第二十讲地基处理
一、内容提要：
本讲主要讲述各种地基处理方法及复合地基理论
二、 重点难点：
对于常用的几种地基处理方法的掌握，如换填法、砂石桩、CFG桩、排水固结法及复合地基理论
一、概述
一、概述
(一)地基处理的目的
建筑物的地基所面临的问题有以下五方面：①强度及稳定性问题；②压缩及不均匀沉降问题；③渗漏问题；④液化问题；⑤特殊土的特殊问题。当建筑物的天然地基存在上述五类问题之一或其中几个时，即须采用地基处理措施以保证建筑物的安全与正常使用。地基与建筑物的关系极为密切，而地基问题常常是造成工程事故的主要原因。 凡是基础直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称之为天然地基。若天然地基很软弱，不能满足地基强度和变形等要求，则事先要经过人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理。
地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性。
【例题1】下列哪种方法不属于地基处理的范畴( )。 A. 采用桩基础 B. 采用CFG桩 C. 采用夯实水泥土桩 D. 采用碎石桩 答案:A
【例题2】地基处理的目的是（）。 A. 消除液化 B.提高地基承载力 C.排水加快固结
D.对地基土进行加固用以改良地基土的工程特性 答案:D
1)提高地基的抗剪切强度,地基的剪切破坏表现在：建筑物的地基承载力不够；由于偏心荷载及侧向土压力的作用使结构物失稳；由于填土或建筑物荷载，使邻近地基产生隆起；土方开挖时边坡失稳；基坑开挖时坑底隆起。地基的剪切破坏反映在地基土的抗剪强度不足，因此，为了防止剪切破坏，就需要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。 2)降低地基的压缩性,地基的压缩性表现在:建筑物的沉降和差异沉降大；由于有填土或建筑物荷载，使地基产生固结沉降；作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降；大范围地基的沉降和不均匀沉降；基坑开挖引起邻近地面沉降；由于降水地基产生固结沉降。地基的压缩性反映在地基土的压缩模量指标的大小。因此，需要采取措施以提高
地基土的压缩模量，借以减少地基的沉降或不均匀沉降。
3)改善地基的透水特性，地基的透水性表现在：堤坝等基础产生的地基渗漏；基坑开挖工程中，因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。以上都是在地下水的运动中所出现的问题。为此，必须采取措施使地基土降低透水性或减少其水压力。
4)改善地基的动力特性地基的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂，(包括部分粉土)将产生液化；由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。为此，需要采取措施防止地基液化，并改善其振动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减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等。 地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。我国《建筑地基基础设计规范》(GB50007)中规定：“软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基”。
特殊土地基大部分带有地区特点，它包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、冻土和岩溶等。
【例题3】下列不属于软弱地基的是（）。 A. 淤泥地基 B. 杂填土地基 C. 高压缩性粘土地基 D. 膨胀土地基 答案:D
【例题4】下列各项中不属于特殊土的是（）。 A. 湿陷性黄土 B. 膨胀土 C. 盐渍土
D. 砂土 答案:D
(二)地基处理方法分类及应用范围
地基处理的基本方法，无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法。这些方法是千百年以前以至迄今仍然有效的方法。值得注意的是，很多地基处理的方法具有多种处理的效果。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩又挤密又吸水，吸水后又进一步挤密等，因而一种处理方法可能具有多种处理效果。 常用地基处理方法的原理、作用及适用范围如下。 1.换土垫层法
(1)垫层法其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。
该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。
(2)强夯挤淤法采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体。可提高地基承载力和减小变形。
适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。 2.振密、挤密法
振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小强度提高，达到地基处理的目的。
(1)表层压实法采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无粘性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实。也可采用分层回填压实加固。
适用于含水量接近于最佳含水量的浅层疏松粘性土；松散砂性土；湿陷性黄土及杂填土 (2)重锤夯实法利用重锤自由下落时的冲击能来夯击浅层土，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。
适用于无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土。
(3)强夯法利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性、消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。
适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土及湿陷性黄土。 (4)振冲挤密法振冲挤密法一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，颗粒重新排列，孔隙比减少；另一方面依靠振冲器的水平振动力，形成垂直孔洞，在其中加入回填料，使砂层挤压密实。
适用于砂性土和小于0.005mm的粘粒含量低于10％的粉土。
(5)土(或灰土、粉煤灰加石灰)桩法是利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔，通过“挤”压作用，使地基土得到加“密”，然后在孔中分层填人素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土桩(或灰土桩、二灰桩)。
适用于处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土。
(6)砂桩在松散砂土或人工填土中设置砂桩，能对周围土体或产生挤密作用，或同时产生振密作用。可以显著提高地基强度，改善地基的整体稳定性，并减少地基沉降量。 适用于处理松砂地基和杂填土地基。
(7)夯实水泥土桩利用沉管、冲击、人工洛阳铲、螺旋钻等方法成孔，回填水泥和土的拌和料，分层夯实形成坚硬的水泥土柱体，并挤密桩间土，通过褥垫层与原地基土形成复合地基。
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。
(8)爆破法利用爆破产生振动使土体产生液化和变形，从而获得较大密实度用以提高地基
承载力和减小沉降。
适用于饱和净砂，非饱和但经灌水饱和的砂、粉土和湿陷性黄土。
3.排水固结法其基本原理是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。
排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性，尤其是上海地区多夹砂薄层的特点，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘土，在一定条件下，采用电渗排水井点也是合理而有效的。
(1)堆载预压法在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物。
临时的预压堆载一般等于建筑物的荷载，但为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载，称为超载预压。
为了加速堆载预压地基固结速度，常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土 层较薄，透水性较好，也可单独采用堆载预压法。 适用于软粘土地基。
