地基处理与复合地基读书报告

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1、广州大学硕士研究生读书报告题目地基处理与复合地基学院土木工程学院专业结构工程姓 名到达远方学号2111316018指导教师远方教授二O四年五月地基处理与复合地基读书报告摘要：本文是通过远方教授在课堂上以他渊博的理论知识和丰富的工程经验向我我们讲述了关于地基处理 于复合地基的这门课的基本概念、理论知识和研究方法，并结合张老师主编的地基处理新技术与工程实 践和新编地基处理技术与工程实践两本输的阅读以及相关方面的论文的研读。总结出国内外近几年 来地基处理的研究现状与不同的地基处理方法的特点与不同，并对其未来的发展进行展望。关键词：地基处理、复合地基、强夯法1、我国地基处理方法现状1.1地基处理技术的

2、发展特点目前，我国地基处理技术的发展是岩土工程界最为活跃的领域之一，体现出了“百花齐 放、百家争鸣”的局面。近几年来地基处理发展的一个典型趋势就是在既有的地基处理方法 基础上，不断发展新的地基处理方法，特别是将多种地基处理方法进行综合使用，形成了极 富特色的复合加固技术。这些复合加固技术发展特点主要体现在如下五个方面：(1) 由单一加固技术向复合加固技术发展；(2) 复合地基的加固体由单一材料向复合加固体发展；(3) 复合地基加固技术与非复合地基加固技术的结合；(4) 静力加固与动力加固技术的结合；(5) 机械加固与非机械加固的结合。其中一些复合加固方法已得到较为广泛的应用，例如真空推载联合预

3、压技术等，并已 取得了较为成熟的经验，建议了可靠的设计、施工、监测与检测方法，并被纳人本次修订的 JGJ 79-2011健筑地基处理技规范中。但也有一些方法未经过足够的工程实践检验，尚在 不断的验证与发展中，其机理有待进一步研究，设计、施工、检测与检验等尚需规范化和标 准化。1.2地基处理方法根据最新修订的JGJ 79-2011健筑地基处理技术规范，我国建筑地基处理根据其加固 机理、施工方法等划分的主要方法见表1。在上述方法基础之上，还形成了为数众多的复合 加固方法及在传统方法基础之上发展的新方法，例如真空预压和复合地基。其中基于真空预 压发展了较多的复合加固方法，对真空预压技术进行了显著的发

4、展和提升，并在铁路与公路 软基加固、吹填土的大面积加固中进行了应用。对复合地基来说，其发展主要体现在加固体 形式的发展和不同加固体的联合使用，同时，非复合地基加固手段和复合地基加固的联合使 用也是复合地基发展中一个有特色的方向，例如复合地基与塑料排水板的联合使用。当然，其中一些新技术的加固机理还没有深人研究，工程上还尚未积累足够的经验，特别是长期的工程观测，因此，在应用时应根据加固口的、使用要求、工程地质条件等慎重 选用。表1我国地基处理主要方法地基处理分类处理方法定义主要方法换填垫层挖除基础底面下一定范围内的软弱土层或不均匀土层，回填其 他性能稳定、无侵蚀性、强度较咼的材料，并夯压密实形成的

5、 垫层无筋垫层加筋垫层预压地基在地基上进行堆载预压或真空预压、或联合使用堆载和真空预 压，形成固结压密后的地基堆载预压真空预压真空-堆载联合预压压实地基利用平碾、振动碾或其他碾压设备将填土分层密实处理的地基平碾、振动碾夯实地基反复将夯锤提到高处使其自由落下，给地基以冲击和振动能量， 将地基土密实或形成密实墩体的地基强夯法挤密地基利用横向挤压设备成孔或采用振冲器水平振动和高压水共同作 用下，将松散土层密实处理的地基振冲法复合地基部分土体被增强或被置换，形成由地基土和竖向增强体共同承 担荷载的人工地基砂石桩复合地基、水 泥粉煤灰碎石桩复 合地基、夯实水泥土 桩复合地基、水泥土 搅拌桩复合地基、旋

