第九章地基處理

1、第九章地基處理地基處理是一項歷史悠久的工程技術(shù)。早在二千多年前，我國就開始利用夯實法、軟 土中夯入石頭、壓密土層等方法進行處理。 解放后先后采用過砂墊層、砂井化學(xué)和電化法處理軟弱地基?，F(xiàn)在又發(fā)展了振沖法、強夯法、真空預(yù)壓加固、加筋法等。隨著我國基本建設(shè)的發(fā)展，建設(shè)場地的工程地質(zhì)情況逐漸向過去認為不宜利用的場地發(fā)展，另外，高層建筑、重型建筑和有特殊要求的建筑物逐漸增多，對地基的要求也越來越高，需要進行地基處理的工程數(shù)量不斷增大， 技術(shù)難度也逐漸增加， 而地基處理在總投資中 所占的比例相對增加。當基礎(chǔ)強度不足，壓縮性過大或不均勻，為保證建筑物安全，需要進行地基處理。如： 軟粘土、雜填土、沖填土、飽

2、和粉細砂、濕陷性黃土、泥炭土、膨脹土、多年凍土、巖溶和 土洞等。地基處理的設(shè)計和施工必須認真貫徹執(zhí)行國家的各項技術(shù)經(jīng)濟政策。做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適適用、質(zhì)量保證。地基處理尚應(yīng)做到因地制宜，就地取材，保護環(huán)境和節(jié) 約資源等。地基處理方法 表9-1別處算方法1值第殳公於改«境1含M量在定社衛(wèi)的霸性乜中士等23 rwKM可壓也1雌,觥良匕WS憧土，M上M+.端質(zhì)上爵武然以好盤強岫sfiftssi 柒城上和素眼士深映靈,s6士或狂濟雌不帶四強科小于*曲峰性土.肚2K 土火利大上第上1就同陽上哪的懶上”:株填埼腿處理7|M翻士、意境土解壕臂"ms.毓麟法雕，解質(zhì)匕行土吊封1封

3、建箕律產(chǎn)大于1班' 的帶性*9肓理雌襄兼齦 加朋士 1釉L和乜 型 砂土人工肚神石均地基處理的基本方法及適用范圍見表 9-1。地基處理還有建筑物糾偏、不均勻沉降、托換、移動等多種方法。第一節(jié)軟弱土的種類及性質(zhì)?建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范？規(guī)定，軟弱地基系指由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、 雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。一、淤泥和淤泥質(zhì)土在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生化作用形成，主要由黏粒和粉粒組成， 天然含水量高于液限，孔隙比大于 1,其中e>1.5的為淤泥；1.0<e<1.5的為 淤泥質(zhì)土。淤泥和淤泥質(zhì)土在工程上統(tǒng)稱為軟土。軟土按照成因可分為：海岸沉積、湖泊沉積、河灘沉

4、積和沼澤沉積。分布很 廣。長江、珠江地區(qū)的三角洲，黃河三角洲沉積；天津塘沽，浙江溫州、寧波， 連云港等地海濱相沉積；河灘的中下游沉積；洞庭湖、洪澤湖、太湖、昆明海池 等湖泊相沉積；沼澤沉積有內(nèi)蒙、東北大小興安嶺、南方、西南山林地區(qū)等。軟土具有以下物理力學(xué)特性：(1)軟土主要由黏粒及粉粒組成，并含有機質(zhì)。其天然含水量；高于液限，有時到達200%,孔隙比大于1, 一般在1.02.0之間，個別達6;(2)軟土具有高壓縮性：壓縮系數(shù)通常在 0.52.0JP之間，且其壓縮性隨 液限的增大而增加；(3)軟土的強度低，小角與加載和排水條件有關(guān)，c值低，小于5;(4)軟土的滲透性差：其滲透系數(shù)一般約為 10-

5、5mm/s,固結(jié)速率很低；(5)軟土具有明顯的結(jié)構(gòu)性：其靈敏度一般在410,屬于高靈敏性土，一旦擾動，強度很低；(6)軟土具有明顯的流變性：在包載作用下，受剪切應(yīng)力的作用，緩慢變形， 導(dǎo)致抗剪強度衰減。孔隙水完全消散后，沉降還繼續(xù)。另外，由于生成條件的變化，具有成層性和各向異性?？傊?，軟土具有強度低、壓縮性高、滲透性小、高靈敏度和流變性等特點，因而軟土地基上建筑物的沉降量大， 穩(wěn)定所需要的時間長。因此，往往要對軟土 進行加固處理。如不處理，是不能做承受較大荷載地基的。二、雜填土雜填土是人類生活產(chǎn)生的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾。因其成因沒有規(guī) 律，造成成分復(fù)雜，分布不均勻，結(jié)構(gòu)松散。雜填土一般