(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等)在软粘土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压，称为砂井堆载预压法。 适用于透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。
(3)真空预压法在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。
适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。 (4)真空一堆载联合预压法当真空预压达不到要求的预压荷载时，可与堆载预压联合使
用，其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。 适用于软粘土地基。
(5)降低地下水位法通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。
适用于地下水位接近地面而开挖深度不大的工程，特别适用于饱和粉、细砂地基。 (6)电渗排水法在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。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来提高地基承载力或边坡的稳定性。 适用于饱和软粘土地基。
4．置换法其原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的。
(1)振冲置换法(或称碎石桩法) 碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。
适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基，采用碎石桩时须慎重。 (2)石灰桩法在软弱地基中用机械成孔，填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体，利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用，改善桩体周围土体的物理力学性质，同时桩与土形成复合地基，达到地基加固的目的。 适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。
(3)强夯置换法对厚度小于6m的软弱土层，边夯边填碎石，形成深度3—6m、直径为2m左右的碎石柱体，与周围土体形成复合地基。
适用于高饱和度的粉土与软塑一流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。 (4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩) 是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，
加水拌和，用振动沉管打桩机或其他成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。
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。
(5)柱锤冲扩法柱锤冲扩法是利用直径为300—500mm、长度为2—6m、质量为1—8t的柱状锤冲扩成孔，填入碎砖三合土等材料，夯实成桩，桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。
适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基。
6)EPS超轻质料填土法发泡聚苯乙烯(EPS)的重度只有土的1/50—1/100，并具有较好的强度和压缩性能，用于填土料，可有效减少作用在地基上的荷载，需要时也可置换部分地基土，以达到更好的效果。 适用于软弱地基上的填方工程。
5．加筋法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。
(1)土工聚合物利用土工聚合物的高强度、韧性等力学性能，扩散土中应力，增大土体的抗拉强度，改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。 适用于砂土、粘性土和软土，或用作反滤、排水和隔离材料。
(2)加筋土把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体，用以提高土体的稳定性。 适用于人工填土的路堤和挡墙结构。
(3)土层锚杆土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的，它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构，如边坡稳定、基坑围护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。
适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程。
(4)土钉土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，与土共同作用，用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度，又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低
的弱点，显著提高了整体稳定性。 适用于开挖支护和天然边坡的加固。
(5)树根桩法在地基中沿不同方向，设置直径为75～250mm的细桩，可以是竖直桩，也可以是斜桩，形成如树根状的群桩，以支撑结构物，或用以挡土，稳定边坡。 适用于软弱粘性土和杂填土地基。
6．胶结法在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。
(1)注浆法其原理是用压力泵把水泥或其他化学浆液注入土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。
适用于处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可加固暗浜和使用在托换工程中。
(2)高压喷射注浆法将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定速度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。
适用于淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、黄土、砂土、素填土和碎石土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。
(3)水泥土搅拌法利用水泥、石灰或其他材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，形成坚硬的拌和柱体，与原地层共同形成复合地基。
适用于正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30％(黄土含水量小于25％)、大于70％或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。 7．冷热处理法
(1)冻结法通过人工冷却，使地基温度低到孔隙水的冰点以下，使之冷却，从而具有理想
的截水性能和较高的承载力。
适用于饱和的砂土或软粘土地层中的临时措施。
(2)烧结法通过渗入压缩的热空气和燃烧物，并依靠热传导，而将细颗粒土加热到1000C以上，从而增加土的强度，减小变形。 适用于非饱和粘性土、粉土和湿陷性黄土。 8．其他
(1)锚杆静压桩是结合锚杆和静压桩技术而发展起来的，它是利用建筑物的自重作为反力架的支承，用千斤顶把小直径的预制桩逐段压入地基，在将桩顶和基础紧固成一体后卸荷，以达到减少建筑物沉降的目的。
主要适用于加固处理淤泥质土、粘性土、人工填土和松散粉土。
(2)沉降控制复合桩基是指桩与承台共同承担外荷载，按沉降要求确定用桩数量的低承台摩擦桩基。目前上海地区沉降控制复合桩基中的桩，宜采用桩身截面边长250mm、长细比在80左右的预制混凝土小桩，同时工程中实际应用的平均桩距一般在5～6倍桩径以上。 主要适用于较深厚软弱地基上，以沉降控制为主的八层以下多层建筑物。
(三)地基处理的方案选择
地基处理的核心是处理方法的正确选择与实施。而对某一具体工程来讲，在选择处理方法时需要综合考虑各种影响因素，如建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求，荷载大小、分布和种类，基础类型、布置和埋深，基底压力、天然地基承载力、稳定安全系数、变形容许值；地基土的类别、加固深度、上部结构要求、周围环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术素质与施工技术条件、设备状况和经济指标等。对地基条件复杂、需要应用多种处理方法的重大项目还要详细调查施工区内地形及地质成因、地基成层状况、软弱土层厚度、不均匀性和分布范围、持力层位置及状况、地下水情况及地基土的物理和力学性质；施工中需考虑对场地及邻近建筑物可能产生的
