【導讀】地基處理的目的主要是提高地基強度和控制地基變形。降小，目前CFG樁復合地基在許多地區(qū)廣泛應用。設(shè)計的主要內(nèi)容有有效樁長，樁徑，樁間距，面積置換率，單樁

　　

【正文】 結(jié)論 ...................................................................................................21 結(jié)束語 ...............................................................................................21 參考文獻 ............................................................................................22 防災科技學院畢業(yè)設(shè)計 3 第 1 章 緒論 地基處理的歷史情況 地基 處 理是古老而又年 輕 的 領(lǐng) 域。木 樁處 理在我 國應 用 歷 史悠久，浙江省余姚市河姆渡出土的文物表明， 我們 的祖先在 7000 多年前已 經(jīng) 能采用各種木 樁 用以加固 沼澤 地基建造建筑。 2020 多年前，石灰作 為建 筑物基 礎(chǔ)墊層 材料以及石灰 穩(wěn) 定土的技 術(shù) 己在我 國應 用。而 現(xiàn) 代的復合地基技 術(shù) 是工程技 術(shù) 人 員 在工程 實踐中總結(jié)和發(fā) 展起 來 的。它 從兩條思 路 發(fā)展而 來 ，一是 當 在 軟 弱地基上建 造結(jié) 構(gòu)物 時 ，工程技 術(shù) 人 員 很自然想到在土體 中設(shè) 置比土體 強 度高的增 強 體：另一種是 當 采用 樁 基 礎(chǔ)時 ，工程技 術(shù) 人 員 在 實踐 中 經(jīng) 常 發(fā)現(xiàn)結(jié) 構(gòu) 物底板下的土也表 現(xiàn) 出一定的 應 力水平而承 擔著荷載 ，因此也很自然地 將 面 積較 大、承 載 能 力較 低的土體 納入 承 載要 素范 圍 共同承受上 部結(jié) 構(gòu)荷 載 ，因此，如何同 時 充分 發(fā)揮豎 向增 強體和土體的承 載 力，是 發(fā) 展復合地基技 術(shù) 的出 發(fā)點 。 隨著經(jīng)濟 及社 會的發(fā) 展，城市中高 層 建筑越 來 越多，基 礎(chǔ) 的埋深也越 來 越大 ，而場 地地 質(zhì)條 件千差萬 別 ， 為 保 證 地基土的承 載、變形 要求， 須 采用 樁 基 礎(chǔ)或 采取地基 處 理措施。傳統(tǒng) 的地基基 礎(chǔ) 形式有 預 制 樁、 灌注 樁等 形式，它 們有 各自的優(yōu)缺 點 。如： 預 制 樁 的 樁長難 以控制，受地 層 與施工機械 設(shè)備 的限制、在砂土 層 或粉土 層 中出 現(xiàn)沉樁 困 難 的情 況 。更重要的是， 預 制 樁 在打入 時 噪 聲 、震 動 危害大，且打入 時 引起土體 擠壓 ，使孔隙水 壓力 大，來 不及消散，使土體隆起，降低土體 強 度和承 載 力；灌注 樁雖然樁長可 自由控制、施工 時噪 聲 低、震 動 小、可就地灌注等優(yōu) 點 ，但存在造價高、施工工 期長 的 問題 。尤其在地下水位 較 高 時 ，灌注 樁 多采用泥 漿護 壁式，存在泥 漿 污染的 問題 。在 這 些情 況 下，復合地基的優(yōu) 點 就很明 顯 了。復合地基的本 質(zhì) 是考 慮樁 土共同作用， 這無疑較之僅僅認為 荷 載由樁 體來 承 擔的樁 基更 為經(jīng)濟與 合理。目前復合地基技 術(shù) 在房屋建筑、公路、 鐵 路、堆 場 、機 場 、堤 壩等 土木工程建 設(shè)中 得到 廣泛運 用。 地基 處 理方法及 應 用范 圍 地基 處 理方法的 分類 可有多種多 樣 。如按 時間 可分 臨時處 理和永 久處 理；按 處 理深度可分 為淺層處 理和深 層處 理；按土 對 象可分 為砂 性 處 理和粘性 處 理， 飽 和土 處 理和非 飽 和土 處 理；也可按照地基 處 理的機理 進 行 分類 。 現(xiàn) 在 認為 按地基 處 理的作用機理 進 行 分類 比較 妥 當 ，它體 現(xiàn)了 各種 處 理方法的主要特 點 。 地基 處 理的基本方法， 無 非是置 換 、夯 實 、 擠 密、排水、 膠結(jié) 、加筋等方法。下面，對 各種方法 和應用范圍 做 簡單 的 闡 述： 防災科技學院畢業(yè)設(shè)計 4 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 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 等。 換 土 墊層 法可提高持力 層的 承 載 力； 減 少沉降量；消除或部分消除土的 濕 陷性和 脹縮 性；防止土的 凍脹 作用及改善土的抗液化性。