房產(chǎn)開發(fā)建筑地基處理知識(shí)專題講座66P

1、 房產(chǎn)開發(fā)建筑地基處理知識(shí) 專 題 講 座中建一局集團(tuán)2013年4月23目 錄 一、巖土工程中幾個(gè)重要概念 二、常見(jiàn)的建筑地基類型及問(wèn)題 三、地基處理目的、原則、常用方法分類 四、幾種典型樁型復(fù)合地基的特性 五、復(fù)合地基樁型的合理選用 六、地基處理方案的選擇 七、常見(jiàn)地基事故與處理4 一、巖土工程中幾個(gè)重要概念 場(chǎng)地是指工程建設(shè)所直接使用的有限面積的土地。場(chǎng)地范圍內(nèi)及其鄰近的地質(zhì)環(huán)境都會(huì)直接影響場(chǎng)地的穩(wěn)定性。 地基（ subgrade foundation soil）是指承托建筑物基礎(chǔ)的這一部分范圍很小的場(chǎng)地土。 基礎(chǔ)（ foundation ）是承受上部結(jié)構(gòu)的荷重并將荷重傳到基礎(chǔ)以下的土層結(jié)

2、構(gòu)，具有承上啟下的作用。它處于上部結(jié)構(gòu)的荷載及地基反力的相互作用下，承受由此而產(chǎn)生的內(nèi)力（軸力、剪力和彎矩）。另外基礎(chǔ)底面的反力反過(guò)來(lái)又作為地基上的荷載，使地基土產(chǎn)生應(yīng)力和變形。 復(fù)合地基（composite subgrade composite foundation）是指部分土體被增強(qiáng)或被置換,而形成的由地基土和增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載的人工地基。 地基處理（ground treatment）是指為提高地基承載力，改善地基的變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)，則事先要經(jīng)過(guò)人工地基【豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基（散體樁、柔性樁、剛性樁）、水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基（墊層、加筋）】處理后再建造基礎(chǔ)的地基加固方法。 樁基（pile f

3、oundation）由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)或由柱與樁直接連接的單樁基礎(chǔ)。 5二、常見(jiàn)的建筑地基類型及問(wèn)題 2.1、 特殊土地基1、軟弱土地基： 軟弱土系指淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土。由軟弱土組成的地基稱為軟弱土地基。 淤泥和淤泥質(zhì)土：是指在第四紀(jì)后期，在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用下形成的軟弱土。淤泥、淤泥質(zhì)土在工程上統(tǒng)稱為軟土，其具有特殊的物理力學(xué)性質(zhì)，從而導(dǎo)致了其特有的工程性質(zhì)。 人工填土：是指沒(méi)有經(jīng)過(guò)人工有目的壓實(shí)的填土，可分為素填土、雜填土、沖填土。 素填土：為由碎石土、砂土、粉土、粘性土等組成的填土，一般為開挖的棄

4、料。 雜填土：由于人類活動(dòng)而形成的無(wú)規(guī)則的廢棄堆積物。由建筑垃圾、工業(yè)廢物、生活垃圾等雜物組成。 沖填土：為由水力沖填泥砂形成，因此其含水量很高，常常大于液限。其中粘粒含量較高的沖填土，排水固結(jié)很慢，多屬于高壓縮性、低抗剪強(qiáng)度的欠固結(jié)土。其力學(xué)性質(zhì)較差。6 天然孔隙比大： e1 天然含水量高：wwl 物 抗剪強(qiáng)度低軟 理土 力 壓縮系數(shù)高的 學(xué) 特 滲透系數(shù)小 性 靈敏度高 具有明顯的流變性流變：在應(yīng)力不變的情況下，土體的剪應(yīng)變和體應(yīng)變?nèi)噪S時(shí)間而增長(zhǎng)的現(xiàn)象。7 淤泥：e1.5 軟土 淤泥質(zhì)土：1.5 e1.0 地基承載力低 軟土地基的 工程特性 建筑物的沉降和差異沉降較大 建筑物沉降歷時(shí)長(zhǎng) 注

5、:根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）5.3.3條:一般的多層建筑物在施工期間完成的沉降量,對(duì)砂土地基,可認(rèn)為其最終沉降量已完成80%，對(duì)其它低壓縮性土可認(rèn)為其最終沉降量已完成50% 80%，對(duì)中壓縮性土可認(rèn)為其最終沉降量已完成20% 50%，對(duì)高壓縮性土可認(rèn)為其最終沉降量已完成5% 20%。故軟土地基采用墊層法處理要非常慎重，因?yàn)檐浲恋鼗慕ㄖ锲渥罱K沉降量歷時(shí)間幾年到幾十年不等。82、濕陷性黃土地基： 黃土是一種含大量碳酸鈣、硫酸鹽類、肉眼能觀察到大孔隙的黃色粉狀土。碳酸鈣、硫酸鈣等鹽類在濕陷性黃土骨架中起膠結(jié)和半膠結(jié)作用。由于碳酸鹽屬難溶鹽，相對(duì)穩(wěn)定，影響濕陷性程度變化的

6、主要是中溶鹽硫酸鈣等的含量水平。黃土分為二種：一種為非濕陷性黃土，一種為濕陷性黃土。濕陷性黃土又分為自重與非自重濕陷性黃土。 濕陷性黃土具有如下特征： 顆粒組成以粉粒為主，含量約占60%以上； 天然孔隙比較大，一般多在1.01.1之間； 天然含水量較低，飽和度在10% 50%之間； 在不浸水的情況下，一般結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，壓縮性較低，浸水后可使溶鹽溶解，顆粒間粘結(jié)力下降，在自重或外荷作用下發(fā)生新的變形。 濕陷性黃土地區(qū)的地基問(wèn)題，主要是水引起地基土的濕陷，造成建筑物過(guò)大的沉降，引起建筑物的開裂。9 濕陷性黃土地基常用的地基處理方法名稱適用范圍可處理的濕陷性黃土層厚度(m)墊層法地下水位以上,局部或

7、整片處理 13強(qiáng)夯法地下水位以上,Sr60%的濕陷性黃土，局部或整片處理 312擠密法地下水位以上,Sr65%的濕陷性黃土 515預(yù)浸水法自重濕陷性黃土場(chǎng)地，地基濕陷等級(jí)為或，可消除地面下6m以下濕陷性黃土層的全部濕陷性 6m以上，尚應(yīng)采用墊層或其它方法處理103、膨脹土地基： 膨脹土系指粘粒成份主要由強(qiáng)親水性礦物組成,具有較大脹縮性的土。膨脹土可根據(jù)粘粒礦物成份劃分成兩大類：一類是以蒙脫石含量為主，一類是以伊利石含量為主。 膨脹土具有如下特征： 室內(nèi)土工試驗(yàn)測(cè)得的自由膨脹率一般大于40%； 天然情況下的膨脹土，多呈堅(jiān)硬硬塑狀態(tài)，液性指數(shù)接近零，壓縮性不高，壓縮模量一般為912MPa； 抗剪強(qiáng)

8、度較高，但浸水后強(qiáng)度值會(huì)大大降低； 裂隙發(fā)育，裂隙一般上大下小，深度增大，漸漸尖滅。 膨脹土層內(nèi)一般無(wú)地下水。上層滯水和裂隙水變化無(wú)常，土的滲透性低。 膨脹土地基的主要問(wèn)題主要表現(xiàn)為降水和蒸發(fā)、地溫變化等原因，造成水份轉(zhuǎn)移，引起建筑物上升，或失水收縮引起建筑物下沉，或隨季節(jié)性變化地基上升或下降周期性變化，造成建筑物局部開裂。 膨脹土地基處理可采用換土墊層、土性改良等方法處理。但必須注意進(jìn)行壓實(shí)填土施工時(shí)，不得使用粗顆粒的透水性材料作填料。 114、多年凍土地基 無(wú)論是冬夏均處在凍結(jié)狀態(tài)、且連續(xù)保持三年以上的土層為多年凍土。 多年凍土的地基問(wèn)題主要原因是解凍。由于氣候變化，氣溫上升，土中冰自然融

