第六章 地基处理

6.1 地基处理概述

地基处理是地基基础工程中的关键环节，旨在通过人工方法改善地基土的工程性质，以满足建筑物对地基承载力、变形和稳定性的要求。其核心目标是：提高地基承载力、减小沉降与不均匀沉降、增强抗液化能力、改善渗透性与抗渗性等。

6.2 地基处理的主要方法分类

地基处理方法繁多，可根据处理原理和加固机理进行分类：

1. 置换法：将地基中部分软弱土层挖除，换填强度高、压缩性低的材料（如砂、碎石、灰土等）。代表方法：换填垫层法。
2. 加密法：通过机械或水力手段使土体孔隙减小，密实度增加。代表方法：

• 表层压实：碾压、振动压实。

• 深层加密：强夯法、振冲密实法、挤密砂石桩法等。

1. 固结法：通过排水、加压等方式，加速地基土中孔隙水的排出，使土体固结，强度提高。代表方法：堆载预压法、真空预压法、电渗排水法等。
2. 胶结法：向土体中注入或拌入胶结材料，将土颗粒胶结为整体。代表方法：

• 注浆法：水泥注浆、化学注浆。

• 深层搅拌法：水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等。

1. 加筋法：在土体中设置抗拉材料（如土工合成材料、加筋土等），形成复合土体，提高其整体强度和稳定性。
2. 热学法：通过加热或冻结改变土体性质。代表方法：冻结法（用于临时加固或止水）、烧结法（较少用）。

6.3 常见地基处理方法详解

6.3.1 换填垫层法

原理：挖除浅层软弱土，回填强度高、压缩性低的材料，形成垫层，起应力扩散和排水作用。
适用：处理浅层软弱地基（如淤泥、素填土等），处理深度通常不超过3米。
材料：砂石、灰土、粉煤灰、矿渣等。

6.3.2 强夯法

原理：利用重型夯锤（一般8-40吨）从高处（6-20米）自由落下产生的巨大冲击能和振动波，使土体密实并改善其物理力学性质。
适用：碎石土、砂土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。
要点：需进行试夯确定夯击能、夯击次数、遍数等参数。

6.3.3 预压法

原理：在地基上施加预压荷载（堆载或真空负压），使土中孔隙水排出，有效应力增加，土体固结压缩，强度增长。
分类：
- 堆载预压：直接堆加砂石等材料作为荷载。
- 真空预压：在地基表面铺设密封膜，通过抽真空形成负压作为荷载，常与排水砂井或塑料排水板结合使用，加速排水。
适用：饱和软粘土、淤泥质土等渗透性较低的粘性土地基。

6.3.4 复合地基技术

概念：由天然地基土体和增强体（桩、墙等）共同承担荷载的人工地基。
主要形式：
- 散体材料桩复合地基：如振冲碎石桩、砂石桩等，主要通过置换和挤密作用。
- 柔性桩复合地基：如水泥土搅拌桩、旋喷桩等，桩身有一定胶结强度。
- 刚性桩复合地基：如CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩），桩身强度高，常设置褥垫层以协调桩土共同工作。

6.3.5 注浆法

原理：将具有胶凝能力的浆液（水泥浆、化学浆液）通过压送设备注入地基土体的孔隙或裂隙中，浆液凝固后，将土颗粒胶结为整体，起到加固或防渗作用。
分类：渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆、电动化学注浆等。
适用：砂土、粉土、粘性土及岩层裂隙的加固与防渗。

6.4 地基处理方案的选择

选择地基处理方法是一个综合性技术经济比较过程，需综合考虑以下因素：

• 地基条件：土层分布、土性指标、地下水状况等。
• 工程要求：建筑物类型、荷载大小、容许沉降、稳定安全系数等。
• 环境影响：噪音、振动、泥浆污染、地下水位变化等。
• 材料与机具：当地材料供应、施工机具条件。
• 工期与造价：处理方法的施工周期和总费用。

6.5 质量检验与监测

地基处理施工后必须进行质量检验与效果评价，确保达到设计要求。主要方法包括：

• 施工过程监测：控制施工参数（如夯击能、注浆压力、水泥用量等）。
• 处理后检验：
• 原位测试：静力触探、标准贯入试验、载荷试验、旁压试验等。

• 室内土工试验：测定处理后的土体物理力学指标。

• 长期监测：对重要建筑进行沉降、水平位移等长期观测。

6.6

地基处理是解决复杂地质条件下工程建设难题的关键技术。本章系统介绍了各类地基处理方法的原理、适用范围和关键技术要点。在实际工程中，应遵循“技术可靠、经济合理、环境友好”的原则，因地制宜地选择和设计地基处理方案，并进行严格的施工控制与质量检验，从而为上部结构提供安全、稳定、变形满足要求的地基基础。