一、定義

        地基基礎加固，就是因為天然地基軟弱無(wú)法滿(mǎn)足地基強度、變形等要求，那么就需要事先對地基進(jìn)行處理，利用換填、夯實(shí)、擠密、排水、膠結、加筋和熱學(xué)等方法改良地基土的工程特性，從而達到地基加固的目的。

        二、地基處理的目的及意義主要有下面5點(diǎn)：

         1.提高地基土的抗剪切強度

         地基的剪切破壞表現在：

        建筑物的地基承載力不夠；

         由于偏心荷載及側向土壓力的作用使結構物失穩；

         由于填土或建筑物荷載，使鄰近地基產(chǎn)生隆起；

         土方開(kāi)挖時(shí)邊坡失穩；

          基坑開(kāi)挖時(shí)坑底隆起。

          地基的剪切破壞反映在地基土的抗剪強度不足，因此，為了防止剪切破壞，就需要采取一定措施以增加地基土的抗剪強度。

          2.降低地基土的壓縮性

        地基土的壓縮性表現在建筑物的沉降和差異沉降大；由于有填土或建筑物荷載，使地基產(chǎn)生固結沉降；作用于建筑物基礎的負摩擦力引起建筑物的沉降；大范圍地基的沉降和不均勻沉降；基坑開(kāi)挖引起鄰近地面沉降；由于降水地基產(chǎn)生固結沉降。地基的壓縮性反映在地基土的壓縮模量指標的大小。因此，需要采取措施以提高地基土的壓縮模量，借以減少地基的沉降或不均勻沉降。

         3.改善地基土的透水特性

        地基土的透水性表現在堤壩等基礎產(chǎn)生的地基滲漏；

          基坑開(kāi)挖工程中，因土層內夾薄層粉砂或粉土而產(chǎn)生流砂和管涌。以上都是在地下水的運動(dòng)中所出現的問(wèn)題。為此，必須采取措施使地基土降低透水性或減少其水壓力。

          4.改善地基土的動(dòng)力特性

         地基土的動(dòng)力特性表現在地震時(shí)飽和松散粉細砂(包括部分粉土)將產(chǎn)生液化；由于交通荷載或打樁等原因，使鄰近地基產(chǎn)生振動(dòng)下沉。為此，需要采取措施防止地基液化，并改善其振動(dòng)特性以提高地基的抗震性能。

         5.改善特殊土的不良地基特性

        主要是消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等。

         三、地基處理一般有：

        換土墊層法

        振密、擠密法

        排水固結法

        置換法

         加筋法

        膠結法

         冷、熱處理法

       1、換土墊層法

        基本原理：就是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實(shí)。

        按回填的材料可分為砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級干渣、混合干渣和原狀干渣；粉煤灰分為濕排灰和調濕灰。

       作用：換土墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量；消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性；防止土的凍脹作用及改善土的抗液化性。

       常用機械碾壓、平板振動(dòng)和重錘夯實(shí)進(jìn)行施工。

        適用范圍：常用于基坑面積寬大和開(kāi)挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層(淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、浜填土以及已完成自重固結的沖填土等)與低洼區域的填筑。一般處理深度為2～3m。

       適用于處理淺層非飽和軟弱土層、濕陷性黃土、膨脹土、季節性?xún)鐾?、素填土和雜填土。

       注：墊層只解決承載力問(wèn)題而無(wú)助于減少沉降。

        2、振密、擠密法

         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，強度提高，達到地基處理的目的。

        1）表層壓實(shí)法

         采用人工或機械夯實(shí)、機械碾壓或振動(dòng)對填土、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。

         適用范圍：適用于含水量接近于更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等。

         2）重錘夯實(shí)法

         利用重錘自由下落時(shí)的沖擊能來(lái)夯擊淺層土，使其表面形成一層較為均勻的硬殼層。

         適用范圍：適用于無(wú)粘性土、雜填土、非飽和粘性土及濕陷性黃土。

        3) 強夯法

         利用強大的夯擊能，迫使深層土液化和動(dòng)力固結，使土體密實(shí)，用以提高地基土的強度并降低其壓縮性、消除土的濕陷性、脹縮性和液化性。

        適用范圍：適用于碎石土、砂土、素填土、雜填土、低飽和度的粉土與粘性土及濕陷性黃土。

        4)振沖擠密法

       振沖擠密法一方面依靠振沖器的強力振動(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)。

         適用范圍：適用于砂性土和小于0.005mm的粘粒含量低于10%的粘性土。

        5)土(或灰土、粉煤灰加石灰)樁法

        是利用打入鋼套管(或振動(dòng)沉管、炸藥爆破)在地基中成孔，通過(guò)”擠”壓作用，使地基土得到“加密”，然后在孔中分層填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯實(shí)而成土樁(或灰土樁、二灰樁)。

        適用范圍：適用于處理地下水位以上濕陷性黃土、新近堆積黃土、素填土和雜填土。

        6)砂樁

       在松散砂土或人工填土中設置砂樁，能對周?chē)馏w或產(chǎn)生擠密作用，或同時(shí)產(chǎn)生振密作用?？梢燥@著(zhù)提高地基強度，改善地基的整體穩定性，并減少地基沉降量。

