)范未對(duì)軟土地基有明確的定義。日本高等級(jí)公路設(shè)計(jì)規(guī)范中定義：軟土地基指主要由粘土和粉土顆粒含量高的軟弱土，或由孔隙率大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭及松散砂構(gòu)成的土層，地下水位高,其上的填方和構(gòu)造穩(wěn)定性差或產(chǎn)生下沉的地基。軟土地基是在工程建設(shè)中遇到最多需要處理的軟弱地基，它們廣泛地分布在我國

4、濱海平原以、河口三角洲、山澗谷底及湖泊地區(qū)。2）軟土的基本特性是： 天然含水量大于液限，一般高達(dá)50%70%甚至更大。孔隙比大，一般為1.02.0，呈海綿狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)天然孔隙比大于1.5時(shí)，稱為淤泥，當(dāng)天然孔隙比為1.01.5時(shí)，稱為淤泥質(zhì)土?？辜魪?qiáng)度低，不排水抗剪強(qiáng)度約在5kPa25 kPa，內(nèi)摩擦角多為3° 5°。壓縮性高，壓縮系數(shù)常在0.74Mpa-11.54 Mpa-1，屬高壓縮性土。在上層荷載作用下，軟土地基沉降量大，而且這種惡化是不可逆的，沉降長(zhǎng)期難以消失。滲透系數(shù)小，一般約（3.66.5）×10-7/s。上層排水困難。 固結(jié)系數(shù)小，Cu平均值為1.05

5、×10-3 cm2/s。這意味著地基沉降穩(wěn)定要經(jīng)歷很長(zhǎng)的一段時(shí)間。 靈敏度高，當(dāng)土體的原狀結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時(shí)，觸變性大。2.2軟弱地基的處理方法軟弱地基的處理方法有幾十種，有的技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)踐，有的技術(shù)不是很成熟，尚處于摸索階段，而有的技術(shù)還在研究當(dāng)中，無法在工程中加以應(yīng)用。針對(duì)軟弱土地基的基本特性，目前在道路橋梁施工過程中主要通過換填墊層法、深層密實(shí)、塑料板排水法、碎石樁、管樁灌漿、高壓噴射注漿法、強(qiáng)夯法、加筋技術(shù)等技術(shù)手段對(duì)軟弱土地基進(jìn)行處理。通過對(duì)相關(guān)資料的閱讀與整理，根據(jù)不同的實(shí)際情況，結(jié)合第一章地基處理的分類及適用范圍，下面對(duì)常用軟弱地基處理辦法進(jìn)行簡(jiǎn)要?dú)w納。表1.

6、231 常用軟弱地基處理方法類別方法簡(jiǎn)要原理適用范圍置換及拌入法換土墊層法碎石樁法石灰樁法褥墊法EPS超輕質(zhì)料填土法強(qiáng)夯擠淤法在天然土層上開挖到一定深度，回填具有較高抗剪強(qiáng)度、壓縮性小的土工材料，如石渣、礫等，形成雙層地基。墊層可擴(kuò)散基底壓力，提高地基承載力，降低沉降利用能產(chǎn)生水平振動(dòng)的管狀機(jī)械在高壓水流下邊振邊沖，在飽和粘性土地基中成孔，填入碎石或卵石等材料，形成碎石樁。碎石樁置換部分土體，形成復(fù)合地基用機(jī)械成孔，填入生石灰填入生石灰塊或生石灰塊與其他摻合料并攪拌或壓制成樁體，通過石灰的吸水膨脹及離子交換作用，與周圍土體形成復(fù)合地基，達(dá)到加固作用當(dāng)建筑物的地基壓縮性存在差異時(shí)，為避免發(fā)生不均

