地基与地基处理内容介绍

内 容 提 要

本书是“灌排工程工（初、中、高级工）技术等级考核培

训教材”的一个分册。全书从农村水利工程需要出发，着重介

绍土是怎样生成的，土有哪些物理性质及其指标的计算，土的

渗透性、压缩性和抗剪性的基本概念及其与水利工程的关系，

对软弱地基与其他特殊土地基的处理方法也作了简要介绍。

本书除作为灌排工程工技术等级考核培训教材外，也可

供基层水利干部、工人阅读，以及其他土建类专业、地质勘探

人员参考。

目 录

序 言

前 言

绪 论

第一章 土的物理性质与土的分类

第一节 土的组成

第二节 土的物理性质指标

第三节 砂土的密实度

第四节 粘性土的软硬程度和塑性

第五节 土的分类

第六节 填土的压实性

第二章 土的力学性质

第一节 土的透水性与渗透破坏

第二节 土的压缩性与基础沉降

第三节 土的抗剪性与地基承载力

第三章 工程地质勘察与施工验槽

第一节 工程地质勘察的目的与内容

第二节 工程地质勘探方法

第三节 工程地质勘察报告

第四节 验槽

第四章 软弱地基及其处理

第一节 软弱地基的类型和工程特性

第二节 地基处理方法的分类

第三节 换土垫层法

第四节 预压加固法

第五节 振动水冲法

第六节 高压喷射注浆法

第七节 软弱地基上的基础结构型式

第五章 特殊土地基

第一节 黄土地基

第二节 膨胀土地基

第三节 冻土地基

附录 灌排工程工技术等级标准

在建筑学中地基的处理是十分重要的，上层建筑是否牢固地基有无可替代的作用。建筑物的地基不够好，上层建筑很可能倒塌，这样说一点也不为过，而地基处理的主要目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。

地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。我国的《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）中明确规定：“软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基”。

特殊土地基带有地区性的特点，它包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。

地基改善的五个方面

对于地基的改善措施主要有以下五方面：

1. 改善剪切特性

地基的剪切破坏表现在建筑物的地基承载力不够；使结构失稳或土方开挖时边坡失稳；使临近地基产生隆起或基坑开挖时坑底隆起。因此，为了防止剪切破坏，就需要采取增加地基土的抗剪强度的措施。

2. 改善压缩特性

地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大，因此需要采取措施提高地基土的压缩模量。

3. 改善透水特性

地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基渗漏；基坑开挖过程中产生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土变成不透水或减少其水压力的措施。

4. 改善动力特性

地基的动力特性表现在地震时粉、砂土将会产生液化；由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振动特性以提高地基抗震性能的措施。

5. 改善特殊土的不良地基的特性

主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。

地基改善方法

上述是基本的改善措施，如果要有坚固的地基就必须根据实际情况来选择合适的处理方法，以下几种地基的处理方法是比较实用的。

一、换填法：当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯实至密实。

二、预压法：预压法是一种有效的软土地基处理方法。该方法的实质是，在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。

三、强夯法：强夯法是法国L·梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法，即用几十吨重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。实践证明，经夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500%，影响深度在10m以上。

四、振冲法：振冲法是振动水冲击法的简称，按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达10m左右。

五、深层搅拌法：深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械，在地基中将水泥和土体强制拌和，使软弱土硬结成整体，形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙，处理深度可达8～12m。 施工过程：定位—沉入到底部—喷浆搅拌（上升）—重复搅拌（下沉）—重复搅拌（上升）—完毕

六、砂石桩法：振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。振动沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下，把套管打入规定的设计深度，夯管入土后，挤密了套管周围土体，然后投入砂石，再排砂石于土中，振动密实成桩，多次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复合地基，从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化，也可用于增大软弱粘性土的整体稳定性。其处理深度达10m左右。

七、土或灰土挤密桩法：土桩及灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。土桩及灰土桩挤密地基，是由土桩或灰土桩与桩间挤密土共同组成复合地基。土桩及灰土桩法的特点是：就地取材，以土治土，原位处理、深层加密和费用较低。

用这些方法可以使地基比较坚固，但并没有什么是完美的，同样地基处理技术也在不断的完善与改进中。近40年来，国外在地基处理技术方面发展十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。在20世纪60年代中期，从如何提高土的抗拉强度这一思路中，发展了土的“加筋法”；从如何有利于土的排水和排水固结这一基本观点出发，发展了土工合成材料、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，采用加大击实功的措施，发展了“强夯法”和“振动水冲法”等。另外，现代工业的发展对地基工程提供了强大的生产手段，如能制造重达几十吨的强夯起重机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法中振冲器的施工机械；真空泵的问世，才能建立真空预压法；生产了大于200个大气压的压缩空气机，　从而产生了“高压喷射注浆法”。

《地基处理与加固》是按45学时编写的。由于地基处理与加固技术在生产、科研中发展很快，故在实际教学中，任课教师可根据实际课时以及自己的科研、生产新进展对教材内容进行有目的的删减与增加，并留下部分内容给同学们自学。　“地基处理与加固”这门课是适应土木工程类等专业教学改革要求，从1993年起设立的一门专业课程。由于教学的需要，从1998年上半年我们开始用自编的《地基处理与加固》讲义进行教学。在总结这几年使用该讲义教学的基础上，又参考国内外已广泛应用且渐趋成熟的地基处理方法，按教学大纲重新编写，其中特别对第1～3章、第5-8章、第10-12章进行较大篇幅的修改与调整；经过几年的教学实践，感觉原来第7章内容比较多，不利于教学，故在此次修改中，根据内容的具体情况将其一分为二，将其中高压喷射注浆的内容作为第7章，而静压注浆部分内容作为第8章，原来的第8章改为第12章。　《地基处理与加固》的编写分工是：王星华同志编写第l章、第6章、第7章与第8章；徐林荣同志编写第2章；何群同志编写第3章；傅旭东同志编写第4章；张国祥同志编写第5章；李亮同志编写第9章；魏丽敏同志编写第10章；冷伍明同志编写第ll章；肖武权同志编写第12章，最后由王星华同志对《地基处理与加固》进行了统稿，并请王永和教授对《地基处理与加固》进行了主审，在此衷心感谢！