高职高专道路桥梁工程技术专业“十二五”规划教材

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1 高职高专道路桥梁工程技术专业“十二五”规划教材
土质学与体力学 主编：盛海洋

2 软弱土地基的护理 【学习目标】 1.叙述软弱地基的种类及和工程特性 2.知道软弱地基的工程危害及处理方法
【学习目标】 1.叙述软弱地基的种类及和工程特性 2.知道软弱地基的工程危害及处理方法 3.初步掌握软弱地基的处理方法的基本原理、适用条件， 4.熟悉各种软弱地基处理设计方案和施工要点； 5.能依据工程条件、地基条件、地基处理方法的适用范围及选用原则，初步选择地基处理方案。

3 软弱土地基的护理 任务12 软弱土地基的处理 12.1软弱地基概述
任务12 软弱土地基的处理 学习重点：软弱土地基的的特征及工程危害；软弱地基的处理方法；分析软弱土地基的力学指标；选择合适的处理方法。 12.1软弱地基概述 软弱土地基就是指压缩层主要由淤泥及淤泥质土、吹填土、杂填土或其他高压缩性土层组成的地基。 软土是含水量及饱和度高、孔隙比大、透水性低且灵敏性高的粘性土和粉土，包括淤泥、淤泥质土、有机沉淀物（泥炭土和沼泽土）和其他高压缩性的粘性土和粉土等。

4 软弱土地基的护理 12.1.1软弱土的成因 软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软弱淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。 在《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017）、《铁路工程设计技术手册》、中国建筑工业出版社《工程地质手册》、《公路工程名词术语》、《岩土工程勘测规范》中都有大同小异的定义，以《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017）的定义简单明了，工程设计人员可以以此作为软基的定义：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。 具体说软土是一种天然含水量大（接近或大于液限）、压缩性高（a1-2=5kPa-1）、天然孔隙比大于等于1.0、抗剪强度低（快剪的内摩檫角φ<5o、凝聚力c<20kPa）的细粒土。

5 软弱土地基的护理 12.1.2软土的鉴别 工程上可参照《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017）中所提到的三个指标进行软土判别。如满足表12-1中的特征指标即可判别为软土。

6 软弱土地基的护理 12.1.3软土的分布及分类 我国的软土主要分布于渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲以及浙、闽沿海地区等地，以海相或湖相沉积为主，它们是在咸水或淡水中沉积形成、含有有机质和矿物质的细粒土，厚度数米至数十米不等，但在同一地区厚度的变化不大。包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等 软土按沉积环境及成因分为： （1）滨海沉积——滨海相、泻湖相、弱谷相及三角洲相； （2）湖泊沉积——湖相、三角洲相； （3）河滩沉积——河漫滩相、牛轭湖相； （4）沼泽沉积—沼泽相。

7 软弱土地基的护理 以滨海相沉积为主的软土层，如湛江、香港、厦门、舟山、宁波、连云港、塘沽、大连湾等；泻湖相沉积的软土以温州、宁波为代表；弱谷相软土在福州、泉州一带；三角洲相软土如上海地区、珠江下游的广州地区；河漫滩相沉积软土在长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区；内陆软土主要为湖相沉积，如洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周以及昆明的滇池地区等。 淤泥和淤泥质土广泛分布在我国的上海、天津、宁波、温州、连云港、福州、厦门、广州等东南沿海地区及武汉和昆明等内陆地区，在施工时，地基的变形和稳定是工程主要解决的问题。如不作处理，软土地基将不能承受荷载较大的建筑物。

8 软弱土地基的护理 12.1.4软弱土的种类及工程特性 软弱土是指由淤泥及淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土。 （1）淤泥及淤泥质土
指的是在静水和缓慢的流水环境中沉积并含有机质的细粒土。经物理化学和生物化学作用形成的；其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.5。当天然孔隙比小于1.5而大于1.0时，称淤泥质土。工程中统称为软土。其工程特性如下： 1）含水率交高，孔隙比较大。 软土的颜色多呈灰色或黑灰色，具有腐烂植物的气味，含水率高、孔隙比大于1，天然含水率大于液限，由此，软土地基具有变形特别大、强度低的特点。 2）压缩性较高 软土孔隙比大，具有高压缩性的特点。软土的压缩系数α1-2一般压缩系数为0.5~2.0Mpa﹣1，最大可达4~5 Mpa﹣1，且其压缩性随液限的增大而增加。

9 软弱土地基的护理 3）强度低。 软土的抗剪强度很低,在不排水剪切时,软土的内摩擦角接近于零, 粘聚力C一般小于30Kpa。抗剪强度主要由粘聚力决定. 4）透水性低 软土渗透系数小，透水性低，在自重作用下完全固结所需时间长。 5）流动性 软土具有明显流变性，当荷载作用时，在不排水条件下，软土收剪应力作用将产生缓慢的剪切变形，可能导致抗剪强可逐渐衰减。在排水条件下，当土中孔隙水压力完全消散后，基础可能继续下沉。 此外还具有明显的结构性。软土一般为絮状结构，尤以海相粘土更为明显，这种土一旦受到扰动，土的强度将显着降低，我国沿海软土的灵敏度一般为4~10，属于高灵敏度的土。

10 软弱土地基的护理 综上所述，软土具有软松、孔隙比大、天然含水量高、压缩性高、强度低、渗透性小和结构性灵敏的特点，在其上修筑道路、特别是高等级道路，如不进行处理，势必会引起过大的沉降或不均匀沉降，严重者会引起地基失稳破坏，因此，软基处理是道路工作者必然要面临的问题 （2）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工程特性： 　 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；