7、勻沉降，在壓縮性較低的地基，通過換填法加上一定厚度土料形成褥墊，達(dá)到調(diào)整巖土交界處的相對(duì)變形，減少沉降差聚苯乙烯（EPS）泡沫塑料具有重度輕、抗壓強(qiáng)度高、耐久性強(qiáng)及良好的緩沖作用，作為輕型填料，可有效減小因填土自重造成的土基沉降，同時(shí)施工簡(jiǎn)單，是一種節(jié)能土工材料通過拋石或邊填碎石邊強(qiáng)夯，置換淤泥以達(dá)到增強(qiáng)土基承載力的目的軟土厚度不大或埋藏淺、無硬殼層的淺層地基軟弱粘性土地基，因承載力漲幅小，工后沉降大，很少應(yīng)用雜填土、軟弱粘性土地基易發(fā)生不均勻沉降的地基軟弱地基上的填方工程淤泥或淤泥質(zhì)粘土地基擠密壓實(shí)法表層壓實(shí)法重錘夯實(shí)法強(qiáng)夯法振沖擠壓法碎石樁擠密法土樁和灰土樁砂樁通過人工或機(jī)械夯實(shí)、機(jī)械振動(dòng)

8、或碾壓對(duì)軟弱土進(jìn)行壓實(shí)通過重錘自由下落的沖擊能來壓實(shí)和夯壓淺層土地基，改善表面硬殼層的厚度和物理力學(xué)指標(biāo)將1040t的重錘從高處自由下落，反復(fù)多次夯實(shí)地基，地基土在振動(dòng)力和沖擊力的作用下，強(qiáng)度提高，壓縮性減小一方面通過振沖器的振動(dòng)使飽和砂層液化，顆粒重新排列，孔隙比減??；另一方面利用振沖器的水平振動(dòng)形成的孔洞，加入回填料，使砂層密實(shí)用振沖、沖擊沉管在軟弱地基中成孔后，將碎石或砂擠壓入已成形的孔中，形成大直徑的密實(shí)柱體，與擠密的樁間土形成復(fù)合地基，提高承載力利用沉管法、爆擴(kuò)法或沖擊法在地基中設(shè)置土樁或灰土樁，由樁間擠密土與夯實(shí)樁體形成復(fù)合地基，土樁適用于消除地基濕陷性，灰土樁適用于提高地基承載力

9、在人工填土或松散砂土地基中設(shè)置砂樁，樁體對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠密或振密作用，可以提高地基強(qiáng)度接近最佳含水量的淺層松散砂性土、粘性土、濕陷性黃土及雜填土無粘性土、濕陷性黃土、雜填土無粘性土、濕陷性黃土、雜填土砂粒含量10%的疏松砂性土地基砂土地基、非飽和性粘土地基地下水位以上的濕陷性黃土、雜填土、素填土地基雜填土、松砂地基排水固結(jié)法堆載預(yù)壓法砂井堆載法真空預(yù)壓法塑料排水板法電滲法降低地下水位在建造前，通過臨時(shí)堆填土石等方法對(duì)土基加載預(yù)壓，地基在荷載作用下固結(jié)排水，預(yù)先完成部分或大部分沉降，提高承載力，然后卸去預(yù)壓荷載再建造建筑物，工后沉降小設(shè)置一系列砂井，在砂井設(shè)置上層排水通道（砂溝或砂墊），縮短排水

10、距離，加快土中孔隙水的排除，達(dá)到擠密土顆粒和提高強(qiáng)度的目的在粘土層上鋪設(shè)排水體系（砂墊層），覆蓋不透氣薄膜密封，用真空泵對(duì)排水體系抽氣抽水，使地基中產(chǎn)生負(fù)的孔隙水壓力，從而吸出孔隙水達(dá)到固結(jié)將塑料排水板打入或用插板機(jī)插入地基中，形成垂直的排水通道，替代常用的砂井法。其濾水性好，施工方便在地基中插入金屬電極并接通直流電，在電場(chǎng)作用下，土中水從陽極流向陰極，水在陰極被排除而在陽極附近補(bǔ)充通過井點(diǎn)抽水使地下水位降低，改變土的受力狀態(tài)，以達(dá)到預(yù)壓的效果，此方法不因孔隙水壓力增高而使地基破壞軟粘土、雜填土、泥炭土地基飽和粘性土地基，透水性差加固的深度不大，不適用要求較高的地基軟粘土地基飽和軟粘土地基砂性