6、隨時間的推移，其承載 力會逐漸增大。雜填土的主要特征是強度低、壓縮性高，尤其是均勻性差。同時，由于含有 機物及親水和水溶性物質(zhì)，會造成地基產(chǎn)生過大的沉降和侵水性濕陷。三、沖填土沖填土由水力沖填而成，用挖泥船或泥漿泵將泥水送達江河兩岸而形成的沉 積土層。其成分和分布規(guī)律與沖填的固體顆粒和水力密切相關(guān)。由于水力的關(guān)系，沖填口的土顆粒較粗，遠離出口的土顆粒較細，造成地基 的不均勻；如果固體顆粒的來源不同，也會造成其沿深度方向的不均勻變化； 另 外，大量地下水會造成泉水或地下水位過高等。在沖填土上建筑建筑，應(yīng)考慮欠周結(jié)、不均勻性、地下水及山洪、泥石流等 的影響。第二節(jié)機械壓實法一定含水量范圍內(nèi)的土，可

7、通過機械壓實或落錘夯實以降低其孔隙比， 提高 其密實度，從而提高其強度，降低其壓縮性。包括 重錘夯實法，機械碾壓法、振 動壓實法等，統(tǒng)稱為一般機械壓實法。一、土的壓實原理工程實踐表明，一定的壓實能量，只有在適當?shù)暮糠秶鷥?nèi)土才能被壓實 到最大干密度，即最密實狀態(tài)。這種適當?shù)暮糠Q為最優(yōu)含水量， 可以通過室內(nèi)擊實試驗測定。對于一般的黏性土，擊實試驗的方法是：將測試的黏性土分別制成含水量不 同的松散試樣，用同樣的擊實能逐一進行擊實，然后測定各試樣的含水量w和干密度口土繪成pd卬關(guān)系曲線，如圖9-1所示。曲線的極值為最大干密度相應(yīng)的含水量即為最優(yōu)含水量”陽。從圖中可以看出含水量偏高或偏低時均不能

8、壓實。其原因是：含水量偏低時，土顆粒周圍的結(jié)合水膜很薄，致使顆粒間具有很強的引力，阻止顆粒移動，擊實困難；含水量偏高時，空隙中存在著 自由水，擊實時孔隙中過多水分不易立即排出；當土體含水量處于特定范圍時， 土顆粒間的連接減弱，從而使土顆粒易于移動，獲得最佳的擊實效果。試驗證明, 最優(yōu)含水量慳步與土的塑限相近，大致為力呼二切± 2。試驗還證明，土的最優(yōu)含水量將隨夯擊能量的大小與土的礦物組成的不同而有所不同。當擊實能加大時，最大干密度將加大，而最優(yōu)含水量將降低。而當周相中黏性土礦物增多時， 最優(yōu)含水量將增大而最大干密度將下降。土的最優(yōu)含水量和最大干密度由室內(nèi)標 準或重型擊實試驗測得。需要

9、指出，壓實功愈大，土的最優(yōu)含水量愈低，壓實效 果愈好。含水量w( %)OOM金MJOOOJJ.019.811 L LftQT言.牛C迷幅H-0.6004次口層）3。次（3層20次（3層）夸擊次數(shù)1000 次V層）粉質(zhì)輔土試樣； 壓實篇=直徑100mm十容和1 W0ctn； 用I;質(zhì)量2.3助常高30cm ；分三層夯實寺標準壓實功能25擊）5.63kgcn生煩J1 _ 一 一 一|: 一 一L35 事） 45 聞 玨 部 6570含水量w/%圖9-1 P，防關(guān)系曲線砂性土被壓實時則表現(xiàn)出幾乎相反的性質(zhì)。 干砂在壓力與振動作用下，也容 易被壓實。惟有稍濕的砂土，因顆粒間的表面張力使砂土顆?；ハ嗉s束

10、而阻止其 壓實.二、機械碾壓法機械碾壓法是采用機械壓實松軟土的方法， 常用的機械有平碾、羊足碾、壓 路機等。這些方法常用于大面積填土和雜填土地基的壓實。通過室內(nèi)試驗，確定在一定壓實能量的條件下土的最優(yōu)含水量、分層厚度和 壓實遍數(shù)。黏性土壓實前，被碾壓的土料應(yīng)先進行含水量測定， 只有含水量在合 適范圍內(nèi)的土料才允許進場。每層鋪土厚度一般約為 300mm。碾壓后地基的質(zhì) 量常以壓實系數(shù)控制，4看為實測的Pd與擊實試驗得出的Pdmwx之比，在有些工程中也常用Pd作為填土壓實的質(zhì)量控制指標。不同類別的士要求也不同，但 在主要受力層范圍內(nèi)一般要求 上S96機械碾壓法的地基承載力一般通過現(xiàn)場測試取值，在無

