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一、區(qū)分一下地基與基礎(chǔ)的概念

 

建筑物由上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三部分組成。

建筑物的全部荷載均由其下的地層來承擔(dān)。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基。所以地基是指基礎(chǔ)底面以下，承受基礎(chǔ)傳遞過來的建筑物荷載而產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變的土壤層。

建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)，是建筑物的墻或柱埋在地下的擴(kuò)大部分，是建筑物的“腳”。作用是承受上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，把它傳給地基。

 

二、地基分類

 

 

三、地基的處理方式

 

（一） 天然地基

天然地基是指自然狀態(tài)下即可滿足承擔(dān)基礎(chǔ)全部荷載要求，不需要人工處理的地基。天然地基土分為四大類：巖石、碎石土、砂土、粘性土。

 

（二）人工地基

天然地基的承載力不能承受基礎(chǔ)傳遞的全部荷載，需經(jīng)人工處理后作為地基的土體稱為人工地基。

處理的方法有：換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、振沖法、砂石樁法、石灰樁法、柱錘沖擴(kuò)樁法、土擠密樁法、水泥土攪拌法（含深層攪拌法、粉體噴攪法、深層攪拌法簡(jiǎn)稱濕法，粉體噴攪法簡(jiǎn)稱干法）、高壓噴射注漿法、單液規(guī)劃法、堿液法等。

 

1、換填法

當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換土墊層法來處理軟弱土地基，即將基礎(chǔ)下一定深度內(nèi)的土層挖去，然后回填以強(qiáng)度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密實(shí)。

實(shí)踐證明：換土墊層可以有效地處理某些荷載不大的建筑物地基問題。

換土墊層按其回填的材料可分為砂墊層、碎石墊層、灰土墊層等。

墊層的主要作用：

1）提高地基承載力；2）減少沉降量；3）加速軟弱土層的排水固結(jié)；4）防止凍脹；5）消除膨脹土的脹縮作用。

 

 

換填法適用于淺層地基處理，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土等。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理，例如在西安地區(qū)可消除黃土的濕陷性，用于山區(qū)地基可處理巖面傾斜、破碎、高低差，軟硬不勻以及巖溶等，用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。

 

 

2、強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是用幾噸至幾十噸的重錘從高處落下，反復(fù)多次夯擊地面，對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。

這種強(qiáng)大的夯擊力在地基中產(chǎn)生動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)，從夯擊點(diǎn)發(fā)出縱波和橫波，向地基縱深方向傳播，使地基淺層和深處產(chǎn)生不同程度的加固作用。

 

 

強(qiáng)夯法主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對(duì)非飽和的粘性土地基，一般采用連續(xù)夯擊或分遍間歇夯擊的方法；并根據(jù)工程需要通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以確定夯實(shí)次數(shù)和有效夯實(shí)深度。現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)表明：在100～200噸米夯實(shí)能量下，一般可獲得3～6米的有效夯實(shí)深度。

 

強(qiáng)夯后效果

 

3、振沖（置換）法

振沖法是利用振沖器，在高壓水流的作用下邊振邊沖，使松砂地基變密；或在粘性土地基中成孔，在孔中填入碎石制成一根根的樁體，這樣的樁體和原來的土構(gòu)成復(fù)合地基。

在砂土中和粘性土中振沖法的加固機(jī)理是不同的。在砂土中主要是振動(dòng)擠密和振動(dòng)液化作用；在粘性土中主要是振沖置換作用，置換的樁體與土組成復(fù)合地基。

振沖法適用于各類可液化土的加密和抗液化處理，以及碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土、濕陷性土等地基的加固處理。采用振沖法地基處理技術(shù)，可以達(dá)到提高地基承載力、減小建（構(gòu)）筑物地基沉降量、提高土石壩（堤）體及地基的穩(wěn)定性、消除地基液化的目的。

 

 

3.1振沖碎石樁法

振沖碎石樁是利用在地基中就地振制的碎石快速加固松軟地基的方法。近幾年來在高層建筑地基的加固及處理中也得到了廣泛地應(yīng)用。

它具有技術(shù)可靠、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作技術(shù)易于掌握、施工簡(jiǎn)便快速、工期短、既不用水泥，又不用鋼材，加固后地基承載力有顯著提高等優(yōu)點(diǎn)。

適用于中、粗砂和部分細(xì)砂或粉砂土地基。

 

 

4、排水固結(jié)預(yù)壓法

排水固結(jié)預(yù)壓法是利用地基土排水固結(jié)的特性，通過施加預(yù)壓荷載，并增設(shè)各種排水條件（砂井和排水墊層等排水體），以加速飽和軟粘土固結(jié)發(fā)展的一種軟土地基處理方法。

排水固結(jié)法適用于處理飽和和軟弱土層，按照采用的各種排水技術(shù)措施的不同，排水固結(jié)法可分為以下幾種方法：

堆載預(yù)壓法

真空預(yù)壓法

降水預(yù)壓法

電滲排水法

 

 