影响、占地大小、工期及用料等。只有综合分析上述因素，坚持技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则拟定处理方案，才能获得最佳的处理效果。 地基处理方案的确定可按下列步骤进行：
(1)搜集详细的工程地质、水文地质及地基基础的设计资料。
(2)根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、周围环境和相邻建筑物等因素，初步选定几种可供考虑的地基处理方案。另外，在选择地基处理方案时，应同时考虑上部结构、基础和地基的共同作用；也可选用加强结构措施(如设置圈梁和沉降缝等)和处理地基相结合的方案。
(3)对初步选定的各种地基处理方案，分别从处理效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术经济分析和对比，根据安全可靠、施工方便、经济合理等原则，从而因地制宜地选择最佳的处理方法。值得注意的是，每一种处理方法都有一定的适用范围、局限性和优缺点。没有一种处理方法是万能的。必要时也可选择两种或多种地基处理方法组成的综合方案。
(4)对已选定的地基处理方法，应按建筑物重要性和场地复杂程度，可在有代表性的场地上进行相应的现场试验和试验性施工，并进行必要的测试以验算设计参数和检验处理效果。如达不到设计要求时，应查找原因采取措施或修改设计。
二、换填
二、换填
当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大时将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰)或其他性能稳定、无侵蚀性等材料，并压(夯、振)实至要求的密实度为止，这种地基处理的方法称为换填法。它还包括低洼地域筑高(平整场地)或堆填筑高(道路路基)。
机械碾压、重锤夯实、平板振动可作为压(夯、振)实垫层的不同机具对待，这些施工方法不但可处理分层回填土，又可加固地基表层土。
按回填材料不同，垫层可分为：砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等。
《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)中规定：换填法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。
垫层的作用主要有：(1)提高地基承载力；(2)减少沉降量；(3)加速软弱土层的排水固结；(4)防止冻胀；(5)消除膨胀土的胀缩作用；
【例题5】在下列各项中不属于垫层的作用的是（）。 A. 提高地基承载力 B. 减少沉降量
C. 消除膨胀土的胀缩作用 D. 提高软弱下卧层的承载力 答案:D
【例题6】在下列各种垫层中，适合用于消除膨胀土的胀缩作用的是（）。 A. 灰土执层 B. 素土垫层 C. 素砼垫层 D. 级配砂石垫层 答案:D
对砂垫层的设计，即要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够大宽度以防止砂垫层向两侧挤出。
1．垫层厚度的确定垫层厚度z应根据需置换软弱土的深度或垫层底部下卧土层的承载力确定，并符合下式要求：
pz+pcz≤faz (17-5-1)
具体计算时，一般可根据垫层的承载力确定出基础宽度，再根据下卧土层的承载力确定出垫层的厚度。可先假设一个垫层的厚度，然后按式(17-5-1)进行验算，直至满足要求为止。
【例题7】当确定采用垫层法对地基行处理时，其垫层的厚度应根据（）进行确定。 A. 软弱下卧层的底板埋深 B. 软弱下卧层的顶板埋深 C. 垫层材料的强度
D. 需置换软弱土的深度或垫层底部下卧土层的承载力 答案:D
2．垫层宽度的确定垫层的底面宽度应以满足基础底面应力扩散和防止垫层向两侧挤出为原则进行设计。关于宽度计算，目前还缺乏可靠的方法。一般可按下式计算或根据当地经验确定。
b/≥b+2·ztgθ (17-5-4)
垫层顶面每边宜比基础底面大0.3m，或从垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的要求放坡，整片垫层的宽度可根据施工的要求适当加宽。
【例题8】垫层底面宽度的确定为（）。
A. 每边宜比基础底面大0.3m B. 每边宜比基础底面大0.5m C. b/≥b+2·ztgθ
D. b/≥0.6+b 答案:C
3．垫层承载力的确定垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按经验取值，并应验算下卧层的承载力。
4．沉降计算对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，还应进行地基变形计算。建筑物基础沉降等于垫层自身的变形量s1与下卧土层的变形量s2之和。 垫层施工方法有： 1．机械碾压法； 2．重锤夯实法； 3．平板振动法。
工程实践中，对垫层碾压质量的检验，要求获得填土最大干密度。其关键在于施工时控制每层的铺设厚度和最优含水量，其最大干密度和最优含水量宜采用击实试验确定。
三、强夯
三、强夯
(一)加固机理
强夯是通过一般10～40t的重锤(最重可达200t)和8～20m的落距(最高可达40m)，对地基土施加很大的冲击能，一般能量为500—8000kN·m。在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄
土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。 工程实践表明，强夯法具有施工简单、加固效果好、使用经济等优点，因而被世界各国工程界所重视。对各类土强夯处理都取得了良好的技术经济效果。但对饱和软土的加固效果，必须给予排水的出路。为此，强夯法加袋装砂井(或塑料排水带)是一个在软粘土地基上进行综合处理的加固途径。
目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：动力密实、动力固结和动力置换，它取决于地基土的类别和强夯施工工艺。 (二)设计计算 1．有效加固深度
有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据，又是反映处理效果的重要参数。应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按表17-5-1预估。
2．夯锤和落距
在设计中，根据需要加固的深度初步确定采用的单击夯击能，然后再根据机具条件因地制宜地确定锤重和落距。 3．夯击点布置及间距
(1)夯击点布置夯击点布置一般为三角形或正方形。强夯处理范围应大于建筑物基础范围，具体的放大范围，可根据建筑物类型和重要性等因素考虑决定。对一般建筑物，每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2—2/3，并不宜小于3m。
(2)夯击点间距夯击点间距(夯距)的确定，一般根据地基土的性质和要求处理的深度而定。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5—3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间，以后各遍夯击点间距可适当减小。一般以保证使夯击能量传递到深处和保护夯坑周围所产生的辐射向裂隙为基本原则。
【例题9】对于一般建筑物地基，当采用强夯法进行处理时，其处理范围为（）。 A. 每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2—2/3 B. 每边超出基础外缘的宽度不宜小于3m
C. 每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/3—2/3
D. 每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2—2/3，并不小于3m 答案:D
4．夯击击数与遍数
(1)夯击次数：应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足下列条件：
1)最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能小于4000kN·m时为50mm；当单击夯击能为4000～6000kN·m时为100mm；当单击夯击能大于6000kN·m时为200mm； 2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起； 3)不因夯坑过深而发生提锤困难；
(2)夯击遍数：应根据地基土的性质确定，可采用点夯2～3遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。 5．垫层铺设
