[分享]地基处理新技术
1 水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）复合地基成套技术
(1) 主要技术内容
水泥粉煤灰碎石桩复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩（简称CFG 桩），通过在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层保证桩、土共同承担荷载，使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。桩端持力层应选择承载力相对较高的土层。水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，并具有较大的使用范围。
(2) 技术指标
根据工程实际情况，水泥粉煤灰碎石桩常用的施工工艺包括长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩、振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。主要技术指标为：
地基承载力：设计要求；
桩 径：宜取350～600mm；
桩 长；设计要求，桩端持力层应选择承载力相对较高的土层；
桩身强度：混凝土强度满足设计要求，通常≥C15；
桩 间距：宜取3～5 倍桩径；
桩垂直度：≤1.5%；
褥 垫层：宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等，不宜选用卵石，最大粒径不宜大于30mm。厚度150～300mm, 夯填度 ≤0.9。
实际工程中，以上参数根据地质条件、基础类型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定。
(3) 适用范围
适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按当地经验或通过现场试验确定其适用性。就基础形式而言，既可用于条形基础、独立基础，又可用于箱形基础、筏形基础。
(4) 应用情况
略
2 夯实水泥土桩复合地基成套技术
(1) 主要技术内容
夯实水泥土桩是用人工或机械成孔，选用相对单一的土质材料，与水泥按一定配比，在孔外充分拌和均匀制成水泥土，分层向孔内回填并强力夯实，制成均匀的水泥土桩。通过在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层，使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。由于夯实中形成的高密度及水泥土本身的强度，与搅拌水泥土桩相比，夯实水泥土桩桩体有较高强度。夯实水泥土桩复合地基具有桩身强度均匀、施工速度快、不受场地的影响、造价低、无污染等特点。
(2) 技术指标
根据工程实际情况，夯实水泥土桩成孔可采用机械成孔（挤土、不挤土）或人工成孔，混合料夯填可采用人工夯填和机械夯填。技术指标为：
地基承载力：设计要求；
桩 径：宜为300～600mm；
桩 长：设计要求，人工成孔，深度不宜超过6m；
桩 距：宜为2～4 倍桩径；
桩 垂直度：=1.5%；
桩体干密度：设计要求；
混合料配比：设计要求；
混合料含水率：人工夯实土料最优含水率Wop+（1～2）；机械夯实土料最优含水率Wop-（1～2）；
混合料压实系数：=0.93；
褥 垫层：宜用中砂、粗砂、碎石等，最大粒径不宜大于20mm。
厚度 100～300mm, 夯填度 =0.9。
实际工程中，以上参数根据地质条件、基础类型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定。
(3) 适用范围
适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过10m。
(4) 应用典型工程
略
3 真空预压法加固软基技术
(1) 主要技术内容
