2015年造价工程师《安装》：工程施工技术（8）

　　第二节 地基与基础工程施工

　　一、地基加固处理

　　土木工程的地基问题，概括地说，可包括以下四个方面：

　　（1）强度和稳定性问题。当地基的承载能力不足以支撑上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。

　　（2）压缩及不均匀沉降问题。当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。沉降量较大时，不均匀沉降往往也较大。

　　（3）地基的渗漏量超过容许值时，会发生水量损失导致发生事故。

　　（4）地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无黏性土的液化、失稳和震陷等危害。

　　当结构物的天然地基存在上述四类问题之一或其中几个时，必须采用相应的地基处理措施以保证结构物的安全与正常使用。

　　在各种地基中，需要根据不同条件进行处理的软弱土和不良土主要包括：软黏土、杂填土、冲填土、饱和粉细砂、湿陷性黄土、泥炭土、膨胀土、多年冻土、溶洞土等。除此之外，当旧房改造、加高、工厂设备更新等造成荷载增大，对原来地基提出更高的要求，或者在开挖深基坑，建造地下铁道等工程中有土体稳定、变形或渗流问题时，也需要进行地基处理。

　　地基处理的方法有很多，工程中人们常常采用的一类方法是采取措施使土中孔隙减少，土颗粒之间靠近，密度加大，土的承载力提高；另一类方法是在地基中掺加各种物料，通过物理化学作用把土颗粒胶结在一起，使地基承载力提高，刚度加大，变形减小。

　　（一）砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩

　　碎石桩和砂桩合称为粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或振动水冲等方式在软弱地基中成孔，再将碎石或砂挤压入孔，形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体，具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用。

　　水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的具有一定粘结强度的桩。桩的承载能力来自桩全长产生的摩阻力及桩端承载力，桩越长承载力愈高，桩土形成的复合地基承载力提高幅度可达4倍以上且变形量小，适用于多层和高层建筑地基，是近年来新开发的一种地基处理技术。

　　（二）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人钢套管（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，然后在孔内分层填入素土（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1/2.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，桩间土只产生竖向压密，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。柱和桩间共同承受荷载，成为一种复合地基。

　　（三）深层搅拌法施工

　　深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性的并具有一定承载力的复合地基。

　　深层搅拌法适宜于加固各种成因的淤泥质土、黏土和粉质黏土等，用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。

　　施工前，应依据工程地质勘察资料，进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥掺人比，确定搅拌工艺。

　　用于深层搅拌的施工工艺目前有两种，一种是用水泥浆和地基土搅拌的水泥浆搅拌（简称旋喷桩），另一种是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌（简称粉喷桩）。

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