地基處理資料

地基處理目錄1.地基處理的目的和意義 11.1目的 21.2意義 22.地基處理的對象 32.1軟弱地基 32.2特殊土地基 33.地基處理措施 53.1淺層置換（換填）法 53.2強夯法 63.3排水固結(jié)法 63.3.1袋裝砂井預(yù)壓法 73.3.2塑料排水板預(yù)壓法 83.3.3真空預(yù)壓 83.4復(fù)合地基法 93.4.1水泥攪拌樁 93.4.2CFG樁 103.4.3管樁 113.4.4高壓旋噴樁 113.5注漿加固技術(shù) 123.5.1灌漿法 123.5.2高壓噴射注漿法 123.6錨固技術(shù)與土工合成材料 133.6.1錨固技術(shù) 133.6.2土工合成材料 143.7基坑支護技術(shù) 143.8托換技術(shù) 154.就論文中的地基處理方法進行評述 165.針對論文工程的另外地基處理方案 18參考文獻 18附件：論文《擠密樁在鄭西客運專線濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用》（1）濕陷性黃土黃土是第四紀(jì)期間形成的特殊土狀堆積物，是一種典型的結(jié)構(gòu)性土。我國的濕陷性黃土主要分布在北緯34°~45°、東經(jīng)102°~114°之間的黃河中游地區(qū)。黃土的特殊結(jié)構(gòu)直接影響著其工程特性，具有孔隙大、高強度和濕陷性。黃土的濕陷性與黃土的粘結(jié)物以及粘結(jié)程度的大小存在著緊密關(guān)系，土粒礦物填充在粗、細(xì)土粒之間起粘結(jié)作用。黃土在一定壓力作用下受水濕陷，土結(jié)構(gòu)迅速破壞而產(chǎn)生顯著附加下沉的，成為濕陷性黃土。（2）膨脹土膨脹土是顆粒高分散、成分以黏土礦物為主、對環(huán)境的濕熱變化敏感的高塑性黏土。它具有脹縮特牲、裂隙性、超固結(jié)性。膨脹土的土質(zhì)干濕效應(yīng)明顯，吸水時，土體膨脹、軟化，強度下降；失水后土體收縮，隨之產(chǎn)生裂隙，這進一步導(dǎo)致了裂隙的擴展和向土層深部發(fā)展，使該部分土體的強度大為降低，形成風(fēng)化層。我國的膨脹土的分布范圍很廣，在廣西、湖北、陜西等均有分布。（3）凍土凍土一般是指溫度在0°C或0°C以下，并含有冰的各種巖士。我國的凍土分布范圍較廣，主要分布在東北大、小興安嶺，以及西部高山和青藏高原等地。根據(jù)其凍結(jié)時間可分為多年凍土、季節(jié)凍土和短時凍土。隨著春、夏季溫度的升高，凍土中的冰融化成水，凍土地區(qū)地表下沉；秋、冬季溫度降低，凍土中的水凍結(jié)成冰，地表上升。凍土的凍融作用會導(dǎo)致路基鼓脹、沉陷及房屋的開裂變形，除此之外，凍土的季節(jié)性活動還可能引起泥石流、洪水暴發(fā)、熱融滑塌和山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。（4）紅粘土紅粘土屬于一種典型的特殊土，我國大部分省、市都有紅粘土分布，其中以湖南、廣西、貴州、云南等西南地區(qū)最為突出。紅粘土呈現(xiàn)出高度的分散性，孔隙比大，但它與黃土的不同之處在于單個孔隙體積很小，粒間膠結(jié)力較強且非親水性，故紅粘土無失陷性，雖孔隙大但壓縮性小，力學(xué)性能好。紅粘土滲透系數(shù)具有“反常性”，即隨著孔隙比的增加或隨著失水程度的減小，滲透系數(shù)不是增大而是減小。具有“上軟下硬”特征，在天然豎向剖面上地表呈堅硬或硬塑狀態(tài)，向下逐漸變軟。（5）混合土由細(xì)粒土和粗粒土混雜且缺乏中間粒徑的土稱為混合土。混合土在顆粒分布曲線形態(tài)上反映出不連續(xù)性特性，主要成因有坡積、洪積、冰水沖積而成。3.地基處理措施目前地基加固處理方法雖然有很多種，但每一種地基的處理方法都有其對應(yīng)的土質(zhì)類型，因此就要對各種處理方法的可靠性、經(jīng)濟性、實施的難易程度、施工場地條件、施工場地材料條件等各方面進行對比，尋求最優(yōu)方法，因地制宜。針對軟弱地基和特殊土地基中存在的問題，常采用的地基處理方法有：淺層換填法、強夯法、排水固結(jié)法、復(fù)合地基法、注漿加固技術(shù)、錨固技術(shù)、基坑支護技術(shù)、托換技術(shù)等。3.1淺層置換（換填）法1）基本原理：當(dāng)軟弱土地基的承載力和變形滿足不了設(shè)計要求，而軟弱土層的厚度又不是很大時，將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然后分層換填強度較大的砂（碎石、素土、灰土、爐渣、粉煤灰）或其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料，并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動，使之達到要求的密實度，成為良好的人工地基。