地基处理自己整理_地基处理自己总结

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地基处理

地基处理：若天然地基很软弱，不能满足地基强度和变形要求，则事先要经过人工处理后再建造基础，这种地基加固成为地基处理。地基所面临的问题：

1、强度及稳定性问题：当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外部荷载时，地基就会产生局部或整体的剪切破坏。土的抗剪强度不足除了会引起建筑物地基失效的问题外，还会引起其他一系列的岩土工程稳定问题。

2、变形问题：当地基在上部结构的自重及外荷载作用下长生过大的变形时，会影响建筑结构的正常使用，当超过建筑所容许的不均匀沉降是，结构可能开裂。

3、渗漏问题：渗漏是由于地基中地下水运动产生的问题。包括两方面：水量流失和渗透变形

4、液化问题：在动力荷载作用下，会引起饱和松散砂土产生液化，它是使土体失去抗剪强度近似液体特性的一种动力现象并会造成地基失稳和震陷。

二、地基处理的对象：是软弱地基和特殊土地基。软弱地基：软土、冲填土、杂填土、其他高压缩性土。特殊土地基：湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、季节性冻土。

地基处理的目的：

1、提高地基土的抗剪强度

2、降低地基的压缩性

3、改善地基的透水特性

4、改善地基的动力特性

5、改善特殊土的不良地基特性

四、地基处理方案确定的原则和因素

1、在选择处理方法时要综合考虑各种影响因素，如地质条件、上部结构要求、周围环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术素质和施工技术条件、设备状况和经济指标等

只有综合分析上述因素，坚持技术先进、经济合理、安全适用，保护环境、确保质量的原则拟定处理方案，才能获得最佳的处理效果。

第二章 换填

1、换填法：当软弱地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱地基的厚度又不是很大时，将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、粉煤灰）或其他性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（振、夯）实至要求的密实度为止，这种地基处理方法称换填法。

2、换填法适用范围：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。处理深度通常控制在3m以内，但不宜小于0.5m。

最优含水量：在标准的击实仪器、土样大小和击实能量的条件下，对于不同含水量的土样，可击实得到不同的干密度ρd和制备含水量ω的关系曲线，曲线上ρd的峰值，即为最大干密度ρdmax，与之相应的制备含水量为最优含水量ωop。压实系数：土的控制干密度ρd与最大干密度ρdmax之比。

3、压实机理：当黏性土土样含水量较小时，其粒间引力较大，在一定的外部压实功作用下，如果不能有效地克服引力而使土粒相对移动，这时压实效果就比较差。当增大土样含水量时，结合水膜逐渐增厚，减小了引力，土粒在相同压实功作用下易于移动而挤密，所以压实效果就比较好。但当土样含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自由水，结合水膜的扩大作用就不大了，因而引力的减少就不显著，且此时自由水充填在孔隙中，从而阻止了土粒的移动作用，所以压实效果又趋下降。

第三章 强夯和强夯置换

1、强夯法：又叫洞里压实法或动力固结法，通过8-30t的重锤和8-20m的落距，对地基土施加很大冲击能，在地基土中出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低其压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性，还能提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。对于高饱和度的粉土和黏性土地基，采用在夯坑内回填块石、碎石等，强行夯入并排开软土，最终形成砂石桩与软土混合地基，此法称之为强夯置换。

2、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基。具有施工简单、加固效果好、适用经济等优点。

3、加固机理：动力压实：加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土。主要是用冲击型动力荷载，使土体中孔隙减少、土体变得密实，从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程，就是土中的气相(空气)被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。

动力固结：处理细颗粒饱和土时借助动力固结理论，即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。

动力置换：分为整式置换和桩式置换。整式置换：将碎石整体挤入淤泥中，作用机理类似于换土垫层。

桩式置换：形成桩式或墩式的碎石墩或桩。其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩。强夯法设计要点：

第四章 碎（砂）石桩法

1、碎（砂）石桩：又称粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的碎（砂）石所构成的密实桩体。

2、适用范围：挤密法：砂土，非饱和黏土杂填土；置换法：饱和土；排土法：饱和软粘土。

第七章 水泥粉煤灰碎石桩

1、CFG桩是在碎石桩基础上，添加石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有粘结强度的桩。

2、CFG桩的优点：工艺简单，与普通振动沉管灌注桩一样；无场地污染、振动影响小；少量水泥，可就地取材；受力特性与水泥搅拌桩类似。

3、加固机理：桩体作用；挤密作用；褥垫层作用。

（1）桩体作用原因：CFG的压缩性比周围软土小，基础传给复合地基的应力集中在桩体，出现应力集中。（2）挤密作用：采用沉管法施工，由于振动和挤压作用使桩间土得到挤密。