11 软弱土地基的护理 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，表面自然蒸发后常呈龟裂状，含水量明显降低；
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，表面自然蒸发后常呈龟裂状，含水量明显降低；　 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达到正常固结状态。其工程性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件等。 　　冲填土是人工填土之一。它是在疏浚江河航道或从河底取土时用泥浆泵将已装在泥驳船上的泥砂，直接或再用定量的水加以混合合成一定浓度的泥浆，通过输泥管送到四周筑有围堤并设有排水挡板的填土区内，经沉淀排水后而成。 （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。

12 软弱土地基的护理 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、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）其他高压缩性土 饱和松散的细砂，（包括部分粉土）也属于软弱地基范畴。在动力荷载重复作用下，基坑开挖时会产生管漏。液化的原因是由于砂土受到振动后趋于密实，导致土体中孔隙水压力骤然上升，相应土粒间的有效应力减小，从而降低了土的抗剪强度。

13 软弱土地基的护理 12.2软弱地基处理方法 12.2.1地基处理的目的和意义
地基处理的目的是为了改善剪切的特性，提高软弱地基和不良地基的强度，保证地基的稳定；改善地基的压缩特性，减少基础的沉降和不均匀沉降。当天然地基不能满足建筑物对地基的要求时，需要对天然地基进行处理，形成人工地基，以满足建筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用。具体体现为： 1.提高地基土的抗剪强度，即提高地基承载力； 2.改善地基土的压缩特性，增加其密实度，减小基础的沉降和不均匀沉降； 3.改善其透水性，消除其它不利因素的影响，达到满足建筑物对地基强度与变形要求的目的。

14 软弱土地基的护理 12.2.2软弱土的常用处理方法 根据地基处理方法的原理，目前常用的软弱地基处理方法有很多，其中主要的有:换土垫层法、排水固结法、振冲法与挤密法、碾压法与夯实法、胶结法和加筋法等。由于各种地基处理方法具有不同的使用范围和优点，具体使用时应结合场地的工程地质条件、地基处理的要求和施工条件，经综合分析比较，选择经济合理的处理方法。同时，还需要注意环护，避免对地面及地下水体产生污染以及振动噪声对周围环境产生不良影响等。 12.3.1换土垫层法

15 软弱土地基的护理 所谓换土法是指将路基范围内的软土清除，用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。在公路施工中，一般采用的是开挖换填天然砂砾,即在一定范围内,把影响路基稳定性的淤泥软土用挖掘机挖除,用天然砂砾进行换置,开挖换填深度在2m以内,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。在换填过程中，对于换填的天然沙砾中石头的粒径、含量和级配也应充分考虑，最好做试验检测，避免无法压实而引起沉降。 　　浅层处理和深层处理很难明确划分界限，一般可认为地基浅层处理的范围大致在地面以下5m深度以内。浅层人工地基的采用不仅取决于建筑物荷载量值的大小，而且在更大程度上与地基土的物理力学性质有关。地基浅层处理与深层处理相比，一般使用比较简便的工艺技术和施工设备，耗费较少量的材料。

16 软弱土地基的护理 （1)原理及适用范围 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、煤渣、矿渣等材料分层充填，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。 此法适用于淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘、暗沟等的浅层地基处理。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土的胀缩作用，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，软硬不匀以及岩溶等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。 常用的垫层有：砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层等。

17 软弱土地基的护理 换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。其作用主要体现在以下几个方面：
1）提高浅层地基承载能力。以抗剪强度较高的砂或其他填筑材料置换基础下软弱的土层，提高浅层地基承载力，避免地基破坏。 2）减少地基沉降量。一般浅层地基的沉降量占总沉降量比例较大。如以密实砂或其他填筑材料代替上层软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。由于砂层或其他垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧层的压力较小。这样也会相应减少下卧层土的沉降量。 3）加速软弱土层的排水固结。砂垫层和砂石垫层等垫层材料透水性强，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结，提高其强度。

18 软弱土地基的护理 4）防止冻胀。粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细现象。因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。
在各类工程中，垫层所起的主要作用有时也是不相同的，如房屋建筑物基础下的垫层主要起换土的作用；而在路堤及土坝等工程中，砂垫层往往以排水固结为主要作用。 （2）垫层的设计要点 垫层的设计主要是确定以下四个参数：垫层的厚度、垫层的宽度、承载力和沉降。 垫层设计的主要内容是确定断面的合理厚度和宽度。对于垫层，既要求有足够的厚度来置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。对于排水垫层来说，除要求有一定的厚度和密度满足上述要求外，还要求形成一个排水面，促进软弱土层的固结，提高其强度，以满足上部荷载的要求。

19 软弱土地基的护理 1）垫层厚度的确定。一般根据垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于软弱下卧层土的承载力的特征值确定。如图12-1所示。

20 软弱土地基的护理 具体计算时，一般是先初步拟定的一垫层厚度，再用下式验算，直到满足要求为止。 垫层厚度一般不宜大于3m，也不宜小于0.5m。
太厚施工较困难，太薄则换土垫层的作用不显著。所垫层厚度的确定，除应满足计算要求外，还应根据当地的经验综合考虑。 垫层底面处的附加应力可按下式计算，（可按前面介绍的地基承载力确定方法来确定软弱下卧层土的承载力的特征值。）即：

