软弱地基的处理

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1、前 言改革开放促进了我国国民经济的飞速开展，自20世纪90年代以来，我国建筑工程建设开展很快。为了保证工程质量，现代建筑工程建设对地基提出了更高的要求。当天然地基不能满足建构筑物在地基稳定性、地基变形和地基渗透性等三个方面的要求时，需对天然地基进行地基处理，形成人工地基，以满足建构筑物对地基的各种要求。在建筑工程建设领域中，与上部结构相比拟，地基领域中不确定因素多、问题复杂、难度大。据统计，在世界各国发生的建筑工程建设中的工程事故中，源自地基问题的占多数。因此，处理好地基问题，不仅关系所建工程是否平安可靠，而且关系所建工程投资的大小。地基处理的对象是软弱地基与不良地基，我国?建筑地基根底设计标

2、准?GBJ7-89中规定：“软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。本文将对软弱地基的处理方法进行介绍，对不同的软弱地基进行认真分析，提出相应的处理方法。并通过实例比拟说明其处理方法的适用性和优缺点。明确了软弱地基处理的核心。目 录摘 要11. 绪论21.1地基处理的目的与意义21.2地基处理的对象21.2.1软弱地基21.2.2不良地基41.3软弱地基处理技术开展概况51.3.1软弱地基处理技术在我国的开展51.3.2软弱地基处理技术在国外的开展81.4地基处理的核心82. 软弱地基及处理方法的种类92.1软弱地基的种类92.2地基处理方法分类及应用范围

3、93. 人工填土类软弱地基153.1人工填土类地基的特点153.1.1素填土153.1.2杂填土153.1.3冲填土153.2人工填土类地基常用的处理方法153.2.1石灰桩法16强夯法163.2.3堆载预压法163.3用强夯发处理人工填土类软弱地基163.3.1强夯的开展历史16强夯法一般规定17强夯法适用范围183.3.4强夯法的设计203.3.5强夯法的施工213.3.6强夯法的质量检验223.3.7强夯法进一步有待研究的问题223.3.8对强夯法处理地基的评价234. 淤质粘土类软弱地基244.1淤质粘土类地基的特点244.1.1物理性质244.1.2力学性质244.1.3工程特性24

4、4.2淤质粘土类软弱地基常用的处理方法25换土法25灌浆法25排水固结法25深层搅拌法26加筋法264.3.1深层搅拌法的一般规定274.3.2深层搅拌法的设计274.3.3深层搅拌法的施工准备284.3.4深层搅拌法的施工294.3.5深层搅拌法施工的考前须知304.3.6深层搅拌法的质量检验314.3.7对深层搅拌法处理地基的评价325. 夹卵石、漂石的粘土类软弱地基335.1夹卵石、漂石的粘土类地基的特点335.2夹卵石、漂石的粘土类软弱地基常用的处理方法335.2.1劈裂灌浆法33强夯法33注浆法335.3 用注浆法处理夹卵石、漂石的粘土类软弱地基345.3.1注浆法一般规定345.3

5、.2注浆法施工准备345.3.3注浆法施工工艺376. 软弱地基的处理的实例436.1强夯法实例436.1.1工程概况及地质条件436.1.2确定地基处理方案436.1.3强夯法施工436.1.4强夯效果456.2深层搅拌法实例456.2.1工程概况456.2.2深层水泥搅拌桩的工艺机理456.2.3深层水泥搅拌桩的施工工艺及技术要求466.2.4检测466.2.5深层搅拌的效果477. 我对软弱地基的处理的看法48致 谢49软弱地基的处理摘 要据统计，在世界各国发生的建筑工程建设中的工程事故中，源自地基问题的占多数。因此，处理好地基问题，不仅关系所建工程是否平安可靠，而且关系所建工程投资的大

6、小。软弱地基是地基处理的对象之一，本文主要介绍了强夯法、深层搅拌法和注浆法。不仅通过对不同的软弱地基进行认真分析，提出相应的处理方法，而且通过实例对强夯法和深层搅拌法进行了比拟。说明地基处理的核心是处理方法的正确选择与实施。只有根据工程条件和工程地质条件，综合分析影响地基处理的各种因素，坚持技术先进、经济合理、平安适用、确保质量的原那么拟订处理方案，才能获得最正确的处理效果。关 键 词：平安可靠 软弱地基 处理方法 强夯法 深层搅拌法 注浆法 1. 绪论1.1地基处理的目的与意义建筑物的地基问题，可概括为以下四个方面。1地基的强度及稳定性问题 当地基的抗剪强度低于上部荷载所产生的剪应力时，地基

