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地基处理的各种方法的原理与适用条件汇总1.换填法换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料以及土工合成材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。
当地基软弱土层较薄，而且上部荷载不大时，也可直接以人工或机械方法(填料或不填料)进行表层压、夯、振动等密实处理，同样可取得换填加固地基的效果。
经过换填法处理的人工地基或垫层，可以把上部荷载扩散传至下面的下卧层，以满足上部建筑所需的地基承载力和减少沉降量的要求。
当垫层下面有较软土层时，也可以加速软弱土层的排水固结和强度的提高。
适用条件：换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质士、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的软填土等地基处理以及暗塘、暗洪、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。
换填法还适用于一些地域性特殊土的处理:用于膨胀土地基可消除地基上的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶与土洞等.用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
2.排水固结法按照使用目的，排水固结法可以解决以下两个问题。
（1）沉降问题。
使地基的沉降在加载预压期间大部或基本完成，使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。
（2）稳定问题。
加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。
排水固结法原理：饱和软粘土地基在荷载的作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙体积慢慢地减小，地基发生固结变形，同时，随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐增长。
在荷载作用下，土层的固结过程就是超静孔隙水压力(简称孔隙水压力)消散和有效应力增加的过程。
如地基内某点的总应力增量为：△σ，有效应力增量为△σ′，孔隙水压力增量为△u ，则二者满足以下关系:△σ′= △σ-△u适用条件：海相、湖相以及河相沉积的软弱粘性土层，这种土层含水量大、压缩性高、强度低、透水性差且不少情况埋藏深厚在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，而且沉降的延续时间很长，有可能影响建筑物的正常使用。
灰土挤密桩灰土挤密桩加固按正三角形布置，桩径0.4m，桩间距1.3m，加固深度不超过12m。
加固范围为路堤地段超出两侧坡脚排水沟外边缘0.5m，加固深度应穿透湿陷性黄土层到达非湿陷性黄土层以下1.0m，桩顶铺设厚0.5m的三七灰土垫层，灰土垫层其压实系数不小于0.95，三七灰土垫层内夹铺1-2层高强土工格栅。
(1)成孔工艺：采用振动沉管打桩机将与桩孔同直径钢管振入土中使土向孔的周围挤密，然后缓慢拔管成孔。
桩管顶设桩帽，下端作成60°角度锥形活动桩尖，以利空气流动，减少拔管时的阻力，避免坍孔。
成孔后及时拔出桩管，不应在土中搁置时间过长。
成孔顺序按里程一排排推进，同一里程由中间向两边推进，同排内间隔1孔进行，以免因挤压造成相邻孔缩孔。
(2)水泥土拌制与运输：土料和水泥的选用应符合设计要求。
水泥土配合比按设计要求宜先采用厂拌，采用小车运输。
根据室内土工试验严格控制水泥土含水量，若含水量大采用分摊晾干，若含水量小采用洒水润湿。
水泥土拌制根据回填要求随拌随用，被雨水淋湿、浸泡的水泥土严禁使用按作废处理。
下雨期间不进行水泥土拌制。
(3)水泥土回填夯实：桩孔分层夯实，每次回填厚度为250～400mm，采用提升式夯实机夯实。
配置直径0.35m，重量45kg的铸钢夯锤，落锤高度不小于2m，每层夯实不小于10锤（具体参数由试验确定）。
施工时，逐层以量斗定量向孔内下料，逐层夯实。
(4)施工步骤：①桩机进行入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。
施工前在桩架或钢管上标出控制深度标记，以便施工中进行钢管深度观测。
②桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。
③起动马达沉管沉到预定标高。
④控制拔管速率，拔管过程中不允许反插。
⑤分层填料、夯实直至桩顶标高。
灰土挤密桩加固路堤地基示意见图1。
图1灰土挤密桩加固路堤地基示意图。
1．我国《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)中规定，软弱地基是由高压缩性土层构成的地基，其中不包括哪类地基土？红粘土2．在选择地基处理方案时，应主要考虑上部结构、基础和地基的共同作用。
3．软粘土的工程性质较差，一般情况下，软粘土不具备以下哪个工程性质？高压缩模量1．地基处理所面临的问题有:强度及稳定性问题,压缩及不均匀沉降问题,渗漏问题,液化问题,特殊土的特殊问题2．我国的《建筑地基基础设计规范》中规定：软弱地基就是指压缩层主要由:淤泥,淤泥质土,冲填土,杂填土,其他高压缩性土层.构成的地基。