（3）褥垫作用：由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成。作用：保证桩、土共同承担荷载；减少基础底面的应力集中；褥垫厚度可以调整桩土荷载分担比；褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比。设计思路不一样的地方：

第八章 排水固结

排水固结法：排水固结法亦称预压法，是对地下水位以下的天然地基或设置有砂井（袋装砂井或塑料排水板）等竖向排水体的地基，通过加载系统在地基土中产生水头差，使土体中的孔隙水排除，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法，排水估计法有排水系统和加压系统组成。

适用范围：排水估计法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及充填土等饱和粘性土地基。砂井法特别适用于处理存在连续薄沙层的地基。真空预压法适用于能在加固区形成稳定负压边界条件的软土地基，当软土地基中存在连续薄砂夹层时，需要采取可靠的措施保证负压的稳定。降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，地基不会产生剪切破坏，所以它适用于很软弱的粘土地基。

加固机理P96图：排水固结法通过不同的加压方式进行预压，使原来正常固结粘土层变为超固结土，而超固结土与正常固结土相比具有压缩性小和强度高的特点，从而达到减小沉降和提高承载力的目的。

a.堆载预压法是用填土等加荷对地基进行预压，是通过增加总应力，并使孔隙水压力消散来增加有效应力的方法。用于填土、碎石等散粒材料。

b.真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，埋设垂直排水管道，用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，用真空装置进行抽气，使其形成真空，薄膜上承受等于薄膜内外压差的荷载，当地下水位降低时，相当于相应地增加附加应力，且由于土中封闭气泡的排出，使土的渗透性加大。

c.降低地下水位法利用井点抽水降低地下水位以增加土的自重应力达到预压加固的目的。用于砂性土或在软粘土层中存在砂或粉土的情况，对于深厚的软粘土层，为加速其固结，往往设置砂井并用井点法降低地下水位。

d.电渗法在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中水分从阳极流向阴极。应用于饱和粉土和粉质粘土，正常固结粘土和孔隙水电解浓度低的情况下是经济且有效的。

其他：总沉降量，地基土的总沉降量包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降。瞬时沉降是在荷载作用下由于土的畸变所引起，在荷载作用下立即发生；固结沉降是由于孔隙水的排出而引起土体积减小造成的，占总沉降的主要部分；次固结沉降是由于超静孔隙水压力消散后，在恒值有效应力的作用下土骨架的徐变所致。

第九章 灌浆法

灌浆法：灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结实体”。适用范围：

灌浆法在我国煤炭、冶金、水电、建筑、交通和铁道部门都进行了广泛使用。加固目的为：

a.增加地基土的不透水性。防止流砂、钢板桩渗水、坝基漏水、隧道开挖时涌水、以及改善地下工程的开挖条件；

b.防止桥墩和边坡护岸的冲刷； c.整治坍方滑坡，处理路基病害；

d.提高地基土承载力，减少地基的沉降和不均匀沉降； e.进行托换技术，对古建筑地基加固。

加固机理：灌浆法按加固机理分为渗透灌浆、挤密灌浆、劈裂灌浆和电动化学灌浆。

a.渗透灌浆：渗透灌浆是指在压力作用下使浆液充填土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙中存在的自由水和气体，而基本上不改变原状土的结构和体积，所用灌浆压力相对较小。适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。

b.劈裂灌浆：劈裂灌浆是指在压力作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩散距离增大，而所用的灌浆压力相对较高。

第十章 水泥土搅拌法

水泥土搅拌法：水泥土搅拌法适用于加固饱和粘性土地基的一种方法，它是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一些列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体喷射搅拌。优点：a.就地搅拌，利用原位土b.不会侧向挤出，对周边建筑影响小c.设计灵活d.施工无振动、无噪声、无污染e.加固后重度不变，不产生附加沉降f.省材，造价低g.灵活采用各种形式 适用范围：（1）适用工程a.作为建筑物或构筑物的地基、厂房内具有地面荷载的地坪、高填方路堤下基层等。b.进行大面积地基加固、防止码头岸壁的滑动、深基坑开挖时坍塌、坑底隆起和减少软土中地下构筑物的沉降。c.作为地下防渗墙以阻止地下渗透水流，对桩侧或板桩背后的软土加固以增加侧向承载能力。（2）适用土质水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。一般认为含有较高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好；而含有伊利石、氯化物和水铝石英等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度较低的粘性土加固效果较差。加固机理：