         適用范圍：適用于處理松砂地基和雜填土地基。

          7)夯實(shí)水泥土樁

         利用沉管、沖擊、人工洛陽(yáng)鏟、螺旋鉆等方法成孔，回填水泥和土的拌和料，分層夯實(shí)形成堅硬的水泥土柱體，并擠密樁間土，通過(guò)褥墊層與原地基土形成復合地基。

          適用范圍：適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土和淤泥質(zhì)土等地基。

        8)爆破法

           這個(gè)用的不多，原理是利用爆破產(chǎn)生振動(dòng)使土體產(chǎn)生液化和變形，從而獲得較大密實(shí)度，用以提高地基承載力和減小沉降。

         適用范圍：適用于飽和凈砂，非飽和但經(jīng)灌水飽和的砂、粉土和濕陷性黃土。

          3、排水固結法

           基本原理：就是軟土地基在附加荷載的作用下，逐漸排出孔隙水，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結變形。在這個(gè)過(guò)程中，隨著(zhù)土體超靜孔隙水壓力的逐漸消散，土的有效應力增加，地基抗剪強度相應增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。

         排水固結法主要由排水和加壓兩個(gè)系統組成。

        排水可以利用天然土層本身的透水性，尤其是軟土地區多夾砂薄層的特點(diǎn)，也可設置砂井、袋裝砂井和塑料排水板之類(lèi)的豎向排水體。

        加壓主要是地面堆載法、真空預壓法和井點(diǎn)降水法。為加固軟弱的粘土，在一定條件下，采用電滲排水井點(diǎn)也是合理而有效的。

        (1)堆載預壓法

       在建造建筑物以前，通過(guò)臨時(shí)堆填土石等方法對地基加載預壓，達到預先完成部分或大部分地基沉降，并通過(guò)地基土固結提高地基承載力，然后撤除荷載，再建造建筑物。

        一般臨時(shí)的預壓堆載等于建筑物的荷載，但為了減少由于次固結而產(chǎn)生的沉降，預壓荷載也可大于建筑物荷載，稱(chēng)為超載預壓。

         為了加速堆載預壓地基固結速度，?？膳c砂井法或塑料排水帶法等同時(shí)應用。如粘土層較薄，透水性較好，也可單獨采用堆載預壓法。適用于軟粘土地基。

         (2)砂井法(包括袋裝砂井、塑料排水帶等)

        在軟粘土地基中，設置一系列砂井，在砂井之上鋪設砂墊層或砂溝，人為地增加土層固結排水通道，縮短排水距離，從而加速固結，并加速強度增長(cháng)。砂井法通常輔以堆載預壓，稱(chēng)為砂井堆載預壓法。

       適用范圍：適用于透水性低的軟弱粘性土，但對于泥炭土等有機質(zhì)沉積物不適用。

        (3)真空預壓法

        在粘土層上鋪設砂墊層，然后用薄膜密封砂墊層，用真空泵對砂墊層及砂井抽氣，使地下水位降低，同時(shí)在大氣壓力作用下加速地基固結。

        適用范圍：適用于能在加固區形成(包括采取措施后形成)穩定負壓邊界條件的軟土地基。

      (4)真空-堆載聯(lián)合預壓法

       當真空預壓達不到要求的預壓荷載時(shí)，可與堆載預壓聯(lián)合使用，其堆載預壓荷載和真空預壓荷載可疊加計算。

        適用范圍：適用于軟粘土地基。

          (5)降低地下水位法

         通過(guò)降低地下水位使土體中的孔隙水壓力減小，從而增大有效應力，促進(jìn)地基固結。

         適用范圍：適用于地下水位接近地面而開(kāi)挖深度不大的工程，特別適用于飽和粉、細砂地基。

        (6)電滲排水法

         在土中插入金屬電極并通以直流電，由于直流電場(chǎng)作用，土中的水從陽(yáng)極流向陰極，然后將水從陰極排除，而不讓水在陽(yáng)極附近補充，借助電滲作用可逐漸排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位來(lái)提高地基承載力或邊坡的穩定性。

        適用范圍：適用于飽和軟粘土地基。

       4、置換法

          原理：其原理是以砂、碎石等材料置換軟土，與未加固部分形成復合地基，達到提高地基強度的目的。

       置換法又分為：

        (1)振沖置換法(或稱(chēng)碎石樁法)

      碎石樁法是利用一種單向或雙向振動(dòng)的沖頭，邊噴高壓水流邊下沉成孔，然后邊填入碎石邊振實(shí)，形成碎石樁。樁體和原來(lái)的粘性土構成復合地基，以提高地基承載力和減小沉降。

        適用范圍：適用于地基土的不排水抗剪強度大于20kPa的淤泥、淤泥質(zhì)土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。對不排水抗剪強度小于20kPa的軟土地基，采用碎石樁時(shí)須慎重。

          (2)石灰樁法

       在軟弱地基中用機械成孔，填入作為固化劑的生石灰并壓實(shí)形成樁體，利用生石灰的吸水、膨脹、放熱作用以及土與石灰的物理化學(xué)作用，改善樁體周?chē)馏w的物理力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)樁與土形成復合地基，達到地基加固的目的。