2）設(shè)計要點：換填土的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)建筑體形、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(dāng)?shù)夭牧蟻碓吹染C合分析。既要滿足建筑物地基強度和變形的要求，又要符合經(jīng)濟合理的原則；既要換土層有足夠的厚度來置換可能被剪切破壞的軟弱土層，還要有足夠的寬度以防止換土層向兩側(cè)擠出。3）處理后的地基承載力參考值120～150kPa，工后沉降參考值10～15cm。4）造價：松方按1.15方計，每方砂或土按40元計，約60元/m3。每1000平方米處理造價約為6H萬元。（H為處理深度）5）適用范圍和處理深度：換填法適用于淺層地基處理，多用于公路構(gòu)筑物的地基處理，在建筑工程中也有一定范圍的應(yīng)用。包括淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結(jié)的吹填土等地基處理以及暗塘、暗溝等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理，用于膨脹土地基可消除地基土的脹縮作用，用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性，用于山區(qū)地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差，軟硬不勻以及巖溶等，用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。處理深度一般為3m。6）特點：工藝簡單，將軟弱土層全部挖除，換以回填材料分層回填，分層壓實。該方法易于施工，所需機械設(shè)備簡單，質(zhì)量容易控制。3.2強夯法1）基本原理：是利用起重機械及設(shè)備將大噸位（一般10～25t）的重錘提升至10～25m的高處，使其自由下落，依靠強大的夯擊能和沖擊波作用夯實土層。迫使土體孔隙壓縮，排除孔隙中的水，使土粒重新排列，迅速固結(jié)，從而提高地基承載力，降低其壓縮性的一種地基加固方法。2）設(shè)計要點：計算有效加固深度、計算所需單擊夯擊能、確定夯擊遍數(shù)、采用等邊三角形或正方形布置夯擊點。3）處理后的地基承載力參考值為100～120kPa，工后沉降參考值10～20cm。4）造價：約為50元/m2，每1000平方米約5萬。5）適用范圍和處理深度：主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對非飽和的粘性土地基，一般采用連續(xù)夯擊或分遍間歇夯擊的方法；并根據(jù)工程需要通過現(xiàn)場試驗以確定夯實次數(shù)和有效夯實深度。由于起重設(shè)備和重錘的型號不一樣，故對地基的夯實程度也有一定的差異。現(xiàn)有經(jīng)驗表明：在100～200t夯實能量下，一般可獲得3～6m的有效夯實深度。6）特點：常備設(shè)備簡單，施工工藝操作簡單，節(jié)省加固原材料，適用土質(zhì)范圍廣，壓實度高，加固效果顯著，可取得較高的承載力。施工工期短，是一種快而且好的軟基處理方式。施工地面振動大，施工場地附近不允許有建筑物，以防止強夯時擾民及對鄰近建筑物產(chǎn)生破壞。3.3排水固結(jié)法1）基本原理：先在地基中設(shè)置砂井或塑料排水帶等豎向排水體，然后利用建（構(gòu)）筑物本身重量分級逐漸加載；或是在建（構(gòu)）筑物建造以前，在場地先行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。2）排水系統(tǒng)的設(shè)置排水固結(jié)法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組合而成。排水系統(tǒng)由水平排水墊層和豎向排水體構(gòu)成。豎向排水體可選用普通砂井、袋裝砂井或塑料排水板。設(shè)置排水系統(tǒng)的目的主要在于改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排出的途徑，縮短排水距離。當(dāng)軟土層較薄或土的滲透性較好而施工期較長時，可僅在地面鋪設(shè)一定厚度的砂墊層，然后加載，土層中的水豎向流入砂墊層而排出。當(dāng)工程上遇到深厚的、適水性很差的軟粘土層時，可在地基中設(shè)置砂井或塑料排水帶等豎向排水體，地面連以排水砂墊層，構(gòu)成排水系統(tǒng)。3）排水固結(jié)法的分類按排水系統(tǒng)的不同可分為打設(shè)砂井、袋裝砂井、塑料排水板等幾種方式；按預(yù)壓方式的不同可分為堆載預(yù)壓、超載預(yù)壓和真空預(yù)壓方式。