2019巖土工程師基礎(chǔ)考試知識(shí)點(diǎn)13

地基處理方法

4.1.1地基處理的目的

軟土地基處理的目的是利用換填、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對(duì)地基土進(jìn)行加固，用以改良地基土的工程特性，主要包括：

1)提高地基的抗剪切強(qiáng)度

2)降低地基的壓縮性

3)改善地基的透水特性一種增加地基土的透水性加快固結(jié)，另一種是降低透水性或減少其水壓力(基坑抗?jié)B透)。

4.1.2地基處理方法分類及應(yīng)用范圍

軟土地基處理的基本方法主要有置換、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋、和熱學(xué)等方法。

常用地基處理方法的原理、作用及適用范圍如下。

1.換土墊層法

(1)墊層法其基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實(shí)土，按回填的材料可分為砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級(jí)干渣、混合干渣和原狀干渣;粉煤灰分為濕排灰和調(diào)濕灰。換土墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量;常用機(jī)械碾壓、平板振動(dòng)和重錘夯實(shí)進(jìn)行施工。

該法常用于基坑面積寬大和開(kāi)挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層(淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、浜填土以及已完成自重固結(jié)的沖填土等)與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為2～3m。適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。

(2)強(qiáng)夯擠淤法采用邊強(qiáng)夯、邊填碎石、邊擠淤的方法，在地基中形成碎石墩體。可提高地基承載力和減小變形。

適用于厚度較小的淤泥和淤泥質(zhì)土地基，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)才能確定其適應(yīng)性。

2.振密、擠密法

振密、擠密法的原理是采用一定的手段，通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，達(dá)到地基處理的目的。軟土地基中常用強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法利用強(qiáng)大的夯擊能，迫使深層土液化和動(dòng)力固結(jié)，使土體密實(shí)，用以提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性。

3.排水固結(jié)法其基本原理是軟土地基在附加荷載的作用下，逐漸排出孔隙水，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。在這個(gè)過(guò)程中，隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸消散，土的有效應(yīng)力增加，地基抗剪強(qiáng)度相應(yīng)增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。

排水固結(jié)法主要由排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)組成。排水可以利用天然土層本身的透水性，尤其是上海地區(qū)多夾砂薄層的特點(diǎn)，也可設(shè)置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類的豎向排水體。加壓主要是地面堆載法、真空預(yù)壓法和井點(diǎn)降水法。為加固軟弱的粘土，在一定條件下，采用電滲排水井點(diǎn)也是合理而有效的。

(1)堆載預(yù)壓法在建造建筑物以前，通過(guò)臨時(shí)堆填土石等方法對(duì)地基加載預(yù)壓，達(dá)到預(yù)先完成部分或大部分地基沉降，并通過(guò)地基土固結(jié)提高地基承載力，然后撤除荷載，再建造建筑物。

臨時(shí)的預(yù)壓堆載一般等于建筑物的荷載，但為了減少由于次固結(jié)而產(chǎn)生的沉降，預(yù)壓荷載也可大于建筑物荷載，稱為超載預(yù)壓。

為了加速堆載預(yù)壓地基固結(jié)速度，?？膳c砂井法或塑料排水帶法等同時(shí)應(yīng)用。如粘土層較薄，透水性較好，也可單獨(dú)采用堆載預(yù)壓法。

適用于軟粘土地基。

(2)砂井法(包括袋裝砂井、塑料排水帶等)在軟粘土地基中，設(shè)置一系列砂井，在砂井之上鋪設(shè)砂墊層或砂溝，人為地增加土層固結(jié)排水通道，縮短排水距離，從而加速固結(jié)，并加速?gòu)?qiáng)度增長(zhǎng)。砂井法通常輔以堆載預(yù)壓，稱為砂井堆載預(yù)壓法。

適用于透水性低的軟弱粘性土，但對(duì)于泥炭土等有機(jī)質(zhì)沉積物不適用。

(3)真空預(yù)壓法在粘土層上鋪設(shè)砂墊層，然后用薄膜密封砂墊層，用真空泵對(duì)砂墊層及砂井抽氣，使地下水位降低，同時(shí)在大氣壓力作用下加速地基固結(jié)。

適用于能在加固區(qū)形成(包括采取措施后形成)穩(wěn)定負(fù)壓邊界條件的軟土地基。

(4)真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法當(dāng)真空預(yù)壓達(dá)不到要求的預(yù)壓荷載時(shí)，可與堆載預(yù)壓聯(lián)合使用，其堆載預(yù)壓荷載和真空預(yù)壓荷載可疊加計(jì)算。

適用于軟粘土地基。

(5)降低地下水位法通過(guò)降低地下水位使土體中的孔隙水壓力減小，從而增大有效應(yīng)力，促進(jìn)地基固結(jié)。

適用于地下水位接近地面而開(kāi)挖深度不大的工程，特別適用于飽和粉、細(xì)砂地基。

(6)電滲排水法在土中插入金屬電極并通以直流電，由于直流電場(chǎng)作用，土中的水從陽(yáng)極流向陰極，然后將水從陰極排除，而不讓水在陽(yáng)極附近補(bǔ)充，借助電滲作用可逐漸排除土中水。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來(lái)提高地基承載力或邊坡的穩(wěn)定性。

適用于飽和軟粘土地基。

4.置換法其原理是以砂、碎石等材料置換軟土，與未加固部分形成復(fù)合地基，達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的。

(1)振沖置換法(或稱碎石樁法)碎石樁法是利用一種單向或雙向振動(dòng)的沖頭，邊噴高壓水流邊下沉成孔，然后邊填入碎石邊振實(shí)，形成碎石樁。樁體和原來(lái)的粘性土構(gòu)成復(fù)合地基，以提高地基承載力和減小沉降。　　適用于地基土的不排水抗剪強(qiáng)度大于20kPa的淤泥、淤泥質(zhì)土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。對(duì)不排水抗剪強(qiáng)度小于20kPa的軟土地基，采用碎石樁時(shí)須慎重。

(2)石灰樁法在軟弱地基中用機(jī)械成孔，填入作為固化劑的生石灰并壓實(shí)形成樁體，利用生石灰的吸水、膨脹、放熱作用以及土與石灰的物理化學(xué)作用，改善樁體周圍土體的物理力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)樁與土形成復(fù)合地基，達(dá)到地基加固的目的。

適用于軟弱粘性土地基。

(3)強(qiáng)夯置換法對(duì)厚度小于6m的軟弱土層，邊夯邊填碎石，形成深度3～6m、直徑為2m左右的碎石拄體，與周圍土體形成復(fù)合地基。

適用于軟粘土。

(4)水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)是在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或其它成樁機(jī)具制成的具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。樁和樁間土通過(guò)褥墊層形成復(fù)合地基。

適用于填土、飽和及非飽和粘性土、砂土、粉土等地基。

(6)EPS超輕質(zhì)料填土法發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)的重度只有土的1/50～1/100，并具有較好的強(qiáng)度和壓縮性能，用于填土料可有效減少作用在地基上的荷載，需要時(shí)也可置換部分地基土，以達(dá)到更好的效果。