9、解，或因建筑物覆蓋或采暖引起地溫升高，使地基中的冰融解，造成塌陷現(xiàn)象。解凍后的土的強(qiáng)度大大降低，使土從基礎(chǔ)下擠出，造成建筑物不均勻下沉。導(dǎo)致建筑物的開裂或傾斜。12 2.2、非均勻地基 非均勻地基系指主要持力層范圍內(nèi)由多層土組成，各層土的坡度一般比較大。若采用天然地基，可能引起地基的不均勻下沉，導(dǎo)致建筑物的開裂或傾斜。 2.3、山區(qū)地基 山區(qū)地基可分為下臥層基巖表面呈傾斜巖層地基，巖土交錯(cuò)地基、局部軟弱地基。 山區(qū)地基的主要問(wèn)題是滑坡，滑坡造成建筑物失穩(wěn)和不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物的開裂或傾斜。 2.4、可液化地基 松散飽和的粉細(xì)砂、粉土，當(dāng)埋藏不深時(shí)，在地震荷載或其它動(dòng)荷載作用下，使孔隙水壓力急

10、劇上升，土的有效應(yīng)力迅速降低，這種現(xiàn)象稱為土體液化。土體液化時(shí)，地基發(fā)生噴砂冒水現(xiàn)象，造成建筑物不均勻下沉或損壞。 13 2.5、大面積人工填土地基 人工填土一般分為三類：素填土、雜填土和沖填土。 素填土是由碎石、砂土、粉土、粘性土組成的填土，其中有時(shí)有少量的雜質(zhì)；雜填土是由建筑物垃圾、工業(yè)垃圾、生活垃圾等雜物組成的填土；沖填土是水力沖填泥砂形成的填土。 一般填土地基都要求進(jìn)行處理，特別是雜填土地基，由于生活垃圾和有機(jī)物的存在，腐爛后有沼氣產(chǎn)生。對(duì)這樣的填土地基既要消除過(guò)大的沉降和不均勻沉降，又要消除沼氣對(duì)人體的危害。 2.6、均勻地基 地基土層可能是單一的或多層的，各層坡度一般小于是10%、

11、軟土層小于5%的地基，稱為均勻地基。 即使是均勻地基，在建高層建筑時(shí)，有時(shí)會(huì)因?yàn)橹鳂呛腿箻?，變形不一定滿足要求，也應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行加固處理，滿足建筑物對(duì)差異沉降的要求。14三、地基處理目的、原則、常用方法分類 由于我國(guó)的土地資源越來(lái)越緊張，有很多建筑物不得不在不良地基上建筑，當(dāng)承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，需要對(duì)地基進(jìn)行處理；另外，隨建筑物的造型復(fù)雜化，建筑物的荷載日益增大和不均勻，對(duì)變形的要求也越來(lái)越高，即使一些良好的地基，在有些條件下也需要對(duì)地基進(jìn)行處理。 地基處理的目的主要是改善地基的工程性質(zhì)，包括改善地基土的變形特性和滲透性，提高其抗剪強(qiáng)度。 地基處理的原則：地基處理有許多方法，各種方法

12、都有各自的特點(diǎn)和作用機(jī)理。沒(méi)有哪一種方法是萬(wàn)能的，對(duì)于每一個(gè)工程都必須進(jìn)行綜合考慮，通過(guò)幾種可能采用的地基處理方案的比較，選擇一種技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工可行的方案，既可以是單一的地基處理方法，也可以是多種地基處理方法的綜合。 常見(jiàn)的地基處理方法按加固機(jī)理及便于加固后的承載力分析可分為換土墊層法、密實(shí)法、復(fù)合地基法、加筋法、灌漿法等處理方法。1516 3.1、密實(shí)法1、排水固結(jié)預(yù)壓法是利用地基土排水固結(jié)的特性，通過(guò)施加預(yù)壓荷載，并增設(shè)各種排水條件（砂井和排水墊層等排水體），以加速飽和軟粘土固結(jié)發(fā)展的一種軟土地基處理方法。 土層的排水固結(jié)效果和它的排水邊界條件有關(guān)。當(dāng)土層厚度相對(duì)于荷載寬度比較小

13、時(shí)，土層中孔隙水向上下面透水層排出而使土層發(fā)生固結(jié)，稱為豎向排水固結(jié)。根據(jù)固結(jié)理論，粘性土固結(jié)所需時(shí)間與排水距離的平方成正比。因此，為了加速土層的固結(jié)，最有效的方法是增加土層的排水途徑，縮短排水距離。 排水固結(jié)預(yù)壓法主要適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土及其他飽和軟粘土。對(duì)于砂類土和粉土，因其透水性良好，無(wú)需用此法處理。 堆載預(yù)壓法 真空預(yù)壓法 堆載預(yù)壓加密法利用堆載，使地基土排水固結(jié)加密，卸除荷載后地基土超固結(jié)而加固。為加速固結(jié)常采用砂井、袋裝砂井、塑料排水板等豎向排水措施。 堆載預(yù)壓加密法設(shè)計(jì)包括排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分,排水系統(tǒng)包括豎向排水體的材料選用,排水體長(zhǎng)度、斷面、平面布置的確定；加壓系統(tǒng)主

14、要指堆載預(yù)壓計(jì)劃以及堆載材料的選用。加固后地基承載力的大小取決于堆載荷重的大小。17 堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓不同，真空預(yù)壓可一次性將荷載值加到最大值，而不必考慮地基產(chǎn)生剪切破壞。堆載預(yù)壓則必須考慮加荷速率對(duì)土體產(chǎn)生的影響，一般采取分級(jí)施加荷載，每天要進(jìn)行豎向變形、邊樁位移、孔隙水壓力觀測(cè)，并要求豎向變形每天不超過(guò)10mm，邊樁位移每天不超過(guò)4mm。 真空預(yù)壓法通過(guò)覆蓋于排水豎井上部地基表面上的不透氣薄膜，在膜內(nèi)形成真空，使地基在大氣壓力下預(yù)壓固結(jié)。2、強(qiáng)夯法：是用幾噸至幾十噸的重錘從高處落下，反復(fù)多次夯擊地面，對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。這種強(qiáng)大的夯擊力在地基中產(chǎn)生動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)，從夯擊點(diǎn)發(fā)出縱波和橫波，向

15、地基縱深方向傳播，使地基淺層和深處產(chǎn)生不同程度的加固作用，使土體的密度增加、強(qiáng)度提高和壓縮性降低。同時(shí)強(qiáng)夯過(guò)程中，由于巨大能量的沖擊，使夯點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂縫，形成良好的排水通道，加快孔隙水壓力的消散，從而使土進(jìn)一步加密。 相同的夯擊能在不同的土中，對(duì)土體密度增加的效果顯著不同。飽和度較高的粘性土，特別是淤泥、淤泥質(zhì)土，處理后土體密度增加的效果不明顯，對(duì)此類土應(yīng)慎用強(qiáng)夯法。 強(qiáng)夯法對(duì)碎石土、砂土、粉土、雜填土、素填土及低飽和度的粘性土、濕陷性黃土均有較好的加固效果。183、夯實(shí)法及碾壓法：通過(guò)夯錘或機(jī)械，夯擊或碾壓填土、疏松土層，使其孔隙體積減少、密實(shí)程度提高，這種作用稱為壓實(shí)。壓實(shí)能降低土的壓縮性

