地基、基础的概念.doc

第一章 绪 论
第一节 地基、基础的概念
地基是指承托建筑物基础的这一部分范围很小的场地。也就是说承受由基础传来荷载的土层（或岩）称为地基。位于基础底面下第一层称为持力层，在其以下的土层统称为下卧层。
我国土地辽阔、幅员广大、自然地理环境不同，土质各异、地质条件区域性较强，因而使地基基础这门学科特别复杂。随着当前经济建设的蓬勃发展，不仅事先要选择在地质条件良好的场地从事建设，而且有时也不得不在地质条件不好的场地进行建设，为此必须对地基进行地基处理。
建筑物的地基所面临的问题有以下四方面：
1、地基承载力及稳定性.
地基承载力及稳定性是指地基在建（构）筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下能否保持稳定，若地基承载力不能满足要求，在建（构）筑物荷载作用下地基将会产生局部或整体剪切破坏，影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的会引起建（构）筑物的破坏。天然地基承载力主要与土的抗剪强度有关，也与基础型式和埋深有关。天然地基承载力不能满足要求时，需要进行地基处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基承载力的要求。
2、沉降、水平位移及不均匀沉降.
在建（构）筑物的荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基沉降，或水平位移，或不均匀沉降会超过相应的允许值。若地基变形超过允许值，将会影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的会引起建（构）筑的破坏。天然地基变形主要与荷载大小和土的变形特性有关，也与基础型式有关。若天然地基变形不能满足要求，则需要进行地基处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基变形的要求。
3、渗漏.
渗漏主要分两类：一类是堤坝蓄水构筑物地基渗流量超过其允许值时，其后果是造成较大水量损失；另一类是地基中水力比降超过其允许值时，地基土会潜蚀和管涌产生破坏而导致建（构）筑物破坏造成工程事故。天然地基渗漏问题主要与土的渗透性有关。若天然地基不能满足要求，则需对地基进行改良，减小土的渗透性，或在地基中设置止水帷幕，阻截渗流。
4、液化.
在动荷载（地震、机器以及车辆振动、波浪和爆破等）作用下，会引起饱和松散粉细纱（包括部分粉土）产生液化，它是使土失去抗剪强度近似液体特性的一种现象，并会造成地基失稳和震陷。
基础是具有承上启下的作用。它处于上部结构的荷载及地基反力的相互作用下，承受由此而产生的内力（轴力、剪力和弯矩）。基础是建筑物十分重要的组成部，没有一个坚固而持久的基础，上部结构就是建造得再结实，也是要出问题的。基础是承受上部结构荷重，并将其传递到下卧土层的结构，它的主要功能有以下几点：
1、通过扩大的基础底板或桩基础等形式将上部结构传来的荷载，如轴向力，水平力和弯矩等传递到持力层和下卧层上，以满足地基承载力要求。
2、根据地基可能出现的变形及上部结构特点，利用基础所具有的刚度，与上部结构共同调整基础的不均匀变形，使上部结构不致产生过多的次应力。
3、当上部结构受到较大的水平力，如风压、水压、土压以及地震力的作用时，采用挡土墙、板桩或锚杆等可起一定的抗滑或抗倾覆作用。
4、作为震动设备的基础还具有减振的功能。
上部结构的荷重通过基础传至土体后，便继续向土体深部扩散。由于土体是半无限空间体，土中应力随扩散深度而逐渐减少，到某一深度后，由于上部荷载所增加的土中应力甚小，对工程实际已无意义。
基础设计时，除保证基础结构本身具有足够的刚度和强度外，同时还需选择合理的基础尺寸和布置方案，使地基的强度和变形满足规范的要求。因此，基础方案的论证常是地基评价的自然引伸和必然结果，地基和基础的设计往往是不可截然分割的。
凡是基础直接建造在未经过加固的天然土层上时，这种地基称之为天然地基。当天然地基不能满足建（构）筑物对地基稳定、变形以及渗透方面的要求时，则事先要经过人工处理再建造基础，这种地基加固称为地基处理。
第二节 地基处理的目的和意义
在土木工程建设中，当天然地基不能满足建（构）筑物对地基的要求时，需要对天然地基进行地基处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用。
建筑物的地基问题，主要有以下四个方面：
1、强度及稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。
2、压缩及不均匀沉降问题。当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时，会影响结构物的正常使用，特别是超过建筑物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。沉降较大时，不均匀沉降往往也较大。湿陷性黄土遇水而发生剧烈的变形也可包括在这一类地基问题中。
3、地基的渗漏量或水力比降超过容许值时，会发生水量损失，或因潜蚀和管涌而可能导致失事。
4、地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无粘性土的液化，失稳和震陷等危害。
当建（构）筑物的天然地基存在以上四类问题之一或其中几个时，即须采用这种或那种地基处理措施以保证建筑物的安全与正常使用。有的可在上部结构上采取一些措施，地基与建（构）筑物的关系极为密切。
地基问题的处理恰当与否，关系到整个工程质量、投资和进度。因此，其重要性已越来越多地被人们所重视。
我国地域辽阔，从沿海到内地，由山区到平原，分布着多种多样的地基土，其抗剪强度、压缩性、以及透水性等，因土的种类不同而可能有很大差别。各种地基土中，不少为软弱土和不良土，主要包括：软粘土、人工填土（包括素填土、杂填土和冲填土）、饱和粉细纱（包括部分轻亚粘土）、湿陷性黄土、有机质土和泥炭土、膨胀土、多年冻土、岩溶、土洞和山区地基等。而我国的新建设工程越来越多地遇到不良地基。因此地基处理的要求也就越来越迫切和广泛。下面分别简单介绍：
1、软粘土
软粘土是软弱粘性的简称，有时还简称为软土。它是第四纪后期形成的海相、泻湖相、三角洲相、溺谷相和湖泊相的粘性土沉积物或河流冲积物，有的属于新近淤积物。大部分是饱和的，其天然含水量大于液限，孔隙比大于1.0。当天然孔隙比大于1.5时，称为淤泥，当天然孔隙比大于1.0而小于1.5时，称为淤泥质土。软粘土的特点是天然含水量高，一般为35%～80%，天然孔隙比大，一般为1.0～2.0，抗剪强度低，不排水抗剪强度约在5kPa～25 kPa，压缩系数高，一般为a1-2=0.5Mpa-1～1.5 Mpa-1，最大可达到4.5Mpa-1，渗透系数小，一般约1×10-6㎝/s～1×10-8㎝/s。在荷载作用下，软粘土地基承载力低，地基沉降变形大，不均匀沉降也越大，而且沉降稳定历时比较长，在比较深厚的软粘土层上，结构物基础的沉降往往需要几年，甚至几十年。软粘土地基是在工程建设中遇到最多需要处理的软弱地基，它们广泛地分布在我国沿海以及内地河流两岸和湖泊地区。例如：天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、湛江、广州、深圳、珠海等沿海地区，以及武汉、南京、马鞍山和昆明等内陆地区。
2、人工填土地基（包括素填土、杂填土和冲填土）.
人工填土按照物质组成和堆填方式可以分为素填土、杂填土和冲填土三类。按堆填时间分为老填土和新填土两类。粘性土堆填时间超过10年，粉土堆填时间超过5年，称为老填土。
素填土：是由磷石、砂或粉土、粘性土等一种或几种材料组成的填土，其中不含杂质或含杂质较少。若分层压实则称为压实填土。其性质取决于填土性质，压实程度以及堆填时间。
杂填土：是人类活动形成的无规则堆积物，由大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾组成，其成分复杂，成层有厚有薄，性质也不相同，且无规律性。在大多数情况下，杂填土是比较疏松和不均匀的。在同一场地的不同位置，地基承载力和压缩性也有较大的差异。
冲填土：是由水力冲填泥砂形成的。冲填土的性质与所冲填泥砂的来源及冲填时的水力条件有密切关系。含粘土颗粒较多的冲填土往往是欠固结的，其强度和压缩性指标都比同类天然沉积土差，粉细砂为主的冲填土，其性质基本上和粉细砂相同。
3、饱和粉细砂.
指饱和的粉砂土、饱和的细砂土和砂质粉土。粒径大于0.25mm的颗粒不超过全重的50%，粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的85%称为细砂土。粒径大于0.075mm的颗粒不超过全重的85%，但超过50%称为粉砂土。粒径大于0.075mm的颗粒不超过全重的50%，而粒径小于0.005mm的颗粒含量不超过全重的10%，塑性指数IP小于或等于10的称为砂质粉土，处于饱和状态的细砂土、粉砂土和砂质粉土在静载作用下虽然具有较高的强度，但在机器振动、车辆荷载、波浪或地震力的反复作用下有可能产生液化或大量震陷变形。地基会因液化而丧失承载能力。如需要承担动力荷载，这类地基也需要进行处理。
4、湿陷性土.
湿陷性土包括湿陷性黄土、粉砂土和干旱、半干旱地区具有崩解性的碎石土等。是否属湿陷性土可根据野外浸水载荷试验确定。当在200Kpa压力作用下附加变形量与载荷板宽之比大于0.015时称为湿陷性土。在工程建设中遇到较多的是湿陷性黄土。