4.1  真空排水固結(jié)預(yù)壓法

真空預(yù)壓指的是砂井真空預(yù)壓。即在粘土層上鋪設(shè)砂墊層，然后用薄膜密封砂墊層，用真空泵對(duì)砂墊及砂井進(jìn)行抽氣，使地下水位降低，同時(shí)在地下水位作用下加速地基固結(jié)。亦即真空預(yù)壓是在總壓力不變的條件下，使孔隙水壓力減小、有效應(yīng)力增加而使土體壓縮和強(qiáng)度增長(zhǎng)。

 

 

4.2  堆載預(yù)壓法

在建筑場(chǎng)地臨時(shí)堆填土石等，對(duì)地基進(jìn)行加載預(yù)壓，使地基沉降能夠提前完成，并通過地基土固結(jié)提高地基承載力，然后卸去預(yù)壓荷載建造建筑物，以消除建筑物基礎(chǔ)的部分均勻沉降，這種方法就成為堆載預(yù)壓法。

一般情況是預(yù)壓荷載與建筑物荷載相等，但有時(shí)為了減少再次固結(jié)產(chǎn)生的障礙，預(yù)壓荷載也可大于建筑物荷載，一般預(yù)壓荷載的大小約為建筑物荷載的1.3倍，特殊情況則可根據(jù)工程具體要求來確定。

 

 

5、擠密法

擠密法的加固機(jī)理主要靠樁管打入地基中，對(duì)土產(chǎn)生橫向擠密作用，在一定擠密功能作用下，土粒彼此移動(dòng)，小顆粒填入大顆粒的空隙，顆粒排列緊密，孔隙體積減少，地基土的強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。所以擠密法主要是使松軟土地基擠密，改善土的強(qiáng)度和變形特性。

 

 

6、深層攪拌法

深層攪拌法是一種化學(xué)加固地基的方法。它通過特制機(jī)械──各種深層攪拌機(jī)，沿深度將固化劑（水泥漿、水泥粉或石灰粉，外摻一定的添加劑）與地基土強(qiáng)制就地?cái)嚢?，利用固化劑自身及其與地基土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使地基土硬結(jié)成為具有整體性、水穩(wěn)定性、較低滲透性和一定強(qiáng)度的復(fù)合土樁（體），或與地基土構(gòu)成復(fù)合地基，從而提高軟土地基的承載力、減小地基的變形。

 

水泥深層攪拌樁施工現(xiàn)場(chǎng)

 

7、高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是利用高壓射流技術(shù)，噴射化學(xué)漿液，破壞地基土體，并強(qiáng)制土與化學(xué)漿液混合，形成具有一定強(qiáng)度的加固體，來處理軟弱地基的一種方法。

高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土。

高壓噴射注漿法同時(shí)適用于地基或土體的防滲處理，形成防滲帷幕，防止?jié)B流破壞、流土或管涌。在西安地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕設(shè)計(jì)中大量采用。

 

地鐵大量采用高壓噴射旋噴樁施工止水帷幕

 

 

8、水泥粉煤灰碎石樁（CFG）

水泥粉煤灰碎石樁是在碎石樁基礎(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)具制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。樁和樁間土通過褥墊層形成復(fù)合地基。

 

水泥粉煤灰碎石樁及褥墊層

 

這種樁是一種低強(qiáng)度混凝土樁，由它組成的復(fù)合地基能夠較大幅度提高承載力。

水泥粉煤灰碎石樁施工現(xiàn)場(chǎng)

 

CFG樁樁頭破除前后

 

9、水泥攪拌樁

水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，是軟基處理的一種有效形式，利用攪拌樁機(jī)將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢瑁顾嗯c土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高基礎(chǔ)強(qiáng)度。

軟土基礎(chǔ)經(jīng)處理后，加固效果顯著，可很快投入使用。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土土質(zhì)。

水泥攪拌樁按材料噴射狀態(tài)可分為濕法和干法兩種。濕法以水泥漿為主，攪拌均勻，易于復(fù)攪，水泥土硬化時(shí)間較長(zhǎng)；干法以水泥干粉為主，水泥土硬化時(shí)間較短，能提高樁間的強(qiáng)度。但攪拌均勻性欠佳，很難全程復(fù)攪。

 

水泥攪拌樁施工現(xiàn)場(chǎng)

 

采用水泥攪拌樁工藝形成的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)

 

10、砂石擠密樁

砂石樁擠密法是指碎石樁法和砂樁合稱為粗顆粒土樁，是指用振動(dòng)、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將碎石或砂擠壓入土孔中，形成大直徑的碎石或砂所構(gòu)成的密實(shí)樁體。按制樁工藝可為振沖（濕）碎石和干法碎石樁。采用振動(dòng)加水沖的制樁工藝制成的碎石樁稱為振沖碎石樁或濕法碎石樁。采用無水沖工藝（如干振、振擠、錘擊等）制成的樁為砂石樁。

 

砂石擠密樁的施工原理

 

砂石擠密樁的施工現(xiàn)場(chǎng)

 

以上介紹的各類地基處理方式適用于不同的地區(qū)和地質(zhì)條件，如排水固結(jié)法適合于沿海軟土地區(qū)，高壓噴射注漿法適用于軟弱地區(qū)。