11、土或透水性較好的粘土層加筋處理土工織物加筋土錨固技術(shù)樹根樁利用土工聚合物的韌性、強(qiáng)度高的力學(xué)性能，將土中應(yīng)力擴(kuò)散，增大土體的抗拉強(qiáng)度或剛度模量將抗拉強(qiáng)度高的筋材埋置在土層中，拉筋與土粒間的摩擦力使二者組成復(fù)合體，共同受力、協(xié)調(diào)變形將桿件的一段固定在地基的巖層或土層中，另一端與結(jié)構(gòu)物連接，利用錨固力維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定在地基中設(shè)置樹根狀的灌注樁，其直徑為70 280 mm，可提高地基承載力加強(qiáng)軟弱地基人工填筑的砂性土地基，不宜用于粘性土軟粘土地基中應(yīng)慎用各類地基灌入固化物深層攪拌樁法高壓噴射注漿法滲入性灌漿法劈裂性灌漿法壓密灌漿法電化學(xué)灌漿利用深層攪拌機(jī)械對(duì)水泥、石灰等建筑材料與地基土進(jìn)行攪拌，使得

12、固化物和軟土攪拌均勻，產(chǎn)生一系列的物理或化學(xué)反應(yīng)，從而形成圓柱狀或連續(xù)墻水泥土增強(qiáng)體，這樣就能夠使得復(fù)合地基強(qiáng)度大大高于天然強(qiáng)度，其壓縮性、滲水性比天然軟土大大降低利用高壓噴射沖擊破壞土體，用漿液置換部分土體，將水泥漿與土體強(qiáng)制拌合，凝固后形成拌合柱體。通過形成復(fù)合地基以提高承載力，減少沉降利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管將漿液灌入地基中而滲入孔隙和裂隙中，漿液將松散的土粒與裂隙膠結(jié)成整體通過注漿管將漿液灌入地基中，漿液克服地基的原始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，形成新的孔隙和裂隙，漿液將松散的土粒與裂隙膠結(jié)成整體通過鉆孔向土層中壓入濃漿液，隨土體的壓密及漿液的擠入，形成燈泡型空間，并因漿液的擠壓作用

13、產(chǎn)生輻射狀上抬力，引起地層隆起，用于糾正建筑物不均勻沉降在粘性土中插入電極并接通直流電，在土體中產(chǎn)生電滲、電泳和離子交換等作用，隨著土中水的排出，同時(shí)向土體灌注硝酸鹽漿液，在滲漿通道內(nèi)形成硅膠，與土體顆粒膠結(jié)成加固體各種成因的軟土層，尤其是對(duì)于厚度較大的飽和軟黏土。有機(jī)質(zhì)含量較高時(shí)應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定粉細(xì)砂、粘性土、沙礫石地基中砂、粗砂、礫石地基沙礫石、砂、粘性土地基常用于可壓縮性、排水條件好的地基粘性土地基托換法基礎(chǔ)加寬法墩式托換法樁式托換法通過增加原建筑物基礎(chǔ)的底面積，以減小基底的接觸壓力，降低地基土的附加應(yīng)力水平，從而減小沉降量或滿足地基的變形要求和承載力在施工建筑物的基礎(chǔ)下挖坑，然后澆筑混凝