湿陷性黄土是指在覆盖土层的自重应力或自重应力和建筑物附加应力综合作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，并发生显著的附加下沉，其强度迅速降低的黄土。由于黄土湿陷而引起建筑物不均匀沉降是造成黄土地区事故的主要原因。由于大面积地下水位上升等原因，部分湿陷性黄土饱和度达到80%以上，黄土湿陷性消退，转变为低承载力（100Kpa）和高压缩性土。饱和黄土既不同于软土，也不属湿陷性黄土。它兼具两者特性，这类地基的处理问题逐渐增多。黄土在我国特别发育、地层多、厚度大，广泛分布在甘肃、陕西、山西大部分地区，以及河南、河北、山东、宁夏、辽宁、新疆等部分地区。当黄土作为建筑物地基时，首先判断它是否具有湿陷性，然后才考虑是否需要地基处理以及如何处理。
5、有机质土和泥炭土.
土中有机质含量大于5%时称为有机质土，大于60%时称为泥炭土。
土中有机质含量高，强度往往降低，压缩性增大，特别是泥炭土，其含水量极高，压缩性很大，且不均匀，一般不宜作为天然地基，需要进行地基处理。
6、膨胀土.
膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩，具有较大胀缩变形性能，且变形往复的高塑性粘土。利用膨胀土作为建（构）筑物地基时，如果采取必要措施进行地基处理，常会给建（构）筑物造成危害。膨胀土在我国分布范围很广，根据现有资料，广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、陕西、江苏、贵州和广东等地均有不同范围的分布。
7、多年冻土.
多年冻土是指温度连续三年或三年以上保持在摄氏零度或零度以下，并含有冰的土层。多年冻土的强度和变形有许多特殊性。例如，冻土中因有冰和未冰水存在，故在长期荷载作用下有强烈的流变性。多年冻土作为建（构）筑物地基需慎重考虑，需要采取处理措施。
8、岩溶、土洞和山区地基.
岩溶或称“喀斯特”，它是石灰岩、白云岩、泥灰岩、大理石、岩盐、石膏等可溶性岩层受水的化学和机械作用而形成的溶洞、熔沟、裂隙、以及由于溶洞的顶板塌落使地表产生陷穴、洼地等现象和作用的总称。土洞是岩溶地区上覆土层被地下冲蚀或被地下水潜蚀所形成的洞穴。岩溶和土洞对建（构）筑物的影响很大，可能造成地面变形，地基陷落，发生水的渗漏和涌水现象。在岩溶地区修建建筑物时要特别重视岩溶和土洞的影响。
山区地基地质条件比较复杂，主要表现在地基的不均匀性和场地的稳定性两方面。山区基岩表面起伏大，且可能有大块孤石，这些因素常会导致建筑物基础产生不均匀沉降。另外，在山区常有可能遇到滑坡、崩塌和泥石流等不良地质现象，给建（构）筑物造成直接的或潜在的威胁。在山区修建建（构）筑物时要重视地基的稳定性和避免过大的不均匀沉降，必要时需进行地基处理。
改革开放和加入WTO以后，更快地促进了国民经济飞速发展，土木工程建设规模日益扩大，要求越来越高，难度也不断加大。土木工程功能化，城市建设立体化，交通高速化和改善综合居住条件成为现代化土木工程的特征。现代化土木工程建设对地基提出了更高要求。随着现代化建设事业的发展，越来越多的土木工程需要天然地基进行处理。
除了在上述各种软弱和不良地基上建（构）筑物时需要考虑地基处理外，当旧房改造、加层，工厂设备更新等造成荷载增大，对原来地基提出更高要求，原地基不能满足新的要求时，或者在开挖深基坑，建造地下铁道等工程中有土体稳定、变形或渗漏问题时，也需要进行地基处理或土质改良。
在现代建设中，土木工程量大面广、投资大、参与的劳动力多，全国东西南北中，到处见工地，土木工程是现代化建设中最活跃的领域之一。土木工程领域中，与上部结构比较，地基不确定因素多、问题复杂、难度大。地基问题处理不好，后果严重。据调查统计，世界各国发生的各种土木工程建设中的工程事故，地基问题常常是主要原因。地基问题处理好，不仅安全可靠而且具有较好的经济效益。需求促进发展、实践发展理论，近些年来我国地基处理技术发展很快，地基处理队伍不断壮大，地基处理水平不断提高，地基处理已成为活跃的土木工程领域中的一个热点。总结国内外地基处理方面的经验教训，推广和发展各种地基处理技术，提高地基处理水平对加快基本建设速度，节约基本建设投资具有特别重要的意义。
第三节 地基处理的方法与分类
当天然地基不能满足建（构）筑物对地基稳定、变形以及渗透方面的要求时，需要对天然地基进行处理，以满足建（构）筑物对地基的要求。地基处理方法，可以按地基处理原理、地基处理的目的、地基处理的性质、地基处理的时效、动机等不同角度进行分类。已经发展的地基处理方法很多，新的地基处理方法还在不断发展。要对各种地基处理方法进行精确的分类是困难的。根据地基处理的原理进行分类。下面据此作简要介绍，具体各种地基处理方法，详见以后各章。
1、置换
置换是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土或不良土，形成双层地基或复合地基，以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。它主要包括换土垫层法、挤淤置换法、褥垫法、振冲置换法（或称振中碎石法）、沉管碎石桩法、强夯置换法、砂桩（置换）法、石灰桩法，以及EPS超轻质料填土法等。
2、排水固结
排水固结的原理是软粘土地基在荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，同时，随着超静水压力逐渐消散，土的有效应力增大，地基土的强度逐步增长。以达到提高地基承载力，减少工后沉降的目的。它主要包括加载预压法、超载预压法、砂井法（包括普通砂井、袋装砂井和塑料排水带法）、真空预压与堆载预压联合作用，以及降低地下水位等。
3、振密、挤密
振密、挤密是采用振动或挤密的方法使未饱和土密实使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到提高地基承载力和减小沉降的目的。它主要包括表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂桩法、爆破挤密法、土桩和灰土桩法。
4、灌入固化物
灌入固化物是向土体中灌入或拌入水泥，或石灰，或其他化学浆材在地基中形成增强体，以达到地基处理目的。它主要包括深层搅拌法、高压喷射注入法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法和电动化学灌浆法等。
5、加筋法
加筋法是在地基中设置强度高的土工聚合物、拉筋、受力杆件等模量大的筋材，以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。强度高、模量大的筋材可以是钢筋混凝土，也可以是土工格栅、土工织物等。它主要包括加筋法、土钉墙法、锚固法、树根桩法、低强度混凝土桩复合地基和钢筋混凝土桩复合地基法等。
6、冷热处理法
冷热处理是通过人工冷却，使地基温度低到孔隙水的冰点以下，使之冻结，从而具有理想的截水性能和较高的承载能力。或焙烧、加热地基主体改变土体物理力学性质以达到地基处理目的。它主要包括冻结法和烧结法两种。
7、托换
托换是指对原有建筑物地基和基础进行处理、加固或改建，在原有建筑物基础下需要修建地下工程以及邻近建造新工程而影响到原有建筑物的安全等问题的技术总称。它主要包括基础加宽法、墩式托换法、桩式托换法、地基加固法以及综合加固法等。
8、纠偏
纠偏是指对由于沉降不均匀造成倾斜的建筑物进行矫正的手段。主要包括加载纠偏法、掏土纠偏法、顶升纠偏法和综合纠偏法等。
各类地基处理方法的简要原理和适用范围如表1·3·1所列。
地基处理方法分类及其适用范围 表1·3·1
类别
方法
简要原理
适用范围
置 换
换土垫层法
将软弱土或不良土开挖一定深度，回填抗剪强度较大，压缩性较小的土，如砂砾、石渣等，并分层夯、压密实，形成双层地基。垫层能有效扩散基底压力，可提高地基承载力，减少沉降。
各种软弱土
地基
挤淤置换法
通过抛石或夯击回填碎石置换淤泥达到加固地基目的。
厚度较小的
淤泥地基
褥垫法
当建（构）筑物的地基一部分压缩性很小，而另一部分压缩性较大时，为了避免不均匀沉降，在压缩性很小的区域，通过换填法铺设一定厚度可压缩性的土料形成褥垫，以减少沉降差。
建（构）筑物部分坐落在基岩上，部分坐落在土上，以及类似情况
振冲置换法
利用振冲器在高压水流作用下边振边冲在地基中成孔，在孔内填入碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石桩。碎石桩与桩间土形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。
不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。
沉管碎石桩法
采用沉管法在地基中成孔，在孔内填入碎石、卵石等粗粒料形成碎石桩，碎石桩与桩间土形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。
同 上
强夯置换
边填碎石边强夯地基中形成碎石墩体，由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。
人工填土、砂土、粘性土和黄土、淤泥和淤泥质土地基。
砂桩（置换法）
在软粘土地基中设置密实的砂桩，以置换同体积的粘性土形成砂桩复合地基，以提高地基承载力。同时砂桩还可以同砂井一样起排水作用，以加速地基土固结。
软粘土地基
石灰桩法
通过机械或人工成孔，在软弱地基中填入生石灰块或生石灰块加其他掺和料，通过石灰的吸水膨胀，放热以及离子交换作用改善桩土的物理力学性质，并形成石灰桩复合地基，可提高地基承载力，减少沉降。
杂填土、软粘土地基
EPS超轻质料填土法
发泡聚苯乙烯（EPS）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，以达到更好效果。
软弱地基上的填方工程