16、、提高其抗剪強(qiáng)度、減弱土的透水性，使經(jīng)過(guò)處理的表層弱土成為能承擔(dān)較大荷載的地基持力層。 土的壓實(shí)原理 大量工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究表明，控制土的壓實(shí)效果的主要因素是：土的含水量，壓實(shí)機(jī)械及其壓實(shí)功能等。土的壓實(shí)效果常用干密度d（單位土體積內(nèi)土粒的質(zhì)量）來(lái)衡量。 1.最優(yōu)含水量 對(duì)粘性土，當(dāng)壓實(shí)功能和條件相同時(shí)，土的含水量過(guò)大或過(guò)小，土體都不易壓實(shí)，只有把土的含水量調(diào)整到某一適宜值時(shí)，才能收到最佳的壓實(shí)效果。 在一定壓實(shí)機(jī)械的功能條件下，土最易于被壓實(shí)，并能達(dá)到最大密度時(shí)的含水量，稱為最優(yōu)含水量wop，相應(yīng)的干密度則稱為最大干密度dmax。 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明：最優(yōu)含水量wop與土的塑限wp有關(guān)，大致為wo

17、p=wp+2%。土中粘土礦物含量大，則最優(yōu)含水量大。 2.壓實(shí)功能 對(duì)于同類土，隨著壓實(shí)功能的變化，最大干密度和最優(yōu)含水量也隨之變化。當(dāng)壓實(shí)功能較小時(shí)，土壓實(shí)后的最大干密度較小，對(duì)應(yīng)的最優(yōu)含水量則較大；反之，干密度較大，對(duì)應(yīng)的最優(yōu)含水量則較小。193.2、換填墊層法 換填墊層法:當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換土墊層法來(lái)處理軟弱土地基或特殊土地基，即將基礎(chǔ)下一定深度內(nèi)的軟弱土或不良土挖去，回填抗剪強(qiáng)度較大、壓縮性較小，如砂、礫、石渣、灰土、粉煤灰、礦渣等，并分層夯壓實(shí)，形成雙層地基。 換填墊層法適用范圍:各種軟弱土地基（淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土

18、、雜填土等）及暗溝、暗塘的淺層地基處理。 注：對(duì)于處理較深的軟弱土層，經(jīng)常由于地下水位高而需采取降水措施，坑壁放坡占地面積大或需要基坑支護(hù)；以及施工土方量大，棄土多等因素，從而使地基處理的費(fèi)用增高、工期拖長(zhǎng)，因此換填墊層法的處理深度宜控制在3m以內(nèi)，但不宜小于0.5m，因?yàn)閴|層太薄，墊層作用不明顯。 實(shí)踐證明：換土墊層可以有效地處理某些荷載不大的建筑物地基問(wèn)題。換土墊層按其回填的材料可分為砂墊層、碎石墊層、灰土墊層等。20 墊層的主要作用： 1.有效擴(kuò)散基底壓力，提高淺基礎(chǔ)下地基的承載力； 2.減少地基的沉降量； 3.加速基底下軟弱土層的排水固結(jié)； 4.消除或部分消除土的濕陷性 5.防止凍脹；

19、 6.消除膨脹土的脹縮作用。 7.改善土的抗液化性。 墊層施工：應(yīng)根據(jù)不同的換填材料選擇施工機(jī)械，素填土宜用平碾，砂石宜用振動(dòng)碾和振動(dòng)壓實(shí)機(jī)。當(dāng)有效夯實(shí)深度內(nèi)飽和度小于或接近60%時(shí)，可采用重鍾夯實(shí)。 墊層坑底土層的處理：基坑開挖時(shí)應(yīng)避免坑底土層受擾動(dòng)，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待墊層施工前，再挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高。嚴(yán)禁擾動(dòng)墊層下的軟弱土層，防止其被踐踏、受凍、或受水浸泡。在碎石或卵石墊層底部宜設(shè)置150300mm厚的砂墊層或設(shè)一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞。 墊層檢驗(yàn)：對(duì)素土、灰土和砂墊層可采用環(huán)刀法或輕便觸探法等其它方法檢驗(yàn)。墊層的質(zhì)量檢驗(yàn)必須分層進(jìn)行。213.3、復(fù)合地基法

20、 復(fù)合地基法是在天然地基中設(shè)置一定比例的增強(qiáng)體（樁體），使樁土共同承擔(dān)由基礎(chǔ)傳來(lái)的建筑物荷載，并具有密實(shí)法和置換法的效應(yīng)。 根據(jù)樁體的材料性狀，可將復(fù)合地基分為： 散體材料樁復(fù)合地基； 一般粘結(jié)強(qiáng)度樁復(fù)合地基； 高粘結(jié)強(qiáng)度樁復(fù)合地基。 復(fù)合地基效應(yīng)： 置換作用（樁體效應(yīng)）：復(fù)合地基中樁體的強(qiáng)度和模量比樁間土大，在荷載的作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高，變形減少，工程中稱之為置換作用（樁體效應(yīng)）。 工程實(shí)踐表明：復(fù)合地基置換作用的大小，主要取決于樁體材料的組成。散體樁置換作用最小，高粘結(jié)強(qiáng)度樁置

21、換作用最大。散體樁，增加樁長(zhǎng)，對(duì)復(fù)合地基置換作用影響不大；一般粘結(jié)強(qiáng)度樁，特別是高粘結(jié)強(qiáng)度樁，增加樁長(zhǎng)，對(duì)復(fù)合地基置換作用明顯提高。 22 擠密、振密作用：對(duì)松散填土、松散粉細(xì)砂、粉土，采用非排土和振動(dòng)成樁工藝，可使樁間土孔隙比減小、密實(shí)度增加，提高樁間土的強(qiáng)度和模量。如振動(dòng)沉管擠密碎石樁、振沖碎石樁、振動(dòng)沉管CFG樁，對(duì)上述類型的土具有擠密、振密效果。此外，如石灰樁，即使采用了排土工藝，由于石灰吸水膨脹，使樁間土局部產(chǎn)生擠密作用。樁間土的擠密和振密是復(fù)合地基承載力提高的重要組成部分。但是需要指出的是，對(duì)于飽和軟粘土、硬的粘性土、粉土、密實(shí)砂土，振動(dòng)沉樁工藝不但不能使樁間土擠密、振密，反而使土

22、體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度喪失，孔隙比增大、密實(shí)度減小、承載力降低。 排水作用：復(fù)合地基中的樁體中，很多具有良好的透水性。例如碎石樁、砂樁是良好的排水通道。由生石灰和粉煤灰組成的石灰樁，也具有良好的透水性，其滲透系數(shù)相當(dāng)于粉細(xì)砂的量級(jí)；振動(dòng)沉管CFG樁在樁體初凝前也具有相當(dāng)大的滲透性?？墒拐駝?dòng)產(chǎn)生的超孔隙水壓力，通過(guò)樁體得以迅速消散。樁體的排水作用，有利于孔隙水壓力消散、有效應(yīng)力增長(zhǎng)、樁間土強(qiáng)度和復(fù)合地基承載力提高。 減載作用：對(duì)排土成樁工藝，用輕質(zhì)材料取代原土成樁，在加固土層范圍內(nèi),復(fù)合土層的有效重度將比原土有明顯的降低,這就是復(fù)合地基的減載作用。 樁對(duì)土的約束作用：樁對(duì)樁間土具有阻止土體側(cè)向變形的作用。

23、使得復(fù)合地基抵抗垂直變形的能力有所加強(qiáng)。233.4、加筋法 1、土工合成材料加筋在地基土體中埋置水平向的土工合成材料等形成加筋土復(fù)合墊層。其原理就是通過(guò)土體與筋體之間的摩擦作用，使筋體承受拉力，而筋間土體承受壓應(yīng)力及剪應(yīng)力，使加筋土中的土體和加筋體都能較好地發(fā)揮自己的潛能，達(dá)到增大壓力擴(kuò)散角，提高地基的承載力和地基穩(wěn)定性，減少地基的沉降的目的。 2、換填墊層中加入土工筋帶后，墊層性狀得到極大的改善。與松散墊層相比，加筋墊層的抗拉和抗剪性能得到提高，有效地阻止了墊層的斷裂和剪切破壞，保障了墊層的完整性和整體剛度。加筋墊層由此成為一種剛性較好的“梁板式”構(gòu)件。 3、加筋墊層的工作機(jī)理：在建筑荷載作