强夯前要求拟加固的场地必需具有一层稍硬的表层，使其能支承起重设备；并便于对所施工的“夯击能”得到扩散；同时也可加大地下水位与地表面的距离，因此有时必需铺设垫层。垫层厚度一般为0.5—2.0m。铺设的垫层不能含有粘土。
6. 间歇时间
各遍间的间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间。对砂性土，孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，可连续夯击。对粘性土，其间歇时间取决于孔隙水压力的消散情况，一般为3～4周。
【例题10】在对软弱地基采用强夯法进行处理时，往往需要铺设碎石垫层，其垫层铺设的时间为（）。 A. 强夯处理前 B. 强夯处理后 C. 强夯处理过程中 D. 不确定 答案:A
【例题11】对于粘性土地基采用强夯处理时，其第一遍夯和第二遍夯之间的间歇时间为（）。 A. 1周 B. 2周 C. 3~4周 D. 7周 答案:C
(三)施工方法
起重设备宜为大吨位的履带式起重机，稳定性好，行走方便。我国绝大多数强夯工程只具备小吨位起重机的施工条件，所以只能使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩的装置。夯锤一般选用圆形气孔状钢质锤，锤底静接地压力可取25—40kPa。
当地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺设一定厚度的松散材料。夯坑内或场地的积水应及时排除。
当强夯施工所产生的振动对临近建筑物或设备产生有害影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振或防振措施。 （四）质量检验
强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基加固质量进行检验。对碎石土和砂土地基，其间隔时间可取1～2周；对粉土和粘性土地基可取3—4周。 质量检验方法可采用： 1)室内试验； 2)十字板试验； 3)动力触探试验； 4)静力触探试验； 5)旁压仪试验； 6)载荷试验； 7)波速试验。
四、碎(砂)石桩
四、碎(砂)石桩
碎石桩和砂桩总称为碎(砂)石桩，又称粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的碎(砂)石所构成的密实桩体。
(1)碎石桩目前国内外碎石桩的施工方法多种多样，按其成桩过程和作用可分为四类。 中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)中规定：“振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa
的饱和粘性土和饱和黄土地基应通过试验确定其适用性。
(2)砂桩早期砂桩用于加固松散砂土和人工填土地基，如今在软粘土中，国内外都有使用成功的丰富经验。但国内也有失败的教训，对砂桩用来处理饱和软土地基持有不同观点的学者和工程技术人员，认为粘性土的渗透性较小，灵敏度又大，成桩过程中土内产生的超孔隙水压力不能迅速消散，故挤密效果较差，相反却又破坏了地基土的天然结构，使土的抗剪强度降低。如果不预压，砂桩施工后的地基仍会有较大的沉降，因而对沉降要求严格的建筑物而言，就难以满足沉降的要求。所以应按工程对象区别对待，最好能进行现场试验研究以后再确定。
(一)加固原理
1．对松散砂土加固原理
碎石桩和砂桩挤密法加固砂性土地基的主要目的是提高地基土承载力、减少变形和增加抗液化性。
碎石桩和砂桩加固砂土地基抗液化的机理主要有下列三方面作用：1．挤密作用；2．排水减压作用；3．砂基预震效应。 2．对粘性土加固原理
对粘性土地基(特别是饱和软土)，碎(砂)石桩的作用不是使地基挤密，而是置换，在地基中形成具有密实度高和直径大的桩体，它与原粘性土构成复合地基而共同工作。由于碎(砂)石桩的刚度比桩周粘性土的刚度为大，地基中应力按材料变形模量进行重新分配，因此，大部分荷载将由碎(砂)石桩承担。
碎(砂)石桩是粘性土地基中一个良好的排水通道，它能起到排水砂井的效能，且大大缩短了孔隙水的水平渗透途径，加速软土的排水固结，使沉降稳定加快。
如果软弱土层较厚，则桩体可不贯穿整个软弱土层，此时加固的复合土层起垫层的作用，垫层将荷载扩散使应力分布趋于均匀。
【例题12】碎石桩加固砂土地基抗液化的机理主要作用不包括（）。 A. 挤密作用 B.排水作用 C.砂基预震作用 D.置换作用 答案:D
(二)设计计算 1．一般设计原则
(1)加固范围加固范围应根据建筑物的重要性和场地条件及基础形式而定，通常都大于基底面积。对一般地基，在基础外缘应扩大1～2排；对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5m。
(2)桩位布置对大面积满堂处理，桩位宜用等边三角形布置；对独立或条形基础，桩位宜用正方形、矩形或等腰三角形布置；对于圆形或环形基础(如油罐基础)宜用放射形布置。 (3)加固深度加固深度应根据软弱土层的性能、厚度或工程要求按下列原则确定： 1)当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；
2)当相对硬层的埋藏深度较大时，对按变形控制的工程，加固深度应满足碎石桩或砂桩复合地基变形不超过建筑物地基容许变形值的要求；
3)对按稳定性控制的工程，加固深度应不小于最危险滑动面以下2m的深度； 4)在可液化地基中，加固深度应按要求的抗震处理深度确定； 5)桩长不宜短于4m。
(4)桩径碎(砂)石桩的直径应根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。采用30kW振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为0.80～1.2m；采用沉管法成桩时，碎(砂)石桩的直径一般为0.30—0.70m，对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。
(5)材料桩体材料可以就地取材，一般使用中、粗混合砂、碎石、卵石、砂砾石等，含泥
量不大于5％。碎石桩桩体材料的容许最大粒径与振冲器的外径和功率有关，一般不大于8cm，对碎石，常用的粒径为2～5cm。
(6)垫层碎(砂)石桩施工完毕后，基础底面应铺设30～50cm厚度的碎(砂)石垫层，垫层应分层铺设，用平板振动器振实。在不能保证施工机械正常行驶和操作的软弱土层上，应铺设施工用临时性垫层。
【例题13】采用碎石桩处理可液化地基时，基础以外的处理范围为（）。 A. 基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/3，并不应小于3m B. 基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/3，并不应小于5m C. 基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于3m D. 基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5m 答案:D
2．用于砂性土的设计计算
对于砂性土地基，主要是从挤密的观点出发考虑地基加固中的设计问题，首先根据工程对地基加固的要求(如提高地基承载力、减少变形或抗地震液化等)，确定要求达到的密实度和孔隙比，并考虑桩位布置形式和桩径大小，计算桩的间距。 对于正三角形布置：
正方形布桩时：
3．用于粘性土的设计计算 (1)承载力计算 1)单桩承载力
作用于桩顶的荷载如果足够大，桩体发生破坏。可能出现的桩体破坏形式有三种：鼓出破坏、刺入破坏和剪切破坏。由于碎(砂)石桩桩体均由散体土颗粒组成，其桩体的承载力主要取决于桩间土的侧向约束能力，绝大多数的破坏形式为桩体的鼓出破坏。 单桩极限承载力为：
2)复合地基承载力 在粘性土和碎(砂)石桩所构成的复合地基上，当作用荷载为p时，设作用于桩的应力pp和作用于粘性土的应力为ps，假定在桩和土各自面积Ap和A—Ap范围内作用的应力不变时，则可求得：
【例题14】采用碎石桩处理软弱的地基，承载后桩体发生破坏的形式大多为（）。 A. 刺入破坏 B. 剪切破坏 C. 鼓出破坏 D. 滑动破坏 答案:C (2)沉降计算
碎(砂)石桩的沉降计算主要包括复合地基加固区的沉降和加固区下卧层的沉降。而复合土层的压缩模量可按下式计算：
Esp=[1+m(n-1)]Es (17-5-11)
(3)稳定分析若碎(砂)石桩用于改善天然地基整体稳定性时。可利用复合地基的抗剪特性，再使用圆弧滑动法来进行计算。
【例题15】某软弱地基厚5米，采用碎石桩处理，置换率为20%，桩土应力比为3，天然地基土的压缩模量为4.0Mpa，则处理后复合土层的压缩模量为（）Mpa。 A. 6.4 B. 5.6 C. 4.8 D. 4.0 答案:B 4．施工方法
目前施工方法可有多种多样，主要有两种施工方法，即振冲法和沉管法。 (1)振冲法
振冲法具体可根据“振冲挤密”和“振冲置换”的不同要求，其施工操作要求亦有所不同：
1)“振冲挤密法”施工操作要求：振冲挤密法一般在中粗地基中使用时可不另外加料，而利用振冲器的振动力，使原地基的松散砂振挤密实。在粉细砂、粘质粉土中制桩，最好是边振动边填料，以防振冲器提出地面孔内塌方。施工操作时，其关键是水量的大小和留振时间的长短。，
