001第1章-緒論 《 地基處理新技術(shù)》.ppt

1、地基處理新技術(shù),主講：王俊杰 教授 Tel:Email: ,課程基本信息,教材：地基處理（第3版），葉觀寶、高彥斌主編，中國建筑工業(yè)出版社，2009年 學(xué)時：40 考核方式：筆試 成績核定：100分制，考試70，平時成績30。,1緒論,1.1 地基處理的定義 1.1.1 場地 場地是指工程建設(shè)所直接占有并直接使用的有限面積的土地。場地范圍內(nèi)及其鄰近的地質(zhì)環(huán)境都會直接影響著場地的穩(wěn)定性。 1.1.2 地基 地基是指承托建筑物基礎(chǔ)的這一部分范圍很小的場地。 建筑物的地基所面臨的問題有四個方面，即： 1)強度及穩(wěn)定性問題、2)變形問題、 3)滲漏問題、4)液化問題 。,一、

2、強度及穩(wěn)定性問題 當(dāng)?shù)鼗目辜魪姸炔蛔阒С幸陨喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及外荷載時，地基就會產(chǎn)生局部或整體的破壞。從而影響建筑物的正常使用，甚至引起開裂或破壞。 土的抗剪強度不足除了會引起建筑物地基失效外，還會引起其它一系列巖土工程穩(wěn)定性問題，如邊坡失穩(wěn)、基坑失穩(wěn)、擋土墻失穩(wěn)等。 二、變形問題 當(dāng)?shù)鼗喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及外界荷載的作用下產(chǎn)生過大變形時，會影響建筑物的正常使用，超過容許的不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)可能開裂。 高壓縮性土的地基容易產(chǎn)生變形。,三、滲漏問題 滲漏是由于地基中地下水運動產(chǎn)生的問題。包括兩方面：水量流失和滲透變形。 1）水量流失 由于地基土的抗?jié)B性能不足而造成水量流失，從而影響工程的儲水或防水性能

3、，或者造成施工不便。如水庫庫底漏水導(dǎo)致儲水功能失效、垃圾填埋場中地基防滲性能不足導(dǎo)致污染物隨地下水的擴散及遷移造成環(huán)境污染等。 2）滲透變形 滲透變形是指滲透水將土體的細(xì)顆粒沖走、帶走或局部產(chǎn)生移動，導(dǎo)致土體變形。此變形又分為流土和管涌。,四、液化問題 在動力荷載（地震、機器、車輛、爆破、波浪等）作用下，會引起飽和松散砂土（包括部分粉土）產(chǎn)生液化。它是一種使土體失去抗剪強度近似液體特性的一種動力現(xiàn)象，并使地基失穩(wěn)和震陷。 1.1.3 基礎(chǔ) 基礎(chǔ)（Foundation，F(xiàn)ooting）是指建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)，它具有承上取下的作用。 1.1.4 地基處理 天然地基是指未經(jīng)加固的天然土層

4、。,地基處理也叫地基加固(Ground Treament, Ground Improvement)，是針對那些不能滿足地基強度和變形等要求，需經(jīng)過人工處理后方能建造基礎(chǔ)的地基。 地基處理的方法多種多樣，加固原理和適應(yīng)范圍也不盡相同。因此，對某一具體工程來講，在選擇處理方法時需要綜合地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)要求、周圍環(huán)境條件、材料來源、施工工期、施工隊伍技術(shù)條件、設(shè)備狀況和經(jīng)濟指標(biāo)等科學(xué)地制定地基處理方案，必要時可以進(jìn)行現(xiàn)場試驗以確定設(shè)計、施工參數(shù)。,1.2 地基處理的對象及其特征 地基處理的對象是軟弱地基(Soft Foundation)特殊土地基（Special Ground）。 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計

5、規(guī)范（GB50007-2002）“軟弱地基是指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓性土層構(gòu)成的地基”?！疤厥馔涟ㄜ浲痢裣菪酝?、膨脹土、紅粘土、凍土等”。 1.2.1 軟弱地基 一、軟土 軟土是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。 軟土的特性：天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強度低、壓縮系數(shù)高、滲透系數(shù)小。,在外荷載作用下地基承載力低、地基變形大，不均勻變形也大，且變形穩(wěn)定歷時較長，在比較深厚的軟土層上，建筑物基礎(chǔ)的沉降往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年之久。 施工時應(yīng)注意對軟土基槽底面的保護，減少擾動；對荷載差異較大的建筑物，宜先建重、高部分，后建輕、低部分。 二、沖填土 沖填土(Hydraulic Fi