現(xiàn)列舉其中常用的袋裝砂井預(yù)壓法、塑料排水板預(yù)壓法、真空預(yù)壓處理法進行分析。4）排水固結(jié)法可解決的問題（1）沉降問題。使地基的沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成，使建（構(gòu)）筑物在使用期間不致產(chǎn)生不利的沉降和沉降差；（2）穩(wěn)定問題。加速地基土的抗剪強度的增長，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。工程上廣泛使用且行之有效的增加固結(jié)壓力的方法是堆載法，此外，還有真空法、降低地下水位法、電滲法和聯(lián)合法。采用真空法、降低地下水位法、電滲法不會像堆載法那樣有可能引起地基土的剪切破壞，所以較為安全，但操作技術(shù)比較復(fù)雜。5）適用范圍：適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和粘性土地基。6）處理后的地基承載力參考值90～120kPa，工后沉降參考值15～30cm。3.3.1袋裝砂井預(yù)壓法1）基本原理：預(yù)先將砂裝入長條形透水性好的砂袋內(nèi)，用專門的機具設(shè)備，打入軟土地基內(nèi)，人工構(gòu)造垂直排水通道。加上砂墊層構(gòu)成的水平排水通道，從而建立垂直和水平兩個方向互相連接的排水通道。再用預(yù)壓的方式加速將土體中的水從排水通道排出，從而達到土體排水固結(jié)。2）設(shè)計要點：一般采用7～12cm的直徑，等邊三角形布置，井距1～1.5m，相當(dāng)于砂井間距同砂井直徑比15～30。砂井布置范圍應(yīng)比建筑物外輪廓線外增加2～4m。砂井頂部的砂墊層厚度應(yīng)為0.5～1.0m。3）處理深度：30m以內(nèi)。4）造價：袋裝砂井每米造價約4.2～5元，大約40～80元／m2，每1000平方米處理造價約為0.059CH萬元。（H為處理深度，C為每平方米造價,造價不含預(yù)壓費用）含預(yù)壓費用約150～200元／m2。5）特點：施工工藝簡單，施工方法成熟，經(jīng)處理后工后沉降容易得到控制。但施工工期較長，需要大量土方進行堆載，施工過程需采取密切監(jiān)測措施，防止路基豎向沉降或水平位移超出警戒值，出現(xiàn)路基失穩(wěn)情況的發(fā)生。6）質(zhì)量控制：砂井定位要準(zhǔn)確，垂直度要好；砂料含泥量要求小于3%；施工中避免砂袋破裂；確保袋裝砂井與排水墊層的連接。3.3.2塑料排水板預(yù)壓法1）基本原理：將帶狀塑料排水板用插板機將其插入軟弱土層中，與水平砂墊層組成垂直和水平排水體系，然后在地基表面堆載預(yù)壓（或真空預(yù)壓），土中孔隙水沿塑料板的溝槽上升逸出地面，軟基中的土顆粒的有效應(yīng)力不斷增加，加速地基固結(jié)沉降，達到提高路基強度的目的。2）設(shè)計要點：塑料排水板的作用原理和設(shè)計方法與砂井排水法相似，設(shè)計沿用砂井的理論，將塑料排水板換算成當(dāng)量直徑的砂井，然后按砂井理論進行設(shè)計，確定排水板間距和長度，通常等邊三角形或正方形布設(shè)，間距一般為0.7～1.5m。3）適用范圍和處理深度：最適宜軟土層較厚，地下和地表水發(fā)育，土質(zhì)濕軟的地帶。處理深度一般為30m左右。4）造價：塑料排水板每米造價約4～5元，大約40～80元／m2，每1000平方米處理造價約為0.059CH萬元。（H為處理深度，C為每平方米造價,造價不含預(yù)壓費用）含預(yù)壓費用約140～190元／m2。5）優(yōu)點：塑料排水板具有排水性能好、施工方便、工效高、費用低、對土層的擾動少等優(yōu)點，同時，塑料排水板又是工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量波動小，不易折斷,故排水固結(jié)效果有保證。缺點：不同廠家的生產(chǎn)的塑料排水板質(zhì)量參差不齊，質(zhì)量差的塑料排水板排水能力難以保證。環(huán)境保護問題，因為塑料排水板打入地底深層，本身為耐腐蝕的材料，將常年存在于地基之中，對環(huán)境和土體的影響將多年存在，因此不推薦將大量塑料物質(zhì)打入地下。3.3.3真空預(yù)壓1）基本原理：真空預(yù)壓是通過真空泵負(fù)壓源將地基土孔隙中的空氣和水垂直向上反抽排出，使土體中的地下水位降低，有效應(yīng)力增加，從而達到加固效果。2）施工要點：豎向排水體施工、布設(shè)真空管路、鋪設(shè)密封層、安裝真空泵、真空預(yù)壓試抽、真空預(yù)壓維護。3）適用范圍：特別適用于地下水系豐富、滲透性小的軟土地基。