工程管理-土建工程常用加固技術(shù)淺析

PAGEIi土建工程常用加固技術(shù)淺析摘要近年來，中國建筑業(yè)取得了快速發(fā)展，在施工中地基加固非常重要。地基加固與建筑物的質(zhì)量密切相關(guān)，地基加固可以有效避免滲透問題、沉降問題。本文闡述了地基處理的目的和意義，以及部分地基處理和加固的方法、發(fā)展。地基處理的目的是利用置換、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和化學(xué)等方法對地基土進(jìn)行加固，以改善地基土的工程特性。為了使建筑工程能夠達(dá)到一定的質(zhì)量，做好地基加固處理這項工作是必不可少的。隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，早期的地基處理方法逐漸走向成熟，新式的地基處理方法也逐漸涌現(xiàn)。在今后的發(fā)展中，根據(jù)實際的情況可以將新技術(shù)與已成熟的方法相結(jié)合，能夠使地基得到更充分更有效的加固。關(guān)鍵詞：地基；加固技術(shù)；發(fā)展

AbstractInrecentyears,China'sconstructionindustryhasachievedrapiddevelopment.Foundationreinforcementisveryimportantinconstruction,whichiscloselyrelatedtobuildingquality.Groutingtechnologyisacommonlyusedmethodatpresent.Itcanobtainbetterfoundationreinforcementeffectandeffectivelyavoidtheoccurrenceofseepageandsettlementproblems.Thispaperexpoundsthepurposeandsignificanceoffoundationtreatment,aswellassomemethodsanddevelopmentoffoundationtreatmentandreinforcement.Thepurposeoffoundationtreatmentistoreinforcethefoundationsoilbymeansofreplacement,compaction,compaction,drainage,cementation,reinforcementandchemicalmethods,soastoimprovetheengineeringcharacteristicsofthefoundationsoil.Inordertoachieveacertainqualityofconstructionprojects,itisessentialtodoagoodjoboffoundationreinforcement.Withtherapiddevelopmentofnationaleconomy,theearlymethodsoffoundationtreatmenthavegraduallymatured,andnewmethodsoffoundationtreatmenthavegraduallyemerged.Inthefuturedevelopment,accordingtotheactualsituation,thenewtechnologycanbecombinedwithmaturemethods,whichcanmakethefoundationmorefullyandeffectivelyreinforced.Keywords:foundation;reinforcementtechnology;development

目錄摘要 IAbstract II1引言 52地基處理的目的和意義 72.1地基處理的目的 72.1.1從發(fā)展角度分析 72.1.2從原理角度分析 72.2地基處理的意義 73地基處理的相關(guān)概括 93.1我國的地基處理歷史 93.2地基處理技術(shù)在我國的發(fā)展階段 103.3土木工程建設(shè)中結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的運用 103.3.