软弱地基处理施工技术与方法分类介绍

土力学地基基基础SoilMechanicsandFoundationEngineering河南科技大大学建筑工工程学院高笑娟软弱地基处处理施工技技术与方法法分类介绍绍第一节概概述一、地基处处理的目的的1、建筑物地地基面临的的问题（1）承载力及及稳定性问问题。当地地基的抗剪剪强度不足足以支承上上部结构的的自重及外外荷载时，，地基就会会产生局部部或整体剪剪切破坏。。（2）沉降、不不均匀沉降降、水平位位移等问题题。（3）地基的渗渗透量或水水力坡降超超过容许值值时，会发发生水量损损失，或因因潜蚀和管管涌而可能能导致失事事。（4）地震、机机器以及车车辆的振动动、海浪作作用和爆破破等动力荷荷载可能引引起地基土土，特别是是饱和无粘粘性土的液液化、失稳稳和震陷等等危害。这这类地基问问题也可能能分别概括括于上述稳稳定和变形形问题中，，只不过是是由于动力力荷载引起起的。2、地基处理理的目的（1）地基处理理的概念在土木工程程建设中，，当天然地地基不能满满足建(构)筑物对地基基的要求时时，需对天天然地基进进行加固改改良，形成成人工地基基，以满足足建(构)筑物对地基基的要求，，保证其安安全与正常常使用，这这种地基加加固改良称称为地基处处理。地基基处理的目目的是利用用换填、夯夯实、挤密密、排水、、胶结、加加筋和热学学等方法对对地基土进进行加固，，用以改良良地基土的的工程特性性。（2）目的1）提高地基基土的抗剪剪强度。2）降低地基基土的压缩缩性。3）改善地基基土的透水水特性。4）改善地基基的动力特特性。5）改善持殊殊土的不良良地基特性性。二、地基处处理方法的的分类地基处理方方法按地基基处理原理理进行分类类外，还可可以按下面面方法分类类：（1）地基处理理方法可分分为物理的的地基处理理方法、化化学的地基基处理方法法以及生物物的地基处处方法；（2）可根据地地基处理加加固区的部部位分为浅浅层地基处处理方法、、深层地基基处理方法法和斜面土土层处理方方法三大类类；（3）还可视用用途将地基基处理方法法分为临时时地基处理理方法和永永久地基处处理方法两两种。三、地基处处理的特点点（1）大部分地地基处理方方法的加固固效果不是是在施工结结束后就能能全部发挥挥；（2）每一项地地基处理工工程都有它它的特殊性性；（3）地基处理理是隐蔽工工程，很难难直接检验验其加固效效果。四、常见的的地基处理理方法1、换填垫层层法该法常用于于基坑面积积宽大和开开挖土方较较大的回填填土方工程程，一般适适用于处理理浅层软弱弱土层（淤淤泥质土、、松散素填填土、杂填填土、填土土，以及已已完成自重重固结的冲冲填土等））与低洼区区域的填筑筑。一般处处理深度为为2~3m。适用于处处理浅层非非饱和软弱弱土层、湿湿陷性黄土土、膨胀土土、季节性性冻土、素素填土和杂杂填土。2、振密、挤挤密法1）表层压实实法；2）重锤夯实实法；3）强夯法；；4）振冲挤密密法；5）土桩与灰灰土桩法；；6）砂桩；；7）爆破法法3、排水固固结法1）堆载预预压法；；2）砂井法法（包括括袋装砂砂井、塑塑料排水水带等））；3）真空预预压法；；4）降低地地下水位位法；5）电渗排排水法。。4、置换法法1）振冲置置换法(碎石桩法法)；2）石灰桩桩法；3）强夯置置换法；；4）水泥粉粉煤灰碎碎石桩法法(CFG桩法)。5、加筋法法加筋法的的基本原原理是通通过在土土层中埋埋设强度度较高的的土工合合成材料料、拉筋筋、受力力杆件等等提高地地基承载载力、减减小沉降降、维持持建(构)筑物或土土坡稳定定。1）土工合合成材料料2）土层锚锚杆3）土钉4）树根桩桩法6、胶结法法胶结法的的基本原原理是在在软弱地地基中部部分土体体内掺入入水泥、、水泥砂砂浆以及及石灰等等固化物物，形成成加固体体，与未未加固部部分形成成复合地地基．以以提高地地基承载载力和减减小沉降降。（1）灌浆法法（2）高压喷喷射注浆浆法（3）水泥土土搅拌法法7、冷热处处理法（1）冻结法法（2）烧结法法8、托换9、纠偏第二节地地基处处理方法法简介一、换填填垫层法法当软弱土土地基的的承载力力和变形形满足不不了设计计要求，，而软弱弱土层的的厚度又又不是很很大时，，基础底底面下处处理范围围内的软软弱土层层部分或或全部挖挖除，然然后分层层换填强强度较大大的砂（（碎石、、素土、、灰土、、炉渣、、粉煤灰灰）或其其他性能能稳定、、无侵蚀蚀性的材材料，并并压实至至要求的的密实度度为止，，这种地地基处理理方法称称为换填填垫层法法，简称称为换填填法。