穩(wěn)定性要求高的路基，堆載困難地區(qū)，深層軟土的地基。但砂層地基適用性差，造價較高。4）造價：每1000平方米18～25萬元。費用主要為打設(shè)排水系統(tǒng)的費用及抽真空、預(yù)壓的費用。5）特點：獨特的負(fù)壓力狀態(tài)。節(jié)省大量堆載的費用和時間；土體受力均勻，變形均勻，平均沉降量大；密實度高，固結(jié)速度快，抗剪切強度大；穩(wěn)定性好。有著技術(shù)先進、無污染、無噪音、工期短、費用低、施工安全系數(shù)高、質(zhì)量可靠度高等優(yōu)點。3.4復(fù)合地基法復(fù)合地基法是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)由基體（天然地基土體或被改良的天然地基土體）和增強體兩部分組成的人工地基。上部結(jié)構(gòu)的荷載由基體和增強體共同承擔(dān),大大提高地基承載力的方法。復(fù)合地基根據(jù)地基中增強體的方向可分為水平向加固體復(fù)合地基和豎向加固體復(fù)合地基兩類。根據(jù)豎向加固體的性質(zhì)，樁體復(fù)合地基又可分為散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基。復(fù)合地基的主要特點是樁和樁間土共同受力且變形是協(xié)調(diào)的。通常無需預(yù)壓，工期較短，承載力較高，工后沉降較低，但造價較高。通常適用于結(jié)構(gòu)物過渡段或結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。3.4.1水泥攪拌樁1）基本原理：是利用水泥或水泥砂漿作為固化劑，通過深層攪拌機在地基深部，就地與土和固化劑（漿體或粉體）強制拌合，使凝結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性好和較高強度的水泥加固體，與天然地基形成復(fù)合地基，從而提高承載力。2）設(shè)計要點：水泥土攪拌樁復(fù)合地基設(shè)計，主要是確定攪拌樁的置換率和長度—通過穩(wěn)定驗算和變形計算來確定。固化劑的摻量為加固土量的12～21％；漿噴法的水灰比：0.45～0.65；外摻劑選用早強、緩凝、減水等材料；樁徑約0.5m，樁距：1.2～1.5m，樁長根據(jù)土層結(jié)構(gòu)、根據(jù)單樁承載力要求進行計算；樁的布置形式：常用正三角形布置，也可采用正方形布置。3）處理后的地基承載力參考值100～130kPa，工后沉降參考值15～25cm。4）造價：水泥攪拌樁每米造價約48～52元，大約280～350元／m2，每1000平方米處理造價約為0.059CH萬元。（H為處理深度，C為每平方米造價）5）適用范圍和處理深度：適用于鄰近建筑物的工程場地、沉積厚度大、埋藏深、含水量高，孔隙比大，抗剪強度低，壓縮性高，滲透性差的軟土。如：軟土地基上的橋臺、箱涵、通道等與填土路堤之間的過渡段；高填方路堤的抗滑、減沉；城市主干道管線地基處理；高速公路拓寬路基加固。有效處理深度可達8～15m。6）特點：在施工過程中無振動、無噪音，對環(huán)境無污染；對土體無側(cè)向擠壓，對鄰近建筑物影響很小，可最大限度的利用原狀土，可有效提高地基強度。但施工檢測費用高、質(zhì)量可靠性差、質(zhì)量較難控制和保證。3.4.2CFG樁1）基本原理：CFG樁意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械制成的可變強度樁。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強度等級在C5～C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG樁與擠密的土體形成復(fù)合地基，提高承載力，達到加固地基的作用。2）施工要點：施工工藝概括為，場地平整→樁位測放→樁機就位→樁管、鉆頭對中→沉入沉管或鉆進至要求深度→固結(jié)料制備及抽檢、向沉管內(nèi)灌注固結(jié)料→拔出沉管(留振)或提升鉆頭→檢查管內(nèi)料面高度→補灌固結(jié)料(當(dāng)樁長不足時)→樁頂整平→移動樁機至下一樁位。樁位的布設(shè)，樁距S約為3～6倍樁徑，約為1.2～2.5m，常用正三角形布設(shè)，也可采用正方形。3）處理后的地基承載力參考值120～150Kpa，工后沉降參考值10～15cm。4）造價：CFG樁直徑40cm每米造價約65～70元，約250～500元/m2，每1000平方米處理造價約為0.051CH萬元。（H為處理深度，C為每平方米造價）；直徑50cm每米造價約95～100元。