续表1·3·1
类别
方法
简要原理
适用范围
排 水 固 结
加载预压法
在建造构筑物以前，天然地基在预压荷载作用下，压密、固结，地基产生变形，地基土强度提高，卸去预压荷载后再建造建（构）筑物，工后沉降小，地基承载力也得到提高，堆载预压有时也利用建筑物自重进行。
软粘土、粉土、杂填土、泥炭土地基等
超载预压法
原理基本上与堆载预压法相同，不同之处是其预压荷载大于建（构）筑物的实际荷载。超载预压不仅可减少建（构）筑物工后固结沉降，还可消除部分工后次固结沉降。
同 上
砂井法（含普通砂井、袋装砂井、塑排水带法
在软粘土地基中设置竖向排水通道—砂井，以缩短土体固结排水距离，加速地基固结。在预荷载作用下，地基土排水固结，抗剪强度提高，可提高地基承载力，减少后沉降。
淤泥、淤泥质土、粘性土、冲填粘性土地基等。
真空预压法
在饱和软土地基中设置砂井和砂垫层，在其上覆盖不透气密封膜。通过埋设于砂垫层的抽气管进行长时间不断抽气，使垫层和砂井中造成负气压，而使软粘土层排水固结，负气压形成的当量预压荷载可达到85Kpa。
同 上
真空预压与堆载联合作用
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，其预压荷载可叠加计算
同 上
降低地下水位法
通过降低地下水位，改变地基土受力状态其效果如堆载预压，使地基土固结。在基坑开挖支护建（构）筑物设计中可减少建（构）筑物上作用力。
砂性土或透水性较好的软粘土层。
灌 入 固 化 物
深层搅拌法
利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土原位搅拌形成圆柱状、格栅状或连续墙水泥土增强体，形成复合地基。以提高地基承载力，减小沉降。深层搅拌法分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种。
淤泥、淤泥质土和含水量较高地基承载力标准值不大于120 Kpa的粘性土、粉土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。
高压喷射
注浆法
利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置，然后用20Mpa左右的浆液或水的高压流冲砌土体，用浆液置换部分土体，形成水泥土增强体。高压喷射注浆法有单管法、二重管法、三重管法。在喷射浆液同时通过旋转、提升可形成定喷、摆喷和旋喷。高压喷射注浆法可形成复合地基提高承载力，减少沉降。防渗帷幕也常用它形成。
淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基，当土中含有较多的大块石或有机质含量较高时，应通过试验确定其适用性。