7、就会产生局部剪切或整体滑动破坏。2地基的沉降与不均匀沉降问题 当地基在上部荷载作用下产生严重沉降或不均匀沉降时，就会影响建筑物的正常使用，甚至发生整体倾斜、墙体开裂等事故。3地基的渗漏或溶蚀 如地基渗漏严重，会发生水量损失。地基溶蚀会使地面坍陷，导致建筑物沉陷。4地基振动液化与振沉 在强烈地震或其它动力荷载作用下，会引起饱和粉土与粉细砂的液化及软粘性土的振沉，造成事故。 当建筑物的天然地基存在上列四类问题之一时，必须进行地基处理，以保证工程的平安使用。 进行地基处理优劣，关系到整个工程的质量、造价与工程进度。因此，地基处理的意义已被越来越多的人认识。1.2地基处理的对象地基处理的对象包括：软弱

8、地基与不良地基两方面。1.2.1软弱地基我国?建筑地基根底设计标准?GBJ7-89中规定：“软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。软弱地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性，因此在软土地基上修建建筑物，必须重视地基的变形和稳定问题。在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题，因而常常需要采取措施，进行地基处理。处理的目的是要提高软弱地基的强度，保证地基的稳定，降低软弱土的压缩性，减少根底的沉降和不均匀沉降。软弱地基在地表下相当深度范围内为软弱土。1、软弱土的特性 软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土和

9、杂填土。这类土的工程特性为压缩性高、抗剪强度低，通常很难满足地基承载力和变形的要求，不能作为永久性大型建筑物的天然地基。淤泥和淤泥质土是第四纪后期形成的滨海相、泻湖相、三角洲相和内陆湖相的粘性土沉积物。这类土具有以下特性：天然含水量高淤泥和淤泥质土的天然含水量很高，大于土的液限，呈流塑状态。 孔隙比大 这类土的孔隙比e1.0，即土中孔隙的体积等于或大于固体的体积。其中e1.5的土称为淤泥，1e1.5的土称为淤泥质土。压缩性高 淤泥和淤泥质土的压缩性很高，一般压缩系数1-2=0.71.5MPa-1,属高压缩性土。最差的淤泥1-2可达4.5MPa-1，属超高压缩性土。渗透性差 这类土的固体颗粒直径

10、小，渗透系数也小，通常k=10-6i10-8cm/s。在荷载作用下，这类地基的沉降往往持续几年至几十年时间才能稳定。具有结构性 淤泥和淤泥质土是在静水或缓慢流水环境中,经生物化学作用形成的土,因此具有结构性,在施工中,这类土的结构一旦扰动,其强度大为降低.如沪、甬一带滨海相淤泥的灵敏度可达410。 冲填土是疏浚江河时用挖泥船的泥浆泵把河底的泥沙用水力冲填至岸上形成的土，也称为吹填土。这类土的性质与所充填的泥沙来源及填淤的水力条件密切相关。含粘土颗粒多的充填土往往是欠固结土，其强度和压缩性都比同类天然沉积土差。以粉土或粉砂为主的冲填土通常容易液化。冲填土地基一般也要经过人工处理才能作为建筑物地基

11、。 杂填土是城市地表覆盖的一层人工堆填的杂物，其成分复杂，包括建筑垃圾、工业废料和生活垃圾等。通常杂填土比拟疏松且不均匀。厚度不大的杂填土一般可挖除后即可修建根底，厚度很大的杂填土那么需人工处理后才能满足地基承载力和变形要求。2、软弱土的分布淤泥和淤泥质土比拟广泛的分布在我国的上海、天津、宁波、温州、连云港、福州、厦门、广州等沿海地区及昆明、武汉等内陆地区，见表1-1。此外各地区都有效范围的淤泥和淤泥质土分布。冲填土的分布主要在沿海江河两岸地区，如天津市有很大地区为海河的冲填土。杂填土的分布最广。杂填土是人类活动堆填的杂土，不仅成分复杂，而且在平面和竖直方向都是无规律的。通常历史悠久的城市，杂

12、填土越厚。市区多数杂填土为建筑垃圾，郊区的杂填土更复杂，还有城市的生活垃圾。应当注意，由于城市开展，过去的郊区扩大为今日的市区，可能遇到生活垃圾的杂填土地基，更必须认真对待。1.2.2不良地基不良地基包括以下几类。1湿陷性黄土地基2膨胀土地基3碳泥土地基4多年冻土地基5岩溶与土洞地基6山区地基7饱和粉细砂与粉土地基表1-1：我国主要软粘土地区不同成因类型粘性土物理、力学特征表成因类型 地 区土层深度M含水量(%)%天然重度KN/m3)空隙比e塑性指数IP液性指数IL泻湖相温 州1356316.21.79301.5宁 波2121228563817.018.61.581.0819151.231.1