6、ll)是指整治和疏浚江河航道，用挖泥船通過泥漿泵將泥砂夾大量水分吹到江河兩岸而形成的沉積土，南方地區(qū)稱吹填土。 沖填土是否需要處理和采用何種處理方法，取決于沖填土的工程性質(zhì)中顆粒組成、土層厚度、均勻性和排水固結(jié)條件。,三、雜填土 雜填土(Miscellaneous Fill)是指由人類活動而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾而形成的土。雜填土的成因很不規(guī)律，組成的物質(zhì)雜亂，分布極不均勻，結(jié)構(gòu)松散。 四、其他高壓縮性土 主要指飽和松散粉細(xì)砂和部分粉土，在動力荷載(機械振動、地震等)重復(fù)作用下將產(chǎn)生液化；在基坑開挖時也會產(chǎn)生管涌。,1.2.2 特殊土地基 一、濕陷性土 定義：是指在上覆土層自重

7、應(yīng)力作用下，或自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，受水浸濕時產(chǎn)生附加濕陷變形的土。具體指標(biāo)是指在200KPa壓力下，浸水荷載試驗的陷量與承壓板寬度之比大于0.023的土。包括：濕陷性黃土、干旱和半干旱地區(qū)的具有崩解性的碎石土或沙土等。在我國東北、西北和華北部分地區(qū)分布較多。 濕陷性黃土又有自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。在陷濕性土地基上進(jìn)行工程建設(shè)時，必須考慮因地基濕陷引起的不均勻沉降可能對工程造成的危害。故應(yīng)選擇適宜的地基處理方法，消除這類土的濕陷性。,特征：壓縮性高；抗剪強度低；滲透性強；濕陷性大。干密度越小，濕陷性越強。 二、膨脹土 定義：指土中粘粒含量成分主要由親水性礦物組成，同時具有顯著

8、的吸水膨脹和失水收縮兩種變形的粘性土。 工程特性 高分散性：0.002mm的粘粒含量一般30%； 高塑性：Ip20%；高液限：Iw40%； 膨脹性：膨脹率一般為4%5%，大的達(dá)10%； 收縮率：線收縮率3%8%，收縮系數(shù)0.30.6，大的達(dá)0.71.0脹縮具有可逆性。,三、紅粘土 紅粘土（Red Clay）指顏色為褐紅、褐黃色、覆蓋在碳酸巖系之上，其液限等于或大于50%的高塑性粘土。 四、季節(jié)性凍土 凍土(Frozen Soil)是指氣候在負(fù)溫條件下，其中含有冰的各種土。 季節(jié)性凍土(Seasonally Frozen Ground)是指在冬季凍結(jié)，而夏季融化的土層。 多年凍土或永凍土(Per

9、mafrost)是指凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)三年以上的土層。,五、巖溶（喀斯特） 巖溶（Karst）是石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、巖鹽、石膏等可溶性巖層受水的化學(xué)和機械作用而形成的溶洞、溶溝、裂隙，以及由于溶洞的頂板塌落使地面產(chǎn)生陷坑、洼地等現(xiàn)象和作用的總稱。 我國巖溶地基廣泛分布在貴州和廣西兩省區(qū)。巖溶是以巖溶水的溶蝕為主，由潛蝕和機械塌陷作用而造成的。,1.3 地基處理的目的 地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對地基土進(jìn)行加固，用以改良地基土的工程特性。 提高地基土的抗剪強度 地基的剪切破壞表現(xiàn)在：建筑物的地基承載力不夠；偏心荷載或側(cè)向土壓力作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)；填土或建筑物

10、荷載，使鄰近地基產(chǎn)生隆起；土方開挖時邊坡失穩(wěn)；基坑開挖時坑底隆起。, 降低地基的壓縮性 地基的壓縮性表現(xiàn)在建筑物的沉降和差異沉降大；填土或建筑物荷載，使地基產(chǎn)生固結(jié)沉降；作用于建筑物基礎(chǔ)的負(fù)摩擦力引起建筑物的沉降；大范圍地基的沉降和不均勻沉降；基坑開挖引起鄰近地面沉降；降水地基產(chǎn)生固結(jié)沉降。 地基的壓縮性反映在地基土的壓縮模量指標(biāo)的大小。 因此，需要采取措施以提高地基土的壓縮模量，以減少地基的沉降或不均勻沉降。, 改善地基的透水特性 地基的透水性表現(xiàn)在堤壩等基礎(chǔ)產(chǎn)生的地基滲漏；基坑開挖工程中，因土層內(nèi)夾薄層粉砂或粉土而產(chǎn)生流砂和管涌。 以上都是在地下水的運動中所出現(xiàn)的問題。 為此，必須采取措施