类别
方法
简要原理
适用范围
灌 入 固 化 物
渗入性灌浆法
在灌浆压力作用下，将浆液灌入土中填充天然孔隙改善土体的物理力学性质。
中砂、粗砂、砾石地基。
劈裂灌浆法
在灌浆压力作用下，浆液克服地基土中初始应力和抗拉强度，使地基中原有的孔隙或裂隙扩张，或形成新的裂缝和孔隙，用浆液填充，改善土体的物理力学性质。与渗入性灌浆相比，其所需灌浆压力较高。
岩基、砂、沙砾石、粘性土地基
挤密灌浆法
通过钻孔向土层中压入浓浆液，随着土体压密将在压浆点周围形成浆泡。通过压密和置换改善地基性能。在灌浆过程中因浆液的挤压作用可产生辐射状上抬力，可引起地面局部隆起。利用这一原理可以纠正建筑物不均匀沉降。
常用于中砂地基，排水条件较好的粘性土地基。
电动化学灌浆法
当在粘性土中插入金属电极并通以直流电后，在土中引起电渗，电流和离子交换等作用，在通电区含水量降低，从而在土中形成浆液“通道”。若在通电同时向土中灌注化学浆液，就能达到改善土体物理力学性质的目的。
粘性土地质
振密、挤密
表层原位
压实法
采用人工或机械夯实、碾压或振动，使土密实。密实范围较浅。
杂填土、疏松无粘性土、非饱和粘性土、湿陷性黄土等地基的浅层处理。
强夯法
采用重量为10—40t的夯锤从高处自由落下，地基土在强夯的冲击力和振动力作用下密实，可提高地基承载力，减少沉降。
碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土，湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。
振冲密实法
一方面依靠振冲器的张力振动使饱和砂层发生液化，砂颗粒重新排列孔隙减小，另一方面依靠振冲器的水平振动力，加回填料使砂层挤密，从而达到提高地基承载力，减少沉降，并提高抗液化能力。
粘粒含量小于10%的疏松砂性土地基。
挤密砂桩法
在采用锤击法或振动法制桩过程中，对周围砂层产生产生挤密作用，被挤密桩间土和密实的砂桩形成砂桩复合地基。
疏松砂性土、杂填土、非饱和粘性土地基。
爆破挤密法
在地基爆破产生挤压力和振动力使地基土密实以提高土体的抗剪强度，提高地基承载力和减少沉降。
饱和净砂、非饱和但经灌水饱和的砂、粉土、湿陷性黄土地基。
土桩、灰土桩法
采用沉管法、爆扩法和冲击法在地基中设置土桩或灰土桩，在成桩过程中挤密桩间土，由挤密的桩间土和密实的土桩或灰土桩形成复合地基。
地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基。