1、垫层的作用用（1）提高持力层层的承载力（2）减小沉陷量量（3）加速软弱土土层的排水固固结（4）防止冻胀（5）消除膨胀土土的胀缩作用用2、垫层材料的的选用（1）砂石砂石垫层材料料宜选用碎石石、卵石、角角砾、圆砾、、砾砂、粗砂砂、中砂或石石屑，应级配配良好，不含含植物残体、、垃圾等杂质质。当使用粉粉细砂时，应应掺入不少于于总重30％的碎石或卵卵石。砂石的的最大粒径不不宜大于50mm，并通过试验验确定虚铺厚厚度、振捣遍遍数、振捣器器功率等技术术参数。对湿湿陷性黄土地地基，不得选选用砂石等透透水材料。（2）粉质粘土土料中有机质质含量不得超超过5％，亦不得含含有冻土或膨膨胀土，不得得夹有砖材料料。当含有碎碎石时，粒径径不宜大于50mm。（3）灰土灰土的体积配配合比宜为2:8或3:7。土料宜用粉粉质粘土，不不宜使用块状状粘土和砂质质粉土，不得得含有松软杂杂质，并应过过筛，其颗粒粒直径不得大大于15mm。石灰宜用新新鲜的消石灰灰，其颗粒粒粒径不得大于于5mm。（4）粉煤灰可用于道路、、堆场和小型型建筑物、构构筑物等的换换填垫层。粉粉煤灰垫层上上宜覆土0.3—0.5m。作为建筑物物垫层的粉煤煤灰应符合有有关放射性安安全标准的要要求。（5）矿渣垫层使用的矿矿渣是指高炉炉重矿渣，可可分为分级矿矿渣、混合矿矿渣及原状矿矿渣。矿渣垫垫层主要用于于堆场、道路路和地坪，也也可用于小型型建筑物、构构筑物地基。。易受酸、碱碱影响的基础础或地下管网网不得采用矿矿渣垫层。大大量填筑矿渣渣时，应考虑虑对地下水和和土壤的环境境影响。3、垫层设计（1）垫层厚度的的确定垫层厚度z应根据需置换换软弱土的深深度或下卧土土层的承载力力确定，并结结合式对于矩形基础础（2）垫层宽度确确定二、预压法固固结法1、堆载预压法法三、挤密法1、砂桩挤密法法(砂桩)(densificationbysandPile)（1）概述砂桩挤密法是是用振动、冲冲击或打入套套管等方法，，在地基中形形成土孔，然然后填入中、、粗砂，并予予以捣实而形形成直径较大大的桩，使地地基土在较大大的深度范围围内得以挤密密加固。砂桩法起源于于19世纪30年代的欧洲，，用于在海湾湾沉积软土上上建造兵工厂厂的地基工程程中。当时的的设计桩长为为2m，桩径为0.2m，每根桩承担担的荷载为10kN。此后，在长长时间内由于于没有实用的的设计计算方方法，缺少先先进的施工工工艺和施工设设备而影响了了它的发展。。第二次世界大大战以后，砂砂桩法在前苏苏联得到广泛泛应用并取得得了较大成就就。初期，砂砂桩采用冲孔孔捣实施工法法，以后又采采用水冲振动动施工法，其其缺点都是质质量不佳和处处理深度较浅浅。20世纪50年代后期，随随着振动打桩桩机的出现．．又采用振动动式打拔管施施工法。随后日本又研研究出振动式式重复压拔管管施工法和控控制施工质量量的方法，这这些方法的应应用使砂桩地地基处理技术术发展到一个个新的水平，，使其施工质质量和施工效效率均有显著著提高，处理理深度可达30m左右。我国1959年首次在上海海重型机器厂厂采用锤击沉沉管挤密砂桩桩法处理地基基；1978年又在宝山钢钢铁总厂采用用振动重复压压拔管砂桩施施工法处理原原料堆场地基基。这两项工工程为我国在在饱和软弱粘粘性土中采用用砂桩，特别别是砂桩地基基处理方法积积累了丰富的的经验。近十多年来，，砂桩法在我我国工业与民民用建筑、交交通、水利等等工程建设中中得到了广泛泛应用。（2）加固原理地基土的土质质不同，对砂砂桩的作用原原理也不尽相相同1）在松松散砂砂土中中的作作用①挤密密作用用；②②振密密作用用2）在软软粘土土中的的作用用①置换换作用用；②②排排水作作用；；（3）砂桩桩用途途1）在松松散砂砂土中中，可可用于于增大大相对对密度度，防防止振振动液液化。。2）在软软弱粘粘性土土中，，可用用于提提高地地基承承载力力，加加速固固结沉沉降，，改善善地基基的整整体稳稳定性性。3、土挤挤密桩桩桩法法和灰灰土挤挤密桩桩法土挤密密桩法法由原原苏联联阿别别列夫夫教授授于1934年首创创，并并在工工程建建设中中得到到广泛泛应用用。