13、1溺谷相福 州192513,319684215.017.11.871.1729212.31.4宾海相塘 沽817,08,1724473917.718.11.311.0722151.1新 港1.9 18以上795815.516.52.051.6636261.331.09连云港406116.518.21.0351.6252029三角洲相上 海617,1.56,20503717.217.91.371.0520131.161.05杭 州39,919473517.318.41.341.021915广 州0.5107516.01.8219湖沼相昆 明684216.218.51.560.951812水 城9

14、17114.715.72.301.8634321.471.01盘 县8314.72.16321.32 漫滩相与废河道相南 京405017.218.00.931.3217201.011.6介 首4817.41.31161.56水 城814914.916.72.0611.32332221.090.59坡积洪积相水 城786115.415.52.0471.63733281.161.00盘 县756515.415.11.891.8126361.190.881.3软弱地基处理技术开展概况1.3.1软弱地基处理技术在我国的开展处理地基是古老而又年轻的领域，许多现代的地基处理技术都可在古代找到它的雏形，地基

15、处理技术在我国有着悠久的历史，人民群众在长期的开展实践中积累丰富的经验，据史料记载，早在三千年前，我国已开始采用竹子、木头以及麦秸等来加固基地。向软土中夯入碎石等材料以挤密软土也早在两千多年前就有记载。此外，利用夯实的土灰和三合土等作为建筑物垫层，在我国古代建筑中就更为广泛。如今经历了无数次地震已气力了一千多年的西安小雁塔，就是采用了分层夯实的3m多厚的换土垫层；陕西扶风塔的垫层，也是采用了分层夯实的拌和了石灰的黄土；在更为著名的万里长城的建筑中，石灰也常常被用来加固软弱地基。 地基处理技术在解放后，尤其是近二十余年来取得了迅速的开展。回忆五十余年来我国地基处理技术的开展过程，大体上可划分为五

16、六十年代及70年代末现在这两个阶段。 第一个阶段开始时，由于新中国刚刚诞生，百废待兴。为了满足新中国建设的需要，大量地基处理技术从前苏联引进。随着当时工业建设和城市建设的开展需要，出现了一个地基处理技术引进和开饭的应用高潮。这个时期，砂石垫层法、砂桩挤密法、石灰桩、化学灌浆法、重锤夯实法、堆载预压法、挤密土桩和灰土桩、预侵水法以及井点降水等地基处理技术先后被引进或开发使用。但是，受当时对地基处理加固机理的研究和认识水平及地基处理实践经验的限制，在地基处理中主要是参照前苏联的标准和实践经验，仍有一定的盲目性。与工业与民用建筑开展水平和机械化施工水平相适应，这个时期最为广泛使用的垫层等浅层处理方法

17、。 地基处理技术开展的第二个阶段，也是我国地基处理技术开展的最主要阶段。从70年代末开始，由于改革开放，伴随着沿海地区大批工业工程的上马兴建，尤其是上海宝山钢铁公司等大型现代化企业的建设和沿海城市高层建筑的开展，大批国外先进的地基处理技术被引进，从而大大促进的我国地基处理技术的应用和研究。 自二十世纪八十年代中以来，在土木工程建设中遇到需要进行加固的不良地基也越来越多，对地基提出了越来越高的要求。地基处理已成为土木工程中最活泼的领域之一，地基处理在我国得到了飞速开展。地基处理技术最新开展反映在地基处理技术的普及与提高、施工队伍的壮大、地基处理机械、材料、设计计算理论、施工工艺、现场监测技术，以

18、及地基处理新方法的不断开展和多种地基处理和方法综合应用等各个方面。 随着地基处理技术的开展和各种地基处理方法的推广使用，复合地基概念在土木工程中得到愈来愈多的应用，复合地基理论得到开展，逐步形成复合地基承载力和沉降计算理论。除复合地基理论外，在探讨加固机理、改良施工机械和施工工艺、开展监测手段、提高处理效果、改良设计方法等反面，每种地基处理方法都取得不少进展。以排水固结法为例，从沙井到袋装沙井，到塑料排水带，施工材料和施工工艺开展很快，在理论方面，考虑井阻的沙井固结理论，超载预压对消除次固结变形的作用、真空预压固结理论，以及对塑料排水带的有效加固深度研究方面取得不少的进展。除了针对一类或单项地