类别
方法
简要原理
适用范围
加 筋
加筋土法
在土体中埋置土工合成材料（土工织物、土工格栅等），金属板条等形成加筋土垫层，增大压力扩散角，提高地基承载力，减少沉降。
各种软弱地基
锚 固 法
锚杆一端固于地基土中，或岩石、或其他构筑物，另一端与构筑物联结，以减少或承受构筑物受到的水平向作用力。
有可以锚固的土层、岩石或构筑物的地基。
树根桩法
在地基中设置如树根状的微型灌注桩（直径约70—250㎜），提高地基或土坡的稳定性
各类地基
低强度混凝土桩复合地基法
在地基中设置低强度混凝土桩，与桩间土形成复合地基。
各类深厚软弱地基
钢筋混凝土桩复合地基法
在地基中设置钢筋混凝土桩（摩擦桩）与桩间土形成复合地基。
各类深厚软弱地基
冷热处理
冻结法
冻结土体，改善地基土截水性能，提高土体抗剪强度。
饱和砂土或软粘土，作施工临时措施
烧结法
钻孔加热或焙烧，减少土体含水量，减少压缩性，提高土体强度。
软粘土、湿陷性黄土，适用于有富余热源的地区
托 换
基础加宽法
通过加宽原建筑物基础减少基底接触压力，使原地基满足要求，达到加固目的。
原地基承载力较高的情况
墩式托换法
通过置换，在原基础下设置混凝土墩，使荷载传至较好土层，达到加固目的。
地基不深处有较好的持力层情况
桩式托换法
在原建筑物基础下设置钢筋混凝土桩，以提高承载力，减少沉降达到加固目的，按设置桩的方法分静压桩法、树根桩法和其它桩式托换法。静压桩法又可分为锚杆静压桩法和其他静压桩法。
原地基承载力较低的情况
地基加固法
通过土质改良对原有建筑物地基进行处理，达到提高地基承载力。
同 上
综合托换法
将两种或两种以上托换方法综合应用，达到加固目的。
同 上
纠 偏
加载纠偏法
通过调整地面荷载来调整地面不均匀沉降,达到纠偏目的。

