地基处理技术综述.pdf

l 0 6 低温建筑技术 2 O 0 7 年第 4期 总第 1 1 8期 地 基处理技术综述 唐颖栋 ， 曹云锋 ， 侯小平 ， 牛明雷 1 ．浙江省环境工 程有 限公 司 。 浙江杭州3 1 0 0 0 7 ； 2 ． 中国纺织工业设计院 。 北京1 0 0 0 3 7； 3 ． 农业 部工 程建设服 务中心 。 北京1 0 0 0 0 1 【 摘要】 介绍了已有建筑地基加固技术的原理 ， 并重点探讨了工程中常使用的地基加固技术的特点 、 施工 要点和适用范围等。以推广地基加固技术的更广泛地应用。 【 关键词】 地基处理 ； 换土垫层法； 振密、 挤密法； 排水固结法； 置换法； 加筋法； 胶结法； 冷热处理法 【 中图分类号】 T L r 7 5 3 ． 8 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 S 6 4 { 2 0 0 7 0 4 0 1 0 6 0 2 0引言 地基处理的目的是通过换填、 夯实、 挤密、 排水 、 胶结、 加 筋和热学等方法对地基土进行加固， 以改 良地基土的工程特 性， 主要包括 ①提高地基的抗剪切强度； ②改善地基的压缩 性； ③改善地基的透水特性； ④改善地基的动力特性； ⑤改善 地基特殊土的不良特性。 1 换土垫层 法 1 ． 1 垫层法 垫层法基本原理是挖除浅层软弱土、 不均匀土、 湿陷性 土、 膨胀土及冻胀土等的一部分或全部挖去， 然后换填密度 大、 强度高、 水稳定好的较粗粒径的材料。换土垫层法可提 高持力层的承载力， 减少沉降量 常用机械碾压、 平板振动 和重锤夯实进行施工。 垫层法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填 土方工程 。 处理深度为 23 m， 适用于处理浅层软弱土层与 低洼区域的填筑。 1 ． 2 强夯挤淤法 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。可提高地基承载力和减小变形。 适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基 ， 应通过现场试 验才能确定其适应性。 2 振密 、 挤密 法 振密 、 挤密法是通过振动、 挤压使地基土体孔隙比减小 ， 强度提高。软土地基中常用强夯法。强夯法是利用强大的 夯击能， 迫使深层土液化和动力固结， 使土体密实， 用以提高 地基土的强度并降低其压缩性。 3 排水 固结 法 是软土地基在附加荷载的作用下， 逐渐排出孔隙水 ， 使 孔隙比减小， 产生固结变形。在这个过程中， 随着土体超静 孔隙水压力的逐渐消散 ， 土的有效应力增加， 地基抗剪强度 相应增加， 并使沉降提前完成或提高沉降速率。 排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可 以利用天然土层本身的透水性 ， 尤其是上海地区地基多夹砂 薄层的特点， 也可设置砂井、 袋装砂井和塑料排水板之类的 竖向排水体。加压主要采用地面堆载法、 真空预压法和井点 降水法。为加固软弱的粘土， 在适 当条件下， 采用电渗排水 井点也是合理的 。 3 ． 1 堆载预压法 在建筑物建造之前 ， 通过临时堆填土石等方法对地基加 载预压， 达到预先完成部分或大部分地基沉降， 并通过地基 土固结提高地基承载力 。 然后撤除荷载， 再建造建筑物。 堆载预压法适用于软粘土和淤泥质土地基。 3 ． 2 砂 井法 在软粘土地基中， 设置一系列砂井， 在砂井之上铺设砂 垫层或砂沟 ， 人为地增加土层固结排水通道， 缩短排水距离。 从而加速固结， 并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预 压， 称为砂井堆载预压法。适用于透水性低的软弱粘性土 ， 但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。 3 ． 3 真空预压法 在粘土层上铺设砂垫层， 然后用薄膜密封砂垫层 ， 用真 空泵对砂垫层及砂井抽气。 使地下水位降低。 同时在大气压 力作用下加速地基固结。适用于能在加固区形成 包括采取 措施后形成 稳定负压边界条件的软土地基。 3 ． 4 降低地下水位法 通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小， 从而增 大有效应力， 促进地基固结。 适用于地下水位接近地面而开 挖深度不大的工程， 特别适用于饱和粉、 细砂地基。 3 ． 5 电渗排水法 在土中插入金属 电极并通以直流 电， 由于直流电场作 用， 土中的水从阳极流向阴极 ， 然后将水从阴极排除， 而不让 水在阳极附近补充， 借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工 程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提 高地基承载力或边坡的稳定性。适用于饱和软粘土地基。 4 置换 法 4 ． 1 振冲置换法 或称碎石桩法 碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头， 边喷高压 水流边下沉成孔 ， 然后边填入碎石边振实， 形成碎石桩。桩 体和原来的粘性土构成复合地基， 以提高地基承载力和减小 沉降。适用于地基土的不排水抗剪强度大于 2 0 k P a 的淤泥 、 砂土 、 粉土等地基。 4 ． 2 石灰桩法 在软弱地基中用机械成孔， 填入作为固化剂的生石灰并 压实形成桩体， 利用生石灰的吸水、 膨胀、 放热作用以及土与 石灰的物理化学作用 ， 改善桩体周围土体的物理力学性质， 同时桩与土形成复合地基。适用于软弱粘性土地基。 4 ． 3 强夯置换 法 维普资讯 唐颖栋等 地基处理技术综述 1 0 7 对厚度小于 6 m的软弱土层 ， 边夯边填碎石 ， 形成深度 3 ～ 6 m、 直径为 2 m左右的碎石柱体， 与周围土体形成复合地 基 ， 适用于软粘土。 