6、喷桩复合地基、灰土 桩复合地基、柱锤冲 扩桩复合地基、多桩 型复合地基注浆加固将水泥浆或其他化学浆液注人地基土层中，增强土颗粒间的联 结，使土体强度提咼、变形减少、渗透性降低的地基处理方法微型桩用桩工机械或其他小型设备在土中形成直径不大于300mm的钢 筋混凝土桩或钢管桩1.3复合地基加固体发展在土质较为软弱的地区，复合地基处理越来越成为地基处理的主要形式，广泛用于房屋 建筑、铁路与公路、码头与堆场、油罐等的地基处理。在软土地区路堤柱体式加固方法中常 用的竖向加固体有碎石桩、挤密砂桩、石灰桩、深层搅拌桩、旋喷桩、混凝土桩、预制、 PC桩、大直径薄壁筒桩、Y型灌注桩及其他复合加固体。根据上述柱体

7、式加固方法中竖向 加固体桩体材料、有无黏结强度、抗拉压强度差异可分为：散体类柔性加固体、有一定黏结 强度的半刚性加固体、无筋刚性加固体、钢筋混凝土加固体、复合加固体等。不同加固材料加固体强度特性各异，其破坏模式也不同。散体类柔性加固体无赫结强度、 无抗拉与抗弯能力，有一定抗压和抗剪能力;具有一定黏结强度的半刚性加固体几乎无抗拉 能力和抗弯能力，有一定抗压、抗剪能力；无筋刚性加固体有较高赫结强度、较高抗压和抗 剪能力，较低的抗拉能力和很低的抗弯能力；钢筋混凝土刚性加固体则有较高黏结强度，加 有配筋，具有较高的抗拉、抗弯、抗压和抗剪能力。复合地基加固体的类型丰富多样，其发 展呈现如下特点：（1）同

8、一加固体由不同材料、不同工艺完成，形成具有多功能的加固体；（2）同一场地采用不同的加固体形成多元复合地基；（3）刚性桩（素混凝土桩、钢筋混凝土桩）被越来越多地应用于地基处理。2、地基复合加固技术我国在现有地基处理技术基础上，将两种或两种以上的地基处理方法结合，发展了一系 列复合加固技术。这些复合加固技术主要体现在如下三个方面：（1）复合加固体；（2）多元复合地基；（3）多方法复合加固。2.1复合地基加固体自1962年国际上首次开始使用“复合地基”（composite foundation） 词以来，伴随各 种地基处理技术的发展，复合地基被越来越广泛地应用于各种工业与民用建筑，也用于一些 水利工

9、程如大坝地基处理，公路、铁路路基处理也经常采用复合地基。采用的增强体桩型也 日趋丰富，如碎石桩、砂桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩、石灰桩、灰土桩、渣土桩、CFG桩、 各种截面形式的钢筋混凝土桩等。传统的复合地基主要指由柔性桩或水泥土桩形成的复合地基。近年来，复合地基处理技 术发展较快，随着刚性桩，特别是不同材料形成的且具有多种功能的复合桩体的引人，使复 合地基的理论有了较大的发展，复合地基的加固体不但具有承担荷载的功能，还可承担排水 通道等功能，使加载时桩间土的固结、桩端以下土的固结速度显著加快，桩间土也得到改善， 使复合地基的加载过程本身也成为复合地基桩间十及桥端以下土的预压过程。2.2多元加固体

10、复合地基采用不同加固体形成多种加固体组成的复合地基，以改善复合地基的工作性能。目前常 用的单一材料加固体基本上只具备对地基土体进行原位加固或原位置换的功能，由于其比桩 间土具有更高的强度和较低的压缩性，基于应力集中而更多地分担荷载，与加固体之间土体 共同承担荷载而形成复合地基。当然，散体类加固体更多的还是起排水通道的作用而加快地 基固结，但由于散体类加固体的竖向承载力和变形极大程度地依赖于加固体周围土的约束， 因此，当加固体周围土体很软弱时，加固体提高地基竖向承载力的能力是非常有限的。因此，基于改善复合地基的性能，即加固体的设置不仅仅是起到对地基土体进行原位加 固或原位置换的功能，还具有排水体