19、基处理方法的理论得到开展外，对一些共同性规律研究也取得不杀进展。如；地基处理方法选用的人工智能辅助系统、多因素分析法等。地基处理新方法的开展 通过提高桩体材料的强度或刚度，中国建筑科学研究院1990年先后研究开发了碎石、水泥、粉煤灰CFG桩复合地基和赤泥、水泥、碎石桩复合地基；浙江省建筑科学研究等单位1990年研究开发了水泥砂石桩复合地基；浙江大学1994年研究开发了水泥、粉煤灰、生石灰、砂石桩复合地基。地基处理技术的开展还表现在多种地基处理方法综合应用水平的提高。例如：真空预压法和堆载预压法的综合应用可克服真空预压法预压荷载小于80Kpa的缺点，扩大了它的应用范围。真空预压法与高压喷射注浆法

20、结合可使真空预压应用与水平渗透性较大的土层。高压喷射注浆法与灌浆法相结合可提高灌浆法的纠偏加固效果。锚杆静压法与掏土法结合、锚杆静压法与预升法结合使纠偏加固技术提高到一个新的水平。重视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的经济效益。局部地基处理方法在我国应用最早的年份见表1-2。表1-2：局部地基处理方法在我国应用最早的年份地基处理方法年份地基处理方法年份普通砂井发20世纪50年代土工合成材料20世纪70年代末真空预压法1980年强夯置换法1988年袋装砂井法20世纪70年代EPS超轻质填料法1995年塑料排水带法1981年低强度桩复合地基法1990年砂桩法20世纪50年代刚性桩复合地基法19

21、81年土桩法20世纪50年代中锚杆静压桩法1982年灰土桩20世纪60年代中陶土纠倾法20世纪60年代初振冲法1977年顶升纠倾法1986年强夯法1978年树根桩法1981年高压喷射注浆法1972年沉管碎石桩法1987年浆液深层搅拌法1977年石灰桩法1953年粉体深层搅拌法1983年1.3.2软弱地基处理技术在国外的开展近40年来，国外软弱地基处理方面开展十分迅速，老方法得到改良，新方法不断涌现，在60年代中期，从如何提高土的抗拉强度这一思路中，开展了土的加筋法。从如何有利于土的排水和加速固结这一根本观点出发，开展了土工聚合物、砂井预压和塑料排水带。从如何进行深层密实的方法考虑，采用加大压实

22、功的措施，开展了强夯法和震动水冲法等。另外，现在工业的开展，对地基工程提供了强大的生产手段：如能制造重达几十吨的专用地基加固施工机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法的震动器的施工机械；真空泵的问世，才能建立真空预压法；生产了大于19.6兆帕的压缩空气机，从而产生了高压喷射注浆法。1.4地基处理的核心地基处理的核心是处理方法的正确选择与实施。只有根据工程条件和工程地质条件，综合分析影响地基处理的各种因素，坚持技术先进、经济合理、平安适用、确保质量的原那么拟订处理方案，才能获得最正确的处理效果。2. 软弱地基及处理方法的种类2.1软弱地基的种类软弱地基按成因不同可分为：1人工填土类地基；2海相、

23、河流相和湖相沉积而成的含淤质粘土类地基；3各种山前冲积、洪积相所形成的夹卵石、漂石的粘土类地基。复杂的成因造成了它们在物理力学性能上的复杂性，它们的共同特点是承载力低、压缩性高、天然含水量高、孔隙比大 、压缩性高、渗透性差、具有结构性。 2.2地基处理方法分类及应用范围软弱地基处理的根本方法主要有置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋、和热学等方法。常用地基处理方法的原理、作用及适用范围如下：1、换土垫层法(1)垫层法 其根本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干

24、渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。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。该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，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为23m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。(2)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、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体

25、孔隙比减小，强度提高，到达地基处理的目的。软土地基中常用强夯法强夯法 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 其根本原理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。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘

26、土，在一定条件下，采用电渗排水井点也是合理而有效的。(1)堆载预压法 在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，到达预先完成局部或大局部地基沉降，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。临时的预压堆载一般等于建筑物的荷载，但为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载，称为超载预压。为了加速堆载预压地基固结速度，常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄，透水性较好，也可单独采用堆载预压法。适用于软粘土地基。(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等) 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，

27、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)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。(4)真空-堆载联合预压法 当真空预压达不到要求的预压荷载时，可与堆载预压联合使用，其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。适用于软粘土地基。(5)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

28、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。(6)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 其原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固局部形成复合地基，到达提高地基强度的目的。(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，

29、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20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基，采用碎石桩时须慎重。(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，到达地基加固的目的。适用于软弱粘性土地基。(3)强夯置换法 对厚度小于6m的软弱土层，边夯边填碎石，形成深度36m、直径为2m左右的碎石拄体，与周围土体形成复合地基。适用于软粘土。(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩) 是在