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23 软弱土地基的护理 换土垫层厚度一般为1～2米左右，超过3米，导致施工困难且不经济，小于0.5米，则垫层作用不显著。垫层厚度宜控制在0.5～3.0m。 2）垫层宽度的确定。垫层宽度b需满足两方面要求：一是满足应力扩散的要求；二是防止垫层向两边挤.通常可按当地经验确定或按下式计算： 式中：b -垫层底面宽度(m); h基础底面下垫层的厚度（m）； 0 -垫层的压力扩散角，可按表12-2采用；当<h/b﹤0.25时，按表中<h/b =0.25取值。 当垫层厚度与宽度确定以后，根据基坑开挖边坡延伸至地面，即可得到所需设计断面。但垫层顶面每边宜比基础底边b大0.3 m。

24 软弱土地基的护理 （3）垫层的施工 换土垫层的施工可按换填材料(如砂石垫层、素土势层、灰土垫层、粉煤灰垫层和矿渣垫层等)分类，或按压(夯、振)实方法分类。 1）材料要求 　　在垫层的施工中，填料质量的好坏、是直接影响垫层施工质量的关键因素。对于砂、石料和矿渣等垫层主要检验其粒径级配以及含泥量，对于土、石灰填料主要检查其含水量是否接近最优含水量，石灰的质量等级以及活性CaO十MgO的含量、存放时间等。各种填料的一般质量要求见下表。

25 软弱土地基的护理 2）施工参数、机具及方法选择
　　砂石垫层选用的砂石料应进行室内击实试验，根据 曲线确定最大干密度 和最优含水量 ，然后根据设计要求的压实系数 确定设计要求的 ，以此作为检验砂石垫层质量控制的技术指标。在无击实试验数据时，砂石垫层的中密状态可作为设计要求的干密度：中砂1.6 ，粗砂1.7 ，碎石、卵石2.0～2.1 即可。 　　砂和砂石垫层采用的施工机具和方法对垫层的施工质量至关重要。下卧层是高灵敏度的软土时，在铺设第一层时要注意不能采用振动能量大的机具扰动下卧层，除此之外，一般情况下，砂及砂石垫层首先用振动法。因为，振动法更能有效地使砂和砂石密实。我国目前常采用的方法有振动压实法(包括平振和插振)、夯实法、碾压法等。常采用的机具有：振捣器、振动压实机、平板振动器、蛙式打夯机、压路机等。

26 软弱土地基的护理 3）垫层的施工要点 ①砂垫层施工中的关键是将砂加密到设计要求的密实度。加密的方法常用的有振动法(包括平振、插振、夯实)、碾压法等。这些方法要求在基坑内分层铺砂，然后逐层振密或压实，分层的厚度视振动力的大小而定，—般为15～20cm。施工时，应将下层的密实度经检验合格后，方可进行上层施工。 ② 砂及砂石料可根据施工方法的不同控制最优含水量。最优含水量由工地试验确定。 ③ 铺筑前，应先行验槽。浮土应清除，边坡必须稳定，防止塌土。基坑(槽)两侧附近如有低于地基的孔洞、沟、井和墓穴等，应在未做垫层前加以填实。

27 软弱土地基的护理 ④开挖基坑铺设砂垫层时，必须避免扰动软弱土层的表面，否则坑底土的结构在施工时遭到破坏后，其强度就会显著降低，以致在建筑物荷重的作用下，将产生很大的附加沉降。因此，基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久或浸水，并防止践踏坑底。 ⑤砂、砂石垫层底面应铺设在同一标高上，如深度不同时，基坑地基土面应挖成踏步（阶梯）或斜坡搭接，搭接处应注意捣实，施工应按先深后浅的顺序进行。 ⑥人工级配的砂石垫层，应将砂石拌和均匀后，再行铺填捣实。采用细砂作为垫层的填料时，应注意地下水的影响，且不宜使用平振法、插振法。 ⑦地下水位高出基础底面时，应采用排水降水措施，这时要注意边坡的稳定，以防止塌土混入砂石垫层中影响垫层的质量。

28 软弱土地基的护理 排水固结法   所谓排水固结法就是对天然地基，或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。 目前公路软土地基处理要综合考虑经济适用、稳妥可行、施工简便的方法。首选的是排水固结法。不仅在公路方面应用，在铁路、水利、港口等工程领域应用也很广。

29 软弱土地基的护理 （1）加固原理及适用范围 排水固结的原理是地基在荷载作用下，通过布置竖向排水井（砂井或塑料排水袋等），使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，地基土的强度逐渐增长。 排水估固结法又称预压法。它是在建筑物建造之前，先在天然地基中设置砂井等竖向排水体，然后加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度得以逐步提高。 排水固结法通常由排水系统和加压系统两部分组成，如图12-2所示。

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31 软弱土地基的护理 加压系统有堆载预压和真空预压两种；排水系统有普通砂井、袋装砂井和塑料排水带等。根据固结理论，黏性土固结所需时间与排水距离的平方成正比，因此加速土层固结最有效的方法是增加土层的排水途径，缩短排水距离。排水系统就是为此目的而设置的。 排水固结法适用于淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土的地基处理。

32 软弱土地基的护理 ( 2)砂井堆载预压法 所谓砂井堆载预压法,为了加速地基固结,缩短地基固结时间,在软土层中按一定距离打入管井,井中灌入透水性良好的砂,形成排水“砂井”，在堆载预压下，加速地基排水固结的一种处理软土地基的方法。 砂井堆载预压法适用于处理深厚软土和渗透性较差的地基，多用于处理机场跑道、水工结构、道路、码头等工程地基。 1) 堆载预压法处理地基的设计内容 ① 选择塑料排水带或砂井，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度； ② 确定预压区范围。预压荷载大小、荷载分级、加载速率和预压时间； ③ 计算地基土的固结度。强度增长。抗滑稳定性和变形。

