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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：浅谈几种特殊土地基及地基处理
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层 次： 专科起点本科
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完成日期： 2021年5月8日
城市化和工业化进 程 的 快 速 发 展 ， 使 得 土 木 工 程 向 各 种 复 杂 地 基 条 件 的 区 域 发 展 ， 特 殊 土 地 基 的 工 程 特 性 引 起 工 程 师 的 重 视 。 总 结 了 湿 陷 性 黄 土 、 液 化 土 、 盐 渍 土 等 几 种 山 西 地 区 常 见 的 特 殊 土 的 重 要 工 程 性 质 ， 提 出 了 相 应 的 地 基 处 理 方 法 以 及 工 程 注 意 事 项 ； 地 基 与 建 筑 物 的 关 系 非 常 密 切 。 地 基 问 题 的 处 理 恰 当 与 否 ， 不 仅 直 接 影 响 建 筑 物 的 造 价 ， 而 且 直 接 影 响 建 筑 物 的 安 危 ， 即 它 关 系 到 整 个 工 程 的 质 量 、 投 资 和 进 度 ， 因 此 其 重 要 性 已 愈 来 愈 多 地 被 人 们 所 认 识 。 文 章 简 要 讨 论 了 软 土 地 基 、 湿 陷 性 黄 土 地 基 、 膨 胀 土 地 基 等 特 殊 土 地 基 的 常 用处理方法。
关键词：特殊土地基；工程特性；工程措施；地基处理
目 录
引 言
近二十年来， 我 国 的 地 基 处 理 技 术 得 到 了 突 飞 猛 进 的 发 展 ， 目 前 我 国 应 用 的 大 部 分 地 基 处 理 技 术 都 是 这 一 时 期 开 发 或 引 进 的 。 许 多 从 国 外 引 进 的 地 基 处 理 技 术 如 ： 振 冲 法 、 强 夯 法 、 高 压 喷 射 注 浆 法 、 深 层 搅 拌 法 等 在 这 二 十 年 里 已 经 在 我 国 的 实 践 当 中 得 到 了 进 一 步 的 发 展 ； 许 多 我 国 已 经 应 用 的 地 基 处 理 技 术 如 ： 土 桩 法 、 灰 土 桩 法 、 排 水 固 结 法 、 砂 桩 法 等 均 得 到 了 长 足 的 进 展 和 提 升 。 在 地 基 处 理 技 术 的 实 践 工 作 当 中 还 涌 现 出 了 多 种 新 的 处 理 技 术 ， 如 ： 锚 杆 静 压 桩 法 、 真 空 预 压 法 、 低 强 度 桩 复 合 地 基 法 、 孔 内 夯 碎 石 桩 法 、 刚 性复合地基法等。
我国地基处理技术的发展大致可以分成以下两个阶段：
第一阶段是上世纪五 十 年 代 至 七 十 年 代 ， 这 一 阶 段 新 中 国 刚 刚 成 立 ， 我 国 的 地 基 处 理 技 术 大 部 分 都 是 由 国 外 引 进 而 来 的 。 这 一 时 期 的 主 要 处 理 技 术 包 括 ： 砂 桩 挤 密 法 、 砂 石 垫 层 法 、 化 学 灌 浆 法 、 挤 密土桩法、井点降水法、堆载预压法等。
第二个阶段是上世纪七十年代至今，这一阶段是我国地基处理技术发展的主要阶段。从上世纪七十年代末 起 ， 我 国 沿 海 地 区 许 多 工 程 工 程 随 着 改 革 开 放 的 到 来 如 雨 后 春 笋 般 出 现 ， 随 后 ， 软 土 地 基 工 程 技 术 的 试 点 研 究 工 作 在 全 国 许 多 地 区 拉 开 了 帷 幕 。 尤 其 是 上 世 纪 八 十 年 代 开 始 ， 由 于 工 程 建 筑 过 程 当 中 大 量 出 现 需 要 加 固 的 不 良 地 基 ， 因 而 对 地 基 坚 固 程 度 的 要 求 也 越 来 越 高 。 目 前 ， 地 基 处 理 技 术 已 经 成 为 土 木 工 程 建 设 当 中 的 关 键 技术之一。