30、碎石桩根底上加进一些石屑、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。(5)EPS超轻质料填土法 发泡聚苯乙烯(EPS)的重度只有土的1/501/100，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，需要时也可置换局部地基土，以到达更好的效果。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。(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，

31、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、外表或各层土体之间，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(PA，如尼龙、锦纶)、聚酯纤维(如涤纶)、聚丙烯纤维(PP，如腈纶)、聚乙烯纤维(PE，如维纶)以及聚氯乙烯纤维(PVC，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。土工合成材料的功能是多方面的，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

32、土、粘性土和软土，或用作反滤、排水和隔离材料。(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。(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。(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缺乏。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

33、提高了整体稳定性。适用于开挖支护和天然边坡的加固。(5)树根桩法 在地基中沿不同方向，设置直径为75250mm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 在软弱地基中局部土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固局部形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。(1)注浆法 其原理是用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体，以到达提高地基承载力、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、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可加固暗浜和使用在托换工程中。(2)高压喷射注浆法 将

34、带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入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；假设喷嘴提升而不旋转，那么形成墙状固结体。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。(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，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，形成坚硬的拌和拄体，与原地层共同形成复合地基。适用于淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。7、

35、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、其它(1)锚杆静压桩 是结合锚杆和静压桩技术而开展起来的，它是利用建筑物的自重作为反力架的支承，用千斤顶把小直径的预制桩逐段压入地基，在将桩顶和根底紧固成一体后卸荷，以到达减少建筑物沉降的目的。主要适用于加固处理淤泥质土、粘性土、人工填土和松散粉土。(2)沉降控制复合桩基 是指桩与承台共同承当外荷载，按沉降要求确定用桩数量的低承台摩擦桩基。目前上海地区沉降控制复合桩基中的桩，宜采用桩身截面边长250mm、长细比在80左右的预制混凝土小桩，

36、同时工程中实际应用的平均桩距一般在56倍桩径以上。主要适用于较深厚软弱地基上，以沉降控制为主的八层以下多层建筑物。3. 人工填土类软弱地基3.1人工填土类地基的特点由于人类活动而堆积成的素填土,杂填土和冲填土等.3.1.1 素填土 素填土是以粘性黄土为主，含有少量砖渣，厚度为2.5m，强度低且不均匀。3.1.2杂填土杂填土主要出现在一些老的居民区和工矿区内，是人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。 杂填土的主要特点是无规划堆积、成分复杂

37、、性质各异、厚薄不均、规律性差。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异，极易造成不均匀沉降，通常都需要进行地基处理。 3.1.3 冲填土冲填土是人为的用水力冲填方式而沉积的土。近年来多用于沿海滩涂开发及河漫滩造地。西北地区常见的水坠坝(也称冲填坝)即是冲填土堆筑的坝。冲填土形成的地基可视为天然地基的一种，它的工程性质主要取决于冲填土的性质。冲填土地基一般具有如下一些重要特点。 (1)颗粒沉积分选性明显，在入泥口附近，粗颗粒较先沉积，远离入泥口处，所沉积的颗粒变细；同时在深度方向上存在明显的层理。 (2)冲填土的含水量较高，一般大于液限，呈流动状态。停止冲填后，外表自然蒸发后常呈龟裂状，含水量

38、明显降低，但下部冲填土当排水条件较差时仍呈流动状态，冲填土颗粒愈细，这种现象愈明显。 (3)冲填土地基早期强度很低，压缩性较高，这是因冲填土处于欠固结状态。冲填土地基随静置时间的增长逐渐到达正常固结状态。其工程性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填后静置时间。3.2人工填土类地基常用的处理方法3.2.1石灰桩法石灰桩法是通过机械或人工成孔，在软弱地基中填入生石灰块或生石灰块加其他参合料，通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩间土的物理力学性质，并形成石灰桩复合地基，可提高地基承载力，减少沉降。强夯法强夯法指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结

39、的方法。也称动力固结法,利用起吊设备,将1025吨的重锤提升至1025米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。堆载预压法在地基中设置排水通道-砂垫层和竖向排水系统,以缩小土体固结排水距离,地基在预压荷载作用下排水固结,地基产生变形,地基土强度提高.卸去预压荷载后再建造建筑物,地基承载力提高,工后沉降小。等等3.3用强夯发处理人工填土类软弱地基强夯法【dynamic consolidation】指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。也称动力固结法,利用起吊设备,将1025吨的重锤提升至1025米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波

40、作用夯实土层如图1所示。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法；并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验说明：在100200吨米夯实能量下，一般可获得36米的有效夯实深度。3.3.1强夯的开展历史强夯法在国际上也称动力固结法或称动力压实法。这种方法是反复将很重的锤提到一定高度使其自由下落，夯锤重一般为1040t，提升高度大约为1040m的落距，对地基土施加很大的冲击能。在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善沙土的抗液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还能提