33 软弱土地基的护理 2)砂井的设计要求。砂井的构造要求包括砂井的直径、间距、深度、平面布置等。
①砂井的直径和间距。砂井的直径和间距由粘性土层的固结特性和施工期限确定。砂井的直径不宜过大或过小，过大不经济，过小易造成灌砂率不足、缩颈或砂井不连续等质量问题，常用直径为300~400mm。砂井的直径通常为砂井直径的6~9倍，一般不应小于1.5m。 ②砂井深度。砂井深度的选择与土层分布、地基中附加应力的大小、施工期限和条件等因素有关。当软粘土层不厚，底部有透水层时，砂井应尽可能穿透软粘土层；当软粘土层较厚，但间有砂层或砂透镜体时，砂井应尽可能打至砂层或透镜体；当软粘土层很厚，其中又无透水层时，可按地基的稳定性及建筑物变形要求处理的深度来确定。

34 软弱土地基的护理 以地基抗滑稳定性控制的工程，如路堤、土坝、岸坡、堆料场等，砂井长度应通过稳定分析确定，且至少应超过最危险滑动面2m。以沉降控制的工程，如压缩土层厚度不大，砂井贯穿，压缩土层深度，则砂井深度应根据在限定的预压时间内应消除的变形量确定。 ③砂井的布置和范围。砂井常按梅花形和正方形布置。由于梅花形排列较正方形紧凑和有效，故应用较多。砂井的布置范围应稍大于建筑物基础范围，扩大的范围可由基础轮廓线向外增2~4m。 砂垫层。在砂井顶面应铺设排水砂垫层，以连通各个砂井形成通畅的排水面，将水排到场地以外。砂垫层厚度一般为0.3~0.5m，水下施工时，，砂垫层厚度一般为1m左右。为节约砂子，也可采用连同砂井的纵横砂沟代替整片砂垫层，沙沟的高度一般为0.5~1.0m，砂沟宽度取砂井直径的2倍。 砂井和砂垫层的材料。砂井和砂垫层的材料宜采用中粗砂，砂井砂料含泥量应小于3%，砂垫层砂料含泥量应小于5%。砂垫层的干密度应大于15kn/m³。

35 软弱土地基的护理 3)施工要点 ①塑料排水带的性能指标必须符合设计要求。塑料排水带在现场应妥加保护，防止阳光照射、破损或污染，破损或污染的塑料排水带不得在工程中使用。 ② 砂井的灌砂量，应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算，其实际灌砂量不得小于计算值的95%。灌入砂袋中的砂宜用于砂，并应灌制密实。 ③塑料排水带和袋装砂井施工时，宜配置能检测其深度的设备。 ④对堆载预压工程，在加载过程中应进行竖向变形、边桩水平位移及孔隙水压力等项目的监测，且根据监测资料控制加载速率。对竖井地基，最大竖向变形量每天不应超过15mm，对天然地基，最大竖向变形量每天不应超过10MM；边桩水平位移每天不应超过5mm，并且应根据上述观察资料综合分析、判断地基的稳定性。

36 软弱土地基的护理 ⑤塑料排水带施工所用套管应保证插入地基中的带子不扭曲。塑料排水带需接长时，应采用滤膜内芯带平搭接的连接方法，搭接长度宜大于200mm。袋装砂井施工所用套管内径宜略大于砂井直径。 塑料排水带和袋装砂井施工时，平面井距偏差不应大于井径，垂直度偏差不应大于1.5%，深度不得小于设计要求。塑料排水带和袋装砂井砂袋埋入砂垫层中的长度不应小于500mm。 ) 质量控制。施工期间应进行现场测试，包括：边桩水平位移观测、地面沉降观测、孔隙水压力观测。其中，边桩位移速率控制在3~5mm/d，以保证地基的稳定性，确定安全的加荷速率；沉降速率不宜超过10mm/d。

37 软弱土地基的护理 (3）真空预压法 真空预压法是在软粘土中设置竖向塑料排水带或砂井，上铺砂层，再覆盖薄膜封闭，抽气使膜内排水带、砂层等处于部分真空状态，排除土中的水分，使土预先固结以减少地基后期沉降的一种地基处理方法。 1) 真空预压的特点 ① 真空预压法是利用大气来加固软地基，因此和堆载排水预压法相比，不许要大量的预压材料。 ② 真空预压法在施工时荷载无须分级施加，可以一次性快速施加到80Kpa以上而不会引起地基失稳，与堆载预压法相比加载较快，可明显缩短工期。同时 该法在卸载时只要抽气停止就可以了，因而施工起来简单、容易。

38 软弱土地基的护理 ③ 在同等条件下,真空预压法处理后地基比堆载排水法处理的地基密实度高，且加固均匀，平均沉降量要大; 真空预压法加固地基时抗剪强度增长率比堆载排水法大。 ④空预压法的工程造价主要取决于真空泵的动力消耗。 ⑤真空预压与堆栽预压相结合可以达到超载的目的，而不会产生填土超载预压的不利于稳定的弊端。 2）真空预压法的加固原理 利用上部铺设的砂垫层作为横向排水通道,然后通过打设塑料排水板形成竖向排水通道,再用不透气的封闭膜使加固区与大气隔绝,通过砂垫层内埋设的滤管作为吸水管路,利用真空装置进行抽气,使膜下形成真空,以增加地基的有效应力。施工主要工程内容:铺设砂垫层、打设塑料排水板、真空预压。