11、使地基土降低透水性或減少其水壓力。, 改善地基的動力特性 地基的動力特性表現(xiàn)在地震時飽和松散粉細(xì)砂(包括部分粉土)將產(chǎn)生液化；由于交通荷載或打樁等原因，使鄰近地基產(chǎn)生振動下沉。 為此，需要采取措施防止地基液化，并改善其振動特性以提高地基的抗震性能。 改善特殊土的不良地基特性 主要是消除或減少特殊土地基的一些不良工程性質(zhì)，如濕陷性黃土的濕陷性、膨脹土的脹縮性和凍土的凍脹融沉性等。,1.4 地基處理方法的分類、原理及適用范圍 1.4.1 地基處理方法分類 一、分類方法 按原理、目的、施工工藝、地基土性質(zhì)等分類。在闡述時，一般按原理分類。 二、常用的地基處理方法分類（按主要原理）及應(yīng)用范圍，主要有：

12、置換、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋、熱學(xué)等方法。,1.4.2 各種地基處理方法原理簡介 一、換土墊層法 1）概念：是指用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然地基中部分或全部軟弱土體，以形成雙層地基或復(fù)合地基，達(dá)到提高承載力和減少沉降的目的。 1、墊層法 1)基本原理：挖除淺層軟弱土或不良土，采用物理力學(xué)性質(zhì)良好的材料進(jìn)行換填，并分層碾壓或夯實，以提高持力層的承載力，減少沉降量。,2)分類（按常用材料分）：砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。 A、干渣：分級干渣、混合干渣和原狀干渣； B、粉煤灰：濕排灰和調(diào)濕灰。 3) 施工方法：常用機械碾壓、平板振動和重錘夯

13、實進(jìn)行施工。 4) 適用范圍：常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層（淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土以及已完成自重固結(jié)的沖填土等）與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為23m。,2、擠淤法 1）基本原理：采用邊強夯或爆破，邊填碎石或塊石等材料、邊擠淤的方法，在地基中形成碎石墩體，以提高地基承載力和減小變形。 2）適用范圍：適用于厚度較小的淤泥和淤泥質(zhì)土地基，應(yīng)通過才能確定其適應(yīng)性。 附： 爆破擠淤法是換填法的一種，它是一種先在淤泥地基上拋填石堤，并在其外緣淤泥地基中埋置炸藥，炸藥引爆時淤泥被爆炸成流塑狀并被強制排除，拋填石堤隨之坍落于原淤泥處，形成著底于良好地基上

14、并較為密實的拋石堤的強制置換法。,該法的最大擠淤深度與炸藥量及淤泥強度等密切相關(guān)；一般而言，當(dāng)淤泥強度較低時，使用目前的施工工藝與常規(guī)藥量，最大擠淤深度可達(dá)12m（個別工程達(dá)21m）。該法具有施工工藝簡單、施工速度快，工程造價低，特別適于淤泥等超軟地基上填筑石堤。,二、振密、擠密法 基本原理：采用一定的工藝手段，通過振動、擠壓使地基土體孔隙比減小，強度提高，達(dá)到地基處理的目的。 分類：表層原位壓實法、重錘夯實法、強夯法、振沖密實法、擠密沙石樁法、爆破擠密法、土樁和石灰樁法。,南海三山港國際貨柜碼頭堆場采用強夯法加固地基,某振沖碎石樁工地,三、排水固結(jié)法 1、基本原理：軟土地基在附加荷載的作用下

15、，逐漸排出孔隙水，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。在這個過程中，隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸消散，土的有效應(yīng)力增加，地基抗剪強度相應(yīng)增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。 2、排水系統(tǒng)的組成 排水系統(tǒng)：排水可以利用天然土層本身的透水性，尤其是上海地區(qū)多夾砂薄層的特點，也可設(shè)置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類的豎向排水體。, 加壓系統(tǒng)：主要是地面堆載法、真空預(yù)壓法和井點降水法加固軟弱的粘土，在一定條件下，采用電滲排水井點也是合理而有效的。 3、分類 堆載預(yù)壓法 A、含義：在建造建筑物以前，通過臨時堆填土石等方法對地基加載預(yù)壓，達(dá)到預(yù)先完成部分或大部分地基沉降，并通過地基土固結(jié)提高地基承載力，然后撤除荷