41、高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。夯实法处理地基是60年代末由法国Menard技术公司首先创用的。第一个工程是用于处理滨海填土地基，该场地表层为新近填筑的约9m厚的碎石填土，其下是12m厚的疏松的砂质粉土。场地上要求建造20栋8层居住建筑。由于碎石填土是新近填筑的，入采用桩基，负摩擦力将占单桩承载力的6070，十分不经济。经研究采用堆载预压法处理地基，堆载历时3个月，堆土改读5m，只沉降200mm。最终改用强夯法处理，单位夯击能为1200KJ/m2，只夯击一遍，整个场地平均夯实沉量达500mm。建造8层居住建筑竣工后，其平均沉降仅为13mm。我国于1978年11月至1979年初首次

42、有交通部一航局科研所及其协作单位在天津新港三号公路进行了强夯法实验研究。在初步掌握了综合种方法的根底上，于1979年8月至9月又在河北秦皇岛码头堆煤场细沙地基进行了实验，其效果显著。因此，该码头堆煤场的地基就正式采用了强夯法加固，节省了150余万元。中国建筑科学研究院及其协作单位于1974年4月在河北廊坊该院机械化研究所宿舍工程中进行夯实法处理可液化砂土和粉质黏土地基的野外实验研究，取得了较好的加固效果。于同年6月用于工程施工。通过上述实验研究及实际工程的应用，总结出一套适合我国情况的夯实工艺，在我国地基加固领域力填补了一项空白。继后，在全国各地对各类土夯实处理都取得了十分良好的技术经济效果。

43、由于强夯法简单、经济、施工快，所以国外用的十分普遍。1974年英国工程师协会专门召开了深根底会议，并出了专册。在该次会议上Menard本人对夯实法作了详细介绍，并对会上提出的问题进行了答复。从那以后，十几年来在第九届、第十届、第十一届国际土力学和根底工程会议上以及世界各地区域性的会议上，都发表了不少论文。内容包括工程实践、室内研究、以及理论分析等各个方面，包括Scott，Skipp，Jssberger，Kotlyarevskii，Gambin、Godecke，Leonards，Lukas，Fang，Smoltczyk，Leon等人的工作。在日本，那么有坂口旭、鸣海通信、福称纪无等人的工作。强夯

44、法由于在工程实践中具有加固效果显著、适用的土广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点，很快就传到世界各地，目前已有几十个国家数千项工程采用此法处理地基。强夯法一般规定1、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、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。2、强夯施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建设规模及建筑类型确定。强夯法适用范围强夯法在开始创世时，仅

45、用于加固砂土和碎石土地基，经过20多年的开展和应用，他已适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土于黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基处理。对饱和度较高的黏性土，如用一般的方法夯实处理效果不太显著，其中尤其是用以加固淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差，使用时应慎重对待。但近年来，对高饱和度土的粉土和黏性土地基也有夯实成功的工程实例。此外，有人采用在夯坑内回天块石、碎石或其他粗颗粒材料，强行夯入并排开软土，最终形成砂石桩与软土的复合地基，并称之为强夯置换。国外关于强夯法的适用范围，有比拟一致的看法。Smoltczyk在第八届欧洲土力学及工程学术会议上的深层加固总报告高中指出，强夯法用于苏塑性指数Ip

46、小于等于10的土。随着社会开展，环境问题日益严重，而对于每天生产的大量垃圾的处理更是迫在眉睫。国外利用强夯处理工业和生活垃圾，都取得了成功。美国能源部Savannab River核电站，位于兰卡罗纳州。由于核废料上腹土层的不均匀沉降，造成地面积水，存在污染地下水的危险。美国能源部采用夯实处理核废料，在场地上加铺一层不透水的黏土。这是首次适用强夯处理核废料。考虑了振冲、高压喷射注浆法、静力超载后，美国能源部选用强夯密实核废料，有如下几点理由：1对掩埋核废料的密实在地表进行，没有核废料的暴露，这是严格的平安要求；2强夯通常是最经济的地场处理手段；3夯锤重量和落距可以调整，以保证密实深度和程度；4当