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理與方法 103.3.2鋼筋混凝土的材料把控 113.3.3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的方式 113.3.4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣分析 124部分早期地基處理方法 134.1高壓噴射注漿法 134.1.1加固原理 134.1.2適用范圍 144.1.3優(yōu)點 144.2深層攪拌法 154.2.1加固原理 154.2.2適用范圍 154.2.3優(yōu)點 164.3強(qiáng)夯法 164.3.1加固原理 164.3.2適用范圍 174.3.3優(yōu)點及局限性 175部分現(xiàn)代地基處理方法 195.1強(qiáng)夯置換法 195.1.1加固原理 195.1.2適用范圍 205.1.3優(yōu)點及局限性 205.2EPS超輕質(zhì)填料法 205.2.1加固原理 215.2.2適用范圍 215.2.3優(yōu)點及局限性 215.2.4發(fā)展前景 226注漿加固地基的應(yīng)用 226.1工程概況 226.2注漿方案 226.3地基加固方案 236.4地基加固技術(shù)的運用 236.4.1地基加固方法的科學(xué)選用 236.4.2地基加固方式的正確應(yīng)用 236.5具體方案的實施 24結(jié)語 25參考文獻(xiàn) 26致謝 271引言我國建筑業(yè)發(fā)展至今，大量的軟土地基需進(jìn)行加固處理，注漿技術(shù)能適用各種復(fù)雜地質(zhì)條件的地基加固，應(yīng)用市場的潛力巨大。目前我國存在大量的以前建造的建筑物的地基，以及新建建筑物的樁基由于地基的質(zhì)量問題需要重新加固。但是目前的地基加固技術(shù)存在缺陷，難以滿足復(fù)雜環(huán)境下基地加固的需要。雖然復(fù)合注漿技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用范圍和更好的加固效果，因而能夠適應(yīng)市場的需要。研究地基注槳技術(shù)及地基加固技術(shù)，不僅有利于促進(jìn)地基加固的安全性，而且還有很重要的社會效益。在工程建設(shè)中也有廣泛的應(yīng)用價值。面對強(qiáng)化介質(zhì)的不均勻和不確定性,灌漿材料的可變性，灌漿技術(shù)的復(fù)雜性和落后的評價工程的加固效果，本文的主要目的是通過實驗，研究復(fù)合速凝灌漿材料，使灌漿材料的性能的系統(tǒng)研究，并在此基礎(chǔ)上，采用室內(nèi)注漿模型。通過研究部分地基的處理方法，分析各種方法的優(yōu)缺點，結(jié)合工程實例，研究注漿方法和注漿加固效果，顯著提高了加固成功率，有效擴(kuò)大了注漿技術(shù)的應(yīng)用范圍。

2地基處理的目的和意義2.1地基處理的目的2.1.1從發(fā)展角度分析建筑物直接承受地基的巖石或地基稱為地基。地基處理的質(zhì)量直接關(guān)系到工程竣工后的質(zhì)量。隨著中國土木工程建設(shè)的快速發(fā)展，不僅需要選擇具有良好基礎(chǔ)條件的施工場地，而且有時還要在地質(zhì)條件差的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工。不僅如此，國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得建筑物的荷載日益增大，對變形的要求也越來越嚴(yán)格。有時地質(zhì)條件一般可以說是良好的地基，也可能要在一定的地基處理條件下進(jìn)行，因此地基處理的重要地位越來越明顯。2.1.2從原理角度分析1.改變地基的動力特性：地基的動力特性通常是在地震等一系列荷載作用下砂土和淤泥的液化。因此，不僅要研究地基土的非液化特性，而且要積極改善地基的動力特性，以提高地基的抗震性能。2.提高地基土的承載力：在荷載偏心力和側(cè)向土壓力雙重壓力下，基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性降低，在開挖土方、抬升地面或開挖基坑的過程中，邊坡也失去了穩(wěn)定性。浮起坑是在隆起時產(chǎn)生的，因此，需要增加地基土的抗剪強(qiáng)度，避免剪切引起的破壞。3.改善地基土不良性狀：處理黃土濕陷性、膨脹土膨脹收縮等特殊地基土的不良性狀，是改善地基土不良性狀的關(guān)鍵措施。4.減小地基的壓縮性：地基的高壓縮性引起建筑物的大沉降，而且沉降也有差異。所以，為了降低地基沉降的不均勻性，應(yīng)采取一定的措施來提高地基自身的壓縮模量。5.改善地基的滲透:因為基礎(chǔ)的滲透率是反映在滲流基礎(chǔ)如房屋、堤防和水壩,或大量流沙的發(fā)生和管道的開挖基坑,有必要積極研究基金會或減少水的不滲透性壓力。