3．地基处理的目的有:提高地基承载力, 减少地基变形, 防止地基液化、震陷、侧向位移.4．对于饱和软粘土适用的处理方法有：降水预压法, 堆载预压法,搅拌桩法5．对于松砂地基适用的处理方法有：强夯法, 挤密碎石桩法, 碾压法, 振冲碎石桩法6．对于液化地基适用的处理方法有：强夯法, 挤密碎石桩, 振冲法7．以下哪些方法属于地基处理方法? 水泥搅拌桩法,砂桩法,CFG桩法8．以下土层哪些属于软土地基?泥炭, 淤泥质土, 冲填土9．在选择确定地基处理方案以前应综合考虑因素:气象条件因素, 地质条件因素, 结构物因素10．地基处理的对象是不良地基或软土地基，这些地基的主要问题是:承载力及稳定性的问题, 动荷载下的地基液化、失稳和震陷的问题, 沉降变形问题, 渗透破坏的问题1．试述地基处理的类型。
换土垫层法、振密挤密法等等2．选用地基处理方法时应遵循什么原则？p10第6行3．对较深厚的松散砂土地基有哪几种方法进行处理较经济?砂桩、表层压实法、振冲挤密法4．对较深厚的软弱饱和粘性土地基有哪几种方法进行处理较经济?电渗排水法、砂井法5．一海港扩建码头，地基为海积淤泥，厚达40m。
规划在一年后修建公路、办公楼与仓库，需大面积进行地基加固，试选择具体地基处理方案。
水泥土搅拌法1．在复合地基载荷试验中，当压力—沉降曲线平缓光滑时，砂石桩，粘土地基可按相对变形s／d(s／b)＝o．015确定承载力特征值。
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。
适用于处理地下水位以上，深度5～15m的湿陷性黄土或人工填土地基。
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。
地下水位以下或含水量超过25％的土，不宜采用。
土桩和灰土桩的施工方法是利用打入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔、通过挤压作用，使地基上得到加密，然后在孔内分层填人素土（或灰土、粉煤灰加石灰）后夯实而成土桩或灰土桩。
回填土料一般采用过筛（筛孔不大于20mm）的粉质黏土，并不得含有有机质物质；粉煤灰采用含水量为30％～50％湿粉煤灰；石灰用块灰消解3～4d形成的粗粒粒径不大于5mm的熟石灰。
灰土（体积比例2：8或3：7）或二灰土应拌和均匀至颜色一致后及时回填夯实。
土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成，土桩面积约占地基面积的10％～23％。
土桩桩体和桩间土均为被机械均匀挤密的同类土料，因此，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。
在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，因此只占地基面积约20％的灰土桩可以承担总荷载的l/2.而占地基总面积80％的桩间上仅承担其余1/2.这样就大大降低了基础底面以下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。
同时，由于灰土桩对桩间土能起到侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩问土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。
除了上述土桩和灰土桩外，还有单独采用石灰加固软弱地基的石灰桩。
石灰桩的成孔也是采用钢套管法成孔，然后在孔内灌入新鲜生石灰块，或在石灰块中掺人适量的水硬性掺和料粉煤灰和火山灰，一般的经验配合比为8：2或7：3.在拔管的同时进行振捣或捣密。
利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，生石灰的吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使桩周土体的含水量降低，孔隙比减小，使土体挤密和桩柱体硬化。
第七章灰土挤密桩法和土挤密桩法7.1概述
灰土挤密桩法和土挤密桩法是利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔，通过“挤”压作用，使地基土得到加“密”，然后在孔中分层填入素土(或灰土)后夯实而成土桩(或灰土桩)。
它们属于柔性桩，与桩间土共同组成复合地基。
灰土挤密桩法和土挤密桩法与其它地基处理方法比较，有如下主要特征：
1) 土桩和灰土挤密桩法是横向挤密，但可同样达到所要求加密处理后的最大干密度的指标；
2)与土垫层相比，无需开挖回填，因而节约了开挖和回填土方的工作量。
比换填法缩短工期约一半；
3)由于不受开挖和回填的限制，一般处理深度可达12～15m；
4)由于填入桩孔的材料均属就地取材，因而比其它处理湿陷性黄土和人工填土的方法造价为低，取得很好的效益。
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、素填土和杂填土等地基，可处理地基的深度为5～15m。
当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法。
当以提高地基土的承载力或增强其水稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法。
当地基土的含水量大于24％、饱和度大于65％时，不宜选用灰土挤密桩法或土挤密桩法。
【例题7-1】下列哪些地基土适合采用灰土挤密桩法处理?