14、土，從而增大原有基礎(chǔ)的埋置深度，使基礎(chǔ)支撐在較好的土層上在原建筑物的基礎(chǔ)下設(shè)置鋼筋混凝土樁，以樁基的形式進(jìn)行托換的方法總稱。國內(nèi)常用方法有樹根樁托換、壓入樁托換、錨桿靜壓樁托換和灌注樁托換原地基承載力較高原地基承載力較低冷熱處理法凍結(jié)法燒結(jié)法通過人工冷卻，降低地基孔隙水溫度使之凍結(jié)，從而使土體抗剪強(qiáng)度提高，具有良好的截水性能。形成止水帷幕或擋土結(jié)構(gòu)在地基的鉆孔中加熱，通過焙燒使周圍地基土的含水量減小，減小其壓縮性，提高強(qiáng)度飽和砂土或軟粘土層的臨時(shí)措施軟粘土、濕陷性黃土，周圍有富余熱源的地區(qū)糾偏法加載迫降法掏土迫降法頂升糾傾法綜合糾偏通過堆載或者其他加載形式，使沉降較小的一側(cè)產(chǎn)生沉降，減小不均勻

15、沉降在建筑物沉降較小的地方，其以下的地基中或基礎(chǔ)的兩側(cè)地基中掏取部分土體，迫使沉降較小的部位發(fā)生進(jìn)一步沉降通過在墻體中設(shè)置千斤頂以提升整棟建筑物，即可調(diào)整不均勻沉降，又可整體提升達(dá)到標(biāo)高上述迫降與頂升方法進(jìn)行組合，如浸水加壓糾偏、頂端掏土糾偏等深厚軟土地基各類不良地基各類不良地基各類不良地基2.3 其他地基處理技術(shù)復(fù)合地基1962年，世界上首次提出了“復(fù)合地基”的概念。復(fù)合地基是指利用兩種剛度（或模量）不同材料（樁體和樁間土），共同承當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的荷載并協(xié)調(diào)變形，以滿足地基承載力和控制沉降量的人工地基。淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和復(fù)合地基是土木工程中比較常見的三種基礎(chǔ)形式。（a）（b）（c）（d）均質(zhì)加固部

16、分均質(zhì)加固部分荷載荷載荷載增強(qiáng)體增強(qiáng)體荷載經(jīng)過處理后的人工地基可以分為均質(zhì)人工地基、多層地基和復(fù)合地基。見圖2-11。圖2-11 人工地基的分類（a） 均質(zhì)人工地基；（b） 雙層地基；（c） 水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基；（d） 豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基根據(jù)復(fù)合地基中的增強(qiáng)體的方向不同，可以分為豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基和水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基。豎向的增強(qiáng)體習(xí)慣上稱為樁，也稱柱。水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基主要指加筋土地基。其分類詳見下表2-33表2-33 復(fù)合地基的分類水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基主要指加筋土地基豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基散體材料樁復(fù)合地基砂樁復(fù)合地基碎石樁復(fù)合地基礦渣樁復(fù)合地基柔性樁復(fù)合地基土樁復(fù)合地基灰土樁復(fù)合地基石灰

17、樁復(fù)合地基粉體攪拌石灰樁復(fù)合地基水泥土樁復(fù)合地基剛性樁復(fù)合地基樹根樁復(fù)合地基水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基（CFG樁）復(fù)合地基的作用機(jī)理主要有以下幾點(diǎn)：1) 樁體作用：剛性基礎(chǔ)下樁體與樁間土共同承受作用并等量變形時(shí)，地基中應(yīng)力將重新分配，樁間土應(yīng)力減小，樁體的應(yīng)力集中。從而提高復(fù)合地基的整體剛度和地基承載力，降低沉降量。2) 墊層作用：復(fù)合地基在加固深度范圍內(nèi)，其復(fù)合土層可以起到類似于換土墊層的作用，增大了應(yīng)力擴(kuò)散角。3) 加速固結(jié)作用：碎石樁，砂樁具有良好的透水性，加速地基固結(jié)。水泥土類樁與混凝土類樁也可加速地基固結(jié)。4) 擠密作用：砂樁、碎石樁施工過程中由于振動(dòng)，擠壓，排土作用等原因，對(duì)樁間土起到一定的密實(shí)作用。5) 加筋作用：復(fù)合地基提高土體的抗剪強(qiáng)度，增加土坡的抗滑能力。復(fù)合地基的破壞形式有