[1]2.2地基處理的意義在土木工程建設(shè)的整體結(jié)構(gòu)中，地基領(lǐng)域與上部結(jié)構(gòu)相對比較，存在很多未知因素，問題復(fù)雜性難以預(yù)估，因此處理難度相對較大。地基的問題如果處理不好，將會有相當(dāng)嚴(yán)重后果。根據(jù)可靠的數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，在世界各國所發(fā)生的土木工程建設(shè)中的工程事故，由地基問題引起的占據(jù)多數(shù)。另外，處理好地基問題，不僅僅關(guān)系到所建設(shè)的工程是否可靠安全，而且還關(guān)系到所建設(shè)的工程投資的大小。因此可以看出，處理好地基問題將會為以后的工程建設(shè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3地基處理的相關(guān)概括3.1我國的地基處理歷史在我國的地基處理領(lǐng)域中，灰土墊層基礎(chǔ)和短樁處理有著悠久的歷史，可以追溯到2000多年以前。因此，地基處理可以說是一個既古老又年輕的領(lǐng)域。隨著時間的推移，地基處理工程在實踐中不斷地發(fā)展，人們開始對土體的工程性質(zhì)進(jìn)行改造的同時，也開始不斷地豐富對土的特性研究和認(rèn)識，從而進(jìn)一步推動了地基處理技術(shù)和方法的更新，使其成為土木工程領(lǐng)域中一個生命力非常強(qiáng)的分支。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的地基處理方法得到了巨大的發(fā)展。舊方法漸漸地得到了改進(jìn)，新方法也開始不斷地涌現(xiàn)。高壓噴射注漿法、振沖法、強(qiáng)夯法、深層攪拌法等許多地基處理技術(shù)從國外引進(jìn)后，在我國的工程實踐中得到較大的發(fā)展。近20年來，在工程實踐中發(fā)展了許多新的地基處理技術(shù)，如真空樁堆載預(yù)壓法、CFG樁剛性樁復(fù)合地基法、夯實水泥土樁法、EPS超輕填料法等，尤其是近年來的發(fā)展更加日新月異。[2]表3-1是幾種主要地基處理方法在我國開始應(yīng)用的時間。一些成熟的常用方法有了進(jìn)一步發(fā)展，不少新的方法出現(xiàn)并在技術(shù)上日漸成熟，有的已進(jìn)入實用階段。表3-1部分地基處理方法在我國應(yīng)用的最早年份[2]地基處理方法年份早期地基處理方法普通砂井法20世紀(jì)50年代砂樁法20世紀(jì)50年代土樁法及灰土樁法20世紀(jì)50年代中期石灰樁法1953年掏土糾傾法20世紀(jì)60年代初袋裝砂井法20世紀(jì)70年代土工合成材料法20世紀(jì)70年代末高壓噴射注漿法1972年漿液深層攪拌法1977年振沖法1977年強(qiáng)夯法1978年現(xiàn)代地基處理方法真空預(yù)壓法1980年塑料排水帶法1981年剛性樁復(fù)合地基法1981年樹根樁法1981年錨桿靜壓樁法1982年粉體噴射攪拌法1983年頂升糾傾法1986年沉管碎石樁法1987年強(qiáng)夯置換法1988年EPS超輕質(zhì)填料法1995年3.2地基處理技術(shù)在我國的發(fā)展階段回顧過去，最近50多年來我國地基處理技術(shù)的發(fā)展歷程，大概可以分成兩個階段。如下表3-2所示表3-2我國地基處理技術(shù)發(fā)展階段第一階段：20世紀(jì)50年代～60年代此階段為起步應(yīng)用階段。這段時期大量地基處理技術(shù)都是從前蘇聯(lián)引進(jìn)國門,最為廣泛使用的是墊層等淺層處理法。主要為石灰樁、砂樁擠密、灰土樁、重錘夯實、砂石墊層、化學(xué)灌漿、預(yù)浸水法及井點降水等地基處理技術(shù)。因為只是早期的起步階段,所以既有成功的經(jīng)驗,又有盲目照搬的教訓(xùn)。第二階段：20世紀(jì)70年代至今此階段為應(yīng)用、發(fā)展、創(chuàng)新階段。許多國外的先進(jìn)技術(shù)開始被引進(jìn)與開發(fā),并且結(jié)合我國自身的特點,初步形成了具有中國特色的地基處理技術(shù)，而且許多領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。3.3土木工程建設(shè)中結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的運用3.3.