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第十一章_地基处理技术*p*第十一章地基处理技术（简介*约500字）**p**p*地基处理技术是岩土工程中的关键环节*旨在改善天然地基的物理力学性能*以满足上部结构对承载力、沉降、稳定性和抗液化等要求。当天然地基土层软弱（如淤泥、淤泥质土、冲填土、湿陷性黄土、松散砂土或膨胀土等）、强度不足、压缩性高或存在不均匀性时*直接建造基础可能导致过大沉降、不均匀沉降、倾覆或失稳*此时必须通过人工干预进行地基处理。**p**p*本章系统介绍了常用地基处理方法的原理、适用条件、施工工艺与质量控制要点。主要包括：换填垫层法（用砂石、灰土或素土置换浅层软弱土*提高承载力、减小沉降）；预压法（堆载预压或真空预压*加速软黏土地基固结排水*适用于大面积软土路基与围海造地）；强夯法与强夯置换法（利用重锤自由落体产生冲击能*夯实浅层土体或形成碎石墩体*适用于碎石土、砂土、低饱和度粉土及湿陷性黄土）；振冲法与砂石桩法（借助振动与水冲成孔*回填碎石并挤密周围土体*提升复合地基承载力与抗液化能力）；水泥土搅拌桩与高压旋喷桩（利用水泥等固化剂与原位土体强制搅拌或喷射混合*形成强度较高的桩体*适用于软黏土、淤泥质土等地基加固与止水帷幕）；以及锚杆静压桩、树根桩等微型桩技术*常用于既有建筑地基托换与纠偏。**p**p*此外** href="*gb109603*html"*人工挖孔桩专项安全施工方*************本章强调地基处理方*需结合地质勘察成果、荷载特征、工期造价及环境影响综合比选*并注重施工过程监测与效果检验（如静载试验、动力触探、波速测试等）。科学合理的地基处理*不仅保障工程安全与耐久性*也是节约资源、实现绿色岩土工程的重要体现。**p**p*复合地基计算变形模量计算**p**p*复合地基计算复合地基的沉降计算**p**p*沉降是由桩加固后形成的复合地基的沉降和下部未经加固的土层的沉降两部分组成**p**p*复合地基计算复合地基承载力计算**p**p*荷载试验确定复合地基承载力根据桩与桩间土的实测资料计算复合地基极限承载力抗滑稳定计算复合地基的抗剪强度分别由桩与桩间土两部分组成*Aboshi等提出按平面面积加权法求得：**p**p*一般开挖基坑后*常用各种夯击的方法在坑底进行夯实。影响深度很浅*只能用于分层压实或基槽平整*并不能达到加固深层地基的目的。常用的有机械碾压和振动压实等**p**p*机械碾压法碾压法是利用压路机、推土机或其他压实机械来压实松散的地基土*常用于处理含水量较低的填土或杂填土地基。碾压后密实度增加*压缩性减少碾压地基时*采用分层回填压实*适用于基坑面积宽大和开挖土方量法的工程8~12t的压路机**p**p*振动压实法应用于处理无黏性土或黏性土含量少*透水性较好的松散杂填土地基。用振动法处理炉灰、炉渣、碎砖、瓦块等组成的杂填土地基*可取得良好的效果。**p**p*为了挤密较大深度范围内的松软土*常采用挤密桩的方法。先往土中打入桩管成孔*拔出桩管后向孔中填入砂或其他材料并加以振捣而成。作用是挤密桩周的松软土层*使桩和挤密后的土共同组成基础下的复合土层*作为持力层*从而提高地基承载力和减小地基变形。挤密桩按其所填充的材料有砾石桩、砂桩、石灰桩、灰土桩以及土桩等。砂桩的作用：一是挤密*二是排水**p**p*砂桩的桩距砂桩平面布置可采用等边三角形和正方形*对与松散地基*采用等边三角形布置可使地基挤密得较为均匀。**p**p*砂桩的长度和加固范围长度取决于需要加固土层的厚度*通常应根据地基的稳定和变形检算确定。