2)“振冲置换法”施工操作要求：在粘性土层中制桩，孔中的泥浆水太稠时，碎石料在孔内下降的速度将减慢，且影响施工速度，所以要在成孔后，留有一定时间清孔，使回水把稠泥浆带出地面，降低泥浆的密度。
3)施工质量控制施工时检验质量关键是填料量、密实电流和留振时间，这三者实际上是相互联系和保证的。只有在一定的填料量的情况下，才能把填料挤密振密。一般来说，在粉性较重的地基中制桩，密实电流容易达到规定值，这时要注意掌握好留振时间和填料量。反之，在软粘土地基中制桩，填料量和留振时间容易达到规定值，这时要注意掌
握好密实电流。 (2)沉管法
沉管法过去主要用于制作砂桩，近年来已开始用于制作碎石桩，这是一种干法施工。沉管法包括振动成桩法和冲击成桩法两种。 振动成桩法又可分为 (1)一次拔管法； (2)逐步拔管法； (3)重复压拔管法。 冲击成桩法又分为 (1)单管法； (2)双管法。 5．质量检验
碎(砂)石桩施工结束后，除砂土地基外，应间隔一定时间方可进行质量检验。对粘性土地基，间隔时间可取3—4周，对粉土地基可取2—3周。
关于施工质量检验，常用的方法有单桩载荷试验和动力触探试验。关于加固效果检验，常用的方法有单桩复合地基和多桩复合地基大型载荷试验。
五、石灰桩
五、石灰桩
石灰桩是指采用机械或人工在地基中成孔，然后灌入生石灰或按一定比例加入粉煤灰、炉渣、火山灰等掺合料及少量外加剂进行振密或夯实而形成的桩体，石灰桩与经改良的桩周土共同组成石灰桩复合地基以支承上部建筑物。 按用料特征和施工工艺的不同可分为：
1．块灰灌入法(亦称石灰桩法)； 2．粉灰搅拌法(亦称石灰柱法)； 3．石灰浆压力喷注法。
石灰桩适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。 (一)加固机理 1．成桩挤密作用 2．膨胀挤密作用 3．桩和桩间土的高温效应 4．置换作用 5．排水固结作用 6．加固层的减载作用 7．胶凝作用 (二)设计计算
1．材料石灰桩的材料以生石灰为主，生石灰选用现烧的(新鲜)并需过筛，粒径不应大于70mm，含粉量不得超过总重量的15％，CaO含量不得低于70％，其中夹石不大于5％。 生石灰中掺入适当粉煤灰或火山灰等含硅材料时，生石灰与掺合料的体积比可选用1:1或1:2。掺合料应保持适当的含水量，使用粉煤灰或炉渣时含水量宜控制在30％左右。 2．桩径石灰桩的桩径一般为300～400mm，具体桩径取决于成孔机管径。
3．桩距及布置桩距一般为2～3倍桩径。桩距太大则约束力太小。平面布置可为梅花形或正方形。石灰桩可仅布置在基础底面下，当基底土的承载力特征值小于70kPa时，宜在基础以外布置1～2排围护桩。
4．桩长桩的长度取决于石灰桩的加固目的和上部结构的条件。
1)若石灰桩加固只是为了形成一个压缩性较小的垫层，则桩长可较小，一般可取2～4m. 2)若加固目的是为了减少沉降，则就需要较长的桩。如果为了解决深层滑动问题，也需要较长的桩，保证桩长穿过滑动面。
5．承载力计算实践证明，石灰桩加固软弱地基可按一般复合地基的理论计算。设计时可考虑桩身四周的早期强度，后期强度作为安全储备。
6．沉降计算经石灰桩加固后，地基由上层石灰桩复合地基和下卧天然地基组成。建筑物的沉降量可按类似碎(砂)石桩的计算方法进行计算。
【例题16】石灰桩的位置布设，取决于（）。 A. 桩的长短 B. 桩的置换率大小 C. 桩端土层情况 D. 基底土层情况 答案:D
(三)施工方法 1． 施工顺序 2． 灌料量控制 3． 桩管直径的选择 4． 成桩
(1)成孔石灰桩成孔可选用沉管法、冲击法、螺旋钻进法、爆扩法和挖孔法等。 (2)投料石灰桩的投料方法有：管外投料法、管内投料法和挖孔投料法。
(3)封顶石灰桩宜留500mm以上的孔口高度，并用含水量适当的粘性土封口，封口材料必须夯实，封口标高应略高于原地面。石灰桩桩顶施工标高应高出设计桩顶标高100mm以上。 (四)质量检验
1．桩身质量的保证与检验
2．桩周土检验桩周土可用静探、十字板和钻孔取样方法进行检验。 3．复合地基检验
六、土(或灰土、双灰)桩
六、土(或灰土、双灰)桩
土(或灰土、双灰)桩挤密法是利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔，通过“挤”压作用，使地基土得到加“密”，然后在孔中分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土桩(或灰土桩、双灰桩)。它们属于柔性桩，与桩间土共同组成复合地基。
土(或灰土、双灰)桩适用于处理深度5～15m、地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。当地基土的含水量大于24％、饱和度大于0.65时，不宜采用。 当以消除地基的湿陷性为主要目的时，宜选用土桩；当以提高地基的承载力或水稳性为主要目的时，宜选用灰土桩或双灰桩。
【例题17】下列各种地基处理方法当中，适合用于处理湿陷性黄土地基的是（）。 A. 砂石桩 B. 土挤密桩 C. 级配砂石垫层 D. 石灰桩法 答案:B
(一)加固机理
1．土的侧向挤密作用土(或灰土、双灰)桩挤压成孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高。其挤密影响半径通常为1.5～2.0d(d为桩径
直径)。 2．灰土性质作用
(二)设计计算
1．桩孔布置原则和要求
(1)桩孔间距应以保证桩间土挤密后达到要求的密实度和消除湿陷性为原则。对重要工程桩间土经成孔挤密后的平均挤密系数不宜小于0.93。对一般工程不应小于0.90。 (2)桩身压实系数应达到：桩身平均压实系数久，不应小于0.96。
2．桩径设计时如桩径d过小，则桩数增加，并增大打桩和回填的工作量；如桩径d过大，则桩间土挤密不够，致使消除湿陷程度不够理想，且对成孔机械要求也高。当前我国桩径最小为250mm，最大为600mm，一般为300～450mm，常用400mm。
3．桩距和排距土(或灰土、二灰)桩的挤密效果与桩距有关。而桩距的确定又与土的原始干密度和孔隙比有关。桩距的设计一般应通过试验或计算确定。而设计桩距的目的在于使桩间土挤密后达到一定平均密实度(指平均挤密系数和土的平均干密度的指标)不低于设计要求标准。桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离可为桩孔直径的2.0～2.5倍，也可按下式估算：
处理填土地基时，鉴于其干密度值变动较大，一般不易按(17-5-12)式计算桩孔间距，为此，可根据挤密前地基土的承载力特征值fsk和挤密后处理地基要求达到的承载力特征值fspk，利用下式计算桩孔间距
灰与土的体积配合比宜为2:8或3:7。
5．承载力和变形模量 (1)用载荷试验方法确定 (2)参照工程经验确定
6．变形计算土或灰土挤密桩处理地基的变形计算应按国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)的有关规定执行。其中复合土层的压缩模量应通过试验或结合当地经验确定。 (三)施工方法
土(或灰土、二灰)桩的施工应按设计要求和现场条件选用沉管(振动或锤击)、冲击或爆扩等方法进行成孔，使土向孔的周围挤密。 (四)质量检验
抽样检验的数量不应小于桩孔总数的1％，不合格处应采取加桩或其他补救措施。 夯实质量的检验方法有下列几种：
1．轻便触探检验法先通过试验夯填，求得“检定锤击数”，施工检验时以实际锤击数不小于检定锤击数为合格。
2. 环刀取样检验法先用洛阳铲在桩孔中心挖孔或通过开剖桩身，从基底算起沿深度方向每隔1.0～1.5m用带长把的小环刀分层取出原状夯实土样，测定其干密度。
3．载荷试验法对重要的大型工程应进行现场载荷试验和浸水载荷试验，直接测试承载力和湿陷情况。
上述前两项检验法，其中对灰土桩应在桩孔夯实后48h内进行，二灰桩应在36h内进行，否则将由于灰土或二灰的胶凝强度的影响而无法进行检验。
八、排水固结
八、排水固结
排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地先行加载预压，
使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时，可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。
实际上，排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。
排水固结法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和粘性土地基。砂井法特别适用于存在连续薄砂层的地基。但砂井只能加速主固结而不能减少次固结，对有机质土和泥炭等次固结土，不宜只采用砂井法。克服次固结可利用超载的方法。真空预压法适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，地基不会产生剪切破坏，所以它适用于很软弱的粘土地基。 (一)加固机理 1.堆载预压加固机理
预压法是在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预压，使地基的固结沉降基本完成并提高地基土强度的方法。
