地基樁基礎(chǔ)處理報(bào)告
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地基處理讀書報(bào)告
1地基處理的概述
工程建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的地質(zhì)條件不好或軟弱地基，這樣的地基不能滿足結(jié)構(gòu)物的要求，需要經(jīng)過(guò)人工加固處理，處理后的地基稱為人工地基。軟弱地基是指由軟土（淤泥及淤泥質(zhì)土）、沖填土、雜填土、松散砂土及其他具有高壓縮性的土層構(gòu)成的地基。這些地基的共同特點(diǎn)是模量低、承載力小，未經(jīng)人工加固處理是不能在上面修筑基礎(chǔ)和建筑物的。地基處理的目的就是針對(duì)在軟弱地基上修筑建造物可能出現(xiàn)的問(wèn)題，采取各種手段來(lái)提高地基土的抗剪強(qiáng)度，增大地基承載力，改善土的壓縮特性，從而達(dá)到滿足工程建設(shè)的需要。
1.1我國(guó)地基處理技術(shù)的發(fā)展歷程
地基處理在我國(guó)有著悠久的歷史，新中國(guó)成立后，特別是在近20年來(lái)得到迅猛發(fā)展�；仡�60年來(lái)我國(guó)地基處理技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了2個(gè)階段。
第一階段：20世紀(jì)50年代至60年代為起步應(yīng)用階段，這一時(shí)期大量地基處理技術(shù)從前蘇聯(lián)引進(jìn)國(guó)門，最為廣泛使用的是墊層等淺層處理法。主要為沙石墊層、砂樁擠密、石灰樁、灰土樁、化學(xué)灌漿、預(yù)浸水法及井點(diǎn)降水等地基處理技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)名用建筑。
第二階段：20世紀(jì)70年代至今，為應(yīng)用、發(fā)展、創(chuàng)新階段。大批國(guó)外先進(jìn)技術(shù)被引進(jìn)、開(kāi)發(fā)，并結(jié)合我國(guó)自身特點(diǎn)，初步形成了具體中國(guó)特色的地基處理技術(shù)及其支護(hù)體系，許多領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。大直徑灌注樁、石灰樁、碎石樁、高噴注漿、深層攪拌、真空預(yù)壓、動(dòng)力固結(jié)、塑料排水板法，大剛度柔性樁復(fù)合地基、深基坑工程及其支護(hù)體系等先進(jìn)方法得到迅猛開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。
2地基處理的方法
由于軟弱地基特性的復(fù)雜性和多樣性，到目前為止已經(jīng)形成了許多種不同的地基處理方法，按照其原理的不同可分為以下幾大類：
�。�1）排水固結(jié)法；
�。�2）擠密壓實(shí)法；
（3）置換及拌入法；
�。�4）灌漿法；
�。�5）加筋法；
�。�6）冷熱處理法。
在以上幾大類地基處理方法當(dāng)中，每一類方法又都包含各自不同的幾種具體處理方法，但它們的原理相同，只是采取的具體施工措施不一樣。
2.1 排水固結(jié)法
排水固結(jié)法的原理是軟粘土地基在荷載作用下，土中孔隙水逐漸排出，孔隙比減小，地基發(fā)生固結(jié)變形，同時(shí)，隨著超孔隙水壓力逐漸消散，土的有效應(yīng)力逐漸增大，地基土的強(qiáng)度逐步增長(zhǎng)。排水固結(jié)法常用于解決飽和軟粘土地基的沉降和穩(wěn)定問(wèn)題，可使地基的沉降在加載預(yù)壓期間基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生過(guò)大的沉降和沉降差。同時(shí)可增加地基土的抗剪強(qiáng)度，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。采用排水固結(jié)法時(shí)常采用的施工方法有：（1）堆載預(yù)壓法（2）砂井法（3）真空預(yù)壓法（4）降低地下水位法；（5）電滲法。
2.2 擠密壓實(shí)法
擠密壓實(shí)法的原理是采用一定的手段，通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，達(dá)到地基處理的目的。根據(jù)采用的手段可分為以下幾種方法：
2.2.1表層壓實(shí)法