47、下面有阻挡物时，使用附加能量使之破碎，或位移使废料中潜在的空洞。强夯施工中，规定每点夯击20次，为了防止碰到放射性物质，最大夯抗深度据平安原因而定。于1989年开始施工，一共有13002夯击点和246975次夯击。根据核废料掩埋位置。确定第一次和第二次夯击位置。第一遍夯击位置菌已落实，第二遍夯击之前进行回埋。吭锤中20吨直径8ft，落距42ft。最后，平均夯坑深度为5.56ft地基平均密实12.7%。为了检测核废料正个深度上的处理效果，强夯前后进行了动力实验，强夯施工前，每英尺关入击数5到20，强夯施工后，每英尺惯入击数到达30到80，密实效果非常明显。 强夯还可用于加固湿陷性黄土地基。在过去

48、十年中，美国西部5个州先后有9个工程使用强夯处理湿陷性黄土地基。此外，在处理液化低级中，强夯同样被广泛使用。美国开发署使用强夯处理了多个液化路堤工程。根据国外资料，经强夯处理的砂性土地基，其承载能力可提高200%到500%，压缩性可降低200%到1000%。它的使用范围十分广泛，不但能在陆地上施工，而且可在水下夯实。其缺点是施工时噪音和振动较大，因而不宜在人口密集的城市内使用。已有资料证明，国外曾用强夯置换法处理过泥炭、有机质粉土等地基，夯锤重5到40吨，落距10到40m，夯距3到12m,最后在土中形成深4到12m，直径达2到7m的砂石墩用做固结排水通道和加固地基。又如新加坡一仓库，对厚3到4

49、.5m的泥炭层采用2250kJ强夯置换加固。夯前先铺一层1.0m的砂垫层每点夯15击，随夯随填夯成上部直径为4.0m下径为2.0m、深4.2m的砂墩。最后再铺3.0m后的砂垫层，每点夯10击。最后用每点35击的强夯进一步置换与混合。夯后土的空隙比由1.7到3.1减小到0.61到0.72，标关值由3提高到14。80年代中我国采用强夯法处理填海地基获得成功，并在沿海地区推广应用，为我国广阔沿海地区进行大规模“填海造地工程提供了有效的地基处理方法合经验，从根本上解决了建设与农业争地问题的矛盾，且具有重大的经济效益和社会效益。对于工业废渣来说，采用强夯法处理的效果也是明显的。我国冶金、化学和电力等工业

50、排放大量废渣，堆积如山，不仅占用大量土地，而且造成环境污染。工程实践证明，将质地坚硬、性能稳定和无侵蚀性的工业废渣作为地基或填料，采用强夯法处理，能取得较好的效果，从而解决了长期存在的废渣占地和环境污染问题，同时还为废渣利用开辟了新的途径。对于饱和度较高的黏性土，一般来说，强夯法出来效果不显著。其中尤其是和淤泥质土地基，处理效果更差，应予慎用。近些年来，对这类土也有采用强夯法袋装沙井或塑料排水带进行综合处理的，但其处理效果尚男肯定，有的效果好，有的不理想。针对上述情况，国内外相继采用了在夯坑内回天块石、碎石、砂或其他粗颗粒材料，通过夯击排开软土，从而在地基中形成快石礅。这种方法称为强夯换置法。

51、由于块石礅具有较高的强度，因此和周围的软土构成复合地基，其承载力和变形模量有较大的提高，而且块石礅中的空隙可为排出软土的孔隙水提供了良好的通道，从而缩短了软土的排水固结时间。工程实践证明，强夯换置法具有较好的加固效果，知识目前尚无成熟的设计施工方法，在使用是尚应通过现场实验确定其适用性。强夯换置法的应用和推广，将进一步扩大强夯法的适用土类。当前，应用强夯处理的工程范围极为广泛，有工业与民用建筑、仓库、油罐、储仓、公路和铁路路基、飞机场的跑道及码头等。总之，强夯法在某种程度上比机械的、化学的和其他力学的加固方法更为广泛和有效。3.3.4强夯法的设计 1、强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经

52、验确定。在缺少试验资料或经验时可按下表预估。 单击夯击能KNm 碎石土、砂土等 粉土、黏性土、湿陷性黄土等 1000 5.06.0 4.05.0 2000 6.07.0 5.06.0 3000 7.08.0 6.07.0 4000 8.09.0 7.08.0 5000 9.09.5 8.08.5 6000 9.510.0 8.59.0注：强夯法的有效加固深度应从起夯面算起。2、 强夯的单位夯击能量，应根据地基土类别、结构类型荷载大小和要求处理的深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。在一般情况下，对于粗颗粒土可取10003000KNm/m2；细颗粒土可取15004000KNm/m2。 3、夯点的夯

53、击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足以下条件：A.最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击夯击能量较大时不 大于100mm。B.夯坑周围地面不应发生过大的隆起。C.不因夯坑过深而发生起锤困难。4、夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用23遍，最后再以低能量夯击一遍。对于渗透性弱的细粒土，必要时夯击遍数可适当增加。5、 两遍夯击之间应有一定的时间间隔。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据低级土的渗透性确定，对于渗透性较差的黏性土地基的间隔时间，应不少于34周；对于渗透性好的地基土可连续夯击。6、 夯击点位置可根据建筑结