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理與方法在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，施工的形式一般很難被確定下來，針對這個情況，其實可以通過計算機(jī)來模擬已有方案，確定結(jié)構(gòu)的受力情況是不是在能夠承受的安全范圍之內(nèi)，在方案改進(jìn)階段，計算過程也應(yīng)當(dāng)被體現(xiàn)出來，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的實施程度不足。另外一些不合理現(xiàn)象也會出現(xiàn)在土木工程的建設(shè)時期，加強(qiáng)方案設(shè)計就可以在一定程度上規(guī)避這些不合理現(xiàn)象的發(fā)生，保證施工建設(shè)任務(wù)的按時進(jìn)行。如果出現(xiàn)鋼筋在力的作用下彎曲的情況，那就會影響結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，出現(xiàn)安全隱患，因此，鋼筋材料也應(yīng)在進(jìn)行加固設(shè)計的過程中設(shè)置保護(hù)層，并確定受力情況。3.3.2鋼筋混凝土的材料把控我國工程施工大多采用鋼筋混凝土設(shè)計結(jié)構(gòu)形式，是目前發(fā)展起來的最堅固的結(jié)構(gòu)形式。但是，鋼和混凝土是不同的物質(zhì)，它們的性能和功能也不相同，所以在混合這兩種材料時，應(yīng)充分考慮這兩種材料的力學(xué)性能，并根據(jù)相關(guān)的施工要求進(jìn)行混合，充分利用它。相關(guān)施工人員在選材時，必須選用質(zhì)量較好的混凝土，科學(xué)合理的計算骨料、水泥、水、粉煤灰等原材料，使其能滿足施工要求。在選用鋼筋時，應(yīng)根據(jù)實際施工情況合理選用熱軋光圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋，并分析鋼筋的作用，把握鋼筋的彎曲程度、強(qiáng)度、表面光潔度等情況，并且在使用鋼筋時因為不能一味的使用更多的鋼筋數(shù)量，因為不同數(shù)量是會產(chǎn)生不同效果的。鋼筋過密會增加施工成本，對混凝土的流動性要求也會很高。不同的建筑物，如道路橋梁、水利工程、建筑工程等，在外觀、性質(zhì)、受力和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上都是不同的。所以很多因素都應(yīng)該被考慮進(jìn)去比如住宅性能、抗震性、耐久性、穩(wěn)定性等，然后選擇合適的鋼筋混凝土，以保證建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理。3.3.3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的方式在施工過程中加入鋼筋，對混凝土結(jié)構(gòu)受力能力和整個工程的安全性起到一個保證作用，鋼筋與混凝土在力學(xué)性能上是有一定的差異存在的，不正確的鋼筋混凝土配比會嚴(yán)重影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)配置時，有關(guān)人員應(yīng)根據(jù)實際施工的具體需要和受力條件的分析，科學(xué)合理地計算結(jié)構(gòu)的正截面荷載、斜截面荷載、扭曲截面荷載等各種影響結(jié)構(gòu)的因素，如混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性等，科學(xué)合理地計算精確值，這就需要進(jìn)行大量的校核和計算，分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形狀變化的可能性，盡量減小計算中的誤差，最后由專業(yè)人員完成鋼筋混凝土的配置。在安裝和焊接鋼結(jié)構(gòu)的過程中，不能打亂有關(guān)焊接施工順序和施工工藝。焊接順序不同的原因是工程平面和高程的形狀和結(jié)構(gòu)形式不同，應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)對稱、節(jié)點對稱和全向?qū)ΨQ的焊接原則。此外，還應(yīng)加強(qiáng)邊緣構(gòu)件的約束管理。當(dāng)無約束邊緣構(gòu)件矩形截面極限承載力降低40%時，極限位移角相應(yīng)減小，影響整個墻體的安全穩(wěn)定。