24、用下，筋帶與土顆粒界面的摩擦作用，一方面限制了顆粒之間的運(yùn)移，從而使墊層的整體性能得到改善；另一方面筋帶內(nèi)部產(chǎn)生了較大的內(nèi)應(yīng)力，從而抵消了部分建筑荷載，并將建筑荷載均化傳遞分布到地基土中，可以較好地起到換填作用。因此，加筋墊層中的土工筋帶與土體緊密貼合，且筋帶具有遠(yuǎn)高于被加固的軟弱地基土的模量。 4、適用于軟土地基加固以及支擋結(jié)構(gòu)、護(hù)坡工程。 5、加筋墊層施工與墊層施工類似。243.5、灌漿法注漿法用漿液填充、壓密、置換加固土層，改善土體的物理力學(xué)性能，從而提高地基土承載力，消除地基的濕陷性或防滲的目的。一般要求：對(duì)軟弱土地基處理，可選用以水泥為主劑的漿液，在有地下水流動(dòng)的情況下，選用水泥和水

25、玻璃的雙液型混合漿液。注漿孔間距可選用0.61.8m，。并應(yīng)能使被加固土體在平面和深度范圍內(nèi)連成一個(gè)整體。水泥漿的常用水灰比為1.0，漿液的初凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)條件和注漿目的確定，在砂土地基中，漿液的初凝時(shí)間應(yīng)為520分鐘；在粘性土地基中，漿液的初凝時(shí)間應(yīng)為12小時(shí)。注漿量和注漿有效范圍應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)確定，在粘性土地基中，漿液的注入率宜為15%20%；注漿壓力常選用0.51.5MPa。在砂土地基中，壓密注漿采用大值。施工要點(diǎn)：注漿孔的孔徑宜為70110mm ，鋼花管注漿法施工可用鉆孔或采用振動(dòng)法將鋼花管置入土層，注漿順序自下而上。注漿時(shí)可摻入粉煤灰代替部分水泥，摻入量可為水泥重量的20%

26、50%。根據(jù)工程需要，可在漿液的伴制過(guò)程中加入速凝劑，減水劑，防析水劑。注漿流量可取710L/min，對(duì)充填型注漿注漿流量不宜大于20L/min 。注漿順序應(yīng)按跳孔間隔注漿方式進(jìn)行，并宜采用先外圍后內(nèi)部的注漿施工方法。當(dāng)?shù)叵滤魉俅髸r(shí)，應(yīng)從水頭高的一端開始注漿。適用于各種地基。25四、幾種典型樁型復(fù)合地基的特性4.1 碎石樁復(fù)合地基 碎石樁樁體及復(fù)合地基有如下的主要特點(diǎn)： 碎石樁系散體樁，樁體本身沒(méi)有粘結(jié)強(qiáng)度，主要靠周圍土體的約束傳遞基礎(chǔ)傳來(lái)的垂直荷載。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，圍壓3對(duì)碎石樁破壞時(shí)的主應(yīng)力差有著顯著的影響，3越大，破壞時(shí)的主應(yīng)力差越大；也就是說(shuō)，土越軟，對(duì)樁的約束作用越差，樁體傳遞垂直荷

27、載的能力越弱。 試驗(yàn)表明：樁頂承受垂直荷載后，樁頂以下一個(gè)不大的范圍產(chǎn)生壓脹區(qū)，壓脹區(qū)大小與基礎(chǔ)大小有關(guān)?；A(chǔ)寬度越大，壓脹區(qū)深度也越大。壓脹區(qū)以下傳遞垂直荷載的能力甚小。當(dāng)樁長(zhǎng)大于壓脹區(qū)深度后，靠增加樁長(zhǎng)提高單樁承載力是很困難的，因此碎石樁有一個(gè)臨界樁長(zhǎng)的概念。也就是說(shuō)：通常距樁頂23倍樁徑范圍為高應(yīng)力區(qū)，當(dāng)大于610倍樁徑后，軸向力的傳遞收斂很快，當(dāng)樁長(zhǎng)大于2.5倍基礎(chǔ)寬度后，即使樁端落到好的土層上，樁的端阻作用也很小。在諸多復(fù)合地基增強(qiáng)體中，碎石樁作為散體材料，置換作用最差。 施工工藝一般采用振動(dòng)成樁工藝，使樁間土擠密、振密，提高樁間土的承載力和模量。就復(fù)合地基的置換作用和擠密作用而言，

28、由于碎石樁的置換作用在諸多樁型中是最弱的，因此地基處理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)側(cè)重于樁間土的擠密效應(yīng)。 碎石樁主要用于加固松散粉細(xì)砂、粉土、可液化土及擠密效果好的填土。 264.2、石灰樁復(fù)合地基 石灰樁復(fù)合地基的特點(diǎn)： 樁體由固化劑生石灰和活性材料粉煤灰、火山灰或惰性材料干砂按一定比例配制而成。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，圍壓3對(duì)樁破壞時(shí)的主應(yīng)力差有著顯著的影響，3越大，破壞時(shí)的主應(yīng)力差越大；也就是說(shuō)，圍壓越大，樁體傳遞垂直荷載的能力越強(qiáng)。 樁體中的CaO成份，使得樁體具有吸水膨脹擠密樁間土的作用，石灰對(duì)樁間土有很強(qiáng)的吸水作用和離子交換作用，在飽和土中，樁間土中的水份被樁體吸收，改善了樁間土的物理力學(xué)性質(zhì)，使樁間土強(qiáng)度有

29、一定提高。 石灰樁用粉煤灰作為摻和料時(shí)，使樁體的重度比天然土體小30%左右，具有明顯的減載作用，且樁體孔隙比較大，e多在1.31.7之間，其滲透性與粉細(xì)砂相當(dāng)，樁體是良好的排水通道。 石灰樁復(fù)合地基樁土應(yīng)力比在25之間，復(fù)合地基既有擠密作用又有置換作用。 適用于雜填土、素填土、飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土地基。 采用排土成樁工藝，不產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲污染，但需對(duì)石灰粉和粉煤灰作適當(dāng)處理，防止污染環(huán)境，特別要防止夯實(shí)樁體時(shí)偶爾可能發(fā)生的冒頂產(chǎn)生的高溫對(duì)工人造成燙傷。274.3、水泥土樁復(fù)合地基 深層攪拌法（Deep Mixing MethodDMM）是一種化學(xué)加固地基的方法。它通過(guò)特制機(jī)械各種深層攪拌

30、機(jī)，沿深度將固化劑（水泥漿、水泥粉或石灰粉，外摻一定的添加劑）與地基土強(qiáng)制就地?cái)嚢?，利用固化劑自身及其與地基土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使地基土硬結(jié)成為具有整體性、水穩(wěn)定性、較低滲透性和一定強(qiáng)度的復(fù)合土樁（體），或與地基土構(gòu)成復(fù)合地基，從而提高軟土地基的承載力、減小地基的變形。 深層攪拌法按固化主劑的不同可分為水泥系深層攪拌法和石灰系深層攪拌法；按施工工藝又可分為漿體噴射深層攪拌法和粉體噴射深層攪拌法。 水泥系深層攪拌法所形成的固化土稱為水泥土（水泥加固土），影響水泥土強(qiáng)度的主要因素有： 1.水泥摻入比 水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻入比的增大而增大。當(dāng)aw5%時(shí)，由于水泥與土的固化反