16、載，再建造建筑物。 B、適用范圍：軟粘土地基。,珠海前山水荷載預(yù)壓加固示意圖,砂井法(包括袋裝砂井、塑料排水帶等) A、含義：在軟粘土地基中，設(shè)置一系列砂井，在砂井之上鋪設(shè)砂墊層或砂溝，人為地增加土層固結(jié)排水通道，縮短排水距離，從而加速固結(jié)，并加速強度增長。砂井法通常輔以堆載預(yù)壓，稱為砂井堆載預(yù)壓法。 B、適用范圍：透水性低的軟弱粘性土，但對于泥炭土等有機質(zhì)沉積物不適用。,真空預(yù)壓法 A、含義：在粘土層上鋪設(shè)砂墊層，然后用薄膜密封砂墊層，用真空泵對砂墊層及砂井抽氣，使地下水位降低，同時在大氣壓力作用下加速地基固結(jié)。 B、適用條件：適用于能在加固區(qū)形成(包括采取措施后形成)穩(wěn)定負(fù)壓邊界條件的軟土

17、地基。,真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法 A、含義：當(dāng)真空預(yù)壓達(dá)不到要求的預(yù)壓荷載時，可與堆載預(yù)壓聯(lián)合使用，其堆載預(yù)壓荷載和真空預(yù)壓荷載可疊加計算。 B、適用范圍：軟粘土地基。,深圳河真空預(yù)壓加固軟基示意圖,廣珠高速中山新隆真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固6米多高橋頭填土的軟基加固現(xiàn)場,降低地下水位法（井點法等抽降水） A、含義：通過降低地下水位使土體中的孔隙水壓力減小，從而增大有效應(yīng)力，促進(jìn)地基固結(jié)。 B、適用范圍：地下水位接近地面而開挖深度不大的工程，特別適用于飽和粉、細(xì)砂地基。 電滲排水法 A、含義：在土中插入金屬電極并通以直流電，由于直流電場作用，土中的水從陽極流向陰極，然后將水從陰極排除，而不讓水在陽極附近

18、補充，借助電滲作用可逐漸排除土中水。 B、適用范圍：飽和軟粘土地基。,四、置換法 1、原理：采用專門的技術(shù)，以砂、碎石等材料置換軟土，或在部分地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體，與未處理部分土形成復(fù)合地基，達(dá)到提高地基強度和減少沉降的目的。 2、分類 振沖置換法(或稱碎石樁法) A、含義：碎石樁法是利用一種單向或雙向振動的沖頭，邊噴高壓水流邊下沉成孔，然后邊填入碎石邊振實，形成碎石樁。 B、適用范圍：適用于地基土的不排水抗剪強度不大于20kPa的地基。,石灰樁法 A、含義：在軟弱地基中用機械成孔，填入作為固化劑的生石灰并壓實形成樁體，利用生石灰的吸水、膨脹、放熱作用以及土與石灰的物理化學(xué)作

19、用，改善樁體周圍土體的物理力學(xué)性質(zhì)，同時樁與土形成復(fù)合地基，達(dá)到地基加固的目的。 B、適用范圍：適用于軟弱粘性土地基。,強夯置換法 A、含義：對厚度小于6m的軟弱土層，邊夯邊填石，形成深度36m、直徑為2m左右的碎石拄體，與周圍土體形成復(fù)合地基。 B、適用范圍：軟粘土。但對排水抗剪強度小于20KPa的軟土地基要慎重。, 水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁) A、含義：在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振動沉管打樁機或其它成樁機具制成的具有一定粘結(jié)強度的樁。 B、適用范圍：人工填土、飽和及非飽和粘性土、砂土、粉土等地基。, EPS超輕質(zhì)料填土法 A、含義：發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)的

20、重度只有土的1/501/100，并具有較好的強度和壓縮性能，用于填土料可有效減少作用在地基上的荷載，需要時也可置換部分地基土，以達(dá)到更好的效果。 B、適用范圍：適用于軟弱地基上的填方工程。,五、加筋法 1、原理：通過在土層中埋設(shè)強度較大的土工聚合物、鋼筋、受力桿件等加筋材料，使地基土體能夠承受抗拉力，防止斷裂，保持整體性，提高剛度，改變地基土的應(yīng)力場和應(yīng)變場，從而提高地基承載力、減小沉降、或維持建筑物穩(wěn)定。 2、分類 土工合成材料 A、含義：土工合成材料是巖土工程領(lǐng)域中的一種新型建筑材料，是用于土工技術(shù)和土木工程，而以聚合物為原料的具滲透性的材料的總稱。,B、特點：土工合成材料具有過濾、排水、