3.3.4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣分析在土木工程結(jié)構(gòu)加固過程中，鋼筋混凝土的使用可以最大限度地協(xié)調(diào)土木工程建筑的整體抗震、耐火、耐久性。另外，鋼筋混凝土的配置成本相對較低，因此為了降低土木工程建設(shè)的總體成本，可以對建筑材料加以綜合利用，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。然而，實際在施工時，土木工程結(jié)構(gòu)的加固技這些因素變化較大，將影響到土建結(jié)構(gòu)的整體施工效果。因此，相關(guān)人員需要不斷加強(qiáng)鋼筋混凝土配置的優(yōu)化創(chuàng)新，全面提高各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，確保土建建筑的整體效益得到有效提高。

4部分早期地基處理方法現(xiàn)有的地基處理方法很多，新的地基處理方法還在不斷發(fā)展。因此，根據(jù)部分早期的地基處理方法進(jìn)行了論述。4.1高壓噴射注漿法伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率高壓泵、鉆機(jī)和硬質(zhì)合金噴嘴等先進(jìn)裝備逐漸被開發(fā)出來。高壓水射流技術(shù)在水力采煤工作中的發(fā)展應(yīng)用為新的加固土體方法提供了新的理論基礎(chǔ)和物質(zhì)條件。于是，別具一格的高壓噴射注漿法在70年代初期便應(yīng)運而生了。高壓噴射注漿法發(fā)源于日本，它是在化學(xué)注漿法的基礎(chǔ)上，采用高壓水射流技術(shù)而開發(fā)出來的。它不同于傳統(tǒng)的灌漿配方方法和化學(xué)灌漿方法的工藝措施。以水泥為主要原料，研制出高質(zhì)量、高可靠的加筋土。同時可提高地基承載力，提高地基強(qiáng)度，防水防滲，防止砂土液化，降低擋土墻土壓力，降低土壤含水量等多個功能。[4]4.1.1加固原理該方法利用高壓噴射的化學(xué)漿液與土混合固化，從而進(jìn)行地基處理。通過用噴嘴注漿管鉆機(jī)將土鉆到預(yù)定的位置后，用注漿或高壓設(shè)備從噴嘴噴出高壓射流，沖擊和破壞土層，同時以一定的速度將鉆桿逐漸向上鉆，使泥漿和雨水強(qiáng)制混合后，使?jié){液凝固體在土壤中形成固結(jié)。圖4.1高壓噴射原理圖4.2高壓噴射現(xiàn)場圖高壓噴射注漿的噴射形式有旋噴、擺噴和定噴三種。高壓噴射注漿所噴射形成團(tuán)結(jié)體的形狀與噴嘴移動方向和持續(xù)時間有密切的聯(lián)系。噴嘴噴射漿液時，一邊提升，一邊進(jìn)行旋噴則形成圓柱形團(tuán)結(jié)體；一邊提升，一邊進(jìn)行擺噴則形成扇形團(tuán)結(jié)體；一邊提升，一邊進(jìn)行方向不變地定噴，則形成片狀團(tuán)結(jié)體。土壤被這三種噴灑方式切割和破壞。剪切土與漿液混合，最終凝固硬化的方法與固結(jié)機(jī)理相似，但由于噴嘴運動方式的不同，固體的形狀和結(jié)構(gòu)略有不同。圖4.3高壓噴射注漿方式4.1.2適用范圍主要適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑粘性土、黃土、砂土、粉土、碎石土和素填土等地基。4.1.3優(yōu)點表4-1高壓噴射注漿法的優(yōu)點優(yōu)點1.適用范圍較廣，既可用于工程新建之前，又可用于竣工后的托換工程；2.設(shè)備簡單，管理方便；3.施工簡便，成型靈活；4.施工時對周圍影響??；5.可以根據(jù)生產(chǎn)需要而控制固結(jié)體形狀；6.可以進(jìn)行垂直、傾斜和水平噴射；7.在一般的軟弱地基中加固會有較好的耐久性；4.2深層攪拌法深層攪拌法是20世紀(jì)60年代由日本和瑞典成功研究開發(fā)的一種對深層軟土進(jìn)行加固的方法。此方法可以對地下深部的河流沖積軟土、湖沼及海底極軟的沉積土、甚至新近沉積的淤泥等進(jìn)行處理。4.2.1加固原理通過深層攪拌機(jī)，將深厚軟土地基和固化劑強(qiáng)制混合，利用軟土和固化劑的注入產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，然后凝結(jié)成的水泥土具備高完整性、良好的水穩(wěn)性和強(qiáng)度，再使其與NAT相結(jié)合。