在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之逐渐减少，地基发生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土强度就逐渐增长。
地基土层的排水固结效果与它的排水边界有关。根据固结理论，在达到同一固结度时，固结所需的时间与排水距离的长短平方成正比。软粘土层越厚，一维固结所需的时间越
长。如果淤泥质土层厚度大于10～20m，要达到较大固结度U>80％，所需的时间要几年至几十年之久，为了加速固结，最为有效的方法是在天然土层中增加排水途径，缩短排水距离，在天然地基中设置垂向排水体。这时土层中的孔隙水主要通过砂井和部分从竖向排出。所以砂井(袋装砂井或塑料排水带)的作用就是增加排水条件。为此，缩短了预压工程的预压期，在短期内达到较好的固结效果，使沉降提前完成；加速地基土强度的增长，使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载的速率，以保证地基的稳定性。 【例题21】地基土层的排水固结效果与它的排水边界有关，根据固结理论，在达到同一固结度时，下列各项叙述正确的是（）。 A. 固结所需的时间与排水距离的长短成正比 B. 固结所需的时间与排水距离的长短平方成正比 C. 固结所需的时间与排水距离的长短三次方成正比 D. 固结所需的时间与排水距离的长短四次方成正比日 答案:B
【例题22】某软土地基厚4m，其下为不透水的泥岩，采用堆载预压法处理，固结度达到90%时所需时间为16天，如果泥岩顶面处存在着0.2m厚的细砂，则达到90%固结度时所需时间为（）天。 A. 16 B. 8 C. 4 D. 2 答案:C
2．真空预压加固机理
真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用
不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。
当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。
真空预压的原理主要反映在以下几个方面： 1)薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。 2)地下水位降低，相应增加附加应力。 3)封闭气泡排出，土的渗透性加大。
真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，称为负压固结。
【例题23】排水固结法能够使软弱地基的承载力提高，基原理为（）。 A. 能够形成复合地基，从而使复合地基承载力提高
B. 在总压力不变的前提下，通过降低孔隙水压力，使有效应力增高，从而提高地基的抗剪强度，达到提高地基承载力的目的
C. 通过设置竖向增强体（砂井）提高地基承载力
D. 通过设置垫层增加上部强度，从而使下卧层强度满足要求 答案:B
3．设计与计算
排水固结法的设计，实质上就是进行排水系统和加压系统的设计，使地基在受压过程中排水固结、强度相应增加以满足逐渐加荷条件下地基稳定性的要求，并加速地基的固结沉降，缩短预压的时间。
1．计算理论
(1) 瞬时加荷条件下固结度计算
不同条件下平均固结度计算公式见表17-5-2。 (2)逐渐加荷条件下地基固结度的计算
以上计算固结度的理论公式都是假设荷载是一次瞬间加足的。实际工程中，荷载总是分级逐渐施加的。因此，根据上述理论方法求得固结时间关系或沉降时间关系都必须加以修正。修正的方法有改进的太沙基法和改进的高木俊介法。 1)改进的太沙基法对于分级加荷的情况，太沙基的修正方法是假定：
①每一级荷载增量pi所引起的固结过程是单独进行的，与上一级荷载增量所引起的固结度完全无关；
②总固结度等于各级荷载增量作用下固结度的叠加；
③每一级荷载增量pi在等速加荷经过时间t的固结度与在t/2时的瞬时加荷的固结度相同，也即计算固结的时间为t/2。
④在加荷停止以后，在恒载作用期间的固结度，即时间t大于Ti(此处Ti为pi的加载期)时的固结度和在Ti/2时瞬时加荷pi后经过时间(t-Ti/2)的固结度相同； ⑤所算得的固结度仅是对本级荷载而言，对总荷载还要按荷载的比例进行修正。 2)改进的高木俊介法 该法是根据巴伦理论，考虑变速加荷使砂井地基在辐射向和垂直向排水条件下推导出砂井地基平均固结度的，其特点是不需要求得瞬时加荷条件下地基固结度，而是可直接求得修正后的平均固结度。修正后的平均固结度为：
(3)地基土抗剪强度增长的预估
在预压荷载作用下，随着排水固结的进程，地基土的抗剪强度就随着时间而增长；另一方面，剪应力随着荷载的增加而加大，而且剪应力在某种条件(剪切蠕动)下，还能导致强度的衰减。
2．堆载预压法设计
堆载预压法设计包括加压系统和排水系统的设计。加压系统主要指堆载预压计划以及堆载材料的选用；排水系统包括竖向排水体的材料选用、排水体长度、断面、平面布置的确定。
(1)加压系统设计
堆载预压，根据土质情况分为单级加荷和多级加荷；根据堆载材料分为自重预压、加荷预压和加水预压。
堆载一般用填土、砂石等散粒材料；油罐通常利用罐体充水对地基进行预压。对堤坝等以稳定为控制的工程，则以其本身的重量有控制地分级逐渐加载，直至设计标高。 由于软粘土地基抗剪强度低，无论直接建造建筑物还是进行堆载预压往往都不可能快速加载，而必须分级逐渐加荷，待前期荷载下地基强度增加到足已加下一级荷载时方可加下一级荷载。其计算步骤是，首先用简便的方法确定一个初步的加荷计划，然后校核这一加荷计划下的地基的稳定性和沉降，具体计算步骤如下： 1)利用地基的天然地基土抗剪强度计算第一级容许施加的荷载p1。 2)计算第一级荷载下地基强度增长值。
3)计算p1作用下达到所确定固结度与所需要的时间。
4)根据第二步所得到的地基强度cu1，计算第二级所施加的荷载p2。
5)按以上步骤确定的加荷计划进行每一级荷载下地基的稳定性验算。如稳定性不满足要求，则调整加荷计划。
6)计算预压荷载下地基的最终沉降量和预压期间的沉降量。 (2)排水系统设计 1)竖向排水体材料选择 2)竖向排水体深度设计 3)竖向排水体平面布置设计 4)砂料设计
5)地表排水砂垫层设计 (3)现场监测设计
堆载预压法现场监测项目一般包括地面沉降观测、水平位移观测和孔隙水压力观测，如有条件可进行地基中深层沉降和水平位移观测。 3．超载预压法设计
当预压荷载超过工作荷载时称为超载预压。对沉降有严格限制的建筑应采用超载预压法处理地基。超载预压法排水系统设计方法、堆载预压计划设计方法、现场监测设计方法
基本上与堆载预压法相同。不同的是如何确定超载预压荷载。
对有机质粘土、泥炭土等，其次固结沉降是重要的，采用超载预压法对减少永久荷载下的次固结沉降有一定效果。计算原则是把pf作用下的总沉降看成为主固结沉降和次固结沉降之和。 4．真空预压法设计
真空预压的设计内容主要包括：密封膜内的真空度、加固土层要求达到的平均固结度、竖向排水体的尺寸、加固后的沉降和工艺设计等。 (二)施工方法 1．堆载预压施工方法
从施工角度分析，要保证排水固结法的加固效果，主要做好以下三个环节：铺设水平排水垫层；设置竖向排水体和施加固结压力。 (1)水平排水垫层的施工 (2)竖向排水体施工 (3)预压荷载的施工 2．真空预压施工方法 (1)真空预压 1)加固区划分 2)工艺设备 3)密封系统
4)抽气阶段施工要求与质量要求 (2)真空联合堆载预压 (3)降水预压 (三)质量检验
对以稳定性控制的重要工程，应在预压区内选择有代表性地点预留孔位，对堆载预压法在堆载不同阶段；对真空预压法在抽真空结束后，进行不同深度的十字板抗剪强度试验
和取土进行室内试验，以验算地基的抗滑稳定性，并检验地基的处理效果。
在预压期间应及时整理变形与时间、孔隙水压力与时间等关系曲线，推算地基的最终固结变形量、不同时间的固结度和相应的变形量，以分析处理效果，并为确定卸载时间提供依据。
真空预压处理地基除应进行地基变形和孑L隙水压力观测外，尚应量测膜下真空度和砂井不同深度的真空度。真空度应满足设计要求。
九、灌浆法~十四、土钉墙技术
九、灌浆法
灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”。 (一)加固机理
在地基处理中，灌浆工艺所依据的理论主要可归纳为以下四类：
1．渗透灌浆渗透灌浆是指在压力作用下使浆液充填土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙中存在的自由水和气体，而基本上不改变原状土的结构和体积(砂性土灌浆的结构原理)，所用灌浆压力相对较小。这类灌浆一般只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。代表性的渗透灌浆理论有：球形扩散理论、柱形扩散理论和袖套管法理论。
2．劈裂灌浆劈裂灌浆是指在压力作用下，．浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩散距离增大，而所用的灌浆压力相对较高。
3．挤密灌浆挤密灌浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，在注浆点使土体挤密，在注
浆管端部附近形成“浆泡”。当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。
