地基處理

　　一、軟弱地基簡介

　　軟土地基、雜填土和沖填土地基均屬軟弱地基。

　　雜填土是人類活動而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾。雜填土的主要特性是強度低、壓縮性高和均勻性差。

　　沖填土是用挖泥船或泥漿泵將泥沙夾帶大量水分吹送到江河兩岸而形成的沉積土層。在沖填土地基上建造房屋，應考慮它的欠固結影響和不均勻性。

　　淤泥及淤泥質土統(tǒng)稱軟土。其含水量高，孔隙比大。天然含水量大于液限，天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土稱為淤泥。天然孔隙比小于1.5而大于等于1.0時稱為淤泥質土。軟土具有高壓縮性，且其壓縮性隨液限的增大而增高。

　　二、常用地基處理方法簡介

　　(一)換填法

　　換填法是將天然軟弱土層挖去或部分挖去，分層回填強度較高、壓縮性較低且無腐蝕性的材料，壓或夯實后作為地基持力層，故也稱換土墊層法或開挖置換法。

　　換填法的主要作用是：提高基礎底面以下地基淺層的承載力，減少沉降量，加速地基的排水固結，防止凍脹，消除地基的濕陷性和脹縮性。換填法適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、膨脹土、素填土、雜填土、季節(jié)性凍土以及暗溝、暗塘等淺層地基的處理。

　　墊層設計除選定材料外(多用砂、礫石、碎石、礦渣、灰土，不宜用粉土或細砂)，主要是確定墊層厚度及寬度，此處僅介紹常用的計算方法。厚度由下臥土層的承載力決定，寬度應滿足基礎底面應力擴散要求和防止墊層.向兩側擠動。計算簡圖見圖18-59。

　　砂墊層的承載力標準值可取為130～300kPa，基礎埋深與底寬必須要滿足承載力要求。

　　1.墊層厚度的確定

　　采用試算法，先按經(jīng)驗初擬厚度，一般為1.0～1.5m，不宜大于3m，小于0.5m。再按下式驗算軟弱下臥層的強度

　　pz+pcz≤fz(18-115)

　　式中：pz——(d+z)深度處的附加應力;

　　pcz——砂墊層底面處的自重應力。

　　為了簡便，σz值可按應力擴散法計算。

　　(二)排水預壓法

　　在建筑物建造以前對其場地進行預壓，使地基在預壓過程中排水固結，沉降基本完成，以提高地基土的強度。預壓系統(tǒng)有加載預壓和真空預壓之分，排水系統(tǒng)有砂井、塑料排水等。預壓法適用于淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和黏性土的地基處理。

　　(三)碾壓、夯實法

　　碾壓、夯實法歷來是加固地基、修路、筑堤壩等工程常用的淺層壓實地基處理方法，通過夯擊及碾壓可達到減少孔隙體積，使土密實，提高抗剪強度，減小沉降量和提高承載力的目的�？刹捎孟鄳�夯實、碾壓和振動碾壓等相應的設備對土進行壓(夯)實，對于回填土可以采用分層壓(夯)實的方法。施工現(xiàn)場壓(夯)質量采用壓實系數(shù)λc來控制。壓實系數(shù)λc為施工現(xiàn)場要求達到的千重度與室內試驗得到的最大干重度的比值。

　　(四)強夯法(壓實法之一)

　　強夯是將很重要的錘(一般重10t-60t)從高處(6-40m)自由下落，給基地以沖擊和振動。巨大的沖擊能量在土中產生很強的沖擊波和動應力，致使地基壓縮和振密，從而提高地基土的強度并降低其壓縮性。此外，強夯法尚可改善地基土抵抗振動液化的能力和消除黃土的濕陷性。

　　經(jīng)強夯法法適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土和黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土地基。它不僅能在陸上施工，還可在不深的水下夯實地基。但在飽和黏土中使用效果不易掌握，應慎重對待。

　　強夯法加固效果好、速度快、節(jié)省材料且用途廣泛。其缺點是施工時的噪聲和振動大，且影響鄰近建筑物，在建筑物稠密地區(qū)不宜使用。

　　(五)深層擠密法

　　依擠密法填人材料的不同，可分為砂樁、石灰樁：土樁和碎石樁等。擠密法主要是靠樁管打入或振入地基時對軟弱土產生橫向擠密作用，從而使土的壓縮性減小、抗剪強度提高。

　　較為成熟的深層擠密法有：

　　(1)擠密樁法——由松散材料碎石、砂、灰土及土構成的擠密樁等將需加固的地基土擠密，擠密樁與周圍地基共同形成“復合地基”的方法。

　　(2)振動水沖法——利用振動器邊振邊沖，使松砂地基密實(振沖密實)，或在黏性地基中成孔填入碎石后形成復合地基(振沖置換);

　　(3)砂石法——由樁間擠密土和錘擊或振動密實的砂石樁體，組成砂石樁擠密的復合地基。

　　(六)化學加固法

　　凡將化學溶劑或膠結劑灌入土中，使土膠結合以提高地基強度，減少沉降量的方法統(tǒng)稱化學加固法。施工方法有壓力灌注法、旋噴攪拌法和電滲硅化法等。

　　(1)高壓噴射注漿法——用鉆機鉆至所需深度后，用高壓脈沖泵通過安裝在鉆桿下端的特殊噴射裝置向四周土體噴射化學漿液，強力沖擊破壞土體，使?jié){液與土攪拌混合，經(jīng)過凝結固化，便在土中形成固結體。注漿形式有旋轉噴射、定向噴射和擺動噴射。