21、隔離、加筋、防護、封閉、隔水氣等作用；并具有質(zhì)量輕、柔性大、強度高、耐腐蝕、成本低、運輸及施工方便、大批量工廠化生產(chǎn)及勞動強度低等優(yōu)點。 C、常用的土工合成材料： 透水的有紡及無紡?fù)凉た椢铮?不透水的土工膜； 塑料排水板和排水盲溝； 膜袋混凝土； 土工格柵及上述產(chǎn)品的組合物等。,C、土工合成材料類型：常見的這類纖維有：聚酰胺纖維(PA，如尼龍、錦綸)、聚酯纖維(如滌綸)等。 D、原理：利用土工合成成材料的高強度、韌性等力學(xué)性能，擴散土中應(yīng)力，增大土體的抗拉強度，改善土體或構(gòu)成加筋土以及各種復(fù)合土工結(jié)構(gòu)。主要包括排水作用、反濾作用、隔離作用和加筋作用。 E、適用范圍：砂土、粘性土和軟土，或用作反

22、濾、排水和隔離材料。,某灰壩用充泥袋筑堤加固示意圖,在軟基上鋪設(shè)加固土工布、土工格柵示意圖,加筋土 A、原理：把抗拉能力很強的拉筋埋置在土層中，通過土顆粒和拉筋之間的摩擦力形成一個整體，用以提高土體的穩(wěn)定性。 B、適用范圍：人工填土的路堤和擋墻結(jié)構(gòu)。 土層錨桿 A、原理：土層錨桿是依賴于土層與錨固體之間的粘結(jié)強度來提供承載力的，它使用在一切需要將拉應(yīng)力傳遞到穩(wěn)定土體中去的工程結(jié)構(gòu). B、適用范圍：一切需要將拉應(yīng)力傳遞到穩(wěn)定土體中去的工程。,土釘 A、原理：在土體內(nèi)放置一定長度和分布密度的土釘體，與土共同作用，用以彌補土體自身強度的不足。提高了土體整體剛度，彌補了土體的抗拉和抗剪強度低的弱點。

23、B、適用范圍：開挖支護和天然邊坡的加固。 樹根樁法 A、原理：在地基中沿不同方向，設(shè)置直徑為75250mm的細(xì)樁，形成如樹根狀的群樁，以支撐結(jié)構(gòu)物。 B、適用范圍：軟弱粘性土和雜填土地基。,六、膠結(jié)法 1、原理：在軟弱地基中部分土體內(nèi)摻入水泥、水泥砂漿以及石灰等物，形成加固體，以提高地基承載力和減小沉降。 2、分類 注漿法 A、原理：用壓力泵把水泥或其它化學(xué)漿液注入土體，以達(dá)到提高地基承載力、減小沉降、防滲、堵漏等目的。 B、適用范圍：處理砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土，也可加固海濱和使用在托換工程中。,高壓噴射注漿法 A、原理：將帶有特殊噴嘴的注漿管，通過鉆孔置入要處理

24、土層的預(yù)定深度，然后將水泥漿液以高壓沖切土體，在噴射漿液的同時，以一定速度旋轉(zhuǎn)、提升，形成水泥土圓柱體；當(dāng)噴嘴提升而不旋轉(zhuǎn)，則形成墻狀固結(jié)體。提高地基承載力、減少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。 B、適用范圍：淤泥、淤泥質(zhì)土、人工填土等地基。對既有建筑物可進(jìn)行托換加固。,水泥土攪拌法 A、原理：利用水泥、石灰或其它材料作為固化劑的主劑，通過特別的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑(水泥或石灰的漿液或粉體)強制攪拌，形成堅硬的拌和柱體，與原地層共同形成復(fù)合地基。 B、適用范圍：淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kPa的粘性土地基。,七、冷熱處理法 1、凍結(jié)

25、法 原理：通過人工冷卻，使地基溫度低到孔隙水的冰點以下，使之冷卻，從而具有理想的截水性能和較高的承載力。 適用范圍：軟粘土或飽和的砂土地層中的臨時措施。,2、 燒結(jié)法 通過滲入壓縮的熱空氣和燃燒物，并依靠熱傳導(dǎo)，將土顆粒加熱到1000C以上，從而增加土的強度，減少變形。,八、化學(xué)加固法 1、原理：通過漿液滲透以填充和壓實等形式將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成整體。 2、使用范圍：砂土、粉土、粘性土和濕陷性黃土、人工填土等。 3、分類： 滲入（壓密、劈裂）注漿； 單液硅化法； 堿液法。,九、托換技術(shù) 原理：對建筑物地基和基礎(chǔ)進(jìn)行加固、處理或改建，在原有建筑物基礎(chǔ)下需修建地下工程，以及鄰近建筑物建造新