4 ． 4 水泥粉煤灰碎石桩 C m 桩 是在碎石桩基础上加进一些石屑、 粉煤灰和少量水泥， 加水拌和， 用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的具有一 定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。 适用于填土 、 饱和及非饱和粘性土、 砂土、 粉土等地基。 E P S 超轻质料填土法， 发泡聚苯 乙烯 E P S 的重度只有 土的 1 1 5 0～1 ／ 1 0 0 ， 并具有较好的强度和压缩性能， 用于填土 料可有效减少作用在地基上的荷载， 需要时也可置换部分地 基土， 以达到更好的效果。适用于软弱地基上的填方工程。 5 加筋法 通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、 拉筋、 受力 杆件等提高地基承载力、 减小沉降、 或维持建筑物稳定。 5 ． 1 土工合成材料 土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料， 是用于土工技术和土木工程， 而以聚合物为原料的具渗透性 的材料名词的总称。它是将由煤 、 石油、 天然气等原材料制 成的高分子聚合物通过纺丝和后处理制成纤维， 再加工制成 各种类型的产品， 置于土体内部、 表面或各层土体之间， 发挥 加强或保护土体的作用。常见的这类纤维有 聚酰胺纤维 P A ， 如尼龙、 锦纶 、 聚酯纤维 如涤纶 、 聚丙烯纤维， 聚氯 乙烯纤维 P v C ， 如氯纶 等。 利用土工合成材料的高强度、 韧性等力学性能， 扩散土 中应力， 增大土体的抗拉强度 ， 改善土体或构成加筋土以及 各种复合土工结构。主要包括排水作用、 反滤作用、 隔离作 用和加筋作用。适用于砂土、 粘性土和软土， 排水和隔离材 料 。 5 ． 2 加筋土 把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中， 通过土颗粒和拉 筋之间的摩擦力形成一个整体， 用以提高土体的稳定性。 适用于人工填土的路堤和挡墙结构。 5 ． 3 土层锚杆 土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提 供承载力的， 它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中 去的工程结构， 如边坡稳定、 基坑围护结构的支护、 地下结构 抗浮、 高耸结构抗倾覆等。适用于一切需要将拉应力传递到 稳定土体中去的工程。 5 ． 4 土钉 土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉 体， 与土共同作用， 用以弥补土体 自身强度的不足。不仅提 高了土体整体刚度 ， 又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱 点。 显著提高了整体稳定性。 适用于开挖支护和天然边坡的 加固 。 5 ． 5 树根桩法 在地基中沿不同方向， 设置直径为7 5 ～2 5 0 ra m的细桩 ， 可以是竖直桩 ， 也可以是斜桩 ， 形成如树根状的群桩， 以支撑 结构物， 或用 以挡土， 稳定边坡。适用于软弱粘性土和杂填 土地基。 6 胶 结法 6． 1 注浆法 其原理是用压力泵把水泥或其它化学浆液注人土体， 以 达到提高地基承载力、 减小沉降、 防渗、 堵漏等 目的。适用于 处理岩基、 砂土、 粉土、 淤泥质粘土等， 也可加 固暗浜和使用 在托换工程中。 6 ． 2 高压喷射注浆法 将带有特殊喷嘴的注浆管， 通过钻孔置人要处理土层的 预定深度， 然后将水泥浆液以高压冲切土体 ， 在喷射浆液的 同时 ， 以一定速度旋转、 提升， 形成水泥土圆柱体； 若喷嘴提 升而不旋转 ， 则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、 减 少沉降、 防止砂土液化、 管涌和基坑隆起。适用于淤泥、 淤泥 质土 、 人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。 6 ． 3 水泥土搅拌法 利用水泥、 石灰或其它材料作为固化剂的主剂， 在地基 深处就地将软土和固化剂用机械强制搅拌 ， 形成坚硬的拌和 柱体， 与原地层共同形成复合地基。适用于标准值不大于 1 2 0 k P a 的粘性 土地基 。 7 冷 热处 理法 冻结法通过人工冷却， 使地基温度低到孔隙水的冰点以 下， 使之冷却 ， 从而具有理想的截水性能和较高的承载力。 适用于软粘土或饱和的砂土地层中的临时措施。 8 结语 建筑地基加固技术的种类较多， 而且还在不断发展， 随 着地基加固设计理论和施工技术的不断发展， 还将会出现大 量新的加固方法。只有掌握了地基加固的原理、 施工方法以 及适用土层 ， 就 可以在实际设计 中针对不同场地的具体情 况， 灵活采用地基加固方法。 参考文献 [ 1 ] J G J 7 9 2 0 O 2 ， 建筑地基处理技术规范[ s ] ． [ 2 ] G B S 0 0 0 7 2 0 O 2 ． 建筑地基基础设计规范[ s ] ． [ 3 ] 牛志荣， 等． 地基处理技术及工程应用[ M ] ． 北京 中国建材工 业 出版社 ， 2 O O 4 ． [ 4 ] 江正荣， 等． 建筑基础与基础施工手册[ M ] ． 北京 中国建筑工 业 出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 5 ] 曹云锋， 王爱国， 等． 复合载体夯扩桩在基础工程中的应用[ J ] ． 低温建筑技术， 2 0 O 5 ． 5 ． [ 收稿 日期】 2 O O 7 0 1 一l 1 【 作者简介】 唐颖栋 1 9 7 5 一 ， 男， 浙江嘉善人， 硕士， 从事给排 水及 结构设 计与研究 工作 。 维普资讯