　　(2)硅化法和電滲硅化法——將水玻璃溶液通過壓力注入土中，由硅酸鈉分解的凝膠把土膠結(硅化法)。對靠壓力難以使水玻璃注入的土體，尚需用電滲的作用使溶液進入土中(電滲硅化法)。

　　(3)深層攪拌法——利用水泥作固結劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深部就地將軟黏土和水泥或石灰強制攪拌，使軟黏土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和足夠強度的地基土。

　　三、地基處理原則

　　(1)地基處理除應滿足工程設計要求外，尚應做到因地制宜、就地取材、保護環(huán)境和節(jié)約資源等要求。

　　四、其他特殊地基簡介

　　特殊土是指在特定的環(huán)境和歷史條件下沉積形成的土類，具有明顯的區(qū)域性，它除上一節(jié)所述的膨脹土、紅黏土、濕陷性黃土、多年凍土組成的地基外，還包括山區(qū)地基、土巖組合地基、巖溶和土洞等，其特點主要表現(xiàn)為地基的不均勻性和場地的不穩(wěn)定性。

　　(一)土巖組合地基

　　此類地基的主要特征是地基在水平方向和豎直方向存在不均勻性。

　　(1)下臥基巖表面坡度較大的地基。上覆土層厚薄不均勻時，可能引起建筑物傾斜或土層沿巖面滑動而喪失穩(wěn)定。當建筑物處于穩(wěn)定的單向傾斜巖層上，且下臥基巖表面坡度符合一定要求時，不均勻變形較小，可不作變形驗算，也不需進行地基處理。否則應作變形驗算，當變形值超過容許范圍時，可調整基礎寬度、埋深、采用褥墊或采用樁基等深基礎。

　　(2)石芽密布并有出露的地基。這種地基多為巖溶的結果，它的表面凹凸不平，其間充填有黏性土。當石芽間距小于2m，在一定條件下，可不作地基處理;否則可利用穩(wěn)定可靠的石芽作支墩式基礎。當石芽間土層較薄時，可挖去土層，夯填碎石、土夾石等壓縮性較低的材料。個別石芽露出部位可鑿去，并設置褥墊，褥墊材料可采用爐渣、中砂、粗砂、土夾石或黏性土等。

　　(3)大塊孤石或個別石芽出露的地基。在處理時，應使局部的變形與周圍土的變形條件相適應。

　　(二)巖溶及土洞

　　1.巖溶(“喀斯特”)

　　巖溶是指可溶性巖層長期受到地下水或地表水的化學侵蝕及機械作用而形成的溶洞、溶溝、溶蝕裂隙、暗河以及漏斗、鐘乳石等奇特的地表形態(tài)及地下形態(tài)的總稱。在巖體自重或建筑物自重作用下，會發(fā)生地面變形、地基塌陷。

　　2.土洞

　　巖溶地區(qū)上覆土層在地表水與地下水作用下形成的洞穴稱為土洞。

　　巖溶及土洞可造成地面變形、地基陷落，影響結構物安全，在這類地基上建造建筑物，必須掌握場地地質情況對其進行處理。

　　五、基礎托換

　　托換法是對原有建筑物的加固、增層或擴建，以及因受修建地下工程、新建工程或深基坑開挖影響對原有建筑物的地基處理和基礎加固的技術總稱。

　　根據(jù)原有建筑物的地基基礎等情況，可采用一種或多種托換法，進行綜合加固處理。

　　(一)樁式托換法

　　樁式托換法是將基礎及其上荷載轉移到樁上的方法，適用于軟弱黏性土、松散砂土、飽和黃土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。

　　(二)灌漿樁式托換

　　灌漿樁式托換是用泵或壓縮空氣等機械把漿液注入地層中，漿液以填充和滲透等方式排出地層中的水和空氣，凝固后形成強度大、防水防滲透性高和化學穩(wěn)定性好的人工地基。

　　(三)基礎加固法

　　基礎加固法適用于對建筑物基礎支承能力不足的既有建筑物的基礎加固。

　　當基礎由于機械損傷、不均勻沉降或凍脹等原因引起開裂或損壞時，可采用灌漿法加固基礎。采用的漿液有水泥漿或環(huán)氧樹脂等。

　　當既有建筑物的基礎出現(xiàn)裂縫或基礎底面積不足時，可用混凝土或鋼筋混凝土套加大基

　　礎尺寸。

　　當既有建筑物需要增層或基礎需要加固，而地基不能滿足變形和強度要求時，可采用坑式托換法增大基礎的埋置深度，使基礎支承在較好的土層上。

　　當對地基或基礎進行局部或單獨加固不能滿足要求時，可將原單獨或條形基礎連成整體

　　式的片筏基礎，或將原片筏基礎改成具有較大剛度的箱形基礎，也可設置結構連接體構成組合結構，以增加基礎剛度，克服不均勻沉降。