5）適用范圍和處理深度：CFG樁的適用范圍很廣，砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基及橋臺等結(jié)構(gòu)物處。處理深度12～24m。6）特點：樁的承載力高、加固效果明顯、質(zhì)量可靠性高，工期較短，但造價太高。3.4.3管樁1）基本原理：預(yù)先在工廠制備好一定規(guī)格的管樁，用壓樁機在工地采用錘擊或靜壓的方法把樁打入地基，形成復(fù)合地基，以達到加固地基的目的。預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基具有較大的承載力。2）施工要點：施工工藝概括為，預(yù)制廠預(yù)制管樁→運至施工工地→用機具將管樁打入地基形成復(fù)合地基。布設(shè)方式：一般為正方形布置，間距2.5～3m。3）處理后的地基承載力參考值1000～1500KN，工后沉降參考值0～1cm4）造價：預(yù)應(yīng)力管樁直徑40cm每米造價約180～200元，約700～900元/m2。每1000平方米處理造價約為0.013CH萬元。（H為處理深度，C為每平方米造價）直徑30cm的每米造價約130～150元；直徑50cm每米造價約230～250元。5）適用范圍和處理深度：適用于對沉降要求嚴(yán)格的構(gòu)筑物地基，或用于處理深厚軟土地基。軟基處理深度可達30m。6）特點：承載力高，沉降小。3.4.4高壓旋噴樁1）基本原理：鉆孔至設(shè)計深度后，將按設(shè)計配比制備好的水泥漿液在高壓下從噴管噴出。同時旋轉(zhuǎn)并提升旋噴樁，進行由下而上的旋噴注漿作業(yè)。水泥漿在高壓作用下充分和土體混合形成復(fù)合地基。2）施工要點：施工工藝概括為，按設(shè)計配合比制備好水泥漿液→鉆機鉆孔至預(yù)定深度→將水泥漿液高壓從噴管噴出，并同時旋轉(zhuǎn)上提噴管。布設(shè)要點：一般為正三角形或正方形布置，間距1.5～2.5m。3）處理后的地基承載力參考值120～150Kpa，工后沉降參考值10～15cm。4）造價：高壓旋噴樁直徑50cm每米造價約190～210元，約800～1200元/m2。每1000平方米處理造價約為0.025CH萬元。（H為處理深度，C為每平方米造價）5）適用范圍和處理深度：機具小而便捷、施工工藝簡單，尤其適用于場地狹窄，機具受限制的情況；施工無振動、無噪音。軟基處理深度可達24m。6）特點：承載力高，沉降小。3.5注漿加固技術(shù)注漿法是將某些能固化的漿液注入巖土地基的裂縫或孔隙中，以改善其物理力學(xué)性質(zhì)的方法。注漿的目的是防滲、堵漏、加固和糾正建筑物偏斜。注漿機理有：填充注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿。注漿材料有粒狀漿材和化學(xué)漿材，粒狀漿材主要是水泥漿、砂漿，化學(xué)漿材包括硅酸鹽（水玻璃）和高分子漿材。注漿加固法主要分為灌漿法和高壓噴射注漿發(fā)兩種。3.5.1灌漿法灌漿法是指利用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，通過灌漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時間后，將原來松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”，以達到地基處理的目的。灌漿法已應(yīng)用于土木工程中的各個領(lǐng)域，特別是在水電工程、井巷工程、地下工程中得到了非常廣泛的應(yīng)用，已成為不可缺少的施工方法。它的應(yīng)用主要有以下幾個方面。1）壩基的加固及防滲：對砂基、砂礫石地基、喀斯特镕洞、斷層軟弱夾層裂隙巖體和破碎巖體等加固，可提高巖土體密實度和整體性，改善其力學(xué)性能，減小透水性，增強抗?jié)B能力；2）建筑物地基加固：提高地基承載力，提高?；休d力，減小沉降；3）土坡穩(wěn)定性加固：提高土體抗滑能力；4）擋土墻后土體的加固：增加上的抗剪能力，減小土壓力；5）已有結(jié)構(gòu)的加固：對已有結(jié)構(gòu)物缺陷的修復(fù)和補強；6）地下結(jié)構(gòu)的止水及加固：增強土體的抗剪能力，減小透水性；7）道橋地基基礎(chǔ)加固：公路、鐵路路基和飛機跑道等的加固，橋梁基礎(chǔ)加固；8）礦井巷道的加固及止水；9）動力基礎(chǔ)的抗震加固：提高地基土的抗液化能力；10）其他：預(yù)填骨料灌漿、后拉錨桿灌漿及鉆孔灌注樁后灌漿等。3.5.2高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法是指將注入劑形成高壓噴射流，借助高壓噴射流的切削和混合，使硬化劑和土體混合以達到改良土質(zhì)的目的。該法又可分為旋噴、擺噴和定噴。