地基处理方法综述

文章编号:1009 6825(2007)04 0141 02
地基处理方法综述
收稿日期:2006 08 12
作者简介:孙连军(1976 ),男,工程师,武警交通直属工程部公路工程设计所,北京 100029
冯 勇(1980 ),男,助理工程师,中国公路工程咨询总公司,北京 100078
孙连军 冯 勇
摘 要:对目前使用过的各种地基处理方法作了全面的概括和分析,对各种地基处理方法的原理和适用场合做了简单的介绍,为地质条件不好或软弱地基处理方法的选择提供了依据。

关键词:地基处理方法,排水固结法,灌浆法,加筋法中图分类号:T U 470.1
文献标识码:A
土木工程建设中,经常会遇到各种各样的地质条件不好或软弱地基,这样的地基不能满足结构物的要求,需要经过人工加固处理,处理后的地基称为人工地基。

软弱地基是指由软土(淤泥及淤泥质土)、冲填土、杂填土、松散砂土及其他具有高压缩性的土层构成的地基。

这些地基的共同特点是模量低、承载力小,未经人工加固处理是不能在上面修筑基础和建筑物的。

地基处理的目的就是针对在软弱地基上修筑建造物可能出现的问题,采取各种手段来提高地基土的抗剪强度,增大地基承载力,改善土的压缩特性,从而达到满足工程建设的需要。

由于软弱地基特性的复杂性和多样性,到目前为止已经形成了许多种不同的地基处理方法,按照其原理的不同可分为以下几大类:
1)排水固结法;
2)挤密压实法;3)置换及拌入法;4)灌浆法;5)加筋法;
6)冷热处理法。

在以上几大类地基处理方法当中,每一类方法又都包含各自不同的几种具体处理方法,但它们的原理相同,只是采取的具体施工措施不一样。

下面对以上提到的几类地基处理方法及各自包含的一些具体做法和适用场合作一个简单的介绍。

1 排水固结法
排水固结法的原理是软粘土地基在荷载作用下,土中孔隙水逐渐排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,同时,随着超孔隙水压力逐渐消散,土的有效应力逐渐增大,地基土的强度逐步增长。

排水固结法常用于解决饱和软粘土地基的沉降和稳定问题,可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成,使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。

同时可增加地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性。

采用排水固结法时常采用的施工方法有:1)堆载预压法;2)
砂井法;3)真空预压法;4)降低地下水位法;5)电渗法。

2 挤密压实法
挤密压实法的原理是采用一定的手段,通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小,强度提高,达到地基处理的目的。

根据采用的手段可分为以下几种方法:
1)表层压实法:采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实,也可采用分层回填压实加固,分层压实的填料也可适量添加石灰、水泥等,适用于含水量接近于最佳含水量的浅层疏松粘性土、松散砂性土、湿陷性黄土及杂填土。

2)重锤夯实法:利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层土地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土。

3)强夯法:将很重的锤从高处自由落下,反复多次夯击地面,给地基土以冲击力和振动,从而提高地基土的强度并减小其压缩性,适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等。

4)振冲挤压法:通常用以加固砂层,其原理是:一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化,颗粒重新排列,孔隙比减少;另一方面依靠振冲器的水平振动力,形成垂直孔洞,在其中加入回填料,使砂层挤压密实,适用于砂性土,小于0.005mm 粘粒含量小于10%的粘性土,若粘粒含量大于30%效果明显降低。

5)土桩和灰土桩:土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工 复合地基 。

土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性,灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。

适用于湿陷性黄土、人工填土、非饱和粘性土。

6)砂桩:在松散砂土或人工填土中设置砂柱,能对周围土体产生挤密或振密作用,可以显著提高地基强度,改善地基的整体稳定性,并减少地基沉降量,适用于松砂地基或杂填土。

7)爆破法:在地基钻孔中爆破黄色炸药或其他炸药,利用其急剧产生的气体压力使地基压密,并在爆孔中加入填料压实后形成复合地基。

对饱和松砂地基,可利用爆破振动,使松砂层液化,
Attentions in low strain on site detection
ZHA NG Hong FU Si feng TIAN Ran
Abstract:According to apply ing condit ions of low strain detection technology,this paper proposes the problem of igno ring pile to p elevation,
and li sts its influences on construction quality,introduces its aftereffect and detecting results in practical eng ineering,and points out that low t rain detection must be car ried out on the basis of desig n elevation and be defined in the code.Key words:low strain detectio n,pile foundation,design elevation
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第33卷第4期2007年2月 山西建筑SHANXI ARCH ITECTURE
Vol.33No.4Feb. 2007
颗粒重新排列而趋于密实,达到地基加固的目的。

此法适用于非饱和疏松粘性土、湿陷性黄土、饱和砂土、杂填土。

3 置换及拌入法
以砂、碎石等材料置换软弱地基中部分软弱土体,形成复合地基,或在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆或石灰等物质,形成加固体,与未加固部分形成复合地基,达到提高地基承载力,减少压缩量的目的。