11、試驗的情況下，亦可按表9-2取值。地基承載力取值表9-2IE 拆秣螂*防：曲）肆石.命石孫則帙百患甲型1,帕蕤敦務(wù)應(yīng)露0 國“ 57孫2%土財（其中何、重般,用喋）150-2加段賺士|虹際小一 1_ 叱M三、振動壓實法振動壓實用振動壓實機在地基表面施加振動把淺層松散土振密的方法。這種方法主要應(yīng)用于處理雜填土、濕陷性黃土、爐渣、細砂、碎石等類土。振動壓實 的效果與被壓實土的成分和振壓時間有關(guān)。且在開始時振密作用較為顯著，隨時 間推移變形漸趨于穩(wěn)定。在施工前應(yīng)先進行現(xiàn)場試驗測試，根據(jù)振實的要求確定 振壓的時間。振動壓實的有效深度一般約1.21.5m。一般雜填土地基經(jīng)振實后，承載力 可達100120

12、KPa。如地下水位太高，則將影響振實效果， 此外尚應(yīng)注意振動對 周圍建筑物的影響，振源與建筑物的距離應(yīng)大于3m。四、重錘夯實法重錘夯實法是用起重機械將重錘提到一定高度后，讓其自由下落，不斷重復(fù)夯擊，使地基形成一層較密實的土層。這種方法可用于處理地下水距地表0.8m以上的非飽和黏性土或雜填土。夯打時地基土應(yīng)保持最優(yōu)含水量，否則不能密實。 對于飽和軟土層，在夯打時會出現(xiàn)“橡皮土”，應(yīng)降低地下水位后再夯打。重錘夯實法的錘重一般為1530kN,落距一般般采用2.54.5m,夯打遍數(shù) 一般為812遍，有效夯實深度可達1.2m左右，夯實后的承載力達100150KPa。第三節(jié)強夯法強夯法是將重型錘（一般為1

13、040噸）以820m落距（最高可達40m）下落， 沖擊能有時可達10006000KNm,給地基沖積振動。巨大能量產(chǎn)生很大沖擊 潑和動應(yīng)力，引起地基土壓縮和振密。進行強力夯實可消除液化危害和消除濕陷 性黃土的濕陷性等，同時還能提高土層的均勻程度，減少地基的不均勻沉降。據(jù)統(tǒng)計，強夯法處理地基強度可提高 25倍，壓縮Tt可降低5090%。影響 深度可達10m以上。強夯法適用于碎石土、砂土、粉土、人工填土和濕陷性黃土等地基的處理； 可用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土和動性土、濕陷性黃土、雜填土利原填土 等地基0淤泥和淤泥質(zhì)土地基，尤其是高靈敏度的軟土，須經(jīng)試驗證明其加固效果時 才能采用。對于飽和細粒土

14、，強夯的效果尚待研究，成功和失敗的例子均有報道應(yīng)持慎 重考慮。強夯法施工時噪聲和振動大，公共建筑物稠密區(qū)不宜使用。一、強夯法的加固機理強夯法加固地基的機理，與重錘夯實法有著本質(zhì)的不同。強夯法主要是將勢 能轉(zhuǎn)化為夯擊能，在地基中產(chǎn)生強大的動應(yīng)力和沖擊波，縱波 (壓縮波)使土層液 化，產(chǎn)生超靜水壓力，土粒之間產(chǎn)生位移；橫波剪切波 )剪切破壞土粒之間的 連接，使土粒結(jié)構(gòu)重新排列密實。強夯法對土體產(chǎn)生加密作用、液化作用、固結(jié)作用和時效作用。二、強夯法的設(shè)計要點應(yīng)用強夯法加固軟弱地基，一定要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件和工程的使用要求， 正確地選用各項技術(shù)參數(shù)。這些參數(shù)包括：單擊夯擊能、夯擊遍數(shù)、間隔時間、 加固

