§5-4 地基加固 一、换填土层法 换填土层法：

定义：将基底下一定深度范围的湿软土层挖去，换以强度较大的砂、碎(砾)石、灰土或素土，以及其他性能稳定、无侵蚀性的土类，并予以压实。 按砂垫层的方法计算。 砂垫层：

作用：可提高承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀，消除膨胀土的胀缩作用，亦可处理暗穴。

厚度：0.6-1.0m，以中粗砂为宜，级配良好。 二、夯实法

1. 重锤夯实法：以钢筋混凝土制成截头圆锥体(底部垫钢板)，重量宜1.5t或稍重，锤底直径为1-1.5m，起重设备的能力为8-15t，落距高一般为2.5-4.5m。 非粘性土及松散杂填土——振动压实法效果良好。 重锤夯实法加固地基，可提高地基表层土的强度。 湿陷性黄土——降低地表的湿陷性。 杂填土——减少表层土的强度不均一性。

适用：地下水位0.8m以下稍湿的一般粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土等。 2.强夯法：

定义：亦称动力固结法，以8～12t(甚至20t)的重锤，8-20m落距(最高达40m)，对土基进行强力夯击，利用冲击波和动应力，达到土基加固的目的。

原理：可压缩的微气泡——产生几十厘米的沉降，——液化——结构破坏——强度下降至最小值——出现径向裂隙——加速孔隙水压力消散的主要通道——粘性土的触变性——士基的强度得到恢复和增强。

特点：至今还没有一套成熟和完善的理论和设计方法，但实践证明，它具有施工简单、加固效果好、使用经济、运用面较广等优点。 三、排水固结法

加固目的：饱和软土在荷载作用下，排水固结后，抗剪强度可得到提高，则达到加固的目的。

适用：加固软弱地基，包括天然沉积层和人工冲填的土层，如沼泽、淤泥及淤泥质土，水力冲积土等。

排水固结法的实际效果，取决于土层固结特性、厚度、预压荷载和预压时间。 排水固结：运用堆载预压，挤出土中的过多含水，达到挤紧土粒和提高强度的目的。 1.砂井堆载预压：需进行地基固结计算，以确定加载以及砂井布置的有关数据。 砂井成孔，有沉管法和水冲法两类。

沉管法：用锤击或振动方式将带靴的钢管沉人地基，管内灌砂，在振动作用下拔出钢管，最后在土中形成砂井。

水冲法是利用高压水冲孔，孔内灌砂，此法施工速度快，但难以保证孔径匀称，质量较差。 2.降水预压 3.真空预压技术。 四、挤密法

加固目的：土基中成孔后，在孔中灌以砂、石、土、灰土或石灰等材料，捣实而成直径较大的桩体，利用横向挤紧作用，使地基土粒彼此靠紧，孔隙减少，而且孔被填满和压紧，形成桩体，桩体具有较高的承载能力，群桩的面积约占松散土加固面积的20％，以致桩和原土组成复合地基，达到加固的目的。

砂井的作用：排水固结，井径较小而间距较大，砂井适用过湿软土层 ； 砂桩的作用：将地基土挤紧，井径较大，而间距宜小。砂桩适用于处理松砂、杂填土和粘粒含量不大的普通粘性土，亦可有效地防止砂土基底的振动液化。

石灰桩作用：挤密，生石灰的吸水、膨胀、发热及离子交换作用、使桩体硬化，改善了原地基土的性质，此外还可减小因周围土的蠕变所引起的侧向位移。 砂桩和石灰桩的布置与尺寸： 计算而定； 桩径约20-30cm； 间距约为桩径的3.5倍； 在平面上按梅花形布置。

施工方法：有冲击和振动力等法，在湿陷性黄土中还可用爆扩成孔法。 五、化学加固法

1.定义：利用化学溶液或胶结剂，采用压力灌注或搅拌混合等措施，使土颗粒胶结起来，达到对土基加固的目的，称为化学加固法，又称胶结法。 2.化学溶液主要有：

(1)以水玻璃溶液为主的浆液，其配方较多，常用的是水玻璃浆液和氯化钙浆液配合使

用，价格昂贵，使用受到限制。

(2)以丙烯酸氨为主的浆液，我国研制的丙强是其中一种。加固效果较好，因价高亦难以广泛采用。

(3)以水泥浆为主的浆液，是由高标号的硅酸盐水泥，配以速凝剂而组成的浆液。 (4)以纸浆溶液为主的浆液，如重铬酸盐木质索和木铵，加固效果好，但有毒性，且易污染地下水。

3.化学加固的施工工艺有：注浆法、旋喷法和深层搅拌法。 1）注浆法(灌浆)：

定义：利用机械压力将浆液通过注入管，均匀注入地层，浆液以填充和渗透方式，排挤土粒间或石隙中的水分和空气，占据其位置，一定时间后，浆液凝固，可使原土层或缝隙固结成整体。

特点：用途甚广，除用于防护坡面和堤岸外，亦可用于加固土基和整治滑坡等病害，用于加固流砂或流石地基可以提高强度和不透水性，改善地下工程的开挖条件等。 浆液：无机和有机。

以水泥为主的浆液为无机类：其料源多、价格较低．但不易灌入孔隙细微的土内，一般常用于砂卵石及岩石较大裂隙的地质条件中。