经研究证明，向外扩张的浆泡将在土体中引起复杂的径向和切向应力体系。紧靠浆泡处的土体将遭受严重破坏和剪切，并形成塑性变形区，在此区内土体的密度可能因扰动而减小；离浆泡较远的土则基本上发生弹性变形，因而土的密度有明显的增加。 4．电动化学灌浆若地基土的渗透系数k<10-4cm／s，只靠一般静压力难于使浆液注入土的孔隙，此时需用电渗的作用使浆液进入土中。
电动化学灌浆是指在施工时将带孔的注浆管作为阳极，用滤水管作为阴极，将溶液由阳极压入土中，并通以直流电(两电极间电压梯度一般采用0.3—1.0V／cm)，在电渗作用下，孔隙水由阳极流向阴极，促使通电区域中土的含水量降低，并形成渗浆通路，化学浆液也随之流入土的孔隙中，并在土中硬结。因而电动化学灌浆是在电渗排水和灌浆法的基础上发展起来的一种加固方法。但由于电渗排水作用，可能会引起邻近既有建筑物基础的附加下沉，这一情况应予慎重注意。 (二)设计计算 1．方案选择
2．灌浆标准所谓灌浆标准，是指设计者要求地基灌浆后应达到的质量指标。所用灌浆标准的高低，关系到工程量、进度、造价和建筑物的安全。 3．浆材及配方设计原则
4．浆液扩散半径的确定浆液扩散半径r是一个重要的参数，它对灌浆工程量及造价具有重要的影响。
5．孔位布置注浆孔的布置是根据浆液的注浆有效范围，且应相互重叠，使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体的原则决定的。
6．灌浆压力的确定灌浆压力是指不会使地表面产生变化和邻近建筑物受到影响前提下可能采用的最大压力。 7．灌浆量和灌浆顺序
(三)施工方法
1．灌浆施工方法的分类 (1)按注浆管设置方法分类 1)钻孔法 2)打入法 3)喷注法
(2)按灌注方法分类 1)一种溶液一个系统方式 2)两种溶液一个系统方式 3)两种溶液两个系统方式 (3)按注浆方法分类 1)钻杆注浆法 2)单过滤管注浆法 3)双层管双栓塞注浆法 4)双层管钻杆注浆法 2．注浆施工的机械设备 3．套壳料配方 4．灌浆 (四)质量检验
灌浆效果的检验，通常在注浆结束后28d才可进行， 检验方法如下： 1)统计计算灌浆量； 2)静力触探测试； 3)现场抽水试验； 4)现场静载荷试验；
5)钻孔弹性波试验；
6)标准贯人试验或轻便触探等动力触探试验； 7)室内试验； 8)射线密度计法； 9)电阻率法。
十、水泥土搅拌法
水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。它是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用水泥浆和地基土搅拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。
国外使用水泥土搅拌法加固的土质有新吹填的超软土、泥炭土和淤泥质土等饱和软土。加固场所从陆地软土到海底软土，加固深度达六十米。国内目前采用水泥土搅拌法加固的土质有正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性的土时，应通过试验确定其适用性。加固局限于陆上，加固深度可达20m。当地基土的天然含水量小于30％(黄土含水量小于25％)、大于70％或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。
(一)加固机理
1．水泥的水解和水化反应
2．土颗粒与水泥水化物的作用(1)离子交换和团粒化作用；(2)硬凝反应。
3．碳酸化作用
(二)设计计算
1．水泥土搅拌桩的设计
(1)对地质勘察的要求：应特别重视：①土质分析；②水质分析。 (2)加固型式的选择搅拌桩可布置成柱状、壁状和块状三种型式。 (3)加固范围的确定可仅在上部结构基础范围内布桩。 2．水泥土搅拌桩的计算 (1)柱状加固地基
1)单桩竖向承载力的设计计算单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩载荷试验确定，也可按下式(17-5-19)和(17—5—20)进行计算，取其中较小值。
在单桩设计时，承受垂直荷载的搅拌桩一般应使土对桩的支承力与桩身强度所确定的承载力相近，并使后者略大于前者最为经济。因此，搅拌桩的设计主要是确定桩长和选择水泥掺入比。
2)复合地基的设计计算 加固后搅拌桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，也可按下式计算：
3)水泥土搅拌桩沉降验算 水泥土搅拌桩复合地基变形s的计算，包括搅拌桩群体的压缩变形s1和桩端下未加固土层的压缩变形s2之和。
4)复合地基设计软土地区的建筑物，都是在满足强度要求的条件下以沉降进行控制的，应采用以下设计思路：
①根据地层结构采用适当的方法进行沉降计算，由建筑物对变形的要求确定加固深度，即选择施工桩长；
②根据土质条件、固化剂掺量、室内配比试验资料和现场工程经验选择桩身强度和水泥掺入量及有关施工参数；
③根据桩身强度的大小及桩的断面尺寸，由(17—5-19)式计算单桩承载力； ④根据单桩承载力及土质条件，由(17-5-20)式计算有效桩长；
⑤根据单桩承载力、有效桩长和上部结构要求达到的复合地基承载力，由(17-5-21)式计算桩土面积置换率；
⑥根据桩土面积置换率和基础形式进行布桩，桩可只在基础平面范围内布置。 (2)壁状加固地基
基本施工方法是采用深层搅拌机，将相邻桩连续搭接施工，一般布置数排搅拌桩在平面上组成格栅形。原则上按重力式挡土墙设计。要进行抗滑、抗倾覆、抗渗、抗隆起和整体滑动计算。根据上海地区经验，墙宽B=(0.6～0.8)倍开挖深度，桩插入基坑底深度h=(0.8～1.2)倍开挖深度。
(三)施工工艺
1．水泥浆搅拌法 2．粉体喷射搅拌法
控制水泥土搅拌桩施工质量的主要指标为：水泥用量、提升速度、喷浆(粉)的均匀性和连续性和施工机械性能。
(四)质量检验
1．施工期质量检验
2．工程竣工后的质量检验：
1)标准贯人试验或轻便触探等动力试验； 2)静力触探试验； 3)取芯检验；
4)截取桩段作抗压强度试验； 5)静载荷试验； 6)开挖检验； 7)沉降观测。
十一、高压喷射注浆
高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20～70MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。
高压喷射注浆法所形成的固结体形状与喷射流移动方向有关。一般分为旋转喷射(简称旋喷)、定向喷射(简称定喷)和摆动喷射(简称摆喷)三种型式。
当前，高压喷射注浆法的基本工艺类型有：单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法。
高压喷射注浆法主要适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
(一)加固机理
1．高压喷射流对土体的破坏作用
2．水(浆)、气同轴喷射流对土的破坏作用 3．水泥与土的固结机理
(二)设计计算
1．室内配方与现场喷射试验 2．确定固结体尺寸 3．承载力计算
4．地基变形计算 旋喷桩的沉降计算应为桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形值之和。
5．防渗堵水设计 防渗堵水工程设计时，最好按双排或三排布孔形成帷幕。孔距应为1.73R0(R0为旋喷设计半径)、排距为1.5R0最经济。 (三)施工方法， 1．施工机具 2．施工工艺 3．施工注意事项 (四)质量检验 1．开挖检验 2．钻孔取芯 3．标准贯入试验 4．载荷试验
十二、加筋土挡墙
加筋土挡墙系由填土中布置一定量的带状筋体(或称拉筋)以及直立的墙面板三部分组成一个整体的复合结构。这种结构内部存在着墙面土压力、拉筋的拉力、及填料与拉筋间的摩擦力等相互作用的内力平衡，保证了这个复合结构的内部稳定性。同时，加筋土挡墙这一复合结构还要能抵抗拉筋尾部后面填土所产生的侧压力，即加筋土挡墙的外稳定性，从而使整个复合结构稳定。
(一)加固机理
1．加筋土基本原理
通过拉筋与土颗粒间的摩擦作用，将引起侧向变形的拉力传递给拉筋，使土体的侧向变形受到约束。加筋后的土体就好像在单元土体的侧向加了一个约束力，亦即加筋土的作用相当于土体强度增加了粘聚力Δс。
2．加筋土挡墙破坏机理加筋土挡墙的稳定性取决于加筋土挡墙的内部和外部的稳定性。从加筋土挡墙内部结构分析可知，当拉筋的抗拉强度足以承受通过土与拉筋间的摩擦传递给拉筋的拉力；并且在锚固区内能足以抵抗拉筋被拔出的抗力时，加筋土体才能保持稳定。
(二)设计计算
1．加筋土挡墙的型式
根据拉筋不同配置的方法，可分单面加筋土挡墙、双面分离式加筋土挡墙以及台阶式加筋土挡墙。
2．加筋土挡墙的荷载
结构计算时，应根据可能同时出现的作用荷载，再选择荷载组合。
3．面板
面板通常可选用十字形、槽形、六角形、L形和矩形等。
4．拉筋拉筋应采用抗拉强度高、延伸率小、耐腐蚀和有柔韧性的材料，同时要求加工、接长、和面板的连接简单。
5．填土加筋土挡墙内填土一般应具有易压实、能与拉筋产生足够的摩擦力、满足化学和电化学标准以及水稳性好等要求。 6．加筋土挡墙构造设计
7．加筋土结构计算加筋土挡墙设计一般从加筋土挡墙的内部稳定性和外部稳定性两方面考虑。
