软土地基处理新技术

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1、第1章绪论1.1研究的目的及意义随着国民经济建设的发展，我国建筑业也在快速发展，随之而来的建筑物地基问题也越来越多。我国地域辽阔，从沿海到内地，从山区到平原，分布着多种多样的地基土，其承载力、抗剪强度、压缩性以及透水性等因土的种类不同而可能具有很大的差别。各种地基土中，不少为软弱土和不良土，主要包括：软粘土、杂填土、冲填土、饱和粉细砂(包括部分亚粘土)、湿陷性黄土、泥碳土、膨胀土、多年冻土、岩溶土洞等［1,2］。各种各样的结构物对地基的要求是不同的，而各个地区天然地层的情况差别又非常大，即使在同一地区、同一工点，地质情况也可能

2、有很大的差别。所有这些就决定了地基处理问题的复杂性和多变性，是采用天然地基，还是采用人工地基，采用人工地基时是采用什么地基处理方案？这是建造建筑物时首先需要解决的问题，处理是否恰当，不仅影响到建筑物的安全和使用，而且对建设速度、工程造价都有不小的影响［3］。不少时候，它甚至成为工程建设中的关键。建筑物对天然地基的要求主要包括以下三个方面：(1)地基承载力或稳定性问题；(2)沉降、水平位移及不均匀沉降问题；(3)渗透和远期固结问题。当天然地基不能满足上述三个要求时，需要对天然地基进行地基处理，以满足建筑物对地基的要求，保证其安全

3、正常使用。［4］1.2研究的历史及现状软土地基处理是一门古老而又年轻的技术，在土木建筑领域有着悠久的历史。在60年代中期，从如何进行深层密实处理的方法考虑，采用加大击实功的措施，发展了“强夯法”和振动“水冲法”；从如何提高土的抗拉强度这一思路中，发展了土的“加筋法”；从如何有利于土的排水和加速固结这一基本观点出发，发展了土工聚合物、砂井预压和塑料排水板；等等，实现了软土地基处理技术的飞速发展。另外，现代工业的发展，为地基工程提供了强大的生产手段：如能制造重达几十吨的专用地基加固施工机械(使用强夯法时的起重机械)；54潜水电机的

4、出现，带来了振动水冲法的振冲器的施工机械；真空泵的问世，推动了真空预压法的发展；能产生大于200个大气压的压缩空气机的生产，使“高压喷射注浆法”得实现。我国软弱地基类型多，从沿海到内陆，由山区到平原都有着广泛的分布。自改革开放以来土木工程建设规模大，发展快，在工程建设中，有时不可避免的遇到软基地区，我国是发展中国家，建设资金紧张，如何在保证工程质量的前提下节省工程投资显得十分重要。因为复合地基技术能够较好利用增强体和天然地基两者共同承担构筑物的潜能，具有比较经济的特点，所以复合地基技术比较适合我国国情，近年来在我国得到长足的发

5、展。改革开放以后，我国土木工程建设得到飞速发展，地基处理技术也相应得到飞速发展。为了适应工程建设发展的需要，从国外引进和发展了高压喷射注浆法、振冲法、强夯法、深层搅拌法、土工合成材料、强夯置换法、EPS超轻质填料法等许多地基处理技术。许多已经在我国得到应用的地基处理技术，如排水固结法、土桩和灰土桩法、砂桩法等也得到不断发展提高；近二十几年在工程实践中还发展了许多新的地基处理技术，如真空预压法、锚杆静压桩法、孔内夯扩碎石桩法、低强度桩复合地基法、刚性桩复合地基法等。地基处理已成为土木工程建设中的热点之一，它得到土木工程界勘察、设

6、计、施工、监理、教学、科研和管理部门的关心和重视。地基处理技术的进步带来了巨大的经济效益和社会效益。我国地基处理水平不断得到提高、总体上正在接近世界先进水平。1.3软土地基处理新技术(1)CFG桩近年来，复合地基理论的研究和发展较快，新的桩型、施工设备和施工工艺应运而生。复合地基可分为两大类：一类是由散体材料组成的桩和天然地基复合；一类是由水泥和土结合而成的桩与天然地基复合。CFG桩是属于后者，是一种较为经济合理的地基处理方法。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，桩身材料是在素混凝土桩的基础上发展而来的，主要由碎石、石屑、粉煤灰

7、、掺适量水泥和水拌合而成，具有良好的和易性。［5］CFG桩具有以下优点：同时具有碎石桩对地基的挤密加固作用和置换作用；通过在桩和基础间设置柔性铺垫层，使调整桩土相对变形问题从根本上得到解决；CFG桩复合基的强度和模量比较均匀，对上部结构、受力结构抗震等级有利；褥垫层使桩间土的有效接触应力增加，提高了桩周土的抗剪强度，使桩体承载力得到提高；褥垫层对于地基的不均匀沉降也有一定的补偿作用。这种地基处理方法在南京造纸厂等工程中运用技术经济效果良好。(2)沙石桩与低强度混凝土组合型复合地基在沙石桩中增加一定量的粉煤灰和少量水泥，使其成为

8、54一种粘结强度较高的半刚性桩，由此构成部分散体沙石桩与部分低强度混凝土组合型复合地基。组合型复合地基的特点是：既能发挥沙石桩的优点，又由于低强度混凝土桩的插入而使沙石桩的侧限约束作用得到加强，从而减少散体桩顶部分的压涨变形。同时发挥半刚性桩能向深部传递荷载的作用，使复合地基