隨著地下工程的發(fā)展，高壓噴射注漿法已廣泛用于工業(yè)與民用建筑、地鐵、市政、水利，礦山建設(shè)中，其用途包括深基坑開挖中隔水、坑底加固、擋土、盾構(gòu)工程起始與終端部位加固，舊有建筑、橋梁基礎(chǔ)補強，市政管線加固，水壩防滲等。其用于地基加固的主要優(yōu)點是：1）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時間的影響較小，可廣泛適用于淤泥、軟弱黏性土、砂土甚至砂卵石等多種土質(zhì)；2）可采用價格便宜的水泥作為主要硬化劑，加固體的強度較高，根據(jù)土質(zhì)不同，加固樁體的強度可為500～10000kPa；3）可以有計劃地在預(yù)定的范圍內(nèi)注入必要的漿液，形成一定間距的樁，或連成一片樁或薄的帷幕墻；加固深度可自由調(diào)節(jié)，連續(xù)或分段均可；4）采用相應(yīng)的鉆機，不僅可以形成垂直的樁，也可形成水平的或傾斜的樁；5）可以作為施工中的臨時措施，也可作為永久建筑物的地基加固，尤其是在對已有建筑物地基補強和基坑開挖中需要對坑底加固，側(cè)壁擋水，對鄰近地鐵及舊建筑物需加以保護時，這種方法能發(fā)揮其特殊作用。3.6錨固技術(shù)與土工合成材料3.6.1錨固技術(shù)將受拉桿件的一端固定于巖（土）體中，另一端與工程結(jié)構(gòu)物相聯(lián)接，以承受由于土壓力、水壓力或其他外力施加于結(jié)構(gòu)物的推力或上舉力，從而利用巖（土）體的內(nèi)在抗力維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。這種技術(shù)的設(shè)計與施工統(tǒng)稱為錨固技術(shù)或錨固法。錨固技術(shù)分為主動式和被動式兩種，主動式常用土釘進行加固；被動式常用錨桿（索）進行加固。土釘是土體中原位加筋技術(shù)的一種，是由水平或近于水平設(shè)置于天然邊坡或開挖形成的邊坡中的加筋桿件及面層結(jié)構(gòu)形成的擋土體系。土釘全長與土體完全接觸，全長受力，且采用高密度設(shè)置方式（一般每0.5～5.0m2設(shè)一根），靠土釘?shù)南嗷プ饔眯纬蓮?fù)合的整體作用，多用于臨時支護。錨桿主要由拉桿、錨固體、錨桿頭部聯(lián)接三部分組成，它不是全長范圍內(nèi)受力，所以設(shè)計計算時必須精確的確定錨桿的最小錨固長度，且錨桿間間距較大，多用于永久支護。錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用范圍很廣，目前除了用于加固地下建筑物、基坑圍護等臨時性錨桿外，還在許多工程中用作永久性的加固措施；如穩(wěn)定邊坡的開挖、防止壩體、橋臺的傾斜，煙囪及橋基的加固，隧道襯砌加固等。當(dāng)前錨固技術(shù)有多種不同的類型，在天然地層中的錨固方法多以鉆孔灌漿為主，一般稱為灌漿錨桿，它的受拉桿件有粗鋼筋、高強鋼絲、鋼絞線等不同的類型，施工工藝有常壓和高壓灌漿、預(yù)壓灌漿、化學(xué)灌漿以及許多用特殊的專利錨固灌漿技術(shù)。在天然地層中采用錨桿和土釘?shù)膬?yōu)點主要有：1）施工機械和作業(yè)的空間不大，因此可為各種地形及場地所選用；2）用錨桿（或土釘）代替鋼橫撐做側(cè)壁支撐，不但可大量節(jié)省鋼材，且能改善施工條件和縮短工期；3）拉桿的設(shè)計拉力可由抗拔試驗來獲得，因此保證了設(shè)計的安全度；4）施工時的噪音和振動均很??；5）灌漿錨桿還可以采用預(yù)加壓力，以控制建筑物的變形量。3.6.2土工合成材料土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強或保護土體的作用?！锻凉ず铣刹牧蠎?yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工格柵、土工特種材料和土工復(fù)合材料等類型。3.7基坑支護技術(shù)基坑支護結(jié)構(gòu)要承受基坑開挖卸載所產(chǎn)生的土壓力，在實際施工過程中，根據(jù)基坑周邊環(huán)境、開挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工設(shè)備和施工季節(jié)等條件，所采用的支護方式也不同。1）放坡開挖。放坡開挖是基坑開挖常用的一種形式，適用于硬質(zhì)、可塑性黏土和良好的砂性土，周圍場地開闊，并且無重要建筑物，無嚴(yán)格位移控制要求的基坑施工。一般情況下，當(dāng)基坑深度小于3m時，可采用一次性放坡，當(dāng)深度達到4～5m時，也可采用分級放坡。在放坡開挖過程中，為了增加邊坡的穩(wěn)定性，可以采用堆放沙袋圍護擋土或在坡腳采用短樁隔板支護。2）內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)。