掏土纠偏法
在建筑物沉降较少的部位以下的地基中或在其附近的外侧地基中掏取部分土体，迫使沉降较少的部位进一步产生沉降，以达到纠偏的目的。

顶升纠偏法
通过在墙体中设置顶梁，通过千斤顶顶升整幢建筑物，不仅可以调整不均匀沉降，并可整体顶升至要求标高。

综合纠偏法
将加固地基与纠偏结合，或将几种方法综合应用，如综合应用静压锚杆法和顶升法，静压锚杆法和掏土法。

地基处理方法除按地基处理加固原理进行分析外，还可以按下述方法分类：
地基处理方法可分为物理的地基处理方法、化学的地基处理方法、以及生物的地基处理方法。
也可根据地基处理加固区的部位分为浅层地基处理方法、深层地基处理方法和斜坡面土层处理方法三大类。
还可视用途将地基处理方法分为临时性地基处理方法和永久性地基处理方法两种。
地基处理方法的严格分类是困难的，不少地基处理方法具有几种不同的作用，例如振冲法具有置换作用还有挤密作用，又如土桩和灰土既有挤密作用又有置换作用。另外，还有一些地基处理方法的加固机理以及计算方法目前还不是十分明确，尚需进行探讨。地基处理方法不断发展，功能不断壮大，也使之变得更加困难。因此上述分类仅供读者参考。
地基处理是利用物理的方法、化学的方法，有时还采用生物的方法，对地基中的软弱土，或不良土进行置换、改良（或部分改良）、加筋、形成人工地基。经过地基处理形成的人工地基大致上可以分为三类：均匀地基、多层地基和复合地基。广义地讲，桩基础也可以说是一类经过地基处理形成的人工地基。
将桩基础也包括在内，通过地基处理形成的人工地基可分为以下三类：
1、通过土质改良或置换，全面改善地基土的物理力学性质，提高地基土抗剪强度，增大土体压缩模量，或减少土的渗透性。该类人工地基属于均匀质地基，或多层地基。
2、通过在地基中设置增强体，增强体与原地基土体形成复合地基，以提高地基承载力，减少地基沉降。
3、通过在地基中设置桩，荷载由桩体承担。特别是端承桩，通过桩将荷载直接传递给地基中承载力大，模量高的土层。
各种天然地基和人工地基均可归属于三种地基：
1、均质地基（包括多层地基）。
2、复合地基。
3、桩基础。
考虑到桩基础已有较完善的理论体系，在介绍地基处理技术的书中一般不包括桩基础。因此，认为地基处理形成的人工地基一般为均质地基和复合地基两类。