54、构类型，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取59m，以后各遍夯击点间距可与第一遍相同，也可适当减小。对于处理深度较大或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。7、 强夯处理范围应大于建筑物根底范围。每边超出根底外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3。并不宜小于3m。8、 根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一置数周后，对试夯场地进行测试，并与夯前测试数据进行比照，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。3.3.5强夯法的施工1、 一般情况下夯锤重可取1020t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定

55、，锤底静压力值可取2540kPa，对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设假设干个与其顶面贯穿的排气孔，孔径可取250300mm。2、 强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其它平安措施，防止落锤时机架倾覆。3、 当地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。4、 强夯施工前，应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成破坏。5、 当强夯施工所产生的振动，对邻近建筑物或设备产生产生有害的影响时，

56、应采取防振或隔振措施。6、强夯施工可按以下步骤进行：1) 清理并平整施工场地；2) 标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；3) 起重机就位，使夯锤对准夯点位置；4) 测量夯前锤顶高程；5) 将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，假设发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；6) 按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；重复步骤3至6，完成第一遍全部夯点的夯击；7) 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；8) 在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。7、强夯施工过程中应有专人负责以

57、下监测工作：1)开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；2)在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差和漏夯应及时纠正；3)按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。8、施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。3.3.6强夯法的质量检验1、 检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯和采取其它有效措施。2、强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基质量进行检验。对于碎石土和砂土地基，其间隔可取12周；低饱和度的粉土和黏性土地基可取24周。3、质量检验的方法，宜根据土性选用原位测试和室内土工试验。对于一般工程应采取两种或两种以上的

58、方法进行检验；对于重要工程工程应增加检验工程，也可做现场大压板载荷试验。4、质量检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物地基的检验点不应少于3处；对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。3.3.7强夯法进一步有待研究的问题(1)开展强夯法的设计理论与方法，改变目前以经验和现场实验为主的状态。(2)深入研究在强夯时的冲击荷载作用下，土的动力性质及其影响因素。(3)强夯法的有效加固深度主要取决于锤重、落距、地基土的性质、地下水位、锤底面积、夯击次数等，有于有效加固深度标准有关。关于有效加固深度标准，应根据不同地基不

59、同加固目的而有所不同；汾细沙地基以抗振液化为主要目的，可以取经强夯后不再发生地震液化土层的最大深度；湿陷性黄土地基，可以取强夯后不再具有强夯性湿陷性黄土土层的最大深度；而毒鱼其他以减小地基沉降为目的的地基，按建筑地基标准关于压缩土层厚度的规定，取每米厚土层压缩量占强夯时地面总平均沉降的2.5之土层深度。(4)究强夯时地基外表额硬壳层或人工垫层的合理厚度。(5)研究强夯加固效果的预测性评估方法；特别需要研究夯点布置与间距、夯击遍数与间隔时间等对夯击效果的作用。(6)开展可供信息化施工的方法用的强夯效果检测方法，使实验和施工参数更快的以调整。3.3.8对强夯法处理地基的评价1、 优点（1） 设备简

60、单、工艺方便、加固原理直观。（2） 应用广泛、加固效果好。（3） 需要人员少、施工速度慢。（4） 不消耗水泥、钢材，费用低。通常可比桩基节省投资3070%。2、 缺点（1） 振动大，有噪音，在市区密集建筑区难以采用。（2） 强夯理论不成熟，不得不采用现场试夯才能最后确定强夯参数。（3） 强夯的振动对周围建筑物的影响研究还不够。4. 淤质粘土类软弱地基4.1淤质粘土类地基的特点淤泥软土形成于第四纪晚期，属于海相、河谷相、湖沼相、三角洲相等粘性沉积物或河流冲积物，分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地区，接近地表局部有厚度不等淤泥质软土。淤泥和淤泥质土是在静水或缓慢流水环境中,经生物化学作用形成的土,因此具有结构性,在施工中,这类土的结构一旦扰动,其强度大为降低.如沪、甬一带滨海相淤泥的灵敏度可达410。4.1.1物理性质粘粒含量较多，塑性指数Ip一般大于17，属粘性土。淤质软粘土多呈深灰、暗绿色，有臭味，含有机质，含水量较高、一般大于40%，而淤泥也有大于80%的情况。孔隙比一般为1.0-2.0，其中孔隙比为1.01.5称为淤泥质粘土，孔隙比大于1.5时称为淤泥。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