烏拉爾基礎(chǔ)復(fù)合地基的形式，從而提高地基承載力，減少變形。圖4.4加固原理圖4.5加固現(xiàn)場圖4.2.2適用范圍主要適用于正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、飽和黃土、粉土、粘性土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土。4.2.3優(yōu)點表4-2深層攪拌法的優(yōu)點優(yōu)點1.將固化劑和原地基軟土就地攪拌混合，因而最大限度地利用了原土；2.圍攪拌時不會使地基側(cè)出擠出，所以對周圍原有建筑物的影響很??；3.可合理選擇固化劑及其配方，設(shè)計比較靈活；

4.施工時無振動、噪音，無污染，工期短，可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑群中進(jìn)行施工；5.加固后重度基本不變，對軟弱下臥層不致產(chǎn)生附加沉降；6.與鋼筋混凝土樁基相比，節(jié)省了大量鋼材，并降低了造價；

7.加固效果好，加固方式靈活，適用面廣；8.深層攪拌法是一種原位加固技術(shù)，可充分利用原狀土，無棄土問題；4.3強(qiáng)夯法20世紀(jì)60年代末70年代初，強(qiáng)夯開始從法國發(fā)展起來。經(jīng)過30多年的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于一般工民建、公路、鐵路、倉庫、油罐、機(jī)場跑道、碼頭的地基處理。盡管國內(nèi)外許多學(xué)者從不同的角度對動固結(jié)原理進(jìn)行了研究，但至今尚未形成成熟、完善的理論體系。對于強(qiáng)夯法地基處理的原理認(rèn)識，應(yīng)該先分成宏觀機(jī)理與微觀機(jī)理。宏觀機(jī)理從加固區(qū)土所受沖擊力、應(yīng)力波的傳播、土的強(qiáng)度對土加密的影響做出解釋。微觀機(jī)理則對沖擊力作用下，土微觀結(jié)構(gòu)的變化。宏觀機(jī)理是外部表現(xiàn)，微觀機(jī)理是內(nèi)部依據(jù)。然后應(yīng)該區(qū)分飽和土和非飽和土，飽和土存在孔隙水排出土才能壓實固結(jié)這一問題。還應(yīng)該對粘性土和無粘性土加以區(qū)別，它們具有不同的滲透性，粘性土存在固化內(nèi)聚力，砂土則沒有。另外對于一些特殊土體，例如濕陷性黃土、填土、淤泥等，因為它們具有各自的特殊性能，所以其加固原理也存在特殊性。夯實能量的傳遞是動力夯實原理研究的一個必要內(nèi)容，即確定用于加固地基的部分能量和這部分能量的原理來加固地基。[2]4.3.1加固原理通過起重機(jī)械將大噸位的夯錘吊起，使其從10～40m的高處自由落下，對地基土進(jìn)行強(qiáng)力夯實。這種方法主要是利用強(qiáng)大的沖擊力,使土壤出現(xiàn)激波和偉大的振動能量,使土壤孔隙壓縮和土壤顆粒排列緊密,并迅速團(tuán)結(jié)起來,以提高地基強(qiáng)度,減少土壤的可壓縮性,改善砂的抗震液化條件,消除濕陷性黃土的濕陷。。[3]4.3.2適用范圍主要適用于加固碎石土和砂土、低飽和度粘性土與粉土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。對于高飽和度的粘性土與粉土需要謹(jǐn)慎采用。為了能對飽和粘性土地基進(jìn)行充分有效的加固處理，近年來在強(qiáng)夯法的基礎(chǔ)上開發(fā)出強(qiáng)夯置換法。[3]圖4.6加固示意圖圖4.7加固現(xiàn)場圖4.3.3優(yōu)點及局限性表4-3強(qiáng)夯法的優(yōu)點及局限性優(yōu)點1.施工成本低；2.操作簡便；3.施工工期短；4.適應(yīng)性廣；5.施工效果明顯；6.質(zhì)量可控性高；局限性施工過程中的強(qiáng)烈振動對周圍有較大影響

5部分現(xiàn)代地基處理方法隨著科技的日益進(jìn)步，一些成熟的早期方法有了進(jìn)一步發(fā)展，不少新的方法出現(xiàn)并在技術(shù)上日漸成熟，有的已進(jìn)入實用階段。5.1強(qiáng)夯置換法強(qiáng)夯置換法是20世紀(jì)80年代后期開發(fā)的地基處理方法，是在強(qiáng)夯法的基礎(chǔ)上衍生出來的一種方法。在場地含水量大、場地地基承載力要求比較高、地下土質(zhì)處理困難時，尤其是成分復(fù)雜的軟粘土，采用強(qiáng)夯置換法將具有明顯的優(yōu)勢。5.1.1加固原理通過強(qiáng)夯的強(qiáng)大能量，將碎石、礦渣等具有良好物理機(jī)械性能的粗粒料強(qiáng)迫入地基。