15、范圍、夯點布置等。強夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當?shù)亟?jīng)驗確定。在缺少試驗資料的情況下，可按照建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 (JGJ 79-2002)表6. 2. 1取值。1 .強夯法的有效加固深度式中 W異重尸中H畦的落跑尸叼 r有軟處理深度 "歌觸系藥具好在0.47總之鳳桃間土和樁體的剛度港別公尢q急小表1IMI裁夯法的有效加固深度由單曲夯由船建有土.矽上等俎黑收土粉土、黏性土、限降性黃土等他擔(dān)工10005.0 -6.U4.05,0200(,5.0-7.05.0-6.0300076.0-7,04000|8.097.0a.n50009而一九58.QT. 5他00以8,5-9,0前以)1

16、Q.OT0.5969慢夯法的有過加園深度應(yīng)從盤荀趣有地陶拜2 .夯擊次數(shù)每夯點的夯擊次數(shù)應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，并應(yīng)同時滿足：(1)最后兩擊的平均夯沉量不大于下列數(shù)值：當單擊夯擊能量小于 4000kN.m時為50mm；當單擊夯擊能量在 4000-6000kN.m時為100 mm ;當單 擊夯擊能量大于6000kN.m時為200mm； (2)夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起； (3)不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。3 .夯擊數(shù)及兩便夯擊之間的間隔時間兩遍夯擊之間的間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間，一般對滲透性較差的粘性土地基，間隔時間不應(yīng)少于34周，對于滲透性較好的碎

17、石與砂土地基可連續(xù)夯擊。4 .強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外沿的寬度宜為基底下設(shè)計處理深 度的1/2l/3,并不宜小于3m。第四節(jié)換土墊層法一、換填法的處理原理及適用范圍當軟弱地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時，可將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去， 代之以分層換 填強度較大、性能穩(wěn)定的其他材料，砂石、素土、灰土、工業(yè)廢料等材料 ，并壓 實至要求的密實度為止，這種地基處理方法稱為換填墊層法。換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基、暗搪等 的淺層處理，換填法用于消除黃土濕陷性、膨脹土脹縮性、凍土凍脹以及采用大 面積

18、填土作為建筑地基時，尚應(yīng)按國家有關(guān)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。換填墊層的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)建筑體型、結(jié)構(gòu)特點、荷載性質(zhì)和地質(zhì)條件并結(jié)合機械設(shè)備與當?shù)夭牧蟻碓吹染C合分析，合理選擇換填材料和施工方法。圖9-2砂墊層剖面圖二、設(shè)計要點如圖9-2所示，墊層的厚度z根據(jù)下臥層土層的承載力確定，應(yīng)符合下式要 求：(9-1)式中 Pw一墊層底面處的附加壓力設(shè)計值（kPa）；一墊層底面處的自重壓力標準值(kPa)；了取一墊層底層處下臥土層的地基承載力特征值 （kPa）墊層的厚度不宜大于3m。墊層底面處的附加壓力值工,（9-3）簡化計算。條形基礎(chǔ)_ b（Pk - fJ士 - b 4 京（9-2）矩形基礎(chǔ)_- Pr）P'

19、=（6 + 2如皿0）（,4- 2如zQQ,（9-3）式中b矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底面的寬度（m）;d矩形基礎(chǔ)底面的長度（m）;Pk一基礎(chǔ)底面壓力設(shè)計值(kPa)；P：一基礎(chǔ)底面處土的自重壓力標準值(kPa)； z一基礎(chǔ)底面下墊層的厚度(m)； 5墊層的壓力擴散角，可按表9-3采用。壓力擴散角8(°) 表9-3注:1.當時，除灰土取 程2中外, 其余材料均取日二上，必要時【宜由試驗磁定；2.0 25 z/i <O.50ntt個彳直可內(nèi)捅求彳導(dǎo)墊層頂面寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)地面應(yīng)力擴散的要求，可按下式計算或根據(jù)當?shù)亟?jīng) 驗確定： 式中 b 墊層底面寬度(m)；*注 6 + 2tanf?(9-4

20、)5墊層的壓力擴散角，可按照表 9-3采用；當z/b<0.25時，仍按表中z/b= 0.25 取值。整片墊層的寬度可根據(jù)施工的要求適當加寬； 墊層頂面寬度宜超出基礎(chǔ)底面 每邊不小于300mm,或從墊層底面兩側(cè)向上按開挖基坑的要求放坡。墊層的承載力應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。一般工程當無試驗資料時可按建筑地 基處理技術(shù)規(guī)范選用，并應(yīng)驗算下臥層的承載力。墊層的材料：(1)砂石：應(yīng)為級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜質(zhì)。當使用粉細砂時， 應(yīng)摻入30%的碎石或卵石，最大粒徑不宜大于 50mm。對濕陷性黃土地基，不得 選用砂石等透水材料。(2)粉質(zhì)黏土： 土料中有機質(zhì)含有量不得超過 5%0不得含有凍土或膨脹