第四节 地基处理方法设计
各种地基处理方法都有它的适用范围、局限性和优缺点，没有一种方法是万能的。在具体的地基处理工程中，情况是非常复杂的，工程地质条件千变万化，具体的处理要求也不相同，而且各施工单位的设备、技术、材料也不同。所以，对每一项具体地基处理工程要进行具体细致分析，应从地基条件、处理要求（包括经处理后地基应达到的各项指标、处理的范围、工程进度等）、工程费用以及材料、设备等各方面进行综合考虑，以确定合理的地基处理方法。合理的地基处理方法总的原则是技术先进可靠、经济合理、安全适用、确保质量，又能满足施工进度要求。对于一个具体工程可以采用一种地基处理方法，也可采用两种或两种以上的地基处理方法。在确定地基处理方法时，还要注意节约能源，并注意环境保护，避免因为地基处理时对地面水或地下水产生污染以及设备噪音对周围环境产生的不良影响等。要因地制宜确定合适的地基处理方法，在引用外地或外单位某一方法时应该克服盲目性，注意地区特点。因地制宜是一项重要的选用原则。当天然地基不能满足建（构）筑物对地基要求时，不能只考虑加固地基，同时应考虑上部结构体型是否合理，整体刚度是否足够等。在考虑地基处理方案时，应同时参考上部结构、基础和地基的共同工作，决定选用地基处理方案或选用加强上部结构刚度和地基处理相结合的方案。
初步确定地基处理方案后，可视需要进行小型现场试验或进行补充调查，根据试验成果进行施工设计，然后进行施工。施工过程中通过监测、检验以及反分析，如需要还可对设计进行修改、补充。实践证明，这是比较好的地基处理程序。
这里要强调的是要重视对天然地基工程地质条件的详细了解，许多由地基问题造成的工程事故，或地基处理达不到预期目的，往往是由于对工程地质条件了解不够全面造成的。详细的工程地质勘察是判断天然地基能否满足建（构）筑物对地基要求的重要依据之一。如果需要进行地基处理，详细的工程地质勘察资料也是确定合理的地基处理方法的主要基本资料之一。通过工程地质勘察，调查建筑物场地的地形地貌，查明地质条件：包括岩土的性质、成因类型、地质年代、厚度和分布范围。对地基中是否存在明滨、暗滨、古河道、古井、古墓要了解清楚。对于岩层，还应查明风化程度及地层的接触关系，调查天然地层的地质构造，查明水文及工程地质条件，确定有无不良地质现象：如滑坡、崩塌、岩溶、土洞、冲沟、泥石流、岸边冲刷及地震等。测定地基土的物理力学性质指标，包括：天然重度、相对密度、颗粒分析、塑性指数、渗透系数、压缩系数、压缩模量、抗剪强度等。最后，按照要求，对场地的稳定性和适宜性，地基的均匀性、承载力和变形特征等进行评价。
地基处理技术的设计顺序建议按图1·4·1所示的程序进行。首先根据建（构）筑物对地基的各种要求和天然地基条件确定地基是否需要加固。若天然地基能够满足要求，尽量采用天然地基。在确定是否需要进行地基处理时，应将上部结构、基础和地基统一考虑。若天然地基不能满足建（构）筑物对地基要求，首先需要确定进行地基处理的天然地层的范围以及地基处理要求，然后根据天然地层条件、地基处理方法的原理、过去应用的经验和机具设备、材料条件，进行地基处理方案的可行性研究，提出多种可行方案，最后，对提出的多种方案进行技术、经济、进度等方面的比较分析，考虑环境保护要求，确定采用一种或几种地基处理方法。