作為基坑圍護結(jié)構(gòu)墻體的支承，內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)對保證基坑穩(wěn)定和控制周圍地層變形起著極大的作用。它主要由支護體系和內(nèi)撐體系兩部分組成。支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐（水平支撐、角撐、斜支撐），常用的有鋼結(jié)構(gòu)支撐和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐兩類，前者多用圓鋼管和大規(guī)格的型鋼。后者多用土模或模板隨著挖土逐層現(xiàn)澆，它剛度大、變形小，能有效地控制擋墻變形和周圍地面的變形，適用于較深基坑或?qū)χ車h(huán)境要求較高地區(qū)的基坑。（3）地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻是在泥漿護壁的條件下分槽段構(gòu)筑的鋼筋混凝土墻體，其剛度大，止水效果好，是支護結(jié)構(gòu)中最強的支護形式，適用于地質(zhì)條件差、環(huán)境復(fù)雜的大型深基坑，尤其適用基坑底面以下有深層軟土，需將墻體插入很深的情況。隨著技術(shù)的發(fā)展和施工方法及機械的改進，地下連續(xù)墻發(fā)展到既是基坑施工時的擋墻圍護結(jié)構(gòu)，又能作為擬建主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，節(jié)省了不少工程投資，可取得明顯的經(jīng)濟效益。但是地力變形、體積變形等。受力變形指固化土構(gòu)件在承受拉伸力或壓縮力時產(chǎn)生的變形。體積變形指固化土構(gòu)件在成型后，由于環(huán)境變化而引起的變形，如溫度、濕度等，一般包括干縮變形、濕脹變形和凍脹變形。3.8托換技術(shù)所謂基礎(chǔ)托換，就是依托于工程建設(shè)的特定需要，對已有構(gòu)筑物基礎(chǔ)加固或者重新設(shè)置基礎(chǔ)工程的總稱。托換技術(shù)屬地基處理的范疇，受制于地基處理的方式而將其按照托換的時間、原理、方法和性質(zhì)進行分類，現(xiàn)分述如下：1）按托換時間可分為永久性托換和臨時性托換；2）按托換原理可分為補救性托換、預(yù)防性托換和維持性托換；3）按托換方法可分為樁式托換、灌漿加固托換、基礎(chǔ)加深加寬托換和坑式托換等；4）按托換性質(zhì)可分為既有構(gòu)筑物整體遷移的托換、加固和糾偏的托換、基坑開挖或地鐵穿越構(gòu)筑物等的托換、地基設(shè)計不符合要求的托換。樁式托換法是利用沉樁的方式，籍以形成樁—土耦合作用的機制來承擔(dān)既有構(gòu)筑物基礎(chǔ)負(fù)荷，將基礎(chǔ)及及其之上的動荷載和靜荷載全部轉(zhuǎn)移到樁和樁間土層上，進而對地基承載力不足和地基變形不協(xié)調(diào)既有構(gòu)筑物地基進行加固處理。通常根據(jù)構(gòu)筑物的特點常用的托換技術(shù)主要分為以下幾種：錨桿靜壓樁托換、樹根樁托換、坑式靜壓樁和灌注樁托換等。灌漿加固托換法是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管將各種無機化學(xué)漿液均勻注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式排除土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣并占據(jù)其位置，使巖體的孔隙率降低，經(jīng)人工養(yǎng)護控制規(guī)范要求的一定時間之后，原來松散的土顆?；蛄严侗粷{液膠結(jié)為一體，最后形成一種結(jié)構(gòu)新穎、強度較大、防水防滲性高和化學(xué)穩(wěn)定良好的人造石。通常使用的灌漿方法有：滲透灌漿、劈裂灌漿、擠密灌漿和電動化學(xué)灌漿?；A(chǔ)加深加寬托換的主要是通過擴大地基受力面積和增加地基深度來減少既有構(gòu)筑物地基土層上接觸壓力的一種托換方法。無論是樁式托換、灌漿加固托換，還是基礎(chǔ)加深加寬托換技術(shù)，它們都有其固有的托換機制和適用性。托換技術(shù)方法是構(gòu)筑在既有構(gòu)筑物地理位置、形狀尺寸、功能要求、重要程度以及新建構(gòu)筑物施工方法等諸多因素基礎(chǔ)之上，由多種施工方法進行集約和有機組合的一種較為復(fù)雜的綜合施工技術(shù)。4就論文中的地基處理方法進行評述4.1工程概況鄭州至西安客運專線，全長458．8km(含鄭州、西安樞紐配套工程)。