動力夯置換法可分為整體置換法和樁置換法。樁身位移是一種較常用的加固方法，其加固機(jī)理與砂樁相似。在置換過程中，通過破壞土體結(jié)構(gòu)，從地基土中產(chǎn)生超孔隙水壓力，隨著時間的推移，土體強(qiáng)度逐漸恢復(fù)。同時，由于碎石橋墩具有良好的滲透性，多余的孔隙水壓力消散產(chǎn)生固結(jié)。這樣，可以采用位移壓實和排水固結(jié)法在橋墩之間形成碎石樁和土的復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少沉降。整體位移是指當(dāng)置換率要求較大時，密集群點的位移，然后將整個土體排向兩側(cè)或四周，將置換體連成一個整體，形成置換層。其作用機(jī)理與更換墊相似。由整體置換形成的雙層地基的變形行為和強(qiáng)度不僅取決于置換材料的性質(zhì)，而且還取決于置換層的厚度和底層的性質(zhì)。圖5.1強(qiáng)夯置換法原理圖5.1.2適用范圍主要適用于高飽和度的粘性土與粉土等地基上對變形控制要求不嚴(yán)的工程。5.1.3優(yōu)點及局限性表5-1強(qiáng)夯置換法的優(yōu)點及局限性優(yōu)點1.加固效果顯著；2.施工工期短；3.施工費用低；局限性采用強(qiáng)夯置換法前必須通過現(xiàn)場試驗確定其使用性和處理效果5.2EPS超輕質(zhì)填料法一般情況下，高等級公路軟基處理主要采用排水固結(jié)法、置換法和復(fù)合地基法。這些方法往往存在工期長、施工質(zhì)量不穩(wěn)定、加固深度有限等缺點。面對設(shè)計要求高、填筑高度高、軟土層厚、施工周期緊、加固深度大的高等級公路，具有很大的局限性。近年來，開發(fā)了一種新的軟土地基處理方法。這種方法是使用一種超輕量填料，膨脹聚苯乙烯(EPS)，路基填充。5.2.1加固原理重度只有土的1/50～1/100的聚苯乙烯泡沫（EPS），它具有高強(qiáng)度、低壓縮性，可作為填土材料填入土中，可充分有效地減輕地基上的荷載，可根據(jù)需要進(jìn)行淺層地基置換。圖5.2EPS代替填土的設(shè)計方法圖5.3聚苯乙烯泡沫（EPS）5.2.2適用范圍主要適用于軟弱土地基上的填方工程。特別適用于修筑公路、鐵路、空港等工程5.2.3優(yōu)點及局限性表5-2EPS超輕質(zhì)填料法的優(yōu)點及局限性優(yōu)點1.EPS材料具有輕質(zhì)、較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性、耐壓縮性、自立性、耐水性和良好的化學(xué)性能；2.施工簡單方便，工期短；3.質(zhì)量易控制，材料可根據(jù)需要而生產(chǎn)；局限性EPS價格較高，且不適用與地表洪水泛濫地區(qū)用作路堤超輕質(zhì)填料5.2.4發(fā)展前景作為一種超輕質(zhì)的填料，EPS在國外有著較為廣泛的應(yīng)用。實踐表明，EPS有著優(yōu)良的路用性能，在減少軟弱土地基的沉降，減少橋臺和路基的差異沉降和橋臺的側(cè)向壓力和位移等方面有著重要的作用，雖然目前EPS的造價較高，但是它眾多的優(yōu)點可以說明，在軟弱土地基上修筑高速公路將EPS作為填料填充是可行的。在今后的發(fā)展中，EPS在我國將會有著廣泛的應(yīng)用前景。6注漿加固地基的應(yīng)用6.1工程概況某工程計劃選用鉆孔灌注樁。樁端持力層為頁巖層，通過檢測發(fā)現(xiàn)，有些單樁的承載力未滿足設(shè)計要求，必須對該地基進(jìn)行加固。施工開始前，在其周圍分別設(shè)置了6個探井，在掘進(jìn)時出現(xiàn)了水的滲入，造成少數(shù)探井未能達(dá)到預(yù)期的深度。調(diào)查資料表明，該段地層成分復(fù)雜，不僅有素填土、角礫，還有強(qiáng)風(fēng)化頁巖等。通過仔細(xì)的調(diào)研分析，各地層情況依次為：第一層，上部主要由素土充填，有著很多的煤屑、磚石以及少許的灰渣、雜物，表現(xiàn)為松散狀態(tài)，下部填土具有較大孔隙，主要由塊石、片石等充填；二層，層厚為0.1～2.4m的角礫等，粒徑大約為10mm，結(jié)構(gòu)稍密，該層僅在部分探井中未見；三層，層厚為0.3～0.8m的頁巖等，具有較高的水分含量，見水變得更為細(xì)膩，部分探井的深度內(nèi)未有發(fā)現(xiàn)。6.2注漿方案施工開始前，首先要進(jìn)行注漿方案的選擇，下面是相應(yīng)的選取原則：（1）一般情況下，如果面對的是伏軟弱地基，則選用水泥漿或水泥粉煤灰漿液來進(jìn)行處理。