39 软弱土地基的护理 3）真空预压的适用范围 ①难以施加荷载的超载地基 ②堆载材料缺乏，价格较高，工期较紧而电力供应不紧的地区。
③ 临近危险边坡地带。 4）真空预压的工艺原理 真空预压法是排水固结法处理软土地基的有效方法之一，它是利用专门的设备，通过抽真空在地基中产生负压，使土体空隙中的水分排出，从有效应力原理可知：孔隙水排出，孔隙水压力减小后，有效应力就相应的增加，在压力差作用下，土体中的水分被排出，土体得到加固，土体强度得到提高。 真空预压法的实质是利用大气压差作为预压荷载，其成功的关键在于能否形成负压区，需要薄膜不漏气，四周地基浅层土体不漏气，这些在施工过程中应该特别给予重视。 真空预压法适用于：饱和均质黏性土及含薄层砂夹层的黏性土，特别适用于新吹填土、超软黏。

40 软弱土地基的护理 12.3.3.挤密法（挤密桩法和振冲法）
所谓挤密法是指在软弱土层中以振动或冲击的方式（主要是先将套管打入或振入地基）成孔，对软土产生横向挤密作用，从侧向将土挤密，再将碎石、砂、灰土、石灰或炉渣等填料充填密实成柔性的桩体，使土的压缩性减小，并与原地基（软弱土）形成一种复合型地基，共同承受建筑物的荷载。从而改善地基的工程性能，提高抗剪强度。 它适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土地基。 主要方法有砂石桩法、石灰桩法、土或灰土挤密桩法和振动法等。这里主要介绍用土或灰土的挤密桩法和振动法。

41 软弱土地基的护理 （1）挤密桩法 挤密桩法，是软土地基加固处理的方法之一。通常在湿陷性黄土地区使用较广，其原理是用冲击或振动方法，把圆柱形钢质桩管打入原地基，拔出后形成桩孔，进而进行素土，灰土、石灰土、水泥土等物料的回填和夯实，达到形成增大直径的桩体，并同原地基一起形成复合地基。特点在于不取土，挤压原地基成孔；回填物料时，夯实物料进一步扩孔。 　1)主要特征： 　 ①灰土、素土等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由于不受开挖和回填的限制，一般处理深度可达12～20m；

42 软弱土地基的护理 ③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；
　 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、素土等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5～20m。当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，宜选用素土挤密桩法。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素土挤密桩法。

43 软弱土地基的护理 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1.5～2.0(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。

44 软弱土地基的护理 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，当时，挤密效果好，当时，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。

45 软弱土地基的护理 　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(灰土的变形模量为=29～36MPa，相当于夯实素土的2～10倍)，荷载向桩上产生应力集中, 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。

46 软弱土地基的护理 3) 桩的布置 灰土挤密桩或素土挤密桩处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积，并应符合下列规定。
①采用局部处理超出基础底面的宽度时，对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地 基，每边不应小于基底宽度的0.25倍，并不应小于0.50m；对自重湿陷性黄土地基，每边不应小于基底宽度的0.75倍，并不应小于1.00m。 ②当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚度的1/2，并不应小于2m。 　 4) 桩径 　　桩孔直径宜为300～500mm，并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。为使桩间土均匀挤密，桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离s，可为桩孔直径的2.0～2.5倍。处理深度

47 软弱土地基的护理 5) 灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的深度，应根据建筑场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定。对湿陷性黄土地基，应符合现行的国家标准《湿陷性黄土地区 建筑规范》的有关规定。 　6) 成孔和回填夯实 　　 成孔和孔内回填夯实，应符合下列要求。 　 ①成孔和孔内的回填夯实的施工顺序，对整片处理，宜从里(或中间)向外间隔1-2孔进行，对大型大程，可采取分段工；对局部处理，宜从外向里间隔1-2孔进行。 　 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应大于1.5%;桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5%。 　④经检验合格后，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。

48 软弱土地基的护理 7) 变形 　 　灰土挤密桩或土挤密桩复合地基的变形计算，应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)有关规定，其中复合土层的压缩模量，可采用载荷试验的变形模量代替。 素土或灰土挤密桩复合地基的变形包括桩和桩间土及其下卧未处理土层的变形。前者通过挤密后，桩间土的物理力学性质明显改善，即土的干密度增大、压缩性降低、承载力提高、湿陷性消除，故桩和桩间土(复合土层)的变形可不计算，但应计算下卧未处理土层的变形，若下卧未处理土层为中、低压缩性非湿陷性土层，其压缩变形、湿陷变形也可不计算。

49 软弱土地基的护理 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：

50 软弱土地基的护理 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。 8) 质量检验 　　成桩后，应及时抽样检验灰土挤密桩或素土挤密桩处理地基的质量。对一般工程，主要应检查施工记录、检测全部处理深度内桩体和桩间土的干密度，并将其分别换算为平均压实系数和平均挤密系数。对重要工程，除检测上述内容外，还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。 　　抽样检验的数量，对一般工程不应少于桩总数的1%；对重要工程不应少于桩总数的1.5%。

51 软弱土地基的护理 夯实质量的检验方法有下列几种：
　　①环刀取样检验法　先用洛阳铲在桩孔中心挖孔或通过开剖桩身，从基底算起沿深度方向每隔1.0～1.5m用带长把的小环刀分层取出原状夯实土样，测定其干密度。 　　②载荷试验法　对重要的大型工程应进行现场载荷试验和浸水载荷试验，直接测试承载力和湿陷情况。 　　③轻便触探检验法　先通过试验夯填，求得“检定锤击数”，施工检验时以实际锤击数不小于检定锤击数为合格。 　　对一般工程，主要应检查桩和桩间土的干密度和承载力；对重要或大型工程，除应检测上述内容外，尚应进行载荷试验或其它原位测试。也可在地基处理的全部深度内取样测定桩间土的压缩性和湿陷性。