31、應(yīng)過(guò)弱，對(duì)于提高地基土的強(qiáng)度效果不明顯。工程上常用的aw約為725%。 28 2.齡期 水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著齡期的增長(zhǎng)而增大，其強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律不同于混凝土，一般在T28d后強(qiáng)度仍有較大增長(zhǎng)。直到90d后其強(qiáng)度增長(zhǎng)率逐漸變緩。所以，以齡期90天作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。 3.地基土的含水量 當(dāng)水泥摻入比相同時(shí)，水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著含水量的降低而增大。含水量的降低使水泥土的密實(shí)性得到增強(qiáng)，從而提高了強(qiáng)度。 4.水泥標(biāo)號(hào) 水泥土的強(qiáng)度隨水泥標(biāo)號(hào)的提高而增大。在水泥摻入比相同的條件下，水泥標(biāo)號(hào)每提高一個(gè)等級(jí)，水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度約增大2030。 5.水泥土攪拌樁的不均勻性 水泥土攪拌樁最明顯的不足之處

32、是它的樁身的不均勻性。其一，攪拌本身是不均勻的。目前的施工工藝無(wú)法使現(xiàn)場(chǎng)攪拌和試驗(yàn)室一樣均勻，即水泥固化劑不是均勻地分布在樁體中，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)攪拌的水泥土攪拌樁體強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相同水泥摻入量的試驗(yàn)室的強(qiáng)度。其二，樁身強(qiáng)度沿軸線不是均勻的。一般情況下土是分層的，而樁身強(qiáng)度與原土密切相關(guān)，若其中有的土層含水量高、孔隙比大、塑性指數(shù)大，則在該層土中形成的水泥土樁強(qiáng)度就小，很可能單樁承載力由這一層控制。因此在巖性變化較大并夾有軟弱透鏡體的地基中，水泥土樁的單樁承載力和復(fù)合地基承載力都比較離散。29 5.添加劑 不同的添加劑對(duì)水泥土強(qiáng)度有著不同的影響，選用合適的添加劑可以提高水泥土強(qiáng)度或節(jié)省水泥用量。在水泥系

33、深層攪拌法中，常選用木質(zhì)素磺酸鈣、石膏和三乙醇胺等添加劑。添加劑對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響程度可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。 6土中的有機(jī)質(zhì)含量 由于有機(jī)質(zhì)使土壤具有較大的水容量和塑性，較大的膨脹性和低滲透性，并使土壤具有酸性，這些因素都會(huì)阻礙水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行，影響水泥土的固化，從而降低水泥土的強(qiáng)度。因此，有機(jī)質(zhì)含量的增高將會(huì)明顯地降低水泥土的強(qiáng)度。304.4 夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基 夯實(shí)水泥土樁是用人工或機(jī)械成孔，選用相對(duì)單一的土質(zhì)材料，與水泥按一定配比，在孔外充分拌和均勻配制水泥土，分層向孔內(nèi)回填并強(qiáng)力夯實(shí)，制成均勻的水泥土樁。 水泥土樁的樁體強(qiáng)度一般由兩部份組成。其一為水泥的膠結(jié)強(qiáng)度；其二為土體的密實(shí)強(qiáng)度，

34、它是由土體的密度增加而引起的。 對(duì)前述的攪拌水泥土樁，由于其樁體密實(shí)度較天然地基密度增加甚微，所以水泥土樁的強(qiáng)度增量主要取決于水泥的膠結(jié)作用。 夯實(shí)水泥土樁與水泥土攪拌樁的區(qū)別主要在于以下兩點(diǎn)： 夯實(shí)水泥土樁是將水泥與土在孔外充分拌和，拌和的均勻程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)場(chǎng)攪拌的水泥土。所以夯實(shí)水泥土的現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度和相同水泥摻量的室內(nèi)強(qiáng)度，在夯實(shí)密度相同的條件下是相等的。 由于成樁是將孔外拌和均勻的水泥土混和料回填孔內(nèi)并強(qiáng)力夯實(shí)，樁體強(qiáng)度與天然土強(qiáng)度相比，有一個(gè)很大的增量。這一增量既是水泥的膠結(jié)強(qiáng)度，又有水泥土密度增加產(chǎn)生的密實(shí)強(qiáng)度。 基于以上差異，相同的水泥摻量下，夯實(shí)水泥土樁的樁體強(qiáng)度為水泥土攪拌樁的樁體

35、強(qiáng)度的210倍。 31 夯實(shí)水泥土樁樁體和復(fù)合地基有如下特點(diǎn)： 水泥土最大干密度和最優(yōu)含水量： 以粉土為例，不同摻入比Sn（ Sn 為摻入的水泥質(zhì)量與干土質(zhì)量之比）的水泥土最大干密度max和最優(yōu)含水量wopt見(jiàn)下表。夯實(shí)水泥土樁的最大干密度接近或等于土料的最大干密度，最優(yōu)含水量略大于土料的最優(yōu)含水量。 土料Snmax（g/cm3）Wopt(%)備注粉土1:51.8217采用土的輕型擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)得1:61.82171:71.82171:81.8216天然土1.821632 樁體強(qiáng)度與水泥摻量的關(guān)系： 不同土質(zhì)材料、不同水泥摻入比Sn和不同齡期樁體強(qiáng)度。水泥摻入比Sn 越大，則樁體強(qiáng)度越高。對(duì)粉土和

36、粉質(zhì)粘土，不同水泥摻入比Sn 的試驗(yàn)曲線比較接近，而對(duì)砂土水泥摻入比Sn 對(duì)樁體強(qiáng)度影響是顯著的，Sn =1：5比Sn =1：8的28天強(qiáng)度高了近一倍。這是因?yàn)樯巴梁粚?shí)引起的密實(shí)強(qiáng)度很小，主要是水泥的膠結(jié)作用。而粉土、粉質(zhì)粘土夯實(shí)引起的密實(shí)強(qiáng)度起重要作用，水泥摻量的影響不顯著。 不同養(yǎng)護(hù)條件下的水泥土樁樁體強(qiáng)度： 不同土質(zhì)材料（砂土和粉土）、不同水泥摻入比Sn ，在空氣中、水中、先在空氣再在水中養(yǎng)護(hù)得到的不同齡期的試塊強(qiáng)度見(jiàn)下表。表中數(shù)據(jù)表明：對(duì)于砂土，當(dāng)水泥摻入比Sn 大時(shí)，養(yǎng)護(hù)條件的變化對(duì)樁體抗壓強(qiáng)度影響不大，齡期影響是主要的；水泥摻入比Sn 小時(shí)，28天齡期后，增加養(yǎng)護(hù)時(shí)間，強(qiáng)度增加不大

37、；水中養(yǎng)護(hù)比空氣中養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度有所降低。土性Snfcu(28d)(MPa)fcu(90d)(MPa)空氣水下先空氣后水下空氣水下先空氣后水下細(xì)砂1:57.27.26.913.613.611.51:75.93.64.16.64.34.2粉土1:56.65.05.17.15.66.01:75.34.23.86.95.04.833 不同水泥品種對(duì)水泥土樁強(qiáng)度的影響： 從下表可以看出，425號(hào)普通硅酸鹽水泥的試塊強(qiáng)度較高。在工程上優(yōu)先選用這種水泥。 細(xì)砂(水泥摻入比Sn=1:5) 養(yǎng)護(hù)條件水泥品種潮濕28天水下28天先潮濕后水下28天潮濕3個(gè)月水下3個(gè)月普硅425#7.27.26.913.613.6礦渣4

38、25#6.14.85.57.87.8礦渣325#3.83.53.06.55.1 粉土(水泥摻入比Sn=1:6) 養(yǎng)護(hù)條件水泥品種潮濕28天水下28天先潮濕后水下28天潮濕3個(gè)月水下3個(gè)月普硅425#5.85.15.38.86.5礦渣425#4.53.43.86.74.534 樁體的抗凍性： 夯實(shí)水泥土樁在冬季施工時(shí)，樁體強(qiáng)度會(huì)不會(huì)受影響，是需要弄清的一個(gè)問(wèn)題，下表給出了不同凍結(jié)時(shí)間、不同養(yǎng)護(hù)期水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。從表中可以看出：凍結(jié)對(duì)夯實(shí)水泥土樁的強(qiáng)度影響不大，對(duì)強(qiáng)度起控制作用的是齡期。凍結(jié)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)期對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響編號(hào)養(yǎng)護(hù)時(shí)間(d)凍結(jié)時(shí)間(d)密度(g/cm3)含水量(%)干密度(