21、土。 當含有碎石時，其粒徑不得大于 50mm。用于濕陷性黃土地基的素土墊層，土層 中不得夾有磚、瓦和石塊。(3)灰土：體積配合比宜為2: 8或3: 7。土料宜用粉質(zhì)黏土，不宜使用塊狀 黏土和砂質(zhì)粉土，不得含有松軟雜質(zhì)，并應(yīng)過篩，其粒徑不得大于15mm o石灰 宜用新鮮的消石灰，具顆粒不得大于 5mm。(4)工業(yè)廢渣：應(yīng)質(zhì)地堅硬、性能穩(wěn)定和無腐蝕性，其最大粒徑及級配直通 過試驗確定。三、施工要點(1)施工機械應(yīng)根據(jù)不同的換填材料選擇。粉質(zhì)黏土、灰土宜采用平碾、振 動碾或羊足碾；砂石等宜用振動碾。當有效壓實深度內(nèi)土的飽和度小于并接近 0.6時，可采用重錘夯實。(2)施工方法、分層厚度、每層壓實遍數(shù)

22、等宜通過試驗確定。一般情況下， 分層鋪厚度可取200300mm。但接近下臥軟土層的墊層底層應(yīng)，根據(jù)施工機械 設(shè)備及下臥層土質(zhì)條件的要求具有足夠的厚度。嚴禁擾動墊層下的軟土。(3)素填土和灰土墊層土料的施工含水量宜控制在最優(yōu)含水量土 2.0%范圍。 灰土應(yīng)拌合均勻并應(yīng)當日鋪填夯壓， 且壓實后3d內(nèi)不得受水浸泡。墊層竣工后， 應(yīng)及時進行基礎(chǔ)施工和基坑回填。(4)重錘夯實的夯錘宜采用圓臺形，錘重宜大于2t,錘底面單位靜壓力宜在1520KPa。夯錘落距宜大于4m。重錘夯實宜一夯挨一夯順序進行。在獨立柱 基坑內(nèi)，宜先外后里順序夯擊；同一基坑底面標高不同時，應(yīng)先深后淺逐層夯實。 同一夯點夯擊一次為一遍，夯

23、擊宜分23遍進行，累計夯擊1015次，最后兩 遍平均夯擊下沉量應(yīng)控制在：砂土不超過510mm；細顆粒土不超過1020mm。第五節(jié)排水固結(jié)法一、加固原理及適用范圍根據(jù)有效應(yīng)力原理，土體在外荷載作用下發(fā)生排水固結(jié)時， 其中的有效應(yīng)力 就會增大、土的體積就會壓縮；隨著土體被壓密，土的強度也會隨之提高。也就 是說，地基土排水過程就是地基土中有效應(yīng)力不斷增大、土體變形不斷發(fā)生、土體強度不斷增長的過程。排水固結(jié)法就是利用這一原理，設(shè)法使土體中的水分排 出、有效應(yīng)力增長來達到壓密土體、 提高土體承載能力、減小土體變形特性的一 類地基處理方法。其中包括：預(yù)壓系統(tǒng)有堆載法和真空預(yù)壓兩類；排水系統(tǒng)有砂 井法、袋裝

24、砂井 等一系列地基處理方法。預(yù)壓法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土和沖填土等飽和粘性土地基。通常，當軟 土層厚度小于4.0m時，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理；當軟土層厚度超過4.0m 時，為加速預(yù)壓過程，應(yīng)采用塑料排水袋、砂井等豎井排水預(yù)壓法處理地基。對 真空預(yù)壓工程，必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。二、堆載預(yù)壓法和砂井加載預(yù)壓法堆載預(yù)壓法預(yù)壓荷載的大小通?？膳c建筑物的基底壓力大小相同。對沉降 有嚴格要求的建筑物，應(yīng)采取超載預(yù)壓法。加載的范圍不應(yīng)小于建筑物基礎(chǔ)外緣所包圍的范圍。為了加速地基排水，減少預(yù)壓時間，可采用砂井加載預(yù)壓法，砂井分普通砂 井和袋裝砂井。 普通砂井直徑可取 300500mm,袋裝砂井直徑