       適用范圍：適用于軟弱粘性土地基。

       (3)強夯置換法

       對厚度小于6m的軟弱土層，邊夯邊填碎石，形成深度3～6m、直徑為2m左右的碎石柱體，與周?chē)馏w形成復合地基。

       適用范圍：適用于軟粘土。

       (4)水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)

       是在碎石樁基礎上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振動(dòng)沉管打樁機或其它成樁機具制成的一種具有一定粘結強度的樁。樁和樁間土通過(guò)褥墊層形成復合地基。

      適用范圍：適用于填土、飽和及非飽和粘性土、砂土、粉土等地基。

      (5)柱錘沖擴法

       柱錘沖擴法是利用直徑為200～600mm、長(cháng)度為2～6m、質(zhì)量為1～6t的柱狀錘沖擴成孔，填入碎磚三合土等材料，夯實(shí)成樁，樁和樁間土通過(guò)褥墊層形成復合地基。

       適用范圍：適用于處理雜填土、粉土、粘性土、粘性素填土、黃土等地基。

        (6)EPS超輕質(zhì)料填土法

        發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)的重度只有土的1/50～1/100，并具有較好的強度和壓縮性能， 用于填土料，可有效減少作用在地基上的荷載，需要時(shí)也可置換部分地基土，以達到更好的效果。

        適用范圍：適用于軟弱地基上的填方工程。

        5、加筋法

       原理： 就是通過(guò)在土層中埋設強度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等提高地基承載力、減小沉降、或維持建筑物穩定。

       (1)土工合成材料

         利用土工合成材料的高強度、韌性等力學(xué)性能，擴散土中應力，增大土體的抗拉強度，改善土體或構成加筋土以及各種復合土工結構。

       適用范圍：適用于砂土、粘性土和軟土，或用作反濾、排水和隔離材料。

        (2)加筋土

        把抗拉能力很強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，用以提高土體的穩定性。

      適用范圍：適用于人工填土的路堤和擋墻結構。

        (3)土層錨桿

       土層錨桿是依賴(lài)于土層與錨固體之間的粘結強度來(lái)提供承載力的，它使用在一切需要將拉應力傳遞到穩定土體中去的工程結構，如邊坡穩定、基坑圍護結構的支護、地下結構抗浮、高聳結構抗傾覆等。

       適用范圍：適用于一切需要將拉應力傳遞到穩定土體中去的工程。

      (4)土釘

       土釘技術(shù)是在土體內放置一定長(cháng)度和分布密度的土釘體，與土共同作用，用以彌補土體自身強度的不足。不僅提高了土體整體剛度，又彌補了土體的抗拉和抗剪強度低的弱點(diǎn)，顯著(zhù)提高了整體穩定性。

       適用范圍：適用于開(kāi)挖支護和天然邊坡的加固。

        (5)樹(shù)根樁法

       在地基中沿不同方向，設置直徑為75～250mm的細樁，可以是豎直樁，也可以是斜樁，形成如樹(shù)根狀的群樁，以支撐結構物，或用以擋土，穩定邊坡。

       適用范圍： 適用于軟弱粘性土和雜填土地基。

        6、膠結法

       原理：就是在軟弱地基中部分土體內摻入水泥、水泥砂漿以及石灰等物，形成加固體，與未加固部分形成復合地基，以提高地基承載力和減小沉降。

        (1)注漿法

      其原理是用壓力泵把水泥或其它化學(xué)漿液注入土體，以達到提高地基承載力、減小沉降、防滲、堵漏等目的。

       適用范圍：適用于處理巖基、砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土，也可加固暗浜和使用在托換工程中。

       (2)高壓噴射注漿法

       將帶有特殊噴嘴的注漿管，通過(guò)鉆孔置入要處理土層的預定深度，然后將水泥漿液以高壓沖切土體，在噴射漿液的同時(shí)，以一定速度旋轉、提升，形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不旋轉，則形成墻狀固結體?？梢蕴岣叩鼗休d力、減少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。

        適用范圍：適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土等地基。對既有建筑物可進(jìn)行托換加固。

      (3)水泥土攪拌法

        利用水泥、石灰或其它材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特別的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑(水泥或石灰的漿液或粉體)強制攪拌，形成堅硬的拌和拄體，與原地層共同形成復合地基。

      適用范圍：適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標準值不大于120kPa的粘性土地基。

       7、冷、熱處理法

       主要有凍結法、燒結法2種

       (1)凍結法

      通過(guò)人工冷卻，使地基溫度低到孔隙水的冰點(diǎn)以下，使之冷卻，從而具有理想的截水性能和較高的承載力。

       適用范圍：適用于飽和的砂土或軟粘土地層中的臨時(shí)措施。

       (2)燒結法

       通過(guò)滲入壓縮的熱空氣和燃燒物，并依靠熱傳導，而將細顆粒土加熱到100℃以上，從而增加土的強度，減小變形。

       適用范圍：適用于非飽和粘性土、粉土和濕陷性黃土。

       除此之外還有復合地基、樁基等方法