39、g/cm3)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度(MPa)1701.98916.81.7033.522011.97114.71.7193.563022.00116.91.7113.194031.99916.91.7103.165112.00716.51.7233.206312.00016.01.7243.597711.98315.41.7194.35注:成樣條件： Sn=1:7，凍結(jié)溫度-15度，水泥土混合后立即成樣。35 水泥拌和料放置時(shí)間對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響： 水泥與土按一定配比拌和后，放置不同的時(shí)間，控制相同的夯實(shí)功成樣，做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果在15小時(shí)以內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨放置時(shí)間的變化率很大（無(wú)側(cè)限抗

40、壓強(qiáng)度由大變?。?，之后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨放置時(shí)間的變化率很小，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度很小。工程中以水泥土的放置時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)為宜，否則就影響水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。 樁體的應(yīng)力應(yīng)變曲線： 三軸試驗(yàn)的樁體應(yīng)力應(yīng)變曲線結(jié)果表明：由于樁體的強(qiáng)度比水泥土攪拌樁的樁體高得多，故破壞時(shí)主應(yīng)力差與圍壓3關(guān)系不大。 夯實(shí)水泥土樁的適用范圍：適用于處理地下水位以上的淤泥質(zhì)土、人工填土、粉土、粘性土地基。并通過(guò)褥墊層與樁和基礎(chǔ)相聯(lián)系。 不同成樁工藝的復(fù)合地基效應(yīng)：夯實(shí)水泥土樁施工多用于排土成孔，此時(shí)復(fù)合地基只有置換作用；對(duì)松散填土可采用擠土成孔工藝，此時(shí)復(fù)合地基既有置換作用又有擠密作用。364.5 CFG樁復(fù)合地基CFG

41、樁（Cement Fly-ash Gravelpile的簡(jiǎn)稱）就是在碎石樁樁體中摻加適量的石屑、粉煤灰和水泥，加水拌和，制成一定強(qiáng)度較高的樁體。水泥粉煤灰碎石樁法施工工藝： 地下水位以上，采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔，后灌注混凝土成樁；成孔采用長(zhǎng)螺旋鉆孔，然后從長(zhǎng)螺旋鉆桿的管內(nèi)泵壓混合料成樁；振動(dòng)沉管，灌注混凝土成樁，與樁間土一起形成剛性樁復(fù)合地基。適用于粉土、粘性土、飽和黃土、已在自重固結(jié)下的素填土、砂土等。CFG樁、樁間土和褥墊層一起形成復(fù)合地基。需要指出的是褥墊層是復(fù)合地基的重要組成部分，是高強(qiáng)粘結(jié)強(qiáng)度樁形成復(fù)合地基的必需條件。由于CFG樁可全樁長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)阻，樁端落在好的土層時(shí)可很好地發(fā)揮端阻，在復(fù)合

42、地基增強(qiáng)體中，它的置換作用最強(qiáng)。復(fù)合地基承載力提高幅度大，復(fù)合模量高，地基變形小。對(duì)具有擠密效果的土，施工時(shí)采用振動(dòng)成樁工藝，樁間土具有擠密作用，此時(shí)承載力提高幅度值既有擠密分量又有置換分量。但采用振動(dòng)打樁機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲污染，在城區(qū)或居民區(qū)限制使用。對(duì)采用排土成樁工藝，如長(zhǎng)螺旋鉆，適合城區(qū)或居民區(qū)使用。37五、復(fù)合地基樁型的合理選用5.1 樁型及工藝簡(jiǎn)介復(fù)合地基國(guó)內(nèi)常用的樁型有：碎石樁砂樁土樁石灰樁灰土樁渣土樁攪拌水泥樁夯實(shí)水泥土樁CFG樁。復(fù)合地基成樁設(shè)備及施工工藝對(duì)樁間土的影響而言，可分為兩大類：一類對(duì)樁間土不產(chǎn)生擾動(dòng)，土的結(jié)構(gòu)性沒(méi)有變化，樁間土不發(fā)生強(qiáng)度增長(zhǎng)或降低，如洛陽(yáng)鏟成孔工藝或

43、長(zhǎng)螺旋鉆成孔工藝；另一類對(duì)樁間土產(chǎn)生較顯著擾動(dòng)或振密、擠密，土的受到破壞，樁間土發(fā)生強(qiáng)度增長(zhǎng)或降低，如振動(dòng)沉管工藝或振沖工藝等；5.2 復(fù)合地基承載力提高幅度無(wú)論選用何種樁型和工藝，地基承載力提高幅度值都是一個(gè)倍受重視的主要問(wèn)題。我們做一下承載力分析。 復(fù)合地基承載力可表示為下式： fsp,k=fk+f 式中： fsp,k：復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa； fk ：天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa； f ：承載力提高幅度，kPa； f 由兩部分組成，即 f = fj + fz式中： fj ：成樁對(duì)樁間土振動(dòng)或擠密引起承載力提高的密實(shí)分量，kPa； fz ：樁的置換作用引起承載力提高的置換分量，kPa

44、；影響 f 的因素很多，除了設(shè)計(jì)參數(shù)外，土的性質(zhì)、施工工藝、機(jī)具和樁體材料（樁型）均與 f 密切相關(guān)。 38 1、土的性質(zhì) 土按振動(dòng)擠密效應(yīng)大致可分為: 振動(dòng)擠密效果好的土。如松散粉砂、松散填土、粉土等。 可振動(dòng)擠密的土。如密度不大、塑性指數(shù)偏低的粉質(zhì)粘土等。 不可擠密土。如飽和的塑性指數(shù)大的淤泥質(zhì)粘土以及密度很大的粘性土等。 2、施工工藝 無(wú)振動(dòng)擠密作用的工藝。如洛陽(yáng)鏟成孔工藝或長(zhǎng)螺旋鉆成孔工藝等。 有振動(dòng)擠密作用的工藝。如振動(dòng)沉管工藝或振沖工藝等其它樁型。 無(wú)振動(dòng)擠密作用的工藝，密實(shí)分量 fj =0。有振動(dòng)擠密作用的工藝，對(duì)振動(dòng)擠密效果好的土，樁間土的承載力可顯著提高；對(duì)可振動(dòng)擠密的土，樁

45、間土的承載力有所提高，但不明顯；對(duì)不可擠密土，振動(dòng)擠密效果為零，有時(shí)反而破壞原土的天然結(jié)構(gòu)，造成承載力下降。 3、樁體材料 樁體材料按粘結(jié)強(qiáng)度從低到高可分為散體材料(如碎石樁)、低粘結(jié)強(qiáng)度材料(如生石灰、粉煤灰混合物)、中等粘結(jié)強(qiáng)度材料(如夯實(shí)水泥土)和高粘結(jié)強(qiáng)度材料(如CFG樁樁體材料)等。隨著樁體材料粘結(jié)強(qiáng)度的增長(zhǎng)，樁的置換作用也越強(qiáng)，樁的置換分量 fz也相應(yīng)越大。395.3 方案選擇的基本原則 方案選擇的實(shí)質(zhì)，是根據(jù)設(shè)計(jì)要求的承載力提高幅度f(wàn)，針對(duì)場(chǎng)地土質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)墓に嚒C(jī)具和樁型，不僅要滿足設(shè)計(jì)要求，還要做到經(jīng)濟(jì)合理。 采用對(duì)樁間土不產(chǎn)生擾動(dòng)或擠密的成樁工藝，或地基土為不可擠密的土，