25、可取 70 100mm,塑料排水帶的當量換算直徑可按式 9-5計算：詼二 '7r(9-5)式中 Gf一塑料排水帶當量換算直徑(mm)； b一塑料排水帶帶寬 (mm)；d一塑料排水帶厚度（mm）圖9-3砂井布置圖（a）剖面圖；（b）正方形布置；（c）等邊三角形布置；（d）砂井的排水途徑 砂酢的平面布置可采用等邊三角形或正方形排列（見圖9-3）。一根砂井的有效排水圓柱體的直徑壯£和砂井間距s的關(guān)系可按下列規(guī)定取用：等邊三角形布置：d。3 1 -05s正方形布置：（=L 13s砂井的間距可根據(jù)地基土的固結(jié)特征和在預(yù)定時間內(nèi)所要求達到的固結(jié)度來確定。通常砂井的間距可按井徑比 nd =

26、 djd，為砂井直徑，（為一 根砂井的排水圓的直徑）確定。普通砂井間距可按n=68選用；袋裝砂井或塑料 排水帶的間距可按n=1522選用。砂井的深度應(yīng)根據(jù)建筑物對地基的穩(wěn)定性和變形的要求確定。砂井加載預(yù)壓的固結(jié)度、抗剪強度、豎向變形量可按建筑地基處理技術(shù)規(guī) 范（JGJ79 2002）中相關(guān)公式計算。預(yù)壓處理地基必須在地表鋪設(shè)排水砂墊層，砂墊層厚度宜大于0.4m;砂墊層宜采用中粗砂，含泥量應(yīng)小于5%,砂料中可混有少量粒徑小于 50mm的石粒砂墊層的干密度應(yīng)大于1.5/m1。在預(yù)壓區(qū)內(nèi)宜設(shè)置與砂墊層相連的排水盲溝， 并把地基中排出的水引出預(yù)壓區(qū)。砂井的砂料宜用中粗砂，含泥量應(yīng)小于 3%。砂井的灌砂

27、量，應(yīng)按井孔的體積和砂在中密時的干密度計算，、其實際灌砂 量不得小于計算值的95%o灌人砂袋的砂宜用干砂，并應(yīng)灌制密實，砂袋放人孔 內(nèi)至少應(yīng)高出孔口 200mm,以便埋入砂墊層中。袋裝砂井施工時所用鋼管內(nèi)徑直略大于砂井直徑，以減少施工過程中對地基 土的擾動。塑料排水帶應(yīng)由良好的透水性及足夠的濕潤抗拉強度和抗彎能力。需要接長時，應(yīng)采用濾膜內(nèi)芯板平搭接方式。搭接長度宜大于200mm。袋裝砂井和塑料排水帶施工時，平面井距偏差應(yīng)不大于井徑，垂直偏差宜小 于15%。拔管后砂袋或塑料排水帶的長度宜超過 500mm。加載方式應(yīng)根據(jù)設(shè)計分級逐漸加載， 在加載過程中應(yīng)每天進行沉降、邊樁位 移和孔隙水壓力等項目的

28、測定。嚴格控制加載速率，沉降每天不應(yīng)超過 10mm, 邊樁水平位移每天不應(yīng)超過4m。三、真空預(yù)壓法如圖9-4所示，真空預(yù)壓法施工時先在地面設(shè)一層透水的砂及礫石，并在其上覆蓋不透氣的薄膜材料如橡皮布、塑料布、黏土或瀝青等，然后用射流泵 抽氣使透水材料中保持較高的真空度，使土體排水固結(jié)。目前用得更多的是先 在土中打人砂井，在砂井上鋪設(shè)砂石墊層及密封材料，將抽氣管伸入砂井內(nèi)， 然后抽氣，這種方法效果更好。直亨家圖9-4真空預(yù)壓加固地基示意圖真空預(yù)壓和加載預(yù)壓比較具有如下優(yōu)點：不需堆載材料，節(jié)省運輸與造 價；場地清潔，噪聲??；不需分期加荷，工期短；可在很軟的地基采用真空預(yù)壓的抽氣設(shè)備宜采用射流真空泵，

29、真空泵的設(shè)置應(yīng)根據(jù)預(yù)壓面積大 小、真空泵效率以及工程經(jīng)驗確定，但每塊預(yù)壓區(qū)至少應(yīng)設(shè)置兩臺真空泵。第六節(jié)擠密法和振沖法一、擠密法和振沖法作用機理通過機械振動擠壓或加水振動可以使土密實。擠密法和振沖法就是利用這個 原理發(fā)展起來的兩種地基加固方法。（一）擠密法的加固機理擠密法是以振動或沖擊的方法成孔，然后在孔中填入砂、石、土、石灰或其他材料，并加以搗實成為樁體。 按其填入材料的不同分別稱為砂樁、砂石樁、 石灰樁等。擠密法的加固機理在砂土中主要靠樁管打入地基中， 對土產(chǎn)生橫向擠 密作用，在一定擠密功能作用下，土粒彼此移動，小顆粒填入大顆?？障?，顆粒 間彼此靠近，空隙減少，使土密實，地基土的強度得到增強