对可液化砂层*桩长应穿透液化层伸入到稳定土层中群桩加固宽度*一般不小于基础宽度的1*2倍*而且每边须放出1*5m以上。**p**p*砂桩施工振动打桩机的效率最高*管桩的口径宜粗*群桩加固宽度*一般不小于基础宽度的1*2倍*而且每边须放出1*5m以上。拔桩前将砂贯入**p**p*饱和软粘土地基在荷载作用下*孔隙中的水慢慢排出*孔隙体积慢慢地减小*地基发生固结变形。同时*随着超静孔隙水压力逐渐消散*有效应力逐渐提高*地基土的强度逐渐增长。**p**p*室内压缩试验说明排水固结法原理**p**p*在建筑场地上先加一个和上部结构相同的压力进行加载预压使土层固结*然后卸除荷载*再施工建筑物*可以使地基沉降减少*如进行超载预压(预压荷载大于建筑物荷载)效果将更好*但预压荷载不应大于地基土的容许承载力。**p**p*排水固结法加固软土地基是一种比较成熟、应用广泛的方法*它可以解决以下两个方面问题：1．沉降问题：使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成*使建筑物在使用期间不致产生较大的沉降。2．稳定问题：加速地基土抗剪强度的增长*从而提高地基的承载力和稳定性。**p**p*软粘土渗透系数很低*为了缩短加载预压后排水固结的历时*对较厚的软土层*常在地基中设置排水通道*使土中孔隙较快排出水。可在软粘土中设置一系列的竖向排水通道(砂井、袋装砂井或塑料排水板)*在软土顶层设置横向排水砂垫层如下图所示*借此缩短排水途程*增加排水通道*改善地基渗透性能。**p**p*1．砂井的直径和间距：砂井的直径和间距主要取决于土的固结特性和施工期的要求。从原则上讲*为达到相同的固结度*缩短砂井间距比增加砂井直径效果要好*即以“细而密”为佳*不过*考虑到施工的可操作性*普通砂井的直径为300~500mm。砂井的间距可根据地基土的固结特征和预定时间内所要求达到的固结度确定*间距可按为直径的6~8倍选用。**p**p*2．砂井深度：砂井深度主要根据土层的分布、地基中的附加应力大小、施工期限和条件及地基稳定性等因素确定。当软土不厚（一般为10~20m）时*尽量要穿过软土层达到砂层；当软土过厚（超过20m）,不必打穿粘土*可根据建筑物对地基的稳定性和变形的要求确定。对以地基抗滑稳定性控制的工程*竖井深度应超过最危险滑动面2*0m以上。**p**p*3．砂井排列：砂井的平面布置可采取正方形或等边三角形*在大面积荷载作用下*认为每个砂井均起独立排水作用。为了简化计算*将每个砂井平面上的排水影响面积以等面积的圆来代替*可得一根砂井的有效排水圆柱体的直径de和砂井间距l的关系按下式考虑：**p**p*6．砂垫层：为了使砂井有良好的排水通道*砂井顶部应铺设砂垫层*垫层砂料粒度和砂井砂料相同*厚度一般为0*5m~1m。**p**p*二、袋装砂井和塑料排水板预压法**p**p*用砂井法处理软土地基如地基土变形较大或施工质量稍差常会出现砂井被挤压截断*不能保持砂井在软土中排水通道的畅通*影响加固效果。近年来普通在砂井的基础上*出现了以袋装砂井和塑料排水板代替普通砂井的方法*避免了砂井不连续缺点*而且施工简便、加快了地基的固结*节约用砂*在工程中得到日益广泛的应用。**p**p*多孔单一结构型塑料排水板**p**p*三、天然地基堆载预压法天然地基堆载预压法是在建筑物施工前*用与设计荷载相等(或略大)的预压荷载(如砂、土、石等重物)堆压在天然地基上使地基软土得到压缩固结以提高其强度(也可以利用建筑物本身的重量分级缓慢施工)*减少工后的沉降量*待地基承载力、变形达到设计预期要求后*将预压荷载撤除*在经预压的地基上修建建筑物。