我国自自20世纪50年代中中期开开始在在西北北黄土土地区区进行行土挤挤密桩桩法的的研究究和应应用。。60年代中中期，，西安安地区区在土土挤密密桩法法的基基础上上成功功地应应用了了灰土土挤密密桩法法，并并在70年代逐逐步推推广应应用。。灰土挤挤密桩桩法和和土挤挤密桩桩法适适用于于处理理地下下水位位以上上的湿湿陷性性黄土土、素素填土土、杂杂填土土等地地基，，不适适用于于地下下水位位以下下使用用。当当地基基土的的含水水量大大于24％、饱饱和度度超过过65％时，，成孔孔及拨拨管过过程中中，桩桩孔容容易缩缩颈，，桩孔孔周围围容易易隆起起，挤挤密效效果差差，此此时不不宜采采用。。灰土土挤密密桩法法和土土挤密密桩法法处理理地基基深度度一般般为5—15m。若用用于处处理5m以内土土层，，其综综合效效果不不如强强夯法法、重重锤夯夯实法法以及及换填填垫层层法。。对大大于15m的土层层，若若地下下水位位较深深，近近年来来有采采用螺螺旋钻钻取土土成孔孔，分分层回回填灰灰土，，并强强力夯夯实，，使加加固深深度超超过20m的黄土土地基基加固固实例例。四、化化学加加固法法化学加加固法法指利利用水水泥浆浆液、、粘土土浆液液或其其它化化学浆浆液，，通过过灌注注压入入、高高压喷喷射或或机械械搅拌拌，使使浆液液与土土颗粒粒胶结结起来来，以以改善善地基基土的的物理理和力力学性性质的的地基基处理理方法法。灌灌浆法法创始始于1802年，法国工程程师采用了灌灌注粘土和石石灰浆的方法法修复了一座座受冲刷的水水闸。此后，，灌浆法已成成为地基土加加固中的一种种广泛使用的的方法。1、灌浆法（1）概念灌浆法是指利利用液压、气气压或电化学学原理，通过过注浆管把浆浆液体均匀地地注入地层中中，浆液以填填充、渗透和和挤密等方式式，使土颗粒粒间或岩石裂裂隙中的水分分和空气排出出，经人工控控制一定时间间后，浆液将将原来松散的的土粒或裂隙隙胶结成一个个整体形成一一个结构新、、强度大、防防水性能高和和化学性良好好的结石体。。（2）灌浆的目的的1）增加地基土土的不透水性性。防止流砂砂、钢板桩渗渗水、坝基漏漏水和隧道开开挖时涌水，，及改善地下下工程的开挖挖条件；2）防止边坡护护岸的冲刷；；3）整治坍方滑滑坡，处理路路基病害；4）提高地基土土的承载力，，减少地基的的沉降和不均均匀沉降；5）进行托换技技术，对古建建筑的地基加加固更为常用用。（3）适用范围2、深层水泥搅搅拌法（1）概念水泥土搅拌法法是利用水泥泥(或石灰)等材料作为固固化剂，通过过特制的搅拌拌机械，在地地基深处就地地将软土和固固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，由由固化剂和软软土间所产生生的一系列物物理化学反应应，使软土硬硬结成具有整整体性、水稳稳定性和一定定强度的水泥泥加固体，从从而提高地基基土强度和增增大变形模量量的地基处理理方法。（2）水泥土搅拌拌法的优点水泥土搅拌法法加固软土技技术，具有以以下独特的优优点：1）水泥土搅拌拌法由于将固固化剂和原地地基软土就地地搅拌混合，，因而最大限限度地利用了了原土；2）搅拌时无振振动、无噪音音和无污染，，可在市区内内和密集建筑筑群中进行施施工；3）搅拌时不会会使地基侧向向挤出，所以以对周围原有有建筑物及地地下沟管影响响很小；（4）水泥土搅拌拌法形成的水水泥土加固体体，可作为竖竖向承载的复复合地基、基基坑工程围护护挡墙、基坑坑被动区加固固、防渗帷幕幕、大体积水水泥稳定土等等，其设计灵灵活，可按不不同地基土的的性质及工程程设计要求，，合理选择固固化剂及其配配方；（5）根据上部结结构的需要，，可灵活地采采用柱状、壁壁状、格栅状状和块状等加加固形式；（6）与钢筋混凝凝土桩基相比比，可节约大大量的钢材，，并降低造价价。（3）适用范围1）作为为建筑筑物或或构筑筑物的的地基基、厂厂房内内具有有地面面荷载载的地地坪、、高填填方路路堤下下基层层等；；2）进行行大面面积地地基加加固、、防止止码头头岸壁壁的滑滑动、、深基基坑开开挖时时作支支护和和减少少软土土中地地下构构筑物物的沉沉降；；3）作为为地下下防渗渗墙以以阻止止地下下渗透透水流流、对对桩侧侧或板板桩背背后的的软土土进行行加固固。3、高压压喷射射注浆浆法（1）特点点1）适用用范围围较广