主要經(jīng)過山前平原、沖積平原、河流一、二級階地和丘陵低山區(qū)等不同的工程地質(zhì)地貌單元，沿線黃土分布廣泛，約占線路總長的90％左右，其中絕大部分黃土為濕陷性黃土。DK27+758.88~DK28+300段濕陷性黃土路堤長541.12m，路堤填高6.2m。該工點通過山前平原區(qū)，地形平坦開闊。地層自上而下依次為砂質(zhì)黃土，上部8m稍濕稍密，8m以下稍濕中密，層厚約25m；濕陷黃土厚度為12.0m，=0.015~0.097，自重濕陷量為1.5~27.5cm，濕陷量為19.4~71.7cm，為自重濕陷性場地；具中等濕陷性。詳細(xì)內(nèi)容見附件1中的論文所示。4.2原路堤地基處理方案1）加固類型選擇：由于濕陷性黃土厚達12m，所以地基采用樁長14m的擠密樁設(shè)計加固；預(yù)鉆孔直徑0.25m，擠密孔直徑0.5m，呈三角形布樁。2）擠密樁間距選擇：為更好地發(fā)揮擠密效應(yīng)，擠密樁孔位按正三角形布置，孔心距（S）按下式計算：式中：為為孔心距（）;為擠密填料孔直徑()；為預(yù)鉆孔直徑()；為地基擠密前壓縮層范圍內(nèi)各層土的平均干密度()；為擊實試驗確定的最大干密度()；為擠密填孔(達到D)后，3個孔之間土的平均擠密系數(shù)，不宜小于0.93。3）論文中通過對比工后所估算的沉降量，分析了灰土擠密樁和水泥土擠密樁在處理濕陷性黃土地基方面的效果。研究發(fā)現(xiàn)灰土擠密樁及水泥土擠密樁都能大幅降低地基的工后沉降，但此工點灰土擠密樁尚不能滿足客運專線無碴軌道的工后沉降要求(≤15mm)，而水泥土擠密樁則能達到沉降要求。4.3評述該工程中所應(yīng)用的擠密樁法擠密樁法處理地基的加固機理是用機械、人力、或爆擴成孔等手段，通過振動或擠壓使樁孔部分的土質(zhì)被強制擠向樁孔周圍的土中，然后填以最優(yōu)含水量的素土或灰土、水泥土并分層夯實，使樁周土體孔隙比減小，密實度增大，壓縮性降低，承載力提高，力學(xué)性質(zhì)得到改善。它的密實主要是由于土結(jié)構(gòu)的破壞和孔隙中氣體的排放所致。同時灰土擠密樁由于粘土和消石灰或水泥土之間產(chǎn)生離子交換和硬凝反應(yīng)，擠密樁樁身的變形模量隨著齡期的增長而不斷提高，樁體強度顯著提高，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擠密后樁間土的變形模量。在荷載作用下，應(yīng)力向樁身發(fā)生集中，并對樁間土起側(cè)向約束作用，使得復(fù)合地基承載力較天然地基有明顯提高，壓縮模量則顯著提高。擠密樁法（灰土及水泥土擠密樁）與其它地基處理方法比較，具有如下主要特征：1）擠密樁法是橫向擠密，但同樣可以達到所要求的加密處理后的最大干重度的指標(biāo)要求；2）與土墊層相比，無需開挖回填，因而節(jié)約了開挖和回填土方的工作量；3）擠密樁成本低、設(shè)備簡單、污染小、承載力高，且灰土及水泥土易于集中廠拌，質(zhì)量容易控制。4）由于不受開挖和回填的限制，一般處理深度可達12m~15m；5）由于填入樁體的材料可就地取材，因而比其它處理濕陷性黃土和人工填土的方法造價低，有較好的效益。擠密樁法能夠滿足論文中所依托的工程的自重濕陷性黃土地基處理要求。廣泛的工程實踐也表明：灰土擠密樁和水泥擠密樁在處理黃土濕陷性方面都有很好的效果，在減小地基的沉降變形方面有顯著的成效，但是，在進行地基處理方面是沒有一個特定的套路，也沒有一個唯一的選擇，只要是合理就是對的。在進行地基處理時，應(yīng)綜合場地條件及經(jīng)濟效益，環(huán)境效益和社會效益確定出各自的適用性，因地制宜，發(fā)揮地基處理的最大成效。但是，擠密樁法（灰土樁法、水泥土樁法）也存在它自身的缺點和局限性。比如：處理深度淺，用料受限，地下有水或淤泥土?xí)r不能施工，樁間土處理后效果差，承載力提高小，壓縮變形量大，易發(fā)生縮頸與斷樁等缺點。5針對論文工程的另外地基處理方案雖然，擠密樁法能夠滿足論文中所依托的工程的自重濕陷性黃土地基處理要求。廣泛的工程實踐也表明：灰土擠密樁和水泥擠密樁在處理黃土濕陷性方面都有很好的效果，在減小地基的沉降變形方面有顯著的成效，但是，在進行地基處理方面是沒有一個特定的套路，也沒有一個唯一的選擇，只要是合理就是對的。在進行地基處理時，應(yīng)綜合場地條件及經(jīng)濟效益，環(huán)境效益和社會效益確定出各自的適用性，因地制宜，發(fā)揮地基處理的最大成效。但是，擠密樁法（灰土樁法、水泥土樁法）也存在它自身的缺點和局限性。比如：處理深度淺，用料受限，地下有水或淤泥土?xí)r不能施工，樁間土處理后效果差，承載力提高小，壓縮變形量大，易發(fā)生縮頸與斷樁等缺點。針對于黃土濕陷性的這一工程特征，仍然以該鄭西客運專線為工程背景，提出一個新方案，即DDC（DownHoleDynamicCompaction，簡稱DD