26、工程而影響原有建筑物的安全等問題的技術(shù)總稱。 工作原理：采取適當(dāng)穩(wěn)妥的方法，支托住原有建筑物的全部或部分荷載；或根據(jù)工程需要對原有建筑物的地基和基礎(chǔ)進(jìn)行加固，或在原有建筑物下，進(jìn)行其它地下工程的施工。 適用范圍：針對建筑物及其基礎(chǔ)的地基情況，具體分析確定。,1.5一些新的地基處理方法,近幾年出現(xiàn)的地基處理新方法大致分為三類：組合式地基處理工法、新的地基處理樁型和新的地基處理施工技術(shù)。 一、組合式地基處理工法 組合地基處理方法，就是將幾種單一的地基處理方法有機地組合在一起，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，從而達(dá)到提高工效和縮短工期的目的。 需要指出的是，組合式地基處理方法不是簡單地將單一的地基處理方法作排列

27、組合，而是需要進(jìn)行合理的組合，達(dá)到“一加一大于二”的目的。,1、高真空擊密法 高真空擊密法即高真空強排水結(jié)合強夯法，是將“高真空排水+強夯擊密”兩道工序相結(jié)合，對軟土進(jìn)行交替、多遍處理的一種方法，適合荷載不大，作用范圍較小的工程。 2、水下真空預(yù)壓法 通常水下真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓結(jié)合在一起，加快土體加固進(jìn)度和強度，縮短工期，節(jié)省原材料，節(jié)約投資成本。,3、動力排水固結(jié)法 動力排水固結(jié)法是將強夯法與塑料排水板結(jié)合處理各種軟土地基的方法，在使用范圍上比傳統(tǒng)的強夯法要廣泛。 4、剛?cè)嵝詷督M合法 剛?cè)嵝詷督M合法是一種由剛性樁和柔性樁結(jié)合起來的長短樁所形成的新型復(fù)合地基法，利用兩種樁的特點，提高樁間土的參

28、與作用，提高地基強度，減少沉降。,5、長板短樁法 長板短樁法是采用水泥攪拌樁和塑料排水板聯(lián)合處理的組合型復(fù)合地基法，其特點是將高速公路填土施工和預(yù)壓的過程作為路基處理的過程，充分利用填土荷載加速路基沉降，以達(dá)到減小工后沉降的目的。,二、新的地基處理樁型 1、螺桿樁 由上部的普通圓柱部分和下部的螺紋部分結(jié)合而成，用途廣泛、工藝簡單、施工環(huán)保、處理效果好、節(jié)約成本，在我國巖土工程界得到了廣泛應(yīng)用。 2、螺旋樁 螺旋樁作為一種地下錨固系統(tǒng)，由一根中空鋼管和兩個螺旋葉片組成，由液壓旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)入土層后，通過大直徑的鋼管表面與土壤擠壓產(chǎn)生的摩擦力和螺旋片與土壤產(chǎn)生的阻力來承受樁所受的上拔力和壓力，適應(yīng)性強

29、。,3、高壓注漿碎石樁 簡稱HGP樁，是在預(yù)成孔中灌入碎石，然后利用液壓、氣壓，通過注漿管把水泥漿液注入樁孔中的碎石和樁周圍土壤的縫隙中，水泥漿凝固后形成的半剛性結(jié)石樁體。 4、加芯攪拌樁 是由水泥土攪拌樁和混凝土芯樁組成，適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、粉細(xì)砂、素填土、黏性土等地基。 5、實散體組合樁 它是一根由上下兩部分組成的樁，下部用取土夯擴法制成散體樁，用以擠密深部較弱的地基。,6、釘形水泥土雙向攪拌樁 它是對現(xiàn)行水泥土攪拌樁成樁機械的動力傳動系統(tǒng)、鉆桿以及鉆頭進(jìn)行改進(jìn)，采用同心雙軸鉆桿，通過雙向攪拌水泥土的作用，保證水泥漿在樁體中均勻分布和攪拌均勻，同時將攪拌葉片設(shè)置成可伸

30、縮葉片。以方便施工水泥土攪拌樁的上、下不同截面的樁。 7、GFS樁(水泥粉煤灰鋼渣樁) 它是由水泥粉煤灰及鋼渣按照一定的比例配合而成凝結(jié)后具有相當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)強度，其力學(xué)性能介于剛性半剛性之間，用于處理濕陷性黃土、軟土及松散填土等不良地基。,三、新的地基處理施工技術(shù) 1、沖擊碾壓技術(shù) 采用拖車牽引三邊形或五邊形雙輪來產(chǎn)生集中的沖擊能量達(dá)到壓實土石料的目的，在提高地基強度、穩(wěn)定性和均勻性、減少工后沉降、防止不均勻沉陷等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于振動壓路機。 2、靜壓擠密樁法 它與振動沉管、沖擊等擠密樁的成孔方法相比具有自動化程度高，行走方便，運轉(zhuǎn)靈活，樁位定點準(zhǔn)確，施工時無振動、無噪聲、無污染、施工速度快、施工現(xiàn)