此方法费用较少*但工期较长。**p**p*四、真空预压法和降水位预压法**p**p*真空预压法实质上是以大气压作为预压荷重的一种预压固结法。降低水位预压法是借井点抽水降低地下水位*以增加土的自重应力*达到预压目的。**p**p*其降低地下水位原理、方法和需要设备基本与井点法基坑排水相同。地下水位降低使地基中的软弱土层承受了相当于水位下降高度水柱的重量而固结*增加了土中的有效应力。这一方法最适用于渗透性较好的砂土或粉土或在软粘土层中存在砂土层的情况*使用前应摸清土层分布及地下水位情况等。**p**p*强夯法是法国L·梅纳（Me**rd）1969年首创的一种地基加固方法。夯击后的地基承载力可提高2～5倍*压缩性可降低200～500％*影响深度在10m以上。强夯法亦称为动力固结法*是一种将较大的重锤(一般约为80~300kN*最重达2000kN)从8~20m高处(最高达40m)自由落下*对较厚的软土层进行强力夯实的地基处理方法。**p**p*特点：夯击能量大*因此影响深度也大。并具有工艺简单*施工速度快、费用低、适用范围广、效果好等优点。**p**p*强夯法适用性：适用于碎石类土、砂类土、杂填土、低饱和粉土和粘土、湿陷性黄土等地基的加固*效果较好。对于高饱和软粘土(淤泥及淤泥质土)强夯处理效果较差*但若结合夯坑内回填块石、碎石或其他粗粒料*强行夯入形成复合地基（称为强夯置换或动力挤淤）*处理效果较好。**p**p*加固机理：动力挤密、动力固结、动力置换。**p**p*(1)加固土层厚度、锥重和落距：锤重和落距的选择取决于加固土层厚度**p**p*铺垫层：透水性材料*0*5~2*0m夯距与夯法:第一遍取5~9m夯击击数和遍数（下页）施工步骤**p**p*强夯参数、施工程序与质量检验**p**p*** href="*gb108799*html"*屋顶分部施工方*****锤重用40~200kN落距取8~25m**p**p*（3）质量检验间隔一定时间**p**p*夯击次数应根据现场试夯的夯击次数和夯沉量关系曲线以及最后两击夯沉量之差并结合现场具体情况来确定。施工的合理夯击次数*应取单击夯沉量开始趋于稳定时的累计夯击次数*且这一稳定的单击夯沉量即可用作施工时收锤的控制夯沉量。但必须同时满足：**p**p*①最后两击的平均夯沉量不大于50mm*当单击夯击能量较大时*应不大于100mm*当单击夯击能大于6000kN·m时不大于200mm；②夯坑周围地基不应发生过大的隆起；③不因夯坑过深而发生起锤困难。各试夯点的夯击数*应使土体竖向压缩最大*而侧向位移最小为原则*一般为5~15击。夯击遍数一般为2~3遍*最后再以低能量满夯一遍。**p**p*间歇时间：对于多遍夯击*两遍夯击之间应有一定的时间间隔*主要取决于加固土层孔隙水压力的消散时间。对于渗透性较差的粘性土地基的间隔时间*应不小于3~4周*渗透性较好的地基可连续夯击。**p**p*夯点布置及间距：夯点的布置一般为正方形、等边三角形或等腰三角形*处理范围应大于基础范围*宜超出1*2~2*3的处理深度** href="*gb35047*html"*db13／t 2028*2014标准下载*****且不宜小于3m。夯间距应根据地基土的性质和要求处理的深度来确定。一般第一遍夯击点间距可取5~9m*第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间*以后各遍夯击点间距可与第一遍相同*也可适减小。**p**p*王曲电厂8000KN*M强夯2**p**p*榆次大乘寺2000KN*M强夯**p*