真空预压法是在需要加固的软粘土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜使与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生一个气压差，这部分气压差即变成作用于地基上的荷载。地基随着等向应力的增加而固结。抽真空前，土中的有效应力等于土的自重应力，抽真空后，土体完成固结时，真空压力完全转化为有效应力。
(2) 技术指标
该加固方法的技术指标有：密封膜内的真空度、加固土层要求达到的平均固结度、加固区的沉降值。当采用合理的施工工艺和设备，膜内真空度一般可维持相当于80kPa 的真空压力；加固区要求达到的平均固结度，一般可采用80%的固结度，如工期许可，也可采用更大一些的固结度作为设计要求达到的固结度；先计算加固前建筑物荷载作用下天然地基的沉降量，然后计算真空预压期间完成的沉降量，两者之差即为预压后建筑物使用荷载作用下可能发生的沉降。
(3) 适用范围
该地基加固方法适用于软粘土的地基加固，在我国广泛存在着海相、湖相及河相沉积的软弱粘土层。这种土的特点是含水量大、压缩性高、强度低、透水性差。在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差。对于该种地基，尤其是大面积处理时，如在该地基上建造码头、机场等，真空预压法是处理软粘土地基的有效方法之一。
(4) 已应用的典型工程
略
4 强夯法处理大块石高填方地基
(1) 主要技术内容
强夯法处理大块石高填方地基方法主要是指强夯置换法，与其他地基处理方法相比具有费用低、施工简单等优点，分整式置换和桩式置换二种方法。整式置换法是用强夯的冲击能将软弱土挤开置换成块石层，其机理与换填垫层法作用相似。桩式置换法是采用巨大的夯击能量将块石夯穿被加固土层并使块石沉底形成桩体，并与周围土体形成复合地基。由于桩体的加筋作用，地基中应力向桩体集中，使其分担了大部分基底传来的荷载；同时桩体的存在也使得土体中由于强夯引起的超静水孔隙水压力迅速消散，加快土体固结，提高土体抗剪强度，从而复合地基承载力相应提高。
(2) 技术指标
① 夯击能量：单击夯击能量按Menard 公式进行估算，锤底单位面积静压力不得小于100kN/m2。整式置换法单位夯击能不宜小于1500kN?m/m2；桩式置换法单位夯击能不宜小于300kN?m/m2。
② 夯击次数：通过现场试验确定，整式置换法宜控制在最后一击夯沉量不大于50mm；桩式置换法宜控制在最后一击夯沉量不大于200mm。
③ 夯点间距：夯点位置可按三角形、正方形布置。
整式置换法的夯点间距S=D+(0.3～0.4)H；
桩式置换法的夯点间距S=2～3D；D 为锤径，H 为加固深度。
④ 夯沉量：每阵夯沉量不宜大于0.8 倍锤高，累计夯沉量宜为1.5～2.0H。
⑤ 加固宽度：每边应超出基础外边缘（0.5～1.0）H，且不小于3m。
(3) 适用范围
强夯置换法适用于坐落在回填土、碎石土、湿陷性黄土、粘土、粉土、淤泥质土、淤泥等多种土层的工业与民用建筑，加固深度不宜超过7m。
(4) 已应用的典型工程
略
5 爆破挤淤法技术
(1) 主要技术内容
通过爆炸冲击作用降低淤泥结构性强度，同时利用抛石体本身的自重使爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移，达到泥、石置换的目的。首先沿堤轴线陆上抛填达到爆炸处理的设计高程与宽度（见图1），形成爆前抛石堤纵断面线⑴，然后在抛石堤前端“泥—石”交界面⑵前方一定位置、一定深度处的淤泥层内埋置单排群药包⑶，引爆群药包，在淤泥内形成爆炸空腔，抛石体随即坍塌充填空腔形成“石舌”，同时抛石体前方和下方一定范围内的淤泥被爆炸弱化，强度降低，抛石体下沉滑移挤淤。
随后进行抛石，当淤泥内剪应力超过其抗剪强度时，抛石体沿定向滑移线⑹朝前方定向滑移，达到新的平衡后滑移停止。继续加高抛填，从而又出现新的定向滑移下沉，如此反复出现多次，直到抛石堤稳定为止，此时单循环结束。另外，当新的循环开始时，其爆炸作用对已形成的抛石体仍有密实和挤淤作用。
图1 爆破挤淤法示意图
(2) 技术指标
① 爆破参数设计
1) 药量计算
Ⅰ 线药量q（kg/m）
qL =q0×LH×Hmw
Hmw =Hm+(γw/γm)×Hw
式中：LH—单循环进尺量，一般为4～7m；
Hmw—计入覆盖水深的折算淤泥深度，m；
Hm—淤泥深度，m；
Hw—覆盖水深，即淤泥面以上的水深，m；