46、則密實(shí)分量 fj =0，因此f唯一取決于置換分量fz。當(dāng)f較小時(shí)，樁體材料可選用散體材料或低粘結(jié)強(qiáng)度材料；當(dāng)f較大時(shí)，樁體材料可選用中等粘結(jié)強(qiáng)度材料或高粘結(jié)強(qiáng)度材料。 對(duì)可振動(dòng)擠密土和振動(dòng)效果好的土，應(yīng)優(yōu)先考慮振動(dòng)擠密工藝，此時(shí)f既含有密實(shí)分量 fj ，也含有置換分量 fz。通?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)估密實(shí)分量 fj ，余下的部分（ f - fj ）由置換分量 fz承擔(dān)。當(dāng)（ f - fj ）較小時(shí)，可選擇強(qiáng)度較低的散體樁或低粘結(jié)強(qiáng)度樁；當(dāng)（ f - fj ）較大時(shí)，可選擇中等粘結(jié)強(qiáng)度樁或高粘結(jié)強(qiáng)度樁。 舉例：天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=50 kPa的粉細(xì)砂，設(shè)計(jì)要求加固后的復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fsp,k

47、=150kPa。根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，采用振動(dòng)沉管打樁機(jī)施工，樁間土擠密可使地基承載力提高80kPa，即密實(shí)分量 fj = 80kPa，設(shè)計(jì)要求f= 100kPa，則置換分量 fz= f - fj = 100kPa-80kPa = 20kPa。顯然選擇振動(dòng)沉管擠密碎石樁即能滿足設(shè)計(jì)要求。 對(duì)同一條件的地基土，若設(shè)計(jì)要求加固后的復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fsp,k=300kPa，同樣采用振動(dòng)沉管打樁機(jī)施工工藝，密實(shí)分量 fj = 80kPa，則置換分量 fz= f - fj = 250kPa-80kPa = 170kPa。此時(shí)，振動(dòng)沉管擠密碎石樁就不能滿足設(shè)計(jì)要求，可選用振動(dòng)沉管CFG樁復(fù)合地基。由于CFG樁

48、的置換作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碎石樁的置換作用，可以滿足上述設(shè)計(jì)要求。 當(dāng)然，方案的合理性除了技術(shù)合理外，還要考慮當(dāng)?shù)夭牧?、造價(jià)、設(shè)備條件、周圍環(huán)境的要求及工期多種因素。4041424344六.地基處理方案的選擇 地基處理方案的選擇，需要了解地基處理的目的、建筑物對(duì)地基的具體要求，設(shè)計(jì)要求的地基承載力，土的性質(zhì)、施工工藝及設(shè)備能力、對(duì)施工周期的要求，以及當(dāng)?shù)胤e累的施工經(jīng)驗(yàn)、周圍環(huán)境對(duì)施工的特殊要求等。1、地基處理方案的選擇應(yīng)具備的資料 巖土工程勘察報(bào)告： 巖土工程勘察報(bào)告是地基處理方案的基礎(chǔ)資料。其結(jié)果的準(zhǔn)確程度直接關(guān)系到地基處理方案的優(yōu)化結(jié)果。 了解周圍環(huán)境對(duì)地基處理施工的要求地基處理施工會(huì)對(duì)周圍環(huán)境施

49、工有一定的影響，施工工藝的不同對(duì)環(huán)境的要求也不同，如噪聲污染，在居民區(qū)就不能使用振動(dòng)沉管工藝；如場(chǎng)地周圍存在地下管線，就不宜在地下管線附近使用擠土施工工藝。如采用真空預(yù)壓法或降水預(yù)壓法，往往會(huì)使鄰近建筑物及周圍地區(qū)產(chǎn)生附加沉降。如采用高壓噴射注漿法或石灰樁，有時(shí)會(huì)污染環(huán)境。 了解類似場(chǎng)地上同類工程地基處理經(jīng)驗(yàn) 我國(guó)地域遼闊，土的工程性質(zhì)很復(fù)雜，在進(jìn)行地基處理設(shè)計(jì)時(shí)，重視當(dāng)?shù)爻晒Φ慕?jīng)驗(yàn)，尤其是了解區(qū)域性土和施工工藝的特殊性，對(duì)選定的地基處理方案極為重要。 45 提供對(duì)地基處理的設(shè)計(jì)要求 地基處理設(shè)計(jì)要求一般包括地基承載力、地基變形量控制，以及建筑和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（建筑物的體型、荷載大小、分布和種類；

50、基礎(chǔ)類型、布置和埋深；基底壓力、天然地基承載力以及變形容許值。），以便在進(jìn)行地基處理設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮。2、方案比較 根據(jù)場(chǎng)地的地質(zhì)條件、工程結(jié)構(gòu)類型、荷載大小、使用要求，并結(jié)合周圍環(huán)境、材料情況、施工條件、工期和造價(jià)因素，初步選取幾種可供考慮的地基處理方案。另外在選擇地基處理方案時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基的共同作用；也可選擇加強(qiáng)結(jié)構(gòu)措施和處理地基相結(jié)合的方案。 對(duì)初步選取幾種可供考慮的地基處理方案，分別從可能得到的處理效果、材料、機(jī)具條件、施工進(jìn)度以及對(duì)環(huán)境的影響等方面考慮，并結(jié)合當(dāng)?shù)匾延薪?jīng)驗(yàn)，選擇最佳的地基處理方案，也可選擇兩種或幾種地基處理方法的綜合處理方案。 對(duì)選取的地基處理方案，

51、根據(jù)建筑物安全等級(jí)和場(chǎng)地復(fù)雜程度，可在有代表性的場(chǎng)地上進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體試驗(yàn)，以調(diào)試機(jī)械設(shè)備、施工工藝、用料及配比等施工參數(shù)，并檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)和加固效果，如達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)查明原因采取措施或修改設(shè)計(jì)。在進(jìn)行地基處理設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)加固后的地基，除應(yīng)滿足地基承載力要求外，還應(yīng)滿足工程對(duì)地基土的特殊要求。463、 復(fù)合地基處理選擇：地質(zhì)條件對(duì)于地基處理方法的選擇是至關(guān)重要的，應(yīng)充分了解和掌握此場(chǎng)地的地形、地質(zhì)成因、地基土層狀況；軟弱土層的厚度、不均勻性和分布范圍；持力層位置及狀況，地下水及地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。注：如根據(jù)軟弱土層的厚度確定地基處理方案，當(dāng)軟弱土層的厚度較薄時(shí)，可采用簡(jiǎn)單的淺層加固方法

52、，如換土墊層法； 當(dāng)軟弱土層的厚度較厚時(shí)，可按加固土的特性和地下水位的高低，采用排水固結(jié)法、 水泥土攪拌法、擠密樁法、振沖法或強(qiáng)夯法等。 如遇砂性土地基，若主要考慮解決砂土的液化問(wèn)題則一般采用強(qiáng)夯法、振沖法、擠密樁法或注漿法等。 如遇軟土層中夾有薄砂層，則一般不需要設(shè)置豎向排水井，而可直接采用堆載預(yù)壓加密法或采用擠密樁法等。 如遇淤泥質(zhì)土地基，由于其透水性差，一般應(yīng)采用豎向排水井和堆載預(yù)壓加密法水泥土攪拌樁法、土工合成材料法。 如遇雜填土、含粉細(xì)砂的沖填土或濕陷性黃土地基，在一般情況下可采用深層密實(shí)法等。 47 實(shí)際工程中，很多情況下采用一種地基處理方法就可以滿足設(shè)計(jì)要求。但有時(shí)僅用一種地基方

53、案，加固效果并不能取得滿意的效果，此時(shí)需要兩種甚至兩種以上的方法聯(lián)合處理。 3.1 真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓以及復(fù)合地基法的聯(lián)合使用： 對(duì)沖填不久的超軟土,采用真空預(yù)壓,預(yù)壓荷載可一次到位,應(yīng)該說(shuō)是比較合理的一種處理方案。但真空預(yù)壓在目前的條件下承載力只能達(dá)到80kPa左右，當(dāng)設(shè)計(jì)要求的承載力要求較高時(shí)，真空預(yù)壓固地基不能滿足設(shè)計(jì)要求，可考慮真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓聯(lián)合使用；當(dāng)承載力要求更高時(shí)，還可考慮真空預(yù)壓與復(fù)合地基聯(lián)合使用。 3.2碎石樁和高粘結(jié)強(qiáng)度樁聯(lián)合使用處理可液化地基 對(duì)可液化地基，當(dāng)只是消除液化為目的時(shí)，采用振沖碎石樁、擠密碎石樁或強(qiáng)夯法是可行的。特別是碎石樁，本身是良好的排水通道，在地震荷

