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第二節(jié) 地基與基礎工程施工

一、地基加固處理

土木工程的地基問題，概括地說，可包括以下四個方面：

（1）強度和穩(wěn)定性問題。當?shù)鼗某休d能力不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載時，地基就會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。

（2）壓縮及不均勻沉降問題。當?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下產(chǎn)生過大的變形時，會影響結(jié)構(gòu)物的正常使用，特別是超過結(jié)構(gòu)物所能容許的不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)可能開裂破壞。沉降量較大時，不均勻沉降往往也較大。

（3）地基的滲漏量超過容許值時，會發(fā)生水量損失導致發(fā)生事故。

（4）地震、機器以及車輛的振動、波浪作用和爆破等動力荷載可能引起地基土，特別是飽和無黏性土的液化、失穩(wěn)和震陷等危害。

當結(jié)構(gòu)物的天然地基存在上述四類問題之一或其中幾個時，必須采用相應的地基處理措施以保證結(jié)構(gòu)物的安全與正常使用。

在各種地基中，需要根據(jù)不同條件進行處理的軟弱土和不良土主要包括：軟黏土、雜填土、沖填土、飽和粉細砂、濕陷性黃土、泥炭土、膨脹土、多年凍土、溶洞土等。除此之外，當舊房改造、加高、工廠設備更新等造成荷載增大，對原來地基提出更高的要求，或者在開挖深基坑，建造地下鐵道等工程中有土體穩(wěn)定、變形或滲流問題時，也需要進行地基處理。

地基處理的方法有很多，工程中人們常常采用的一類方法是采取措施使土中孔隙減少，土顆粒之間靠近，密度加大，土的承載力提高；另一類方法是在地基中摻加各種物料，通過物理化學作用把土顆粒膠結(jié)在一起，使地基承載力提高，剛度加大，變形減小。

（一）砂樁、碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁

碎石樁和砂樁合稱為粗顆粒土樁，是指用振動、沖擊或振動水沖等方式在軟弱地基中成孔，再將碎石或砂擠壓入孔，形成大直徑的由碎石或砂所構(gòu)成的密實樁體，具有擠密、置換、排水、墊層和加筋等加固作用。

水泥粉煤灰碎石樁是在碎石樁基礎上加進一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的具有一定粘結(jié)強度的樁。樁的承載能力來自樁全長產(chǎn)生的摩阻力及樁端承載力，樁越長承載力愈高，樁土形成的復合地基承載力提高幅度可達4倍以上且變形量小，適用于多層和高層建筑地基，是近年來新開發(fā)的一種地基處理技術(shù)。

（二）土樁和灰土樁

土樁和灰土樁擠密地基是由樁間擠密土和填夯的樁體組成的人工“復合地基”。適用于處理地下水位以上，深度5～15m的濕陷性黃土或人工填土地基。土樁主要適用于消除濕陷性黃土地基的濕陷性，灰土樁主要適用于提高人工填土地基的承載力。地下水位以下或含水量超過25％的土，不宜采用。

土樁和灰土樁的施工方法是利用打人鋼套管（或振動沉管）在地基中成孔、通過擠壓作用，使地基上得到加密，然后在孔內(nèi)分層填入素土（或灰土、粉煤灰加石灰）后夯實而成土樁或灰土樁。回填土料一般采用過篩（篩孔不大于20mm）的粉質(zhì)黏土，并不得含有有機質(zhì)物質(zhì)；粉煤灰采用含水量為30％～50％濕粉煤灰；石灰用塊灰消解3～4d形成的粗粒粒徑不大于5mm的熟石灰。灰土（體積比例2：8或3；7）或二灰土應拌和均勻至顏色一致后及時回填夯實。

土樁擠密地基由樁間擠密土和分層填夯的素土樁組成，土樁面積約占地基面積的10％“-23％。土樁樁體和樁間土均為被機械均勻擠密的同類土料，因此，土樁擠密地基可視為厚度較大的素土墊層。

在灰土樁擠密地基中，由于灰土樁的變形模量遠大于樁間土的變形模量，因此只占地基面積約20％的灰土樁可以承擔總荷載的1/2.而占地基總面積80％的樁間上僅承擔其余1/2.這樣就大大降低了基礎底面以下一定深度內(nèi)土中的應力，消除了持力層內(nèi)產(chǎn)生大量壓縮變形和濕陷變形的不利因素。同時，由于灰土樁對樁間土能起到側(cè)向約束作用，限制土的側(cè)向移動，樁間土只產(chǎn)生豎向壓密，使壓力與沉降始終呈線性關系。

除了上述土樁和灰土樁外，還有單獨采用石灰加固軟弱地基的石灰樁。石灰樁的成孔也是采用鋼套管法成孔，然后在孔內(nèi)灌入新鮮生石灰塊，或在石灰塊中摻人適量的水硬性摻和料粉煤灰和火山灰，一般的經(jīng)驗配合比為8：2或7：3.在拔管的同時進行振搗或搗密。利用生石灰吸取樁周土體中水分進行水化反應，生石灰的吸水、膨脹、發(fā)熱以及離子交換作用，使樁周土體的含水量降低，孔隙比減小，使土體擠密和樁柱體硬化。柱和樁間共同承受荷載，成為一種復合地基。

（三）深層攪拌法施工

深層攪拌法是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理一化學反應，使軟土硬結(jié)成具有整體性的并具有一定承載力的復合地基。

深層攪拌法適宜于加固各種成因的淤泥質(zhì)土、黏土和粉質(zhì)黏土等，用于增加軟土地基的承載能力，減少沉降量，提高邊坡的穩(wěn)定性和各種坑槽工程施工時的擋水帷幕。

施工前，應依據(jù)工程地質(zhì)勘察資料，進行室內(nèi)配合比試驗，結(jié)合設計要求，選擇最佳水泥摻人比，確定攪拌工藝。

用于深層攪拌的施工工藝目前有兩種，一種是用水泥漿和地基土攪拌的水泥漿攪拌（簡稱旋噴樁），另一種是用水泥粉或石灰粉和地基土攪拌的粉體噴射攪拌（簡稱粉噴樁）。

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（責任編輯：中大編輯）

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