(1)加筋土挡墙的内部稳定性计算
加筋土挡墙的内部稳定性是指阻止由于拉筋被拉断或由于土间摩擦力不足(即在锚固区内拉筋的锚固长度不足，使土体发生滑动)，以致加筋土挡墙整体结构遭到破坏。因此，在设计时必须考虑拉筋的强度和锚固长度(也称拉筋的有效长度)。
(2)加筋土挡墙的外部稳定性计算加筋土挡墙的外部稳定性是指包括考虑挡墙地基承载力、基底抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和整体抗滑稳定性等的验算。验算时可将拉筋末端的连线与墙面板间视为整体结构，其他与一般重力式挡土墙的计算方法相同。
(三)施工技术
1．基础施工 2．面板安装 3．拉筋铺设 4．填土的铺筑和压实
(四)质量检查
加筋土施工中各工序完成后，应进行分项工程中间检查验收，并提供实测记录资料。经检查合格后方可进行下一工序施工。凡不合格者必须进行补救或返工，使其达到要求。工程竣工验收时，应提交全部竣工文件。
十三、土工合成材料
土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料，是用于土工技术和土木工程，而以聚合物为原料的具渗透性的材料名词的总称。
土工合成材料是将由煤、石油、天然气等原材料制成的高分子聚合物通过纺丝和后处理制成纤维，再加工而成。常见的这类纤维有：聚酰胺纤维《PA，如尼龙、锦纶》、聚酯纤维(如涤纶)、聚丙烯纤维(PP，如腈纶)、聚乙烯纤维(pE，如维纶)以及聚氯乙烯纤维(PVC，如氯纶)等。
(一)土工合成材料产品类型
土工合成材料根据加工制造不同，可分：1．有纺型土工织物；2．编织型土工织物；3．无纺型土工织物；4．土工膜；5．土工格栅；6．土工垫；7．土工网；8．土工塑料排水带；9．组合材料。
(二)土工合成材料特性
1．物理特性：(1)相对密度；(2)单位面积质量；(3)厚度。
2．力学特性：(1)压缩性；(2)抗拉强度；(3)撕裂强度；(4)握持拉伸强度；(5)顶破强度；(6)刺破强度；(7)穿透强度；(8)摩擦系数。
3．水理性特性：(1)孔隙率;(2)开孔面积率;(3)等效孔径;(4)垂直渗透系数;(5)水平渗透系数。
4．耐久性和环境影响：(1)抗老化；(2)徐变性。
(三)土工合成材料的主要功能
1．排水作用 2．隔离作用 3．反滤作用 4．加筋作用
(四)设计计算
1．作为反滤层时的设计
一般在反滤层设计时，既要求有足够的透水性；又要求能有效的防止土颗粒被带走。 2．作为加筋时的设计 (1)地基加固
(2)路堤加固土工合成材料用作增加填土稳定性时，其铺垫方式有两种：一种是铺设在路基底与填土间；另一种是在堤身内填土间铺设。分析计算时常采用瑞典法和荷兰法两种计算方法。 (3)加筋土挡墙
十四、土钉墙技术
土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。土钉是将拉筋插入土体内部，
常用钢筋做拉筋，尺寸小，全长度与土粘结，并在坡面上铺设混凝土，从而形成土体加固区带，其结构类似于重力式挡墙，用以弥补土体自身强度的不足，它不仅提高了土体整体刚度，又弥补了土体的抗拉强度和抗剪强度低的弱点，提高整个边坡的稳定性。适用于开挖支护和天然边坡加固，是一项实用的原位岩土加筋技术。
土钉适用于地下水位低于土坡开挖段或经过降水使地下水位低于开挖层的情况。为了保证土钉的施工，土层在分段开挖时，应能保持自立稳定。为此，土钉适用于有一定粘性的杂填土、粘性土、粉性土、黄土类土及弱胶结的砂土边坡。此外，当采用喷射混凝土面层或坡面浅层注浆等稳定坡面措施能够保证每一边坡台阶的自立稳定时，也可采用土钉支挡体系作为稳定边坡的方法。
对标准贯入击数低于10或相对密度低于0.3的砂土边坡，采用土钉法一般是不经济的；对不均匀系数小于2的级配不良的砂土，土钉法不可采用；对塑性指数Ip大于20的粘性土，必须仔细评价其徐变特性后，方可用土钉用作永久性支挡结构；土钉法不适用于软土边坡，这是由于软土只能提供很低的界面摩阻力，假如采用土钉稳定软土边坡，其长度与设置密度均需提得很高，且成孔时保护孔壁的稳定也较困难，技术经济综合效益均不理想；同样，土钉法不适用于侵蚀性土(如煤渣、矿渣、炉渣、酸性矿物废料)．中作永久性支挡结构；土钉法也不宜用于含水丰富的粉细砂层和砂卵石层，主要是成孔困难。
(一)加固机理
1．土钉对复合土体起着箍束骨架作用； 2．土钉与土体共同承担外荷载和土体自重应力； 3．土钉起着应力传递与扩散作用；
4．与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面板也是发挥土钉有效作用的重要组成部分。
(二)设计计算
1. 设计内容土钉墙的设计包括：①土钉墙的平面和剖面尺寸及分段施工高度；②土钉的布置方式和间距；③土钉的直径、长度、倾角和在空间的方向；④土钉钢筋的类型和构造；⑤注浆配比和注浆方式；⑥喷射混凝土面板和坡顶防护；⑦内部稳定性和整体稳定性分析；⑧现场量测和质量控制。 2．土钉墙设计的一般原则 3．土钉墙内部稳定性计算
土钉墙结构内部稳定性分析，国内外有几种不同的设计计算方法，国外主要有：美国的Davis法、英国的Bridle法、德国的Stocker法、法国的Schlosser法、美国的运动学法和通用极限平衡法及有限元法等。国内有：冶建总院法、太原煤炭设计研究院法、北京工业大学法、清华大学法和总参科研三所法等。
4．土钉墙的外部稳定性分析土钉加筋土体形成的结构可看作为一个整体。为此，其外部稳定性分析可按重力式挡土墙进行。
(三)施工技术
1．开挖和护面
2. 钢筋网喷射混凝土面层
3．排水：(1)浅部排水；(2)深部排水；(3)坡面排水。
4．土钉设置按施工方法，土钉可分为钻孔注浆型土钉、打入型土钉和射入型土钉三类。 5. 土钉防腐
十五、复合地基理论
十五、复合地基理论
(一)概念及分类 1．概念
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。复合地基与天然地基同属地基范畴。 2．分类
根据地基中增强体的方向可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。桩体如按成桩所采用的材料可分为：1)散体土类桩—如碎石桩、砂桩等；2)水泥土类桩—如水泥土搅拌桩、旋喷桩等；3)混凝土类桩—树根桩、CFG桩等。桩体如按成桩后的桩体的强度(或刚度)可分为：1)柔性桩—散体土类桩属于此类桩；2)半刚性桩—水泥土类桩；3)刚性桩—混凝土类桩。 (二)复合地基的特性 1．作用机理 1)桩体作用 2)垫层作用 3)加速固结作用 4)挤密作用 5)加筋作用 2．破坏模式
水平向增强体复合地基通常的破坏模式是整体破坏。有以下三种破坏形式。 1)加筋体以上土体剪切破坏
2)加筋体在剪切过程中被拉出、或与土体产生过大相对滑动产生破坏
3)加筋体在剪切过程中被拉断而产生剪切破坏
竖向增强体复合地基的破坏形式首先可以分成下述两种情况：一种是桩间土首先破坏进而发生复合地基全面破坏，另一种是桩体首先破坏进而发生复合地基全面破坏。在实际工程中，一般不可能桩间土和桩体同时达到破坏，大多数情况下，都是桩体先破坏，继而引起复合地基全面破坏。竖向增强体复合地基中，桩体存在四种可能的破坏模式：1)刺入破坏；2)鼓胀破坏；3)整体剪切破坏；4)滑动破坏。 3．桩土应力比
桩土应力比n是竖向增强体复合地基的一个重要计算参数，它关系到复合地基承载力和变形的计算，它与荷载水平、桩土模量比、桩土面积置换率、原地基土强度、桩长、固结时间和垫层情况等因素有关。 4．固结特性 5． 动力特性
【例题24】在下列各种地基处理方法中，不能形成复合地基的是（）。 A. 换填垫层法 B. 水泥土桩法 C. CFG桩法 D. 砂石桩法 答案:A
【例题25】在下列各种地基处理方法当中，用于消除地基土液化现象效果最明显的是（）。 A. 水泥土搅拌桩 B. CFG桩 C. 石灰桩 D. 振冲桩 答案:D
(三)复合地基承载力与变形计算
1．复合地基承载力计算
1)竖向增强体复合地基承载力计算 复合地基的极限承载力pdf可用下式表示：
2)水平向增强体复合地基承载力计算
水平向增强体复合地基主要包括在地基中铺设各种加筋材料，如土工织物、土工格栅等形成的复合地基。复合地基工作性状与加筋体长度、强度，加筋层数，以及加筋体与土体间的粘聚力和摩擦系数等因素有关。水平向增强体复合地基破坏可具有多种形式，影响因素也很多。到目前为止，许多问题尚未完全搞清楚，水平向增强体复合地基的计算理论尚不成熟。 2．复合地基沉降计算
在各类复合地基沉降实用计算方法中，通常把沉降量分为二部分。S=s1+s2 s1的计算方法一般有以下三种： 1)复合模量法； 2)应力修正法； 3)桩身压缩量法。
s2的计算方法一般有以下三种：
1)应力扩散法； 2)等效实体法；
3)Mindlin—Geddes方法。 (四)复合地基质量检验
对地基处理的效果检验，应在地基处理施工结束后经一定时间的休止恢复后再进行检验，因为地基加固后有一个时效作用，复合地基的强度和模量的提高往往需要有一定的时间。效果检验的方法有：钻孔取样、静力触探试验、轻便触探试验、标准贯入试验、载荷试验、取芯试验等，有时需要采用多种手段进行检验，以便综合评价地基处理效果。
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