几种常用地基处理方法概述

几种常用地基处理方法概述1、换填法2、水泥土搅拌桩法3、CFG桩下一页封底目录结束上一页主要内容纲要•一、地基处理的目的和意义•二、地基处理的分类及主要特点•----重点介绍适合本地区场地的常用地基处理类型及特点•三、地基处理方法的选取和步骤•四、适合本地区场地的常用地基处理方法概述•1、换填法•2、水泥土搅拌桩法•3、CFG桩•五、适合本地区场地的特殊地基处理概述•----湿陷性黄土地基处理方法和使用注意事项下一页封底目录结束上一页第一讲：地基处理的目的和意义•地基处理就是按照上部结构对地基的要求，对地基进行必要的加固或改良，提高地基土地的承载力，保证地基稳定，减少房屋的沉降或不均匀沉降，消失陷性黄土的失陷性，提高抗液化能力等，常用的人工地基处理方法有换土垫层法，重锤表层夯实，强夯法，振冲法，注浆法，深层搅拌，化学加固等方法。地基处理的对象是软地基和不良地基。地基处理的目的是：提高地基的强度以保证地基的稳定性；降低地基的压缩性，减少地基的沉降和不均匀沉降；加强地基固结过程，提早完成沉降；防止地震时液化和震陷等。•需要处理的地基大多为软弱土和不良土；如软粘土、杂填土、湿陷性黄土等。近年来，随着建设事业的快速发展，新建工程越来越多地遇到不良地基。而上部结构荷载日益增大，变形要求更严，相应地对地基要求也越高，因此地基处理的要求也就越来越迫切和广泛。建筑物和构筑物的地基问题可包括：•（1）强度及稳定性问题；•（2）压缩及不均匀沉降问题；•（3）渗漏、潜蚀及管涌；•（4）动荷作用下的土体液化等四个方面。•当建筑物和构筑物的天然地基存在上述四类问题之一或其中的几个时，则必须对地基进行人工处理，以保证建筑物的安全与正常使用。几个术语解释：•稳定问题•是指在建筑物或构筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基土体能否保持稳定。地基稳定问题有时也称为地基承载力问题，但两者并不完全相同。地基承载力概念在建筑领域用得较多，有时也根据变形控制。若地基稳定性不能满足要求，地基在建筑物或构筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下将会发生局部或整体剪切破坏，将影响建筑物或构筑物的安全与正常使用，严重的可能引起建筑物或构筑物的破坏，甚至倒塌。地基的稳定性，或地基承载力大小，主要与地基土体的抗剪强度有关，也与基础形式、大小和埋深等影响因素有关。•变形问题•是指在建筑物或构筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基土体产生的变形（包括沉降，或水平位移，或不均匀沉降）是否超过相应的允许值。若地基变形超过允许值，将会影响建筑物或构筑物的安全和正常使用，严重的可能引起建筑物或构筑物的破坏，甚至倒塌。地基变形主要与荷载大小和地基土体的变形特征有关，也与基础形式、基础尺寸大小等影响因数有关。•渗透问题•主要分为两类：一类是蓄水构筑物地基渗流量是否超过其允许值；二类是地基中水力比降是否超过其允许值。地基中水力比降超过其允许值时，地基土会因潜蚀和管涌产生稳定性破坏，进而导致建筑物或构筑物破坏。地基渗透问题主要与地基中水力比降大小和土体的渗透性高低有关。•在土木工程建设领域中，与上部结构相比较，地基领域中不确定的因数很多、问题很复杂、难度也比较大。地基问题处理不好，后果通常是非常严重的。据调查统计，在世界各国发生的土木工程建设中的工程事故，源自地基问题的工程事故占多数。因此，处理好地基问题，不仅关系所建工程是否安全可靠，而且关系所建工程投资大小。处理好地基问题具有较好的社会和经济效益。第二讲：地基处理方法的分类及主要特点•地基处理方法分类的原则比较多。事实上，根据同一原则进行分类，不同的专家也有不同的方法。不少地基处理方法具有多种效用，例如土桩和灰土桩既有挤密作用又有置换作用。另外，还有一些地基处理方法的加固机理及计算方法目前还不十分明确，尚需进一步探讨。而且地基处理方法也在不断发展，功能不断扩大，也使地基处理方法分类变得更加困难。•下面根据地基处理的加固机理，将地基处理方法分为六类；并作一介绍：第一类：置换法处理方法原理及作用适用范围机械碾压法挖除浅层软弱土或不良士，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、灰土垫层、二灰垫层和索土垫层等。