52 软弱土地基的护理 （2）振冲（动）法 振冲法是利用一个振动器，借助与高压水流变振动边冲，使松砂地基变密；或在黏性土地基中成孔，在孔中填入碎石制成一根根的桩体，这样的桩体和原来的土构成比原来抗剪强度高和压缩性小的复合地基。 1) 加固机理 真冲法按加固机理和效果不同，分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲置换法是在地基土中借助振冲器成孔，振密填料置换，制造一群以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体，与原地基土一起构成复合地基，使其排水性能得到很大改善，有利加速土层固结，使承载力提高，沉降量减少，故又称振冲置换碎石桩法。

53 软弱土地基的护理 振冲密实法主要是利用振动和压力水使砂层液化，砂颗粒相互挤密，重新排列，孔隙减少，从而提高砂层的承载力和抗液化能力，故又称振动冲挤密砂桩法。这种桩根据砂土性质的不同，又可分为加填料和不加填料两种。 振冲法加固地基的特点是:技术可靠，机具设备简单，操作技术易于掌握，施工简便；可节省三材，因地制宜，就地取材，采用碎石、卵石、砂、矿渣等作为填料；加固速度快，节约投资，碎石桩具有良好的透水性，加速地基固结，地基承载力可提高1.2~1.35倍。

54 软弱土地基的护理 2) 使用范围 振冲置换法适用于：处理不排水抗剪强度不小于20kpa的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基，如果桩周土的强度过低，则难以形成桩体。 振冲密实法适用于:处理松散砂土和粉土等地基，不加填料的振冲密实法仅适用于处理黏粒含量小于10%的粗砂、中砂地基。 振冲法不适用于在地下水位较高、土质松散易塌方和含有大石块等障碍物的土层中使用。 国内应用振冲法加固地基的深度一般为14m，最深达18m，置换率一般在10%~30%，每米桩的填料量为0.3~0.7m3，直径为0.7~1.2m。

55 软弱土地基的护理 3) 设计要求 处理范围。应根据建筑物的重要性和场地条件确定，通常大于基底面积。采用振冲密实法处理时基础外缘每边放宽不少于5米。振冲置换法 的要求是一般地基，在基础外缘宜扩大1~2排桩；对可液化地基，在基础外缘应扩大2~4排桩。 4) 桩位布置。 对大面积满堂处理，宜采用等边三角形布置；对独立或条形基础，宜采用正方形、矩形或等腰三角形布置。 3) 桩的间距。 ①振冲置换法桩距可用1.5~2.5m，当荷载大或原土强度低时，宜取较小的间距；反之，宜取较振冲置换法大的间距。对桩端未达相对硬层的短桩，宜取小间距。

56 软弱土地基的护理 ②振冲密实振冲点间距与土颗粒组成、要求达到的密实程度、地下水位、振冲器功率、水量等有关，应通过现场试验确定，可取1.8~2.5m。 4) 桩长确定 振冲置换法桩长：当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度来确定；否则，应按建筑物地基的变形允许值确定，但桩长不宜小于4m。在可液化土层；桩长应按要求的抗震处理深度确定。 振冲密实法的振冲深度：当可液化土层不厚时，应穿过可液化土层；否则，应按要求的抗震处理深的确定。 5) 填入材料。 ①振冲置换法可用含泥量不大的碎石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料。常用碎石的粒径为20~50mm，材料的最大粒径不宜大于80mm。 ②振冲密实法宜用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂等硬质材料。

57 软弱土地基的护理 6) 桩径与填料量。 ①振冲置换法桩径常为0.8~1.2m，可按每根桩所用的填料量计算。
②振冲密实度法每一振冲 点所需的填料量，随地基土要求达到的密实程度和振冲点间距而定，应通过现场试验确定。 振冲法与挤密法的作用相同,只是成桩工艺存在差别。 振冲法是利用振冲器边振动边水冲，使松砂地基密实，或在粘性土地基中成孔，填入碎石后形成复合地基。 ①振冲置换法适用于处理不排水剪强度≥20KPa粘性土、粉土、饱和黄 土和人工填土等地基。 ② 振冲密实法适用于处理砂土和粉土地基。

58 软弱土地基的护理 12.3.4机械压实法 所谓机械压实法就是通过机械压实或重锤夯实以降低其孔隙比，提高其密实度，从而提高其强度，降低其压缩性的一种常见的方法。 目前常用的方法有：机械碾压、振动压实、重锤夯实法、强夯法等。 1）机械碾压法 ①原理：机械碾压法是采用机械压实松软土的一种方法。常用的机械有：压路机、羊足碾、平碾、振动碾等。 ②特点及适用范围：地下水位以上大面积填土，含水率较低的素填土或杂填土地基。 光面碾：光面碾对砂土、粘性土匀可压实； 羊足碾：羊足碾需要较大的牵引力，且只宜压实粘性土；

59 软弱土地基的护理 ③施工要点：该法需按计划与次序往复碾压，分层铺土和压实。粘性土压实前，被碾压的土料应先进行含水量测定，只有含水量在合适范围内的土料即土料处于最优的含水量时才允许进场，每层铺土厚度约为300mm,压实质量则由压实系数来控制。 2）振动压实法 ①原理：振动压实法是将振动压实机放在土层表面，在压实机振动作用下，土颗粒发生相对位移而达到紧密状态而使浅层松散土振实的方法。振动压实的效果取决填土的成分、振压时间和振动力的大小。一般来说，振动时间越长，效果越好。但振动时间超过一定时间后振实效果将趋于稳定。