采用人工或機(jī)械夯實(shí)、機(jī)械碾壓或振動(dòng)對(duì)填土、濕陷性黃土、松散無(wú)粘性土等軟弱或原來(lái)比較疏松表層土進(jìn)行壓實(shí)，也可采用分層回填壓實(shí)加固，分層壓實(shí)的填料也可適量添加石灰、水泥等，適用于含水量接近于最佳含水量的淺層疏松粘性土、松散砂性土、濕陷性黃土及雜填土。
2.2.2 重錘夯實(shí)法
利用重錘自由下落時(shí)的沖擊能來(lái)夯實(shí)淺層土地基，使其表面形成一層較為均勻的硬殼層，適用于無(wú)粘性土、雜填土、非飽和粘性土及濕陷性黃土。
2.2.3 強(qiáng)夯法
將很重的錘從高處自由落下，反復(fù)多次夯擊地面，給地基土以沖擊力和振動(dòng)，從而提高地基土的強(qiáng)度并減小其壓縮性，適用于無(wú)粘性土、雜填土、非飽和粘性土及濕陷性黃土等。
2.2.4 振沖擠壓法
通常用以加固砂層，其原理是：一方面依靠振沖器的強(qiáng)力振動(dòng)使飽和砂層
發(fā)生液化，顆粒重新排列，孔隙比減少；另一方面依靠振沖器的水平振動(dòng)力，形成垂直孔洞，在其中加入回填料，使砂層擠壓密實(shí)，適用于砂性土，小于0.005mm粘性含量小于10%的粘性土，若粘粒含量大于30%效果明顯降低。
2.2.5 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(fù)合地基”。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。適用于濕陷性黃土、人工填土、非飽和粘性土。
2.2.6 砂樁
在松散砂土或人工填土中設(shè)置砂柱，能對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠密或振密作用，可以顯著提高地基強(qiáng)度，改善地基的整體穩(wěn)定性，并減少地基沉降量，適用于松砂地基或雜填土。
2.2.7 爆破法
在地基鉆孔中爆破黃色炸藥或其他炸藥，利用其急劇產(chǎn)生的氣體壓力使地基壓密，并在爆孔中加入填料壓實(shí)后形成復(fù)合地基。對(duì)飽和松砂地基，可利用爆破振動(dòng)，使松砂層液化__顆粒重新排列而趨于密實(shí)，達(dá)到地基加固的目的。此法適用于非飽和疏松粘性土、濕陷性黃土、飽和砂土、雜填土。
2.3 置換及拌入法
以砂、碎石等材料置換軟弱地基中部分軟弱土體，形成復(fù)合地基，或在軟弱地基中部分土體內(nèi)摻入水泥、水泥砂漿或石灰等物質(zhì)，形成加固體，與未加固部分形成復(fù)合地基，達(dá)到提高地基承載力，減少壓縮量的目的。置換及拌入法有下列幾種方法：（1）墊層法；（2）開(kāi)挖置換法；（3）振沖置換法（或稱碎石樁法）；（4）高壓噴射注漿法（旋噴柱）；（5）深層攪拌法；（6）石灰樁法；（7）褥墊法。
2.4 灌漿法
灌漿法的實(shí)質(zhì)是用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，把某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂隙或孔隙，以改善地基的物理力學(xué)性質(zhì)。灌漿材料常分為粒狀漿材和化學(xué)漿材兩個(gè)系統(tǒng)，粒狀漿材包括純水泥漿、粘土水泥漿、水泥砂漿、石灰漿等；化學(xué)漿材包括環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類、聚氨酯類、丙烯酸胺類、木質(zhì)素類和硅酸鹽類等。在地基處理中，常用的灌漿方法按其依據(jù)的理論可分下述四種：
滲入性灌漿法、劈裂灌漿法、壓密灌漿法、電動(dòng)化學(xué)灌漿法等。若在灌漿壓力作用下，漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，引起巖體或土體結(jié)構(gòu)的破壞，使地層中原有的孔隙或裂隙擴(kuò)張，或形成新的裂縫或孔隙，從而使低透水性地層的可活性和漿液擴(kuò)散距離增大，稱為劈裂灌漿法；若通過(guò)鉆孔向土層中壓入灌漿，在壓漿點(diǎn)周圍形成泡形空間，使?jié){液對(duì)地基土起到擠壓作用，稱為壓密灌漿法；當(dāng)在粘性土中插入金屬電極并通以直流電后，就在土中引起電滲、電泳和離子交換等作用，促使在通電區(qū)域的土中以高價(jià)金屬離子代換鈉離子，使土的含水量顯著降低，并可使土內(nèi)形成滲漿“通道”。若在通電的同時(shí)向土中灌注硅酸鹽漿液，就能在“通道”上形成硅膠，并與土粒膠結(jié)成具有一定力學(xué)強(qiáng)度的加固體，稱為電動(dòng)化學(xué)灌漿法。根據(jù)采取不同的灌漿方法及相應(yīng)的灌漿材料，灌漿法可應(yīng)用于砂及砂礫地基、濕陷性黃土地基、粘性土地基。灌漿法的基本原理及其應(yīng)用已形成一門新的學(xué)科分支———巖土工程化學(xué)。
