最新《土力学与地基基础》第九章 软弱地基处理
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1）在松散砂土中的作用 ①挤密作用； ②振密作用
2）在软粘土中的作用 ①置换作用； ②排水作用；
（3）砂桩用途
1）在松散砂土中，可用于增大相对密度，防止振动液化。 2）在软弱粘性土中，可用于提高地基承载力，加速固结沉
降，改善地基的整体稳定性。
3、土挤密桩桩法和灰土挤密桩法
土挤密桩法由原苏联阿别列夫教授于1934年首创， 并在工程建设中得到广泛应用。
1978年又在宝山钢铁总厂采用振动重复压拔管砂桩施工 法处理原料堆场地基。这两项工程为我国在饱和软弱粘性 土中采用砂桩，特别是砂桩地基处理方法积累了丰富的经 验。
近十多年来，砂桩法在我国工业与民用建筑、交通、水 利等工程建设中得到了广泛应用。
（2）加固原理 地基土的土质不同，对砂桩的作用原理也不尽相同
一、换填垫层法
当软弱土地基的承载力和变形满足不了设计要求，而软 弱土层的厚度又不是很大时，基础底面下处理范围内的软 弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂（碎 石、素土、灰土、炉渣、粉煤灰）或其他性能稳定、无侵 蚀性的材料，并压实至要求的密实度为止，这种地基处理 方法称为换填垫层法，简称为换填法。
20世纪50年代后期，随着振动打桩机的出现．又采 用振动式打拔管施工法。
随后日本又研究出振动式重复压拔管施工法和控制施工 质量的方法，这些方法的应用使砂桩地基处理技术发展到 一个新的水平，使其施工质量和施工效率均有显著提高， 处理深度可达30m左右。
我国1959年首次在上海重型机器厂采用锤击沉管挤密砂 桩法处理地基；
1、垫层的作用
（1）提高持力层的承载力 （2）减小沉陷量 （3）加速软弱土层的排水固结 （4）防止冻胀 （5）消除膨胀土的胀缩作用
2、垫层材料的选用
（1）砂石ຫໍສະໝຸດ Baidu
砂石垫层材料宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、 粗砂、中砂或石屑，应级配良好，不含植物残体、垃圾等 杂质。当使用粉细砂时，应掺入不少于总重30％的碎石或 卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm，并通过试验确定 虚铺厚度、振捣遍数、振捣器功率等技术参数。对湿陷性 黄土地基，不得选用砂石等透水材料。
（2）粉质粘土 土料中有机质含量不得超过5％，亦不得含有冻土或膨胀
土，不得夹有砖材料。当含有碎石时，粒径不宜大于 50mm。 （3）灰土
灰土的体积配合比宜为2:8或3:7。土料宜用粉质粘土， 不宜使用块状粘土和砂质粉土，不得含有松软杂质，并应 过筛，其颗粒直径不得大于15mm。石灰宜用新鲜的消石 灰，其颗粒粒径不得大于5mm。
3、排水固结法
1）堆载预压法； 2）砂井法（包括袋装砂井、塑料排水带等）； 3）真空预压法； 4）降低地下水位法；
5）电渗排水法。
4、置换法
1）振冲置换法(碎石桩法)； 2）石灰桩法； 3）强夯置换法； 4）水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法)。
5、加筋法
加筋法的基本原理是通过在土层中埋设强度较高的土 工合成材料、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉 降、维持建(构)筑物或土坡稳定。 1）土工合成材料 2）土层锚杆 3）土钉 4）树根桩法
我国自20世纪50年代中期开始在西北黄土地区进行土挤 密桩法的研究和应用。
60年代中期，西安地区在土挤密桩法的基础上成功地应 用了灰土挤密桩法，并在70年代逐步推广应用。
灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以 上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，不适用于地下 水位以下使用。当地基土的含水量大于24％、饱和度超过 65％时，成孔及拨管过程中，桩孔容易缩颈，桩孔周围容 易隆起，挤密效果差，此时不宜采用。灰土挤密桩法和土 挤密桩法处理地基深度一般为5—15m。若用于处理5m 以内土层，其综合效果不如强夯法、重锤夯实法以及换填 垫层法。对大于15m的土层，若地下水位较深，近年来有 采用螺旋钻取土成孔，分层回填灰土，并强力夯实，使加 固深度超过20m的黄土地基加固实例。
6、胶结法
胶结法的基本原理是在软弱地基中部分土体内掺入水 泥、水泥砂浆以及石灰等固化物，形成加固体，与未加固 部分形成复合地基．以提高地基承载力和减小沉降。 （1）灌浆法 （2）高压喷射注浆法 （3）水泥土搅拌法