目前，地基处理技术的 发 展 体 现 在 施 工 队 伍 的 发 展 壮 大 、 地 基 处 理 技 术 水 平 的 不 断 提 升 、 施 工 工 艺 的 不 断 进 步 、 计 算 理 论 的 综 合 应 用 以 及 新 型 地 基 处 理 技 术 的 不 断 涌 现 等 各 个 方 面 。 朱 志 铎 （2009）采 用 标 准 贯 入 试 验 的 方 法 研 究 不 同 的 水 泥 土 搅 拌 桩 ， 测 试 了 无 侧 限 抗 压 的 强 度 以 及 电 阻 率 ， 同 时 通 过 不 同 阶 段 路 基 的 沉 降 、 土 体 侧 向 变 形 、 孔 隙 水 压 力 ， 验 证 了 测 试 结 果 ； 孙 福 洋 （2011） 结 合 P H C 管 桩 的 施 工 特 点 ， 针 对 其 高 脆 性 和 桩 基 地 质 的 不 确 定 性 ， 对 施 工 工 艺 流 程 、 机 械 选 择 、 施 工 过 程 中 的 质 量 安 全 控 制 等 方 面 提 出 针 对 性 的 解 决 方 案 ； 刘 汉 龙 （2003） 通 过 对 现 浇 管 桩 的 施 工 过 程 、 桩 土 互 相 作 用 、 相 邻 桩 施 工 对 已 成 桩 的 影 响 、 单 桩 或 复 合 地 基 承 载 力 等 工 程 的 现 场 试 验 ， 全 面 了 解 该 桩 型 的 实 际 工 程 性 能 ， 为 该 该 桩 型 的 推 广 积 累 经验。
1 特殊土及特殊土地基
1.1 特殊土地基
特殊土是指具有某些特殊成分、结构及工程地质性质的土的总称。由于成土环境的不同，会造成具有不同特性的土，常见的特殊土种类有：黄土、红粘土、膨胀土、软土、盐渍土、冻土和填土等。由于生成时 不 同 的 地 理 环 境 、 气 候 条 件 、 地 质 成 因 以 及 次 生 变 化 等 原 因 ， 使 一 些 土 类 具 有 特 殊 的 成 分 、 结 构 和 工 程 性 质 。 通 常 把 这 些 具 有 特 殊 工 程 性 质 的 土 类 称 为 特 殊 土 。 特 殊 土 种 类 很 多 ， 大 部 分 都 具 有 地 区 特 点 ， 故 又 有 区 域 性 特 殊 土 之 称 。 特 殊 土 包 括 湿 陷 性 黄 土 地 基 、 膨 胀 土 地 基 、 山 区 地 基 、 红 粘 土 地 基 、 冻 土 地 基 及 盐 渍 土 地 基等。
1.2 良好地基对房屋建筑的重要性
基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见，竖向结构体系将荷载集中于点，或分布成线形，但作为最终支承机构的地基，提供的是一种分布的承载能力。如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件，需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点，但与独立基础相比，它的造价通常要高得多，因此只在必要时才使用。不论哪一种情况，基础的概念都是把集中荷载分散到地基上，使荷载不超过地基的长期承载力。因此，分散的程度与地基的承载能力成反比。有时，柱子可以直接支承在下面的方形基础，墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时，只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用，就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来，以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱，或者建筑物比较高的情况下，才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构，墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件，这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。