2.5 加筋法
通過(guò)在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達(dá)到提高地基承載力，減小沉降，或維持建筑物穩(wěn)定的地基處理方法稱為加筋法。加筋法一般有以下幾種：
2.5.1 土工聚合物
利用土工聚合物（或稱為土工合成物或土工織物）的高強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能，擴(kuò)散土中應(yīng)力，增大土體的剛度模量或抗拉強(qiáng)度，改善土體或構(gòu)成加筋土以及各種復(fù)合土工結(jié)構(gòu)。土工聚合物除了上述加固強(qiáng)化作用外，還可以用作反濾、排水和隔離材料。適用于加強(qiáng)軟弱地基，或用作反濾、排水和隔離
材料。
2.5.2 錨固技術(shù)
將一種新型受拉桿件的一端固定在邊坡或地基的巖層或土層中，另一端與結(jié)構(gòu)物（如擋土結(jié)構(gòu)物）連接，利用錨固力以承受由于土壓力、水壓力或風(fēng)力所施加于結(jié)構(gòu)物的推力，從而維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。在天然地層中可用灌漿錨桿，在人工填土中可用錨定板。
2.5.3 加筋土
把抗拉能力很強(qiáng)的拉筋埋置在土層中，通過(guò)土顆粒和拉筋之間的摩擦力形
成一個(gè)整體，稱為加筋土。拉筋一般使用具有耐拉力，摩擦系數(shù)大且耐腐蝕的網(wǎng)狀、絲狀、帶狀的材料，主要是鍍鋅鋼片、鋁合金以及合成樹脂等材料。加筋土技術(shù)在人工填筑的砂性土中可以采用，但不宜用于粘性土。
2.5.4 樹根樁法
在地基中沿不同方向，打入直徑為75mm——125mm的細(xì)樁，可以是豎直樁，也可以是斜樁，形成如樹根狀的群協(xié)以支撐結(jié)構(gòu)物，或用以擋土，乃至可作為穩(wěn)定土坡的一種措施，適用于軟弱粘性土、雜填土等。
2.6 冷熱處理法
冷熱處理法是通過(guò)改變地基土體的溫度從而改變土體中水的存在及狀態(tài)，達(dá)到加固地基的目的。冷熱處理法包括：凍結(jié)法和燒結(jié)法兩種。
�。�1）凍結(jié)法：通過(guò)人工冷卻，使地基溫度降低到孔隙水的冰點(diǎn)以下，使之凍結(jié)，從而具有理想的截水性能和較高的承載能力（或橫向支承能力）。適用于飽和的砂土或軟粘土地層中的臨時(shí)性措施。
�。�2）燒結(jié)法：在軟弱粘土地基的鉆孔中加熱，通過(guò)焙燒使周圍地基土減小含水量提高強(qiáng)度，減少壓縮性。適用于軟粘土、濕陷性黃土等。
3下面僅以其中關(guān)于的CFG為例進(jìn)行具體介紹
3.1基本概念
水泥粉煤灰樁（CFG）、樁間土和褥墊層一起形成復(fù)合地基，屬于地基范疇。樁基是一種簡(jiǎn)稱，是一種深基礎(chǔ)。盡管有時(shí)水泥粉煤灰碎石樁體強(qiáng)度等級(jí)與樁基中樁的強(qiáng)度等級(jí)相同，但由于在水泥粉煤灰碎石樁和基礎(chǔ)之間設(shè)置了褥墊層，在垂直荷載作用下，樁基中的樁、土受力和水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基中的樁、土受力有著明顯的不同。 和樁相比，由于水泥粉煤灰碎石樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價(jià)一般為樁基的1/3-1/2，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。并且水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基技術(shù)具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價(jià)較為低廉的特點(diǎn)。
水泥粉煤灰碎石樁是針對(duì)碎石樁承載特性的一些不足，加以改進(jìn)而發(fā)展起來(lái)的。與一般碎石樁相比，碎石樁系散體材料樁，樁本身沒(méi)有粘結(jié)強(qiáng)度，主要靠周圍他土的約束形成樁體強(qiáng)度，并和樁間土組成復(fù)合地基共同承擔(dān)上部建筑的垂直荷載。土越軟對(duì)樁的約束作用就越差；樁傳遞垂直荷載的能力就越差。
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