它可提高持力层的承载力，减少沉降量，消除或部分消除士的湿陷性和胀缩性，防止土的冻胀作用以及改善土的抗液化性常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基灰土垫层法将软弱土或不良土开挖至一定深度，回填抗剪强度较高、压缩性较小的岩石材料，如砂、石渣等，并分层压实，形成双层地基。各种软弱土地基强夯置换法采用边填碎石边强夯的方法在地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土以及碎石料，形成砂石桩。砂石桩置换部分地基土体，形成复合地基，以提高承载力，减小沉降粉砂土和软黏土等处理方法原理及作用适用范围平板振动法采用人工或机械夯实、碾压或振动，使土体密实，密实范围较浅，常用于分层填筑适用于处理无粘性土或粘粒含量少和透水性好的地基褥垫法当建筑物或构筑物的地基一部分压缩性较小，而另一部分压缩性较大时，为了避免不均匀沉降，在压缩性较小的区域，通过置换法铺设一定厚度可压缩性的土料形成褥垫层，以减少沉降差建筑物或构筑物部分坐落在基岩上，部分坐落在土上，以及类似情况石灰桩法通过机械或人工成孔，在软弱地基中填入生石灰或生石灰块加其他掺合料，通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩土的物理力学性质，并形成水灰桩复合地基杂填土、软黏土地基强夯挤淤法采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，以提高地基承载力和减小沉降适甩于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基。应通过现场试验才能确定其适用性第二类：深层密实法处理方法原理及作用适用范围强夯法强夯法系利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结而密实适用于碎石土、砂±、素填土、杂填±、低饱和度的粉土与粘性士、湿陷性黄土．对淤泥质土经试验证明施工有效时方可使用．挤密法（砂桩挤密法）（振动水冲法）（灰土、二灰或土桩挤密法）（石灰桩挤密法）挤密法系通过挤密或振动使深层士密实，并在振动挤密过程中，回填砂、砾石、灰土、土或石过灰等形成砂桩、碎石桩、灰土桩、二灰桩、土桩或石灰桩，与桩间土一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降量，消除或部分消除土的湿陷性或液化性砂桩挤密法和振动水冲法一般适用于杂填土和松散砂土，对软土地基经试验证明加固有效时方可使用灰土桩、二灰桩、土桩挤密法一般适用于地下水位以上，深度为5m～1Om的湿陷性黄土和人工填土处理方法原理及作用适用范围深层搅拌法利用深层搅拌机将水泥浆或水泥粉和地基土原位搅拌形成圆柱桩、格栅状或连续墙水泥土增强体，形成复合地基以提高地基承载力，减少沉降。也常用它形成水泥土防渗帷幕。深层搅拌法分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法淤泥、淤泥质土、粘性土和粉土等软土地基，有机质含量较高时应通过试验确定其适用性高压喷射注浆法利用高压喷射注浆机械，在地基中通过高压喷射流冲切土体，用浆液置换部分土体，形成水泥土增强体。按喷射流组成形式，高压喷射注浆法有单管法、二重管法、三重管法。按施工工艺可形成定喷、摆喷和旋喷。高压喷射注浆法可形成复合地基以提高承载力，减少沉降，也常用它形成水泥土防渗帷幕淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基，当含有较多的大块石，或地下水流速度较快，或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性第三类：排水固结法处理方法原理及作用适用范围堆载预压法真空预压法降水预压法电渗排水法通过布置垂直摊水井，改善地基的排水条件，及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基土的圈结和强度增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但需要有预压的荷载和时间的条件。