置换及拌入法有下列几种方法:1)垫层法;2)开挖置换法;3)振冲置换法(或称碎石桩法);4)高压喷射注浆法(旋喷柱);5)深层搅拌法;6)石灰桩法;7)褥垫法。

4 灌浆法
灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理,把某些能固化
的浆液注入各种介质的裂隙或孔隙,以改善地基的物理力学性质。

灌浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统,粒状浆材包括纯水泥浆、粘土水泥浆、水泥砂浆、石灰浆等;化学浆材包括环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类、聚氨酯类、丙烯酸胺类、木质素类和硅酸盐类等。

在地基处理中,常用的灌浆方法按其依据的理论可分下述四种:渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、压密灌浆法、电动化学灌浆法等。

若在灌浆压力作用下,浆液克服地层的初始应力和抗拉强度,引起岩体或土体结构的破坏,使地层中原有的孔隙或裂隙扩张,或形成新的裂缝或孔隙,从而使低透水性地层的可活性和浆液扩散距离增大,称为劈裂灌浆法;若通过钻孔向土层中压入灌浆,在压浆点周围形成泡形空间,使浆液对地基土起到挤压作用,称为压密灌浆法;当在粘性土中插入金属电极并通以直流电后,就在土中引起电渗、电泳和离子交换等作用,促使在通电区域的土中以高价金属离子代换钠离子,使土的含水量显著降低,并可使土内形成渗浆 通道 。

若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液,就能在 通道 上形成硅胶,并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体,称为电动化学灌浆法。

根据采取不同的灌浆方法及相应的灌浆材料,灌浆法可应用于砂及砂砾地基、湿陷性黄土地基、粘性土地基。

灌浆法的基本原理及其应用已形成一门新的学科分支∀∀∀岩土工程化学。

5 加筋法
通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,或维持建筑物稳定的地基处理方法称为加筋法。

加筋法一般有以下几种:
1)土工聚合物:利用土工聚合物(或称为土工合成物或土工织物)的高强度、韧性等力学性能,扩散土中应力,增大土体的刚度模量或抗拉强度,改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。

土工聚合物除了上述加固强化作用外,还可以用作反滤、排水和隔离材料。

适用于加强软弱地基,或用作反滤、排水和隔离
材料。

2)锚固技术:将一种新型受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中,另一端与结构物(如挡土结构物)连接,利用锚固力以承受由于土压力、水压力或风力所施加于结构物的推力,从而维持结构物的稳定。

在天然地层中可用灌浆锚杆,在人工填土中可用锚定板。

3)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,称为加筋土。

拉筋一般使用具有耐拉力,摩擦系数大且耐腐蚀的网状、丝状、带状的材料,主要是镀锌钢片、铝合金以及合成树脂等材料。

加筋土技术在人工填筑的砂性土中可以采用,但不宜用于粘性土。

4)树根桩法:在地基中沿不同方向,打入直径为75mm~125mm 的细桩,可以是竖直桩,也可以是斜桩,形成如树根状的群协以支撑结构物,或用以挡土,乃至可作为稳定土坡的一种措施,适用于软弱粘性土、杂填土等。

6 冷热处理法
冷热处理法是通过改变地基土体的温度从而改变土体中水的存在及状态,达到加固地基的目的。

冷热处理法包括:冻结法和烧结法两种。

1)冻结法:通过人工冷却,使地基温度降低到孔隙水的冰点以下,使之冻结,从而具有理想的截水性能和较高的承载能力(或横向支承能力)。

适用于饱和的砂土或软粘土地层中的临时性措施。

2)烧结法:在软弱粘土地基的钻孔中加热,通过焙烧使周围地基土减小含水量提高强度,减少压缩性。

适用于软粘土、湿陷性黄土等。

7 结语
以上通过对各种地基处理方法的介绍,不难看出对于不良地质及软弱地基的处理方法是多种多样的。

对于一名土木工程技术人员,不仅要在理论上了解各种地基处理方法,而且关键要在生产实际中,做到如何结合实际情况,灵活而正确地选择恰当的地基处理方法,解决实际施工过程中遇到的问题。

土木工程是一门实践性很强的学科,在掌握必要的理论知识的同时,还必须要再回到实践当中去,灵活运用理论知识解决实际问题,同时在实践中发展理论,这才是最关键的问题。

参考文献:
[1]周京华.地基处理[M ].成都:西南交通大学出版社,2001.[2]凌治平,易经武.基础工程[M ].北京:人民交通出版社,1997.[3]牛志荣.地基处理技术及工程应用[M ].北京:中国建材工业
出版社,2004.[4]王 珊.地基处理新技术及其工程实例实用手册[M ].哈尔
滨:黑龙江人民出版社,2006.
Summary of the foundation treatment methods
SUN Lian jun FENG Y ong
Abstract:It do es ov er all generalization and analysis of every foundation treatment method used,and does easy introduction to the pr inciple and applied situation of every foundatio n treatment method,w hich will supply r eference to the treatment met hods of the foundation with bad con dition o r soft foundation.
Key words:foundation treatment met hod,dr ainage consolidating met hod,grouting method,reinfor cement method
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142!第33卷第4期
2007年2月
山西建
筑。