30、。在黏性土中，由于 樁體本身具有較大的強度和變形模量， 樁的斷面也較大，故樁體與土組成復(fù)合地 基，共同承擔(dān)建筑物荷載。擠密樁主要適用于處理松軟砂類土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等，將土 擠密或消除濕陷性，其效果是顯著的。（二）振沖法的加固機理振沖法是利用一個振沖器，在高壓水流的振動下，在黏性土中成孔，在孔 中填人碎石制成一根根的樁體，這樣的樁體和原來的土構(gòu)成比原來抗剪強度高 和壓縮性小的復(fù)合地基。振沖對砂土的作用主要是振動和密實振動液化，然后隨著孔隙水消散固結(jié)， 砂土擠密。振動液化與振動加速度有關(guān)，而振動加速度又隨著離振沖器的距離 增大而衰減。因此，把振沖器的影響范圍從振沖器壁向外，按加速度的

31、大小劃 分為液化區(qū)、過渡區(qū)和壓密區(qū)。壓密區(qū)外無加固效果。一般來說過渡區(qū)和壓密區(qū) 愈大，加固效果愈好。根據(jù)工程實踐的結(jié)果，砂土加固的效果取決于土的性質(zhì)（砂 土的密度、顆粒的大小、形狀、級配、比重、滲透性和上覆壓力等）和振沖器的性能（如偏心力、振動頻率、振幅和振動歷時 ）。土的平均有效粒徑=0.22.0mm 時加密的效果較好；顆粒較細易產(chǎn)生較大的液化區(qū)，振沖加固的效果較差。所以 對于顆粒較細的砂土地基，需在振沖孔中添加碎石形成碎石樁，才能獲得較好的 加密效果。第七節(jié)化學(xué)加固法化學(xué)加固法指的是采用化學(xué)漿液灌入或噴入土中，使土體固結(jié)以加固地基的 處理方法。這類方法加固土體的原理是，在土中灌入或噴入化學(xué)

32、漿液，使土粒膠 結(jié)成固體，以提高土體強度，減小其壓縮性和加強其穩(wěn)定性。本節(jié)主要介紹幾種常用的化學(xué)加固方法。一、灌漿法灌漿法是利用液壓、氣壓或電化法，通過注漿管把化學(xué)漿液注入土的孔隙中， 以填充、滲透、擠密等方式，替代土顆粒間孔隙或巖石裂隙中的水和氣。經(jīng)一定 時間硬化后，松散的土粒結(jié)成整體。目前工程上采用的化學(xué)漿液主要是水泥系漿 液。水泥系漿液是指以水泥為主要原料， 根據(jù)需要加入穩(wěn)定劑、減水劑或早強劑 等外加劑組成的復(fù)合型漿液。因其價格低廉、不具毒性而得到廣泛采用。灌漿法加固地基的目的主要有以下幾個方面：（1）防滲：增加地基的不透水性。常用于防止流砂、鋼板樁滲水、壩基及其 他結(jié)構(gòu)漏水、隧道開挖時

33、涌水等。（2）加固：提高地基土的強度和變形模量，固化地基和提高土體的整體性， 常用于地基基礎(chǔ)事故的加固處理。（3）托換：常用于建筑物基礎(chǔ)下的注漿式托換。水泥漿液一般都采用普通硅酸鹽水泥為主劑，水灰比一般為0.62.0,常用的水灰比是1:1。為了調(diào)節(jié)水泥漿的性能，有時可加入速凝劑、緩凝劑、流動 劑、膨脹劑等附加劑。常用速凝劑有（水玻璃）和心口，其用量約為水泥 重量的1%-2%;緩凝劑有木質(zhì)磺酸鈣和灑石酸，其用量約為水泥用量的0.2%-0.5%;木質(zhì)磺酸鈣還有流動劑的作用；膨脹劑常用鋁粉，其用量為水泥重量的 0.005%- 0.02%。水泥漿可采用加壓或無壓灌注。灌漿法常采用的另一種主劑為N/SQ