54、載作用下，孔隙水可以沿樁體排出，成樁時(shí)對(duì)土的擠密作用，不僅有利于消除液化，而且對(duì)提高地基承載力有一定作用。 當(dāng)建筑物荷載要求較大時(shí)，除了要求消除地基的液化外，還要求地基的承載力有大幅度的提高。此時(shí)采用碎石樁雖然能消除液化，但承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。這種情況下，可采用碎石樁和CFG樁聯(lián)合使用。基礎(chǔ)外用碎石樁，主要消除場(chǎng)地液化，基礎(chǔ)內(nèi)采用碎石樁和CFG樁聯(lián)合布樁的方式。 48 施工期間打碎石樁對(duì)樁間土具有良好的擠密作用，建筑物使用期間，碎石樁作為良好的排水通道，可避免地震荷載在土體中產(chǎn)生超孔隙水壓力。CFG樁置換作用強(qiáng)，具有良好的傳遞垂直荷載的能力，可滿足更高承載力的要求。 3.3強(qiáng)夯和換填或復(fù)合地

55、基的聯(lián)合使用 對(duì)大面積填土工程地基，當(dāng)承載力要求不太高時(shí)，采用強(qiáng)夯法工程造價(jià)比較低。但填土不可能性質(zhì)都很均勻，可能局部塑性指標(biāo)偏高或含水量偏大，強(qiáng)夯效果不理想。對(duì)局部達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的，此時(shí)可采用換土法或復(fù)合地基法進(jìn)行處理。當(dāng)局部要加固土埋藏不深時(shí)且面積不大時(shí)可將其挖除，然后分層回填夯實(shí)。若土層埋藏較深時(shí)，面積較大時(shí)，可采用復(fù)合地基法進(jìn)行加固。 3.4樁體為同一材料復(fù)合地基，樁徑相同、而樁長(zhǎng)和樁距不同。 如果在地基的受力層范圍內(nèi)，有兩層相對(duì)較硬的土層，考慮到復(fù)合地基中樁距既不宜過(guò)大，也不宜過(guò)小，當(dāng)全部采用短樁方案時(shí)，承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)全部采用長(zhǎng)樁方案時(shí)，設(shè)計(jì)又過(guò)于保守，此時(shí)可采用長(zhǎng)

56、短樁相結(jié)合的地基處理方案。49七、常見(jiàn)的地基事故與處理7.1常見(jiàn)的引起地基事故原因：1、由于地基土(一邊是巖石、一邊是土等）的不均勻性引起基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致建筑物開裂。2、由于采取的地基處理方案選用不當(dāng)，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。3、由于地層的高低起伏變化大，采取的地基處理方案設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。4、由于勘察沒(méi)有查明地基土質(zhì)原因（一邊是填土、一邊是原土及山區(qū)回填土等） ，采取的地基處理方案設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降、開裂。5、對(duì)于特殊土（如濕陷性黃土、膨脹土等）由于水的原因，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降、開裂。6、由于土質(zhì)原因，地基的變形超過(guò)允許值，影響建筑物正常使用

57、，嚴(yán)重導(dǎo)致建筑開裂、破壞。7、由于施工工藝的選取不當(dāng)，導(dǎo)致地基處理沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的處理效果。507.2常見(jiàn)地基事故的處理 1、對(duì)常見(jiàn)的地基事故處理一般采用各種注漿方法、各種樁式托換方法、各種樁式圍箍方法等。 2、對(duì)既有建筑地基基礎(chǔ)加固托換方法主要有：基礎(chǔ)灌（注）漿加固法；加大基礎(chǔ)底面積法；基礎(chǔ)加深法；錨桿靜壓樁法；樹根樁法；坑式靜壓樁法；石灰樁法；注漿加固法；其他加固方法等。 下面重點(diǎn)講一下山西太原地區(qū)飽和黃土的特性以及通過(guò)側(cè)限圍箍加固軟土地基的問(wèn)題：51、太原地區(qū)的飽和黃土的特性： 我們知道：反映土的結(jié)構(gòu)性特征的敏感性指標(biāo)多用“靈敏度”表示。通過(guò)試驗(yàn)了解到太原地區(qū)飽和黃土由北至南的靈敏度St測(cè)

58、量代表值見(jiàn)下表，同時(shí)附上西北地區(qū)兩個(gè)代表性城市的靈敏度指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。 上述數(shù)值表明，山西飽和黃土屬高靈敏性土。而西安等地區(qū)則屬低靈敏性土。在分類時(shí)各地的飽和黃土雖可劃分為一個(gè)大類，但不同地區(qū)的這類土卻有不同的性質(zhì)，高靈敏性特征是山西飽和黃土與其他地區(qū)這類土的基本區(qū)別。 太原地區(qū)靈敏度St值取樣點(diǎn)單軸抗壓強(qiáng)度qu/kPa靈敏度St原狀土qu重塑土qu太原中部(長(zhǎng)風(fēng)街)14.02.36.1太原中部(礦機(jī)廠)18.32.57.3太原北部(陽(yáng)曲)50.04.012.5太原北部(陽(yáng)曲)45.04.310.5太原南部(介休)40.07.65.2西安市74.040.01.9西寧市40.010.04.052

59、因此山西的飽和黃土，土體結(jié)構(gòu)的靜力與動(dòng)力穩(wěn)定性都是比較脆弱的。正是由于此，對(duì)于應(yīng)用振沖法處理該類飽和土?xí)r，在山西地區(qū)的飽和黃土中用振沖器造砂石樁時(shí)的實(shí)踐表明,不論是用30kW小功率還是75kW大功率的振沖器，砂石樁的成形都非常困難。因?yàn)樯轿鞯貐^(qū)高靈敏性飽和黃土的不排水抗剪強(qiáng)度Cu值，結(jié)構(gòu)不擾動(dòng)時(shí)一般為1840kPa，而其中相當(dāng)數(shù)量在20kPa以下，一經(jīng)擾動(dòng)Cu值降低到810kPa。這時(shí)當(dāng)填料在振沖器的水平向振動(dòng)力作用下擠向孔壁軟土?xí)r，由于土的強(qiáng)度過(guò)于低弱，原土的阻力始終不能平衡使砂石料擠入孔壁的力，也即始終不能成型并形成密實(shí)柱體，故而不能得到成功，當(dāng)然承載力的提高更難確定。對(duì)于散體樁復(fù)合地基，

60、樁周土對(duì)樁體的被動(dòng)約束能力是保證該復(fù)合地基成功的關(guān)鍵，而振沖時(shí)產(chǎn)生的水平激振力對(duì)樁周土破壞是很嚴(yán)重的，而且恢復(fù)困難，時(shí)間很長(zhǎng)。顯然，不深入了解土的地域性特征，硬搬非靈敏性飽和黃土地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)是不可取的。以上簡(jiǎn)述表明，我國(guó)黃土的工程特性與其沉積地質(zhì)地理環(huán)境條件直接相關(guān)。因此在進(jìn)行巖土體研究時(shí)，不僅僅作共性的一般性質(zhì)的分析，更應(yīng)深入研究其個(gè)性、區(qū)域性的工程特性。才能優(yōu)選出更加貼近實(shí)際的地基處理方案。53、增濕條件下黃土地基壓縮層的變形特征 地基在局部外荷作用下，土層在產(chǎn)生豎向壓縮外，還伴隨有一定的側(cè)向擠出變形，這已為大量的現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)中證實(shí)。而在濕陷性黃土中，浸濕條件下側(cè)向變形量是相當(dāng)大的，在太原地