60 软弱土地基的护理 ②适用范围：处理砂土和炉灰、炉渣、碎砖等组成的杂填土和轻亚黏土等非粘性土地基。
③施工要点：在施工前应进行试振，找出振实稳定所需要的时间。振实时应从基础边缘外放0.6m左右，先振基槽两边，后振中间。振实有效深度可达1.2~1.5m。如地下水位过高，则会影响振实质量。此外，为避免振动对周围建筑物的影响，要求振源与建筑物的距离应大于3m。 3）重锤夯实法 ①原理：重锤夯实法是利用起重机械将夯锤提到一定高度后，让锤自由落下产生的较大夯击能来夯实浅层地基的方法。对于湿陷性黄土，重锤夯实可减少表层土的湿陷性，对于杂填土，则可减少其不均匀性。 重锤通常由钢筋混凝土制成，为截口圆锥体，锤重一般不小于15kN，锤底直径为0.7~1.5m，落距2.5~4.5m。有效夯实深度约为锤底直径。

61 软弱土地基的护理 ②适用范围：处理距离地下水位0.8m以上稍浅的杂填土、黏性土、湿陷性黄土和分层填土等地基。但在有效夯实深度内存在软黏土层时不宜采用。 ③施工要点：施工前应试夯，确定有关技术参数，如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量；夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高；夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内；大面积夯时应按顺序；基底标高不同时应先深后浅；冬季施工时，对土已冻结时，应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解；结束后，应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设计标高。 　

62 软弱土地基的护理 4）强夯法 强夯法是 20世纪70年代发展起来的一种地基加固方法。
①原理： 强夯法是用起重机械将重锤（一般为80~300kN）从6~30m高处下落，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使地基土产生强烈的振动和很高的动应力，从而在一定范围内使土体的强度提高，压缩性降低，减轻甚至消除砂土振动的液化危害，消除湿陷性黄土的湿陷性。

63 软弱土地基的护理 ②适用范围：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、碎石或淤泥与饱和软黏土等，如采取一定措施，也可以采用。 ③加固机理：强夯法是将势能转化为夯击能，在地基中产生强大的动应力和冲击波，而对土体产生以下作用： 压密作用：强夯时的强大的冲击能夯使土中孔隙体积被压缩，土体得到以压密。 液化作用：在巨大的冲击力作用下，导致土体内超孔隙水土压力迅速提高，当与上覆压力相等时，土体即产生液化（土体只是局部液化），土的强度消失，土粒重新自由排列而趋密。 固结作用：强夯时地基中的土的结构被破坏，土粒间可能出现裂隙，形成排水通道。此时土的渗透性增大，加速了土体的固结。 时效作用：随着时间的推移，土的强度便逐渐恢复使土体因触变恢复而压密土体。

64 软弱土地基的护理 ④加固特点：施工设备简单；施工工艺、操作简单；适用土质范围广；加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2～5倍；变形沉降量小，压缩性可降低2～10倍，加固影响深度可达6～10m；土粒结合紧密，有较高的结构强度；工效高，施工速度快、较换土回填和桩基缩短工期一半；节省加固原材料；施工费用低，节省投资；它的适用范围十分广泛，不但能在陆地上施工，而且也可在水下夯实。其缺点是施工时噪声和振动较大，不宜在人口密集的城市内使用。 ⑤施工技术参数。应用强夯法加固软弱地基，一定要根据现场的地质条件和工程的使用要求。正确选用各项技术参数。这些参数包括：

65 软弱土地基的护理 a.单位夯击能。单击夯击能是锤重w与落距H的乘积,即WH（KN.m ）。强夯的单位夯击能（指单位面积上所施加的总夯击能）应根据地基土类别、荷载大小和需处理深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。一般对粗颗粒土可取1000~3000kN/m2；细颗粒土可取1500~4000kN/m2。 b.夯点的夯击次数和夯击遍数。夯点的夯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，且应同时满足下列条件： 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; 夯坑周围地面不应发生过大的隆起; 不因夯坑过深而发生起锤困难。 夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2～3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。

66 软弱土地基的护理 c.夯击点布置及间距。夯击点布置根据基础的形式和加固要求而定，对于大面积地基一般采用等边三角形、等腰三角形或正方形；对于条形基础夯点可成行布置；对于独立柱基础可按柱网设置采取单点或成组布置，在基础下面必须布置夯点。夯击点间距通常可取夯锤直径的3倍，一般第一遍夯击点间距为5~9m，以后可适当减小。对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。 d.两遍夯击之间的时间间隔。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3～4周；对于渗透性好的地基土可连续夯击。

67 软弱土地基的护理 e.加固影响深度。《建筑地基处理技术规范》（JGJ79——2002）规定，有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定，在缺少实验资料或经验时，可按规范取值。 f.处理范围。强夯处理范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础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。 ⑥施工要点 a.一般情况下夯锤重可取10～20t.其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取25～40kPa，对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250～300mm。 b. 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。

68 软弱土地基的护理 c. 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，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。 d.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。 e.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，应采取防振或隔振措施。 重锤夯实是强夯的一种，基本差不多，夯能不同；重锤夯实夯击能低于强夯夯击能；以1000KN.m分界。夯击能不是一个数量级，因此加固机理就不同。重锤夯实是对浅层土加固，属于压实机理；而强夯法是对深层土加固，主要是动力固结、动力密实机理。