11、的作用，可促进桩间土的排水固结。在1990年，B. B. Broms就指出，在搅拌桩完全达到龄期之前就进行加载，在水泥土桩刚完成施工并还未形成 强度时，应及时施加路基填土荷载，对土起到预压作用，趁水泥土桩完成施工且强度尚低时， 对被加固土尽早加载。这样，总的填土荷载几乎首先被传递至桩间土。随着桩体的强度增长， 桩间土承担的荷载会逐渐向桩体转移。土的固结时间可减少50% 70%。如果将复合地基加固体之间设置的砂桩、碎石桩、袋装砂井、排水板也视为多元复合地 基的一个组成部分（称为排水加固体），将水平加筋等的加固体也认为是多元复合地基的一个 组成部分，则多元复合地基的工作作机理体现在以下五个方面：（

12、1）促进不排水加固体施工时土的固结；（2）促进加载时加固体之间土体的固结和加固区下土体固结；（3）防止地震时砂土液化；（4）提咼地基稳定性；（5）对地基在竖向实现变刚度、变强度加固。2.3多方法复合加固多方法复合加固技术是指在地基处理中，将两种或两种以上的地基处理技术用于同一场 地的地基处理，达到提高地基承载力和稳定性、减小地基压缩性、提高地基基础耐久性等的 地基处理技术。以真空预压为例，近年来，发展了较多的基于真空预压的复合加固技术。作为大面积软土地基处理的主要方法之一，真空预压一直得到大量应用。基于真空预压， 发展了较多的复合加固技术和真空预压新技术，包括真空推载联合预压法、真空排水+强夯

13、 联合加固法（包括高真空击密法）、水下真空预压法、低位真空预压法、立体真空预压法、电 渗-真空降水联合加固法、电渗-真空降水-低能量强夯联合加固法、真空-注气加固法、劈裂 真空预压法、真空降水联合冲压法、真空预压-石灰稳定联合加固法等。3大面积地基加固机场、公路、铁路工程的建设遇到的岩土工程问题及要解决的技术难点主要有以下三个 方面：软土地基的沉降控制标准；一些特殊土地基处理方法；山区机场建设中的高填 方稳定性。3.1大面积软弱地基处理对于大面积、深厚层软弱土地基，当涉及到大面积地基处理时，在现有技术条件下将地 基的沉降量控制在较小的范围内比较困难，在满足机场运行安全的前提下，应该允许地基发

14、生一定的工后沉降，同时采用增强地表一定尝试范围内土层强度、刚度的浅层地基处理方法， 使地基与上部结构协调变形，从而有效地控制不均匀沉降。实践表明，强夯法可以提高地基 土的强度，有效地解决浅层土的不均匀性问题，改善土基的整体变形协调性。由于强夯法本 质上属于浅层处理方法，中、深部软土出现沉降变形是无法避免的。3.2大面积特殊土地基处理在膨胀土、湿陷性黄土地区兴建机场、道路、铁路等基础设施时，需要涉及到特殊土的 大面积地基处理。主要包括湿陷性黄土大面积地基处理、盐渍土的大面积地基处理及膨胀土 的大面积处理等。3.3大面积细粒换填土处理与山区大面积高填方填土不同,在平原地区的道路路堤填筑等常常面临采

15、用细粒土作为 大面积填筑土料的问题，需要解决大面积填土的物理、力学性能控制的问题。例如，在奥运 水上公园工程中，静水赛道的开挖约有200万耐弃土，现场开挖的3 一 4m深范围基本是砂 质粉土和粉细砂。其特点是压实性能差、抗剪强度较低、抗变形性能很差（压缩变形、湿陷 等）、抗震性能差（振陷、液化）、水力性能极差（易冲蚀、流土、接触冲刷与流滑等）、抗冻害 性能较差。可见，开挖出的粉细砂和含砂量较高的砂质粉土其工程性质很差。所以粉细砂和 高含砂量粉土在输水的填方工程中的应用是一个极具有挑战性的技术难题。在水利工程中， 即使是流速很慢的渠道也避免建造在这类土之上。4、土工合成材料的应用目前通常将土工合