（2）軟土層上部如有硬殼，應(yīng)視為密封面;如果沒有類似的硬殼，可以制作0.5m左右的密封面，或者地基壓實后再生。（3）如果存在一定的砂礫層，則應(yīng)采用自上而下的方式進(jìn)行處理，如果沒有該成分或較少時，則應(yīng)采用自下而上的方式進(jìn)行處理。根據(jù)現(xiàn)場情況，并結(jié)合工程項目的設(shè)計要求，本工程應(yīng)選用上自下而上的方式進(jìn)行注漿。6.3地基加固方案（1）方案概述。通過對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的分析，在建筑物的基礎(chǔ)上采用了自底向上的路基注漿方法。選擇長度達(dá)1.0m的注漿花管鉆進(jìn)巖層。（2）注漿參數(shù)。注漿壓力，要由現(xiàn)場實驗來明確，并考慮到土壓、類型、地質(zhì)環(huán)境等的影響。參考以往的項目經(jīng)驗，此處應(yīng)使用0.4～1.0MPa的壓力。注漿順序，通常是采用先外部后內(nèi)里的施工流程；漿液參數(shù)，一般為純水泥漿；注漿量，依照大部分情況來看，漿液應(yīng)密切的填充到孔隙中；注漿孔間距，采用梅花狀排布，間距一般取值為1.2～1.5m。6.4地基加固技術(shù)的運用6.4.1地基加固方法的科學(xué)選用在土木工程中，基礎(chǔ)鋼筋施工質(zhì)量占有著非同一般的地位，十分重要，而技術(shù)設(shè)計是技術(shù)應(yīng)用的前提，更是對技術(shù)效果充分發(fā)揮的保障。目前地基加固的常用方法主要有排水加固、加筋加固、化學(xué)加固、擠壓加固。每種加固方法都有其自身的優(yōu)點，但也有其自身的缺點，而且使用的情況和范圍不盡相同。因此，為了保證工程的施工質(zhì)量，在地基加固設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)土木工程的實際情況，根據(jù)相關(guān)規(guī)范和要求，選擇最合適的加固方法。6.4.2地基加固方式的正確應(yīng)用目前，我國土木工程地基加固常用有兩種方法：一種是更換土墊層，適用于地基下部較軟承載層的地基加固；另一種是加筋法，適用于難度大的工程。在地基加固設(shè)計過程中，應(yīng)在土木工程施工現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)勘察，充分了解地質(zhì)情況，并將勘察結(jié)果作為選擇地基加固方式的參考依據(jù)。6.5具體方案的實施對于具體方案的執(zhí)行，一般要遵照以下流程：（1）測放孔位。按照設(shè)計要求，在施工范圍內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，得到相應(yīng)的注漿孔位并明確加以標(biāo)記。（2）成孔。在施工過程中，孔徑一般選擇為91mm或110mm。為避免出現(xiàn)不均勻的下沉問題，將其進(jìn)行加固。通過對現(xiàn)場情況的分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的素填土層深度在1.5～5.2m左右，分布參差不齊，依次將其劃分為7.5m、5.5m、3.5m的注漿區(qū)域，地基開孔深度順序為8.0m、5.5m兩個區(qū)域。部分鉆孔已遭遇巖石，而又未滿足設(shè)計要求時，以現(xiàn)場實際情況為準(zhǔn)。（3）花管的制作和擺放都有規(guī)定。花管由孔深決定，并根據(jù)設(shè)計需要精心制作。形成孔后，將其放置、降低到孔的底部并關(guān)閉。（4）注漿。選擇好注漿材料后，首先需要進(jìn)行現(xiàn)場試驗，通過得到的實驗結(jié)果來確定注漿量，之后按照所選用的注漿技術(shù)進(jìn)行施工作業(yè)。工序上，要先處理邊緣帷幕孔，之后再對加固孔進(jìn)行處理，當(dāng)注漿量滿足相應(yīng)要求時，停止。為了提高注漿工程的質(zhì)量，邊緣帷幕孔的孔距一般設(shè)定為注漿孔孔距的二分之一左右。當(dāng)注漿量低于0.4L/min，或者是發(fā)生明顯的冒漿現(xiàn)象，經(jīng)穩(wěn)定30min時間后即可完成。每組應(yīng)間距2～3孔隔孔處理。（5）清洗。如果不需要再進(jìn)行其他項目施工，作業(yè)完成后必須及時進(jìn)行清洗。如果還需繼續(xù)施工，則要根據(jù)具體情況來進(jìn)行判斷。

結(jié)語隨著我國建筑技術(shù)的發(fā)展，