对于厚的泥炭层则要慎重对待第四类：加筋法处理方法原理及作用适用范围加筋土垫层法在地基中铺设加筋材料（如土工织物、金属板条等）形成加筋土垫层，以增大压力扩散角，提高地基稳定性筋条间用无粘性土，加筋土垫层可适用各种软弱地基树根桩法在地基中设置如树根状的微型灌注桩（直径70~250mm），提高地基承载力或土坡的稳定性各类地基低强度混凝土桩复合地基法在地基中设置低强度混凝土桩，与桩间土形成复合地基，提高地基承载力，减小沉降各类深厚软弱地基钢筋混凝土桩复合地基法在地基中设置钢筋混凝土桩，与桩间土形成复合地基，提高地基承载力，减小沉降各类深厚软弱地基第五类：热学法处理方法原理及作用适用范围热加固法热加固法是通过渗入压缩的热空气和燃烧物，并依靠热传导．而将细颗粒土加热到适当温度（如温度在1000C以上），则土的强度就会增加，压缩性随之降低适用于非饱和粘性土、粉土和湿陷性黄土冻结法冻结法是采用液体氮或二氧化碳膨胀的方法．或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接，而使冷却液在里面流动．从而使软而湿的土进行冻结．以提高土的强度和降低土的压缩性适用于各类土．对于临时性支承和地下水控制；特别在软土地质条件，开挖深度大予7m～8m，以及低于地下水位的情况下．是一种普遍而有用的施工措施第六类：振密、挤密法处理方法原理及作用适用范围强夯法采用重量为10~40吨的夯锤从高处自由落下，地基土体在强夯的冲击力和振动力作用下密实，可提高地基承载力，减小沉降碎石土、砂土、低饱度粉土和粘性土，湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基孔内夯扩法根据工程地质条件，采用人工挖孔，螺旋钻成孔，或振动沉管法成孔等方法在地基成孔，回填灰土、水泥土、矿渣土、碎石等填料，在孔内夯实填料并挤密桩间土，由挤密的桩间土和夯实的填料形成复合地基，达到提高地基承载力，减小沉降的目的地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基处理方法原理及作用适用范围夯实水泥土桩法在地基中人工挖孔，然后填入水泥和土的混合物，分层夯实，形成水泥土桩复合地基，提高地基承载力和减小沉降地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基柱锤冲扩桩法在地基中采用直径300~500mm、长2~5m、质量1~8吨的柱状锤，将地基土层冲击成孔，然后将拌合物的填料分层填入桩孔夯实，形成柱锤冲扩桩复合地基，以提高地基承载力和减小沉降地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基第三讲：地基处理方法的选取和步骤•3.1根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑物影响等因素，初步选定几种可供考虑的地基处理方法。•3.2对初步选定的各种地基处理方法，分别从加固原理、适用范围、预期效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比选择最佳的地基处理方法，必要时可选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方法。•3.3对已选的地基处理方法，必须根据建筑物安全等级和场地复杂程度，在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。如达不到设计要求时，应找出原因并采取改进措施和修改设计。•3.4经地基处理后的地基承载力设计值应按地基承载力标准值乘以综合修正系统确定。地基处理技术人员应掌握所承担的地基处理目的，加固原理，技术要求和质量标准等。施工中应有专人负责控制和监测，并做好施工记录，在出现异常情况时，必须及时同有关部门妥善解决。第四讲：适合本地区场地的常用地基处理方法概述•第一节：换填法•换填法又称换土法。•所谓换土法是指将基础范围内的软土清除，用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。在施工中，一般采用的是开挖换填三七灰土或级配碎石或砂砾,即在一定范围内,把影响地基稳定性的杂填土等软土用挖掘机挖除,用三七灰土或级配碎石或砂砾进行换置,开挖换填深度在2m以内,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实系数或杭填度的方法施工。从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。在换填过程中，对于换填的三七灰土或级配碎石或砂砾中粘土的有机含量、碎石的粒径、含量和级配也应充分考虑，最好做试验检测，避免无法压实而引起沉降。•4.1.1原理及适用