16、成材料分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料、复合土工合成材 料四类2A,其中土工织物属于透水的土工合成材料，又叫土工布；土工膜指相对不透水的 土工合成材料;特种土工合成材料是指土工织物和土工膜以外近十几年来研制的新型土工合 成材料；复合土工合成材料是土工织物、土工膜、特种土工合成材料的两种或两种以上材料 复合而成的土工合成材料。根据其使用目的和功能，土工合成材料可具有排水作用、隔离作 用、加筋作用、防渗作用、防护作用等。当土工合成材料应用于地基处理时，主要发挥其加 筋用和隔离作用。土工合成材料加筋土结构在建筑、交通、水利、市政工程中已得到广泛应用。常见的加 筋土结构包括加筋土挡墙、加筋土地基

17、、加筋土路基（堤）、加筋土堤坝、加筋土边坡和加筋 土桥台等。由于土体具有松散性，导致土体容易受拉破坏，而利用土工合成材料抗拉强度高 的优势，将其布置在土体中作为抗拉材料，通过筋材与土产生相互摩擦作用，可以扩散土体 的应力，增加土体的模量，传递拉应力，限制其上下土体的侧向变形，从而提高土体的抗剪、 抗拉强度，增强土体及有关构筑物的稳定性。在地基处理领域，土工合成材料最为广泛应用 的就是加筋土路堤，特别是高速铁路路堤，为了严格控制工后沉降，常采用桩结构形成水平 坚向加固的双向加固复合地基。京沪高速铁路某试验段的测试结果表明，采用桩结构可有效 地控制工后沉降。特殊土路基上应用加筋也可取得较好的针对性

18、的效果。盐渍土地质在我国分布区域广 泛。近几年，随着高等级公路的飞速发展，使得越来越多的高等级公路在盐渍土地基上修筑。 盐渍土地基遇水具有溶陷性，所以当季节性地下水渗出时，可能会使得该段路基产生较大的 沉陷，路基一旦出现较大的沉陷，路面就会破坏，出现裂缝，降水会沿着裂缝下渗，出现翻 浆等公路病害，加剧路基的沉陷。由盐渍土引发的诸多公路病害，已成为影响高速公路建设 的主要问题之一。山区高速公路建设必须解决的一个问题是填挖过渡段的差异沉降问题。土工格栅、土工 格室等也常被用来对填挖过渡段进行处治，以减小差异。此外，软土地基和不良地基上公路 拓宽过程中，为控制新、老路堤之间产生沉降差并引起路面的纵向

19、裂缝，以及拓宽部分路堤 的失稳，也常常在新、老路堤接合面采用铺设土工合成材料加筋的方法。5、结语(1) 我国在地基处理的方法、复合地基的加固体多功能化、复合地基的加固体多元化、 高强度方面取得很大进展，体现了我国地基处理技术发展的特色。(2) 我国发展了多种地基处理技术的复合应用，主要体现在：由单一加固技术向复合 加固技术发展；由复合地基的加固体由单一材料向复合加固体发展；复合地基加固技术与非 复合地基加固技术的结合;静力加固与动力加固技术的结合;机械加固与非机械加固的结合。 这些加固技术的机理、设计方法、检测方法仍需进一步研究，以尽快实现设计方法规范化、 检测与监测标准化。(3) 复合地基加

20、固体的类型丰富多样，其发展呈现如下特点：同一加固体由不同材料、 不同工艺完成，形成具有多功能的加固体；同一场地采用不同的加固体形成多元复合地基 刚性桩(素混凝土桩、钢筋混凝土桩)被越来越多地应用于地基处理。同样，这些加固体的工 作机理、设计方法、检测方法仍需进一步研究并尽快实现设计方法规范化、检测与监测标准 化。参考文献1 陈一平，远方等地基处理新技术与工程实践M.北京:科学出版社,2010.2 陈一平，远方等新编地基处理新技术与工程实践M.北京:科学出版社,2010.3 梁于军.论软土地基处理的方法J.现代商贸工业.2010(12)4 张营营，温国利.强夯法在地基处理中的应用J.黄河水利职业技术学院学报.2010(01)5 甄靖宇.浅析用换填法进行地基处理J.内蒙古科技与经济.2009(20)6 康旭元.地基处理技术的发展与现状J.山西建筑.2005(01)