(A)地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土
(B)湿陷性黄土、素填土和杂填土
(C)以消除地基土的湿陷性为主要目的的地下水位以上的湿陷性黄土
(D)以提高地基土的承载力或增强其水稳性为主要目的的地下水位以上的湿陷性黄土
(E)地基土的含水量小于24％的湿陷性黄土
【正确答案】A D E
【解】根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)第14.1.1条，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、素填土和杂填土等地基，可处理地基的深度为5～15m。
当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法。
当以提高地基土的承载力或增强其水稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法。
当地基土的含水量大于24％、饱和度大于65％时，不宜选用灰土挤密桩法或土挤密桩法。
【例题7-2】下列哪些地基土适合采用土挤密桩法处理?
(A)地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土
(B)湿陷性黄土、素填土和杂填土
(C)以消除地基土的湿陷性为主要目的的地下水位以上的湿陷性黄土
(D)以提高地基土的承载力或增强其水稳性为主要目的的地下水位以上的湿陷性黄土
(E)地基土的含水量小于24％的湿陷性黄土
【正确答案】A C E
【解】根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)第14.1.1条，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、素填土和杂填土等地基，可处理地基的深度为5～15m。
当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法。
当以提高地基土的承载力或增强其水稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法。
当地基土的含水量大于24％、饱和度大于65％时，不宜选用灰土挤密桩法或土挤密桩法。
7.2 加固机理
(1)土的侧向挤密作用土(或灰土)桩挤压成孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高。
其挤密影响半径通常为1.5～2.0d(d为桩径直径)。
相邻桩孔间挤密效果试验表明，在相邻桩孔挤密区交界处挤密效果相互叠加，桩间土中心部位的密实度增大，且桩间土的密度变得均匀，桩距越近，叠加效果越显著。
合理的相邻桩孔中心距约为2～3倍桩孔直径。
土的天然含水量和干密度对挤密效果影响较大，当含水量接近最优含水量时，土呈塑性状态，挤密效果最佳。
当含水量偏低，土呈坚硬状态时，有效挤密区变小。
当含水量过高时，由于挤压引起超孔隙水压力，土体难以挤密，且孔壁附近土的强度因受扰动而降低，拔管时容易出现缩颈等情况。
土的天然干密度越大，则有效挤密范围越大；反之，则有效挤密区较小，挤密效果较差。
土质均匀则有效挤密范围大，土质不均匀，则有效挤密范围小。
土体的天然孔隙比对挤密效果有较大影响，当e
.~
.时，挤密效果好，当e<08
.