2.1 换填垫层法
所谓换填垫层是指 将 路 基 范 围 内 的 软 土 清 除 ， 用 稳 定 性 好 的 土 、 石 回 填 并 压 实 或 夯 实 。 在 公 路 施 工 中 ， 一 般 采 用 的 是 开 挖 换 填 天 然 砂 砾 , 即 在 一 定 范 围 内 , 把 影 响 路 基 稳 定 性 的 淤 泥 软 土 用 挖 掘 机 挖 除 , 用 天 然 砂 砾 进 行 换 置 , 开 挖 换 填 深 度 在 2 m 以 内 , 采 用 分 层 填 筑 、 分 层 压 实 、 分 层 检 测 压 实 度 的 方 法 施 工 。 从 而 改 变 地 基 的 承 载 力 特 性 ， 提 高 抗 变 形 和 稳 定 能 力 。 在 换 填 过 程 中 ， 对 于 换 填 的 天 然 沙 砾 中 石 头 的 粒 径 、 含 量 和 级 配 也 应 充 分 考 虑 ， 最 好 做 试 验 检 测 ， 避 免 无 法 压 实 而 引 起 沉 降 。 浅 层 处 理 和 深 层 处 理 很 难 明 确 划 分 界 限 ， 一 般 可 认 为 地 基 浅 层 处 理 的 范 围 大 致 在 地 面 以 下 5 m 深 度 以 内 。 浅 层 人 工 地 基 的 采 用 不 仅 取 决 于 建 筑 物 荷 载 量 值 的 大 小 ， 而 且 在 更 大 程 度 上 与 地 基 土 的 物 理 力 学 性 质 有 关 。 地 基 浅 层 处 理 与 深 层 处 理 相 比 ， 一 般 使 用 比 较 简 便 的 工 艺 技 术 和 施 工 设 备 ， 耗 费 较 少 量 的 材 料 。 适 用 于 浅 层 软 弱 地 基 及 不 均 匀 地 基 的 处 理 。 其 主 要 作 用 是 提 高 地 基 承 载 力 ， 减 少 沉 降 量 ， 加 速 软 弱 土 层 的 排 水 固 结 ， 防 止 冻 胀 和 消 除 膨胀土的胀缩。
2.2 强夯法
强夯法指的是为提高软弱 地 基 的 承 载 力 ， 用 重 锤 自 一 定 高 度 下 落 夯 击 土 层 使 地 基 迅 速 固 结 的 方 法 。 称 动 力 固 结 法 , 利 用 起 吊 设 备 , 将 1 0 ～ 2 5 吨 的 重 锤 提 升 至 1 0 ～ 2 5 米 高 处 使 其 自 由 下 落 ， 依 靠 强 大 的 夯 击 能 和 冲 击 波 作 用 夯 实 土 层 。 强 夯 法 主 要 用 于 砂 性 土 、 非 饱 和 粘 性 土 与 杂 填 土 地 基 。 对 非 饱 和 的 粘 性 土 地 基 ， 一 般 采 用 连 续 夯 击 或 分 遍 间 歇 夯 击 的 方 法 ； 并 根 据 工 程 需 要 通 过 现 场 试 验 以 确 定 夯 实 次 数 和 有 效 夯 实 深 度 。 适 用 于 处 理 碎 石 土 、 砂 土 、 低 饱 和 度 的 粉 土 与 粘 性 土 、 湿 陷 性 黄 土 、 杂 填 土 和 素 填 土 等 地 基 。 强 夯 置 换 法 适 用 于 高 饱 和 度 的 粉 土 ， 软 - 流 塑 的 粘 性 土 等 地 基 上 对 变 形 控 制 不 严 的 工 程 ， 在 设 计 前 必 须 通 过 现 场 试 验 确 定 其 适 用 性 和 处 理 效 果 。 强 夯 法 和 强 夯 置 换 法 主 要 用 来 提 高 土 的 强 度 ， 减 少 压 缩 性 ， 改 善 土 体 抵 抗 振 动 液 化 能 力 和 消 除 土 的 湿 陷 性 。 对 饱 和 粘 性 土 宜 结 合 堆 载 预 压 法 和 垂 直 排 水 法 使用。
2.3 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 1 0 m