69 软弱土地基的护理 12.2.5.胶结法 胶结法可分为水泥土搅拌法、硅化法、高压喷射注浆法和碱液法。常用的是高压喷射注浆法和水泥土搅拌法。
1）高压喷射注浆法 ①原理：高压喷射注浆法是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵（工作压力在20MPa），将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后形成加固体，从而达到加固改良地基的目的。从而使地基得到加固。

70 软弱土地基的护理 ②适用范围： 高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑至可塑的粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基，可用于既有建筑物和新建筑物的地基加固、深基坑与地铁等工程的加固或防水。但对含有较多大粒块石、坚硬黏性土、大量植物根茎或含有过多有机质的土及地下水流过大、喷射浆液无法在注浆管周围凝聚的情况下，不宜采用。 ③形状和种类 a.高压喷射注浆法的注浆形式分为旋转喷射注浆（旋喷）、定向注浆喷射（定喷）和在某一角度范围内摆动喷射注浆（摆喷）三种。旋喷注浆形成的水泥土加固体呈圆柱状，称为旋喷桩。

71 软弱土地基的护理 b.高压喷射注浆法的旋喷管分单管，二重管、三重管三种。
单管法只喷射水泥浆，可形成直径为0.6~1.2m的圆柱形加固体。二重管法则为同轴复合喷射高压水泥浆和压缩空气两种介质，可形成直径为0.8~1.6m的柱体。三重管法则为同轴复合喷射高压水、压缩空气和水泥浆液三种介质，形成的桩径可达1.2~2.2m。 ④高压喷射注浆法的特点

72 软弱土地基的护理 a. 料源广阔价格低廉 喷射的浆液是以水泥为主，化学材料为辅。除了在要求速凝超早强时使用化学材料以外，一般的地基工程的使用材料广阔，一般使用价格低廉的425号普通硅酸盐水泥。若处于地下水流速快或含有腐蚀性元素、土含水量大或固结强度要求高的场合下，则可根据工程需要，在水泥中掺入适量的外加剂，以达到速凝、高强、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。此外，还可以在水泥中加入一定数量的粉煤灰，这不但利用了废材，又降低了注浆材料的成本。b. 设备简单 管理方便 高压喷射注浆全套设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少，能在狭窄和低矮的现场施工。

73 软弱土地基的护理 c.能控制加固体形状，制成连续墙可防止渗透和流沙。 d.不污染环境，无公害。
施工时机具的振动很小，噪声也较低，不会对周围建筑物带来振动影响及噪声、公害，更不存在污染水域、毒化饮用水源的问题。 2)水泥土搅拌法 水泥土搅拌法分为深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。 ①原理：水泥土搅拌法是利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，就地将软土与固化 剂(浆液或粉体，其中浆液适用于深层搅拌法；粉体适用于(粉体喷搅法)强制搅拌，使软土 硬结成具有一定整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基承载力和减小沉降 量及其他特征变形，以及作为基坑的防渗帷幕、重力式挡土墙。深层搅拌法可在土中形成水 泥土桩、格栅或地下连续墙，处理深度可达8~12米。

74 软弱土地基的护理 ②适用范围： 水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30％(黄土含水量小于25％)大于70％或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。 用于处理泥炭土、有机质土塑性指数Ip大于25的黏土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。

75 软弱土地基的护理 ③特点 a.根据地基土的不同性质和工程要求，可以合理选择固化剂的类型及其配方，设计灵活。
b.搅拌施工时，对原有建筑物影响很小。 c.搅拌施工时，无振动、无噪声、无污染，可在市区内和密集的建筑群中施工。 d.加固后土体的重度不变，不会产生附加沉降。 e .最大限度地利用了原土。

76 软弱土地基的护理 加筋法 ①原理：加筋法是指在建筑物基础软弱处在土基中加入特殊材料（金属丝，土木材料等）。常见的种类有三种，土工合成材料，土钉墙技术和加筋土。 a.土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。

77 软弱土地基的护理 b.土钉墙技术一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置，但也有通过直接打人较粗的钢筋和型钢、钢管形成土钉。土钉沿通长与周围土体接触，依靠接触界面上的粘结摩阻力，与其周围土体形成复合土体，土钉在土体发生变形的条件下被动受力。并主要通过其受剪工作对土体进行加固，土钉一般与平面形成一定的角度，故称之为斜向加固体。土钉适用于地下水位以上或经降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土的基坑支护和边坡加固。 c.加筋土是将抗拉能力很强的拉筋埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生的摩擦力使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。拉筋是一种水平向增强体。一般使用抗拉能力强、摩擦系数大而耐腐蚀的条带状、网状、丝状材料，例如，镀锌钢片；铝合金、合成材料等

78 软弱土地基的护理 ②适用范围： 加筋法适用于软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土等。
总之每一种软弱地基处理方法均有其针对性、适用范围以及局限性，实践中必须根据具体条件选择符合设计要求的软弱地基处理方法，才能取得理想的处治效果。对能达到处理效果的方法进行使用阶段技术可靠性、施工难易程度、工程造价、工期、对周围环境影响等方面的综合评比，确定最合理的软弱地基处理方案。

79 软弱土地基的护理 思考练习 1.什么是软弱地基？有何特点？ 可能产生的工程问题？ 2.地基处理的目的是什么？
3.软弱土地基处理的主要方法有哪些？各适用什么范围？ 4.换土垫层的基本原理及作用是什么？ 5.垫层法中垫层的作用是什么？垫层的厚度与宽度如何确定？ 6.简述各种搅拌（桩）各自的适用条件、加固机理及其优缺点。 7.地基处理施工有哪些注意事项？ 8.目前国内地基处理的方法、新工艺的发展趋势有哪些？

80 谢谢！