q0—爆破挤淤法单耗，即爆除单位体积淤泥所需的药量（kg/m3），一般为0.6～1.0。
γw—水重度（kN/m3）；
γm—水重度（kN/m3）；
Ⅱ 单次爆炸药量Q
Q＝（0.8～1.2）B·q
式中：B—堤头处宽度，m。
2) 药包埋深Hb
Hb＝（0.2～0.45）Hmw
3) 药包间距a
一般取为2.0～3.0m。
4) 群药包布药宽度Lb
Lb＝（0.8～1.2）B，m
堤头、堤侧爆炸处理参数的计算基本一致，一次起爆的总药量应根据爆破安全要求进行适当控制。
② 爆破施工
1) 爆破施工流程
施工的主要设备为水上布药船或陆上装药机。爆破挤淤施工的主要流程如下：
Ⅰ 用汽车与推土机抛填石料达到爆炸处理的堤顶高程和拟抛填断面宽度。
Ⅱ 在堤头抛填体前方“泥—石”交界面一定距离处，利用装药机械按设计位置将群药包埋于淤泥中。
Ⅲ 引爆炸药，堤头抛石体向前方滑移跨落，形成“爆炸石舌”。
Ⅳ 马上进行下循环抛填，此时由于淤泥被强烈扰动后，强度大大降低，可出现多次“抛填－定向滑移下沉”循环。当抛填达到设计断面时，进行下循环装药放炮。以后的过程就是“抛填—装药—引爆”的重复循环，一次循环进尺为5～7m，依淤泥性质和现场试验而定。
Ⅴ 在抛石堤进尺达到50m 以上时，进行两侧埋药爆炸处理。经两侧爆炸处理后，堤宽达到设计宽度，两侧抛石堤落底宽度增加，达到设计断面，并基本落底于下卧持力层上，日趋稳定。
2) 质量检查
在施工期和竣工期均应进行检查。可选用以下检查方法：
Ⅰ 体积平衡法一般在施工期采用，适用于具备抛填计算条件，抛填石料流失量较小的工程。根据实测方量及断面测量资料推算置换范围及深度。
Ⅱ 钻孔探测法适用于一般性工程。在抛石堤横断面上布置钻孔，断面间距宜取100-500m，不少于3 个断面；每断面布置钻孔1-3 个，全断面布置3 个钻孔的断面数不少于总断面的一半。钻孔应揭示抛填体厚度、混合层厚度，并深入下卧层不少于2m。
Ⅲ 物探法适用于一般性工程，应与钻孔探测法配合使用。
③ 爆破安全
1) 爆破震动
《爆破安全规程》（GB6722-2003）6.2.2 条规定了爆破震动安全允许标准。在重要建（构）筑物附近进行爆破时，必须进行爆破震动监测。根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）规定，爆破震动速度可按照下式进行预测。
2) 水中冲击波安全距离
爆破时水中冲击波安全距离可参照《爆破安全规程》（GB6722-2003）6.3.6之规定进行。
(3) 适用范围
目前国内采用爆破挤淤法置换淤泥软基的厚度一般在4～20m，对于淤泥厚度小于4m 时，可与抛石挤淤、强夯挤淤比较，大于20m 时，须进行论证。
(4) 已有的典型工程
略
6 土工合成材料应用技术
(1) 主要技术内容
土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等种。
土工合成材料具有过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护等六大功能及作用。在我国不仅已经广泛应用于建筑工程的各种领域，而且已成功地研究、开发了成套的应用技术。
① 土工织物滤层应用技术；
② 土工合成材料加筋垫层应用技术；
③ 土工合成材料加筋挡土墙、陡坡及码头岸壁应用技术；
④ 土工织物软体排应用技术；
⑤ 土工织物充填袋应用技术；
⑥ 模袋混凝土应用技术；
⑦ 塑料排水板应用技术；
⑧ 土工膜防渗墙和防渗铺盖应用技术；
⑨ 软式透水管和土工合成材料排水盲沟应用技术；
⑩ 土工织物治理路基和路面病害应用技术；
⑪土工合成材料三维网垫边坡防护应用技术等。
(2) 技术指标
目前我国的土工合成材料产品的品种、规格已趋齐全，产量具有相当规模，其主要技术性能指标和产品质量已达到国际水平，可以满足各类工程对其力学性能、水力学性能、耐久性能和施工性能的需要。
土工合成材料应用在各类工程不仅能很好地解决传统材料和传统工艺难于解决的技术问题，而且的均取得了显著的经济效益，工程造价可降低15%以上。
(3) 适用范围
土工合成材料应用技术的适用范围十分广泛。可在所有涉及岩土领域的各种建筑工程中应用。
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