2
=
9
1
时，一般情况下土的湿陷性已消除，没有必要采用挤密地基，故应持慎重态度。
(2)灰土性质作用
灰土桩是用石灰和土按一定体积比例(2:8或3:7)拌和，并在桩孔内夯实加密后形成的桩，这种材料在化学性能上具有气硬性和水硬性，由于石灰内带正电荷钙离子与带负电荷粘土颗粒相互吸附，形成胶体凝聚，并随灰土龄期增长，土体固化作用提高，使土体逐渐增加强度。
在力学性能上，它可达到挤密地基效果，提高地基承载力，消除湿陷性，沉降
均匀和沉降量减小。
(3)桩体作用在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量
＝29～36MPa，相当于夯实素土的2～10倍)，荷载向桩上产生应力(灰土的变形模量为E
集中, 从而降低了基础底面以下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。
此外，由于灰土桩对桩间土能起侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。
土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成，土桩桩体和桩间土均为被机械挤密的重塑土，两者均属同类土料。
因此，两者的物理力学指标无明显差异。
因而，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。
【例题7-3】灰土挤密桩法的加固机理有：
(A)挤密作用(B)灰土性质作用(C)置换作用
(D)排水固结(E)减载作用(F)桩体作用
【正确答案】A B C F
【解】灰土挤密桩法的加固机理有以下几点：
1.成桩挤密作用灰土挤密桩挤压成孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高。
2.灰土性质作用灰土桩是用石灰和土按一定体积比例(2:8或3:7)拌和，并在桩孔内夯实加密后形成的桩，这种材料在化学性能上具有气硬性和水硬性，由于石灰内带正电荷钙离子与带负电荷粘土颗粒相互吸附，形成胶体凝聚，并随灰土龄期增长，土体固化作用提高，使土体逐渐增加强度。
3.桩体作用在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量荷载向桩上产生应力集中, 形成复合地基，起到桩体作用和置换作用。
【例题7-4】土挤密桩法的加固机理有：
(A)挤密作用(B)灰土性质作用(C)置换作用
(D)排水固结(E)垫层作用(F)桩体作用
【正确答案】A E
【解】土挤密桩法的加固机理有以下几点：
1.成桩挤密作用土挤密桩挤压成孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高。
2.垫层作用土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成，土桩桩体和桩间
2)向孔内填料前，孔底应夯实，并应抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度；
3)桩孔的垂直度偏差不宜大于1.5％；
4)桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5％；
5)经检验合格后，应按设计要求，向孔内分层填人筛好的素土、灰土或其他填料，并应分层夯实至设计标高。
桩孔填料夯实机目前有两种：一种是偏心轮夹杆式夯实机；另一种是采用电动卷扬机提升式夯实机。
前者可上、下自动夯实，后者需用人工操作。
夯锤形状一般采用下端呈抛物线锤体形的梨形锤或长锤形。
二者重量均不小于0.1t。
夯锤直径应小于桩孔直径100mm左右，使夯锤自由下落时将填料夯实。
填料时每一锹料夯击一次或二次，夯锤落距一般在600～700mm，每分钟夯击25～30次，长6m桩可在15～20min 内夯击完成。
(2)施工中可能出现的问题和处理方法
1) 夯打时桩孔内有渗水、涌水、积水现象可将孔内水排出地表，或将水下部分改为混凝土桩或碎石桩，水上部分仍为土(或灰土)桩。
2) 沉管成孔过程中遇障碍物时可采取以下措施处理：
①用洛阳铲探查并挖除障碍物，也可在其上面或四周适当增加桩数，以弥补局部处理深度的不足，或从结构上采取适当措施进行弥补；
②对未填实的墓穴、坑洞、地道等面积不大，挖除不便时，可将桩打穿通过，并在此范围内增加桩数，或从结构上采取适当措施进行弥补。
3) 夯打时造成缩径、堵塞、挤密成孔困难、孔壁坍塌等情况，可采取以下措施处理：
①当含水量过大缩径比较严重时，可向孔内填干砂、生石灰块、碎砖碴、干水泥、粉煤灰；如含水量过小，可预先浸水，使之达到或接近最优含水量；
②遵守成孔顺序，由外向里间隔进行(硬土由里向外)；
③施工中宜打一孔，填一孔，或隔几个桩位跳打夯实；
④合理控制桩的有效挤密范围。
【例题7-8】某场地湿陷性黄土厚度为8m，需加固面积为200m2，平均干密度ρt/m3，平均含水量为10%，该地基土的最优含水量为18%。
现决定采用挤密灰土=
15
.1
d
桩处理地基。
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)的要求，需在施工前对该场地进行增湿，增湿土的加水量最接近下列哪个值?（损耗系数k取1.10）
(A)162m3(B) 1619m3(C) 16192m3(D)161920m3
【正确答案】C
【例题7-10】夯实质量的检验方法有哪些?
(A)轻便触探检验法(B)环刀取样检验法(C)载荷试验法
【正确答案】A B C
【解】夯实质量的检验方法可采用轻便触探检验法、环刀取样检验法和载荷试验法。
上述前两项检验法，其中对灰土桩应在桩孔夯实后48h内进行，否则将由于灰土的胶凝强度的影响而无法进行检验。