7、冷热处理法
（1）冻结法 （2）烧结法
8、托换 9、纠偏
第二节 地基处理方法简介
砂桩法起源于19世纪30年代的欧洲，用于在海湾沉 积软土上建造兵工厂的地基工程中。当时的设计桩长为 2m，桩径为0.2m，每根桩承担的荷载为10kN。此后， 在长时间内由于没有实用的设计计算方法，缺少先进的施 工工艺和施工设备而影响了它的发展。
第二次世界大战以后，砂桩法在前苏联得到广泛应用 并取得了较大成就。初期，砂桩采用冲孔捣实施工法，以 后又采用水冲振动施工法，其缺点都是质量不佳和处理深 度较浅。
（4）粉煤灰
可用于道路、堆场和小型建筑物、构筑物等的换填垫层。 粉煤灰垫层上宜覆土0.3—0.5m。作为建筑物垫层的粉煤 灰应符合有关放射性安全标准的要求。
（5）矿渣
垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，可分为分级矿渣、混 合矿渣及原状矿渣。矿渣垫层主要用于堆场、道路和地坪， 也可用于小型建筑物、构筑物地基。易受酸、碱影响的基 础或地下管网不得采用矿渣垫层。大量填筑矿渣时，应考 虑对地下水和土壤的环境影响。
3、垫层设计
（1）垫层厚度的确定 垫层厚度z应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承
载力确定，并结合式
pz pczfaz
对于矩形基础 （2）垫层宽度确定
二、预压法固结法
1、堆载预压法
三、挤密法
1、砂桩挤密法(砂桩)(densification by sand Pile) （1）概述
砂桩挤密法是用振动、冲击或打入套管等方法，在地基 中形成土孔，然后填入中、粗砂，并予以捣实而形成直径 较大的桩，使地基土在较大的深度范围内得以挤密加固。
《土力学与地基基础》第九 章 软弱地基处理
第九章 软弱地基处理
第一节 概述
一、地基处理的目的
1、建筑物地基面临的问题 （1）承载力及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支承
上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪 切破坏。
2、振密、挤密法
1）表层压实法； 2）重锤夯实法； 3）强夯法； 4）振冲挤密法； 5）土桩与灰土桩法； 6）砂桩； 7）爆破法
2）在软粘土中的作用 ①置换作用； ②排水作用；
（3）砂桩用途
1）在松散砂土中，可用于增大相对密度，防止振动液化。 2）在软弱粘性土中，可用于提高地基承载力，加速固结沉
降，改善地基的整体稳定性。
3、土挤密桩桩法和灰土挤密桩法
土挤密桩法由原苏联阿别列夫教授于1934年首创， 并在工程建设中得到广泛应用。
1978年又在宝山钢铁总厂采用振动重复压拔管砂桩施工 法处理原料堆场地基。这两项工程为我国在饱和软弱粘性 土中采用砂桩，特别是砂桩地基处理方法积累了丰富的经 验。
近十多年来，砂桩法在我国工业与民用建筑、交通、水 利等工程建设中得到了广泛应用。
（2）加固原理 地基土的土质不同，对砂桩的作用原理也不尽相同
一、换填垫层法
当软弱土地基的承载力和变形满足不了设计要求，而软 弱土层的厚度又不是很大时，基础底面下处理范围内的软 弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂（碎 石、素土、灰土、炉渣、粉煤灰）或其他性能稳定、无侵 蚀性的材料，并压实至要求的密实度为止，这种地基处理 方法称为换填垫层法，简称为换填法。
20世纪50年代后期，随着振动打桩机的出现．又采 用振动式打拔管施工法。
随后日本又研究出振动式重复压拔管施工法和控制施工 质量的方法，这些方法的应用使砂桩地基处理技术发展到 一个新的水平，使其施工质量和施工效率均有显著提高， 处理深度可达30m左右。
我国1959年首次在上海重型机器厂采用锤击沉管挤密砂 桩法处理地基；
1、垫层的作用
（1）提高持力层的承载力 （2）减小沉陷量 （3）加速软弱土层的排水固结 （4）防止冻胀 （5）消除膨胀土的胀缩作用
2、垫层材料的选用
（1）砂石ຫໍສະໝຸດ Baidu
砂石垫层材料宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、 粗砂、中砂或石屑，应级配良好，不含植物残体、垃圾等 杂质。当使用粉细砂时，应掺入不少于总重30％的碎石或 卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm，并通过试验确定 虚铺厚度、振捣遍数、振捣器功率等技术参数。对湿陷性 黄土地基，不得选用砂石等透水材料。