31、場干凈文明等特點。,3、水墜砂技術(shù) 它是通過水對砂子的水墜作用，使砂粒之間重新排列組合，讓砂土層形成密實的砂土墊層，達(dá)到較高的密實度和承載力來承受建筑物的作用力，多適用于砂土地區(qū)。 4、夯擴擠密碎石樁 適用于公路、建筑、市政等領(lǐng)域的地基處理，該工藝無環(huán)境污染，是一種高效經(jīng)濟的地基處理方案，特別是對有液化特征的砂土和粉上場地，該工藝能有效消除地基土的液化。 5、干振碎石樁 利用振動荷載預(yù)沉導(dǎo)管，通過樁管灌入碎石。在振、擠、壓作用下形成較大密度的碎石樁，克服了振沖法耗水量大和泥漿排放污染等缺點。,6、DDC工法(孔內(nèi)深層強夯法) 此法適用于素填土、雜填土、砂土、黏性土、濕陷性黃土、淤泥質(zhì)土等地基的

32、處理，使用該法可以提高土的密實度和抗剪強度，改善土的變形特性，大幅度提高地基的承載力。 7、DDC灰土樁 它是一種能量更大，效果更顯著的側(cè)向擠密法，先采用長螺旋鉆鉆出一個400mm的圓孔，然后向孔內(nèi)由深及淺分層填以灰土，并用重錘夯擊，使之在回填孔的同時把回填料向周圍擠出。形成直徑約600mm或更大，密度較高的灰土樁使樁周圍較松散的原狀土層被擠壓密實，形成人工擠壓地基。,8、雙液分噴法 此法是在已形成的鉆孔內(nèi)分別噴射高壓水和高壓水泥漿，該方法具有設(shè)備簡單、移動靈活、質(zhì)量可靠、施工快捷易行等優(yōu)點。 值得注意的是很多地基處理的方法具有多種處理的效果。一般將幾種處理方法有機結(jié)合起來使用，充分發(fā)揮各自的

33、優(yōu)點。,各種地基處理方法匯總表,16 地基處理方案確定 地基處理的核心是處理方法的正確選擇與實施。而對某一具體工程來講，在選擇處理方法時需要綜合考慮各種影響因素，如地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)要求、周圍環(huán)境條件、材料來源、施工工期、施工隊伍技術(shù)素質(zhì)與施工技術(shù)條件、設(shè)備狀況和經(jīng)濟指標(biāo)等。只有綜合分析上述因素，堅持技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量的原則擬定處理方案，才能獲得最佳的處理效果。,1.6.1 地基處理方案確定需考慮的因素 地基處理方案受上部結(jié)構(gòu)、地基條件、環(huán)境影響和施工條件等四方面的影響。 一、上部結(jié)構(gòu)形式和要求 建筑物的體形、剛度、結(jié)構(gòu)受力體系、建筑材料和使用要求；荷載大小、分布和種類；基

34、礎(chǔ)類型、布置和埋深；基底壓力、天然地基承載力和變形容許值等。 二、地基條件 地形及地質(zhì)成因、地基成層狀況；軟弱土層厚度、不均勻性和分布范圍；持力層位置及狀況；地下水情況及地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)。 各種軟弱地基的性狀是不同的，現(xiàn)場地質(zhì)條件隨著場地的位置不同也是多變的。即使同一種土質(zhì)條件，也可能具有多種地基處理方案。,三、環(huán)境影響 隨著社會的發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，公民的環(huán)境保護意識也逐步提高。常見的與地基處理方法有關(guān)的環(huán)境污染主要是噪聲、地下水質(zhì)污染、地面位移、振動、大氣污染以及施工場地泥漿污水排放等。 四、施工條件 施工條件主要包括以下幾方面內(nèi)容： 1. 用地條件 2. 工期 3. 工程用

35、料 4. 其它。,1.6.2 地基處理方案確定 1. 考慮的主要因素 地基條件； 處理要求； 工程費用； 處理材料； 施工方法與機具； 上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基的共同作用 2. 確定的原則 安全適用； 質(zhì)量可靠； 經(jīng)濟合理； 技術(shù)先進(jìn)； 施工方便； 節(jié)約能源； 環(huán)境保護等。,3. 確定步驟 （1）搜集詳細(xì)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)的設(shè)計材料。 （2）根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求，結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、周圍環(huán)境等因素，初步選定幾種處理方案。 （3）從處理效果、材料來源和消耗、施工工具和進(jìn)度等因素，選出最佳的處理方案。 （4）對已選定的地基處理方案，根據(jù)建筑物的安全等級