常用機械碾 壓 、平板振 動 和重 錘 夯 實進 行施工。 該 方法常用于基坑面 積寬 大和 開 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 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 、 濕 陷性 黃 土、膨 脹 土、季 節(jié) 性 凍 土、素填土 和雜 填土。 （ 2） 強夯擠 淤法 采用 邊強夯 、 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。 適用于高 飽 和度粉 土與軟 塑至流塑的粘性土。 2．振密 擠 密法 振密、 擠 密法的原理是采用一定的手 斷 ，通 過 振 動 、 擠壓 使地基土體孔隙比 減 小， 強度提高 ，達 到地基 處 理的目的。 （ 1）表 層壓實 法 采用人工或機械夯 實 、機械碾 壓 或振 動對 填土、 濕 陷性 黃 土、松散無 粘土等 軟 弱或原 來 比 較 疏松表 層 土 進 行 壓實 ，也可采用分 層 回 填壓實 加固。適用于 淺層軟 弱及不均 勻 地基。 （ 2）砂 樁 在松散砂土或人工填土 中設(shè) 置砂 樁 ， 能對 周 圍 土體或 產(chǎn) 生 擠 密作用，或同時產(chǎn) 生振密作用?？梢?顯著 提高地基 強 度，改善地基的整體 穩(wěn) 定性，并 減 小地基沉降量。適用 于松散砂土、粉土、粘性土、素填土、 雜 填土等。 （ 3）重 錘 夯 實 法 利用重 錘 自由落下 時 的 沖擊 能 來 夯 擊淺層 土，使其表面形成一 層較為 均 勻的硬殼層 。適用于 淺層 土、疏松 無 粘性土、非 飽 和粘性土和 濕 陷性 黃 土等。 （ 4） 強夯 法 利用 強大 的夯 擊 能，迫使深 層 土液化和 動 力固 結(jié) ，使土體 密實 ，用以提高地基土的 強 度并降低其 壓縮 性，消除土的 實現(xiàn) 性 、脹縮 性和液化性。適用于 處 理碎石土、砂土、低 飽 和度的粉土與粘土、 濕 陷性 黃 土、素填土 和雜 填土等。 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 工程中， 隨著土 體超 靜孔 隙水 壓力 的 逐漸消 散，土的有效 應 力增加，地基抗剪 強 度相 應 增加，并使沉降提前完成或高沉降速率。排水固 結(jié) 法主要由排水和加 壓兩個系統(tǒng)組 成。 （ 1）堆 載預壓 法 在造建筑物以前，通 過臨時 堆填土石等方 法對 地基加 載預壓，達 到防災科技學院畢業(yè)設(shè)計 5 先完成部分或大部分地基沉降，并通 過 地基土固 結(jié)提高地 基承 載 力，然后撤出荷 載 ，再建造建筑物。 臨時 的 預壓 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，預壓 荷 載 也可大于建筑物荷 載 ， 稱為 超 載預壓 。 為 了加速堆 載預壓 地基固 結(jié) 速度，?？膳c砂井法或塑料排水 帶 法等同 時應 用。如粘土 層較 薄，透水性 較 好，也可以 單獨 采用堆 載預壓 法。適用于 處 理淤泥 質(zhì) 土、淤泥和 沖 填土等 飽 和粘性土地基。 （ 2）砂井法 在 軟 粘性土地基中， 設(shè) 置一系列砂井，在砂井之 上鋪設(shè)砂墊層 或砂 溝 ，人為 的增加土 層 固 結(jié) 排水通道， 縮 短排水距離， 從 而加速固 結(jié) ，并加 速強 度增 長 。其常 輔以堆 載預壓 法， 稱為砂 井堆 載預壓 法。適用于深厚 軟 粘土地基 設(shè) 塑料排水 帶或 砂井等排水豎 井。 （ 3）降低地下水位法 通 過 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 力，促 進 地基固 結(jié) 。適用于地下水位接近地面而 開 挖深度不大，特 別 適合于 飽 和粉、 細砂地基。 （ 4） 電滲 排 水法 在土中插入金 屬電 極并通以直流 電 。由于 電 流 電場作 用，土中的水從陽極 流向 陰 極，然后 從陰 極排除，且不 讓 水在 陽極 附近 補 充，借助 電滲 作用可 逐漸 排除土中水。在工程上常利用它 來 降低粘性土中的含水量或降低地下水位 來 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 樁等 材料置 換軟土 ，與未加固部分形成復合地基，形成一 個 好的持力 層來達 到提高地基 強 度的目的。 （ 1）水泥粉煤灰碎石 樁 （ CFG 樁） 是在碎石 樁 基 礎(chǔ) 上加 進 一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振 動 沉管打 樁 機或其它成 樁 機具制 成的一種具有一定 粘結(jié)強 度的 樁 。樁 和 樁間 土通 過 褥 墊層 形成復合地基。 當無粉 煤灰 時 可用低 標號 水泥代替。適用于填土、飽 和及非 飽 和粘性土、砂土、粉土等地基。 （ 2）石灰 樁 法 在 軟 弱地基中用機械成孔，填入作 為固 化 劑 的生石灰并 壓實 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 作用，改善 樁 體周 圍 土體的物理力 學 性 質(zhì) ，同 時樁 與形成復合地基 ，達 到地基加固的目的。適用于 處 理 飽 和粘性土、淤泥、淤泥 質(zhì) 土、素填土 和雜 填土等地基。 （ 3）振 沖置換 法 碎石 樁 法是利用一 種單 向或 雙向 振 動 的 沖頭 ，一 邊噴 高 壓 水流一 邊下沉成孔，然后 邊 填入碎石 邊 振 實 ，形成碎石 樁 。 樁 體和原 來 的粘性土構(gòu)成復合地基，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 度大于 20kPa 的淤泥、淤泥 質(zhì)防災科技學院畢業(yè)設(shè)計 6 土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。 對不 排水抗剪 強 度小于 20kPa，采用碎石 樁時須 慎重。 5．加筋法 通 過 在土 層 中埋 設(shè)強 度 較 大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等提高地基承 載 力、 減 少沉降或 維 持建 筑物穩(wěn) 定。 （ 1）加筋土 把抗拉能力很高的拉筋埋置在土 層 中，通 過 土 顆 粒和拉 筋之間 摩擦力形成一個 整體，用于提高土體的 穩(wěn) 定性。適用于人工填土的路堤和 擋墻結(jié) 構(gòu)。 （ 2）土 層錨 桿 土 層錨 桿是依 賴于 土 層 與 錨 固體 之間 的 粘結(jié)強度來 提供承 載 力的，它使用在一切需要 將拉應力傳遞 到 穩(wěn) 定土體中去的工程 結(jié) 構(gòu)， 如邊坡穩(wěn) 定、基坑 維護結(jié) 構(gòu)的 支護 、地下 結(jié) 構(gòu)抗浮、高 聳結(jié) 構(gòu)抗 傾覆 等。 （ 3）土 釘 土 釘技術(shù) 是在土體 內(nèi) 放置一定 長 度和分布密度的土 釘 體，與土共同作用。用以彌補 土體自身 強 度的不足。 不僅 提高了土體整體 剛 度，又 彌補 了土體的抗拉和抗剪 強 度低的弱 點 ， 顯著 提高了整體 穩(wěn) 定性。適用于 開 挖 支護 和天然 邊 坡的加固。 （ 4）樹根樁 法 在地基中沿不同方向， 設(shè) 置直 徑 位 75～ 250mm 的 細樁 ，可以是 豎 直 樁 ，也可以是斜 樁 ，形成如 樹根 狀 的群 樁 ，以支 撐結(jié) 構(gòu)物，可用以 擋 土， 穩(wěn)定邊 坡。使用于淤泥、淤泥 質(zhì) 土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、 黃 土和人工填土等地基。 6． 膠結(jié) 法 在 軟 弱地基中部分土體 內(nèi)摻 入水泥、水泥砂 漿 以及石灰等物，形成加固體，與未加固部分形成復合地基，以提高地基承 載 力和 減 小沉降。 （ 1）注 漿 法 其原理是用 壓力 泵把水泥或其它化 學漿 液注入土體，以 達 到提高地基承 載 力、 減 小沉降、 防滲 、堵漏等目的。適用于 處 理基巖、砂土、粉土、淤泥置粘土、粉 質(zhì) 粘土、粘土和一般人工填土，也可使用在托 換 工程中。 （ 2）高 壓噴射 注 漿 法 將帶 有特殊 噴嘴的 注 漿 管，通 過鉆 孔置入要 處 理土 層的預 定深度，然后 將 水泥 漿 液以高 壓沖 切土體，在 噴射漿 液的同 時 ，以一定速度旋 轉(zhuǎn)、 提升，形成水泥土 圓 柱體；若 噴嘴提升而不旋 轉(zhuǎn) ， 則 形成 墻狀 固 結(jié) 體?？梢蕴岣叩鼗?載 力、 減 少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。適用于淤泥、淤泥 質(zhì) 土、粘性土、粉土、 黃 土、砂土、人工填土等地基。對 既有建筑物可 進 行托 換 加固。 （ 3）水泥土 攪 拌法 防災科技學院畢業(yè)設(shè)計 7 利用水泥、石灰或其它材料作 為固 化 劑 的主 劑 ，通 過 特 別 的深 層攪 拌機械，在地基深處 就地 將軟 土和固化 劑 （水泥或石灰的 漿 液或粉體） 強 制 攪 拌，形成 堅 硬的拌和柱體，與原地 層 共同形成 復合地基。適用于淤泥、淤泥 質(zhì) 土、粉土和含水量 較 高且地基承 載 力 標 準值不大于 120kPa 的粘性土地基。 綜 上所述，地基加固方法 種類 繁多 ，而且還 在不 斷發(fā) 展。 許 多新的地基 處 理技 術(shù)的發(fā)展得到 開發(fā)和應 用，所以必 須 要合理地 應 用最適合的加固地基的方法， 對節(jié)約 基本建 設(shè) 的投 資具 有重大意 義 。 第 2 章 CFG 樁 復合地基 CFG 樁 概述 CFG 樁 （ Cement Flyash Gravel P