天然地基条件
建（构）筑物对地基要求

天然地基是
否满足要求

天然地基
满足

不满足
地基处理
机具、材料条件

经验教训

处理方案可行性研究
提出多种可行性方案
地基处理原理

技术、经济、进度比较
分析，并满足环保要求

必要时进行现场试验、补充、调查

地基处理设计

补救措施
地基处理施工

质量检验是否符合要求

人工地基
符合要求

图1·4·1地基处理方法设计顺序
第五节 地基处理技术的发展
国内外在地基处理技术方面发展十分迅速，使传统方法得到改进，新的技术不断涌现。如在20世纪60年代中期，从如何提高土的抗拉强度这一思路中，发展了土的“加筋法”；以如何提高土的排水固结这一观点出发，发展了土工聚合物，砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理方法考虑，采用了加大击实功的“强夯法”和“振动水冲法”等等。随着工业的发展，给地基处理工程提供了先进的生产手段，如制造重达几千吨的专用起吊机械（强夯法使用的起重机械）；潜水电机的出现，带来了振动水冲法；真空泵的问世，才能建立真空预压法；生产了大于20Mpa的压缩空气机，从而产生了“高压喷射法”。为了适应工程建设的需要，地基处理技术在我国得到飞速发展。地基处理技术新的发展反映在地基处理机械、材料、现场监测技术，以及地基处理新方法的不断发展和多种地基处理方法综合应用等各个方面。
为了满足日益发展的地基处理工程的需要，近几年来地基处理机械发展很快。例如，深层搅拌机型号增加，除几年前生产的单轴深层搅拌机和固定双轴搅拌机、浆液喷射和粉体喷射深层搅拌机外，近年来研制成功可变距双轴深层搅拌机和可同时适用浆液喷射和粉体喷射的深层搅拌机，搅拌深度和成桩直径也在扩大，海上深层搅拌机也已投入使用。我国深层搅拌机拥有量近年来大幅度增加。高压喷射注浆机械发展很快，出现不少新的高压喷射设备，如井口传动由液压代替机械，改正了气、水、浆液的输送装置，提高了喷射压力，增加了对地层的冲切搅拌能力。水平旋喷机械的成功应用，使高压喷射注浆法进一步扩大了应用范围。应用于排水固结法的塑料排水带插带机的出现大大提高了工作效率。振冲器的生产也走向系列化、标准化。为了克服振冲过程中排放泥浆污染现场，干法振动成孔器研制成功，使干法振动碎石桩技术得到应用。地基处理机械的发展使地基处理能力得到较大的提高。
地基处理材料的发展也促进了地基处理水平的提高。新材料的应用，不仅使一些原有的地基处理方法效能提高，而且产生了一些新的地基处理方法。土工合成材料在地基处理领域得到愈来愈多的应用。土工合成加筋材料的发展促进了加筋土法的发展。轻质土工合成材料EPS作为填土材料形成EPS超轻质料填土法。塑料排水带的应用提高了排水固结法施工质量和工效，且便于施工管理。灌浆材料如超细水泥、粉煤灰水泥浆材、硅粉水泥浆材等水泥系浆材和化学浆材在品种、质量上发展都很快。化学浆材的研究重视降低浆材毒性和对环境的污染。灌浆材料的发展有效地扩大了灌浆法的应用范围，满足了工程需要。在地基处理材料应用方面还值得一提的是近年来重视将地基处理同工业废料的利用结合起来。粉煤灰垫层、粉煤灰石灰二灰桩复合地基、钢渣桩复合地基、渣土桩复合地基、二灰混凝土桩复合地基等应用取得了较好的社会经济效益。
地基处理的工程实践促进了地基处理计算理论的发展。随着地基处理技术的发展和各种地基处理方法的推广使用，复合地基概念在土木工程中得到愈来愈多的应用，复合地基理论得到发展，逐步形成复合地基承载力和沉降计算理论。除复合地基理论外，对强夯法加固地基的机理、强夯法加固深度、砂井法非理想井计算理论、真空预压法计算理论方面都有不少新的研究成果。地基处理理论的发展又反过来推动地基处理技术新的进步。人们在改造土的工程性质的同时，不断丰富了对土的特性研究和认识，从而又进一步推动地基处理技术和方法的更新，因而成为土力学基础工程领域中一个较有生命力的分支。
各项地基处理方法的施工工艺近年来也得到不断改善和提高，不仅有效地保证和提高了施工质量，提高了工效，而且扩大了应用范围。真空预压法施工工艺的改进使这项技术应用得到推广，高压喷射注浆法施工工艺的改进使之可用于第四纪覆盖层的防渗。石灰桩施工工艺改进使石灰桩法走向成熟。边填碎石（块石或其它材料）边强夯施工工艺扩大了强夯法的应用范围。可以说，每一项地基处理方法的施工工艺都在不断提高。
地基处理的监测日益得到人们重视。在地基处理施工过程中和施工后进行监测，用以指导施工、检查处理效果、检验设计参数。检测手段愈来愈多，检测精度日益提高。地基处理逐步实行信息化施工，有效地保证了施工质量，取得较好的经济效益。
近年来，各地因地制宜发展了许多新的地基处理方法。例如：将强夯法用以处理较软弱土层，边填边夯形成强夯碎石墩或桩复合地基以提高地基承力、减少沉降。采用沉管法在软土地基中设置由碎石、粉煤灰、水泥或由砂石、水泥搅拌形成的低强度混凝土桩，