36、和場地復(fù)雜程度，在有代表性的場地進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗和實驗性施工。,建筑物地基處理要求,地基處理方法原理,過去的應(yīng)用經(jīng)驗,機具、材料條件等,處理方案可行性研究，提出多種可行方案,技術(shù)、經(jīng)濟、進(jìn)度等比較分析，并考慮環(huán)保要求,初步確定地基處理方案,初步確定地基處理方案,現(xiàn)場試驗性施工、 補充調(diào)查等,地基處理設(shè)計步驟,1.7 地基處理施工、監(jiān)測和檢驗 地基處理工程與其他建筑工程不同，大部分地基處理方法的加固效果并不是施工結(jié)束后就能全部發(fā)揮和體現(xiàn)，需經(jīng)過一段時間才能逐步體現(xiàn)。每一項地基處理工程都有它的特殊性，同種方法在不同地區(qū)的施工工藝是有差異的，都有自己的特殊要求，并且大多數(shù)地基處理工程是隱蔽工程，很

37、難直接檢驗其施工質(zhì)量，所以必須注意施工中和施工后的管理和檢驗。,嚴(yán)格掌握各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，需要有專人負(fù)責(zé)看管。同時，進(jìn)行一些必要的監(jiān)測工作。 具體的檢驗方法有：鉆孔取樣、靜力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、荷載試驗、取芯試驗、波速測試等。,1.8 地基處理技術(shù)發(fā)展歷史 1、我國現(xiàn)代地基處理發(fā)展過程 地基處理在我國的發(fā)展過程大致可以分為五六十年代及七十年代至現(xiàn)在兩個階段。 第一階段主要是為了滿足新中國建設(shè)的需要，大量地基處理技術(shù)從前蘇聯(lián)引進(jìn)。砂石墊層法、砂樁擠密法、石灰樁法、化學(xué)灌漿法、重錘夯實法、堆載預(yù)壓法、擠密土樁和灰土樁法、預(yù)浸水法以及井點法等先后被引進(jìn)或開發(fā)。但應(yīng)用最為廣泛的還是墊層等淺層

38、處理。 第二階段是我國地基處理技術(shù)發(fā)展的主要階段。,部分地基處理方法在我國的應(yīng)用最早年份,地基處理手冊，87年由中國建筑科學(xué)研究院地基所主編了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范，90年與浙江大學(xué)合作出版地基處理雜志，同年同濟大學(xué)主編了上海市標(biāo)準(zhǔn)地基處理技術(shù)規(guī)范，94年深圳頒布了深圳地區(qū)地基處理技術(shù)規(guī)。,我國地基處理技術(shù)最新發(fā)展反映在：地基處理技術(shù)的普及與提高、施工隊伍的壯大、地基處理機械、材料、設(shè)計計算理論、施工工藝、現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)，以及地基處理新方法的不斷發(fā)展和多種地基處理方法的綜合應(yīng)用等各個方面。 近幾年來，根據(jù)地基處理的機理，提出了宏觀的地基處理和微觀的地基處理。 微觀的地基處理形成壓密土（Co

39、mpacted Soil）或復(fù)合土（Composite Soil），宏觀地基處理則形成復(fù)合地基（Composite Ground)。,微觀處理：是指在土中不引入任何加筋或加筋體，包括預(yù)壓、無粘性土的振動密實或夯實、濕陷性黃土的浸水處理、粘性土電滲加固處理等，以改變土的孔隙大小和數(shù)量、含水量、土顆粒之間結(jié)構(gòu)、膠結(jié)等微觀特性，從而實現(xiàn)對土的某些特性改良，處理后的土可稱為壓密土。或在土中加入尺寸很小的外加材料，與土充分混合形成近似各向同性的混合土，例纖維土，它是把合成纖維長絲或短絲，利用特制的機械均勻地?fù)交煸谕林?，與置入土工格柵、土工帶、土工布等宏觀加筋材料的加筋土不同，形成復(fù)合材料；氣泡輕質(zhì)土等也是混合土。此外，還包括環(huán)境巖土工程領(lǐng)域中污染土的處理，通過生物、物理、化學(xué)的手段改變土的化學(xué)成分，清除或固化污染物。,宏觀處理：是指在土中引入加筋或加筋材料，設(shè)置強度與變形特性均好于原位土的增強體（Reinforcement或Inclusion），通過新設(shè)置的增強提與原位土相互作用形成復(fù)合地基（Composite Groun