34、水玻璃），通過下端帶孔的管子，利 用一定的壓力將漿液注入滲透性較大的土中（滲透系數(shù)k=0.180m/d）,使土中的 硅酸鹽達到飽和狀態(tài)。硅酸鹽在土中分解形成的凝膠， 把土顆粒膠結(jié)起來，形成 固態(tài)的膠結(jié)構(gòu)，也可在不同的注漿管中分別注入水玻璃和氯化鈣溶液。兩者在土 中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而形成硅膠等物質(zhì)（又稱為雙液硅化法），滲透性小的黏性土（ 0.1m/d）,在一般的壓力下難以注入漿液，應(yīng)采用電動硅化法。即將所使用的金 屬注漿管兼作電極，在注漿過程中同時通電，使孔隙水由陽極流向陰極，化學(xué)溶 液也隨之流入土孔隙中起膠結(jié)作用。經(jīng)過硅化法或電動硅化法處理后的地基土，可提高強度20%25%;其承載力宜通過現(xiàn)場靜載

35、荷試驗確定。二、高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法是指利用特制的機具向土層中噴射漿液，與破壞的土混合或拌合使地基土層固化。高壓噴射注漿法是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進 至設(shè)計的土層深度，以高壓設(shè)備使?jié){液形成壓力為20MPa左右的射流從噴嘴中噴射出來沖擊破壞土體，使土粒從土體剝落下來與漿液攪拌混合，經(jīng)凝結(jié)固化后形成加固體。加固體的形狀與注漿管的提升速度和噴射流方向有關(guān)。一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（簡稱旋噴）、定向噴射（簡稱定噴）和擺動噴射（簡稱擺噴）三種注入漿形式。 旋噴時，噴嘴邊噴射邊旋轉(zhuǎn)和提升，可形成圓柱狀加固體 （又稱為旋噴樁）。定噴 時，噴嘴邊噴射邊提升而且噴射方向固定不變， 可形成墻板狀加固體。

36、擺噴時噴 嘴邊噴射邊擺動一定角度和提升，可形成扇形狀加固體。高壓噴射法的施工機具，主要由鉆機和高壓發(fā)生設(shè)備兩部分組成。 高壓發(fā) 生設(shè)備是高壓泥漿泵和高壓水泵，另外還有空氣壓縮機、泥漿攪拌機等。具施工 工藝如圖9-5所示。根據(jù)工程需要和機具設(shè)備條件可分別采用單管法、二重管法 和三管法。單管法只噴射水泥漿，可形成直徑為 0.61.2m的圓柱形加固體；二 重管法則為同軸復(fù)合噴射高壓水泥漿和壓縮空氣兩種介質(zhì)，可形成直徑為0.81.6m的樁體；三重管法則為同軸復(fù)合噴射高壓水、壓縮空氣和水泥漿液三種介 質(zhì)，形成的樁徑可達1.22.2m 0高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉

37、土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。當土中含有較多的大粒徑塊石、堅硬 黏性土、大量植物根莖或有過多的有機質(zhì)時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定。圖9-5高壓噴射法施工工藝1-開始鉆進；2-鉆進結(jié)束；3-高壓旋噴開始；4-噴嘴邊旋轉(zhuǎn)；5-旋噴結(jié)束高壓噴射注漿法可用于既有建筑和新建建筑的地基處理、深基坑側(cè)壁擋土或 擋水、基坑底部加固、防止管涌與隆起、壩的加固與防水帷幕等工程。對地下水 流速過大和已涌水的工程，應(yīng)慎重使用。高壓噴射注漿法的特點是：(1)能夠比較均勻地加固透水性很小的細粒土，成為復(fù)合地基，可提高其承 載力，降低壓縮性；(2)可控制加固體的形狀，形成連續(xù)墻可防止?jié)B漏和流砂；(3)施工設(shè)備簡單、靈活，能在室內(nèi)或洞內(nèi)凈高很小的條件下對土層深部進行加而；(4)不污染環(huán)境，無公害。三、深層攪拌法深層攪拌法是利用水泥作固化劑，通過深層攪拌機械，在加固深度內(nèi)將軟土 和水泥強制拌合，結(jié)硬成具有整體性和足夠強度的水泥土樁或地下連續(xù)墻。水泥 加固土的加固機理主要有以下的三種作用：(1)水泥的骨架作用：水泥與飽和黏土攪拌后，首先發(fā)生水泥的水解和水化反應(yīng)，生成水泥水化物并形成凝膠體將土顆粒或小土團凝聚在一起形成一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整體。(2)離子交換和團?；饔茫?水泥在水化過程中生成的鈣離子與土粒表面的 C卡,(或K+)進行離子交換，使大量的土顆粒形成較大的土團