（2）粉质粘土 土料中有机质含量不得超过5％，亦不得含有冻土或膨胀
土，不得夹有砖材料。当含有碎石时，粒径不宜大于 50mm。 （3）灰土
灰土的体积配合比宜为2:8或3:7。土料宜用粉质粘土， 不宜使用块状粘土和砂质粉土，不得含有松软杂质，并应 过筛，其颗粒直径不得大于15mm。石灰宜用新鲜的消石 灰，其颗粒粒径不得大于5mm。
3、排水固结法
1）堆载预压法； 2）砂井法（包括袋装砂井、塑料排水带等）； 3）真空预压法； 4）降低地下水位法；
5）电渗排水法。
4、置换法
1）振冲置换法(碎石桩法)； 2）石灰桩法； 3）强夯置换法； 4）水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩法)。
5、加筋法
加筋法的基本原理是通过在土层中埋设强度较高的土 工合成材料、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉 降、维持建(构)筑物或土坡稳定。 1）土工合成材料 2）土层锚杆 3）土钉 4）树根桩法
我国自20世纪50年代中期开始在西北黄土地区进行土挤 密桩法的研究和应用。
60年代中期，西安地区在土挤密桩法的基础上成功地应 用了灰土挤密桩法，并在70年代逐步推广应用。
灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以 上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基，不适用于地下 水位以下使用。当地基土的含水量大于24％、饱和度超过 65％时，成孔及拨管过程中，桩孔容易缩颈，桩孔周围容 易隆起，挤密效果差，此时不宜采用。灰土挤密桩法和土 挤密桩法处理地基深度一般为5—15m。若用于处理5m 以内土层，其综合效果不如强夯法、重锤夯实法以及换填 垫层法。对大于15m的土层，若地下水位较深，近年来有 采用螺旋钻取土成孔，分层回填灰土，并强力夯实，使加 固深度超过20m的黄土地基加固实例。
6、胶结法
胶结法的基本原理是在软弱地基中部分土体内掺入水 泥、水泥砂浆以及石灰等固化物，形成加固体，与未加固 部分形成复合地基．以提高地基承载力和减小沉降。 （1）灌浆法 （2）高压喷射注浆法 （3）水泥土搅拌法
7、冷热处理法
（1）冻结法 （2）烧结法
8、托换 9、纠偏
第二节 地基处理方法简介
砂桩法起源于19世纪30年代的欧洲，用于在海湾沉 积软土上建造兵工厂的地基工程中。当时的设计桩长为 2m，桩径为0.2m，每根桩承担的荷载为10kN。此后， 在长时间内由于没有实用的设计计算方法，缺少先进的施 工工艺和施工设备而影响了它的发展。
第二次世界大战以后，砂桩法在前苏联得到广泛应用 并取得了较大成就。初期，砂桩采用冲孔捣实施工法，以 后又采用水冲振动施工法，其缺点都是质量不佳和处理深 度较浅。
（4）粉煤灰
可用于道路、堆场和小型建筑物、构筑物等的换填垫层。 粉煤灰垫层上宜覆土0.3—0.5m。作为建筑物垫层的粉煤 灰应符合有关放射性安全标准的要求。
（5）矿渣
垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，可分为分级矿渣、混 合矿渣及原状矿渣。矿渣垫层主要用于堆场、道路和地坪， 也可用于小型建筑物、构筑物地基。易受酸、碱影响的基 础或地下管网不得采用矿渣垫层。大量填筑矿渣时，应考 虑对地下水和土壤的环境影响。
3、垫层设计
（1）垫层厚度的确定 垫层厚度z应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承
载力确定，并结合式
pz pczfaz
对于矩形基础 （2）垫层宽度确定
二、预压法固结法
1、堆载预压法
三、挤密法
1、砂桩挤密法(砂桩)(densification by sand Pile) （1）概述
砂桩挤密法是用振动、冲击或打入套管等方法，在地基 中形成土孔，然后填入中、粗砂，并予以捣实而形成直径 较大的桩，使地基土在较大的深度范围内得以挤密加固。
《土力学与地基基础》第九 章 软弱地基处理
第九章 软弱地基处理
第一节 概述
一、地基处理的目的
1、建筑物地基面临的问题 （1）承载力及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支承
上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪 切破坏。
2、振密、挤密法
1）表层压实法； 2）重锤夯实法； 3）强夯法； 4）振冲挤密法； 5）土桩与灰土桩法； 6）砂桩； 7）爆破法