a.水泥的水解和水化反应：用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁酸钙等化合物。b.土颗粒与水泥水化物的作用：包括离子交换和团粒化作用以及硬凝反应。

c.碳酸化作用：水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中和空气中的二氧化碳，发生碳酸化反应，生成不溶于水的碳酸钙，这种反应也能使水泥土增加强度，但增长的速度较慢，幅度也较小。水泥土无侧限抗压强度的影响因素

a.水泥土的强度随着水泥掺入比的增加而增大；

b.水泥土的强度随着龄期的增长而提高，一般在龄期超过28d后仍有明显增长； c.水泥土的强度随水泥强度等级的提高而增加；

d.水泥土的无侧限抗压强度随土样含水量的降低而增大；

e.有机质含量少的水泥土强度比有机质含量高的水泥土强度大得多； f.不同外掺剂对水泥土的强度有不同的影响；g.养护方法对短龄期水泥土强度的影响很大；

h.水泥在pH值较高的条件下，有利于土壤颗粒中的硅酸盐和铝酸盐的溶解性，加快了水化反应的进行； i.到了粘粒含量越高，其加固强度越低。

11章、高压喷射注浆法

1、高压喷射注浆法：它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20~40mp的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。

2、适用范围：

1、土质条件适用范围：对淤泥、淤泥质土、黏性土、粉性土、砂土、素填土等地基都有良好的处理效果。

2、工程使用范围：可用于既有建筑和新建建筑地基加固、深基坑、地铁等工程的土层加固和防水。

3、高压喷射注浆法三种形式：形成的固结体形状与喷射流移动方向有关。一般分为旋转喷射（简称旋喷）、定向喷射（简称定喷）和摆动喷射（简称摆喷）三种形式。

4、高压喷射注浆法工艺类型：单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法。

高压喷射注浆法特征：

1、适用范围广。

2、施工简便。

3、可控制固结体形状。

4、可垂直、倾斜和水平喷射。

5、耐久性好。

6、材源广阔。

7、设备简单。

12章、土工合成材料

1、土工合成材料是各种由聚合物制成的土工产品的总称。

2、土工合成材料总体分为三类，即土工织物、合成型和复合型

4、土工合成材料的工程应用

一、反滤作用：在渗流出口铺设土工合成材料作为反滤层，提高被保护土的抗渗强度。

二、排水作用：具有一定厚度的土工织物具有良好的三维透水性，利用这一种特性除了可作透水反滤层外，还可使水经过土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走，构成水平排水层。

三、隔离作用：将土工材料设置在两种不同特性的材料间，不使其混杂，又能保持统一的作用。

四、防渗作用：防止液体的渗漏，气体的挥发，保护环境和建筑物的安全。

五、防护作用：土工合成材料对土体或水面可以起到防护作用，如防止河岸或海岸被冲刷、防止土体的冻害、防止路面反射裂缝、防止水面蒸发或空气中的灰尘污染水面等。

六、加筋作用：给土体提供抗拉强度。其作用范围有加固土坡、堤坝、地基和挡土墙。

第13章加筋土挡墙

1、加筋土挡墙：由填土、在填土中布置一定量的带状筋体以及直立的墙面板三部分组成一个整体的复合结构。这种结构内部存在着墙面土压力、拉筋的拉力、及填料与拉筋间的摩擦力等相互作用的内力平衡，保证了这个复合结构的内部稳定性，从而使整个复合结构稳定。

2、特点：

（1）充分利用材料的性能及土与拉筋的共同作用，使挡墙结构轻型化既保证了质量又低了材料的消耗。

（2）可做成垂直填土挡墙，节省占地面积减少土方量。

（3）构件较轻，施工简便，施工迅速，质量易于控制，施工时无噪音

（4）适应性好，具有柔性结构的性能，可承受较大的地基变形，适合于用作高速公路的隔离带。（5）面板形式可根据需要进行选择拼装完成后造型美观，适用于城市道路支挡工程。

（6）工程造价低加筋土挡墙面板薄，基础尺寸小，高度超过5米时比重力式挡墙造价降低20％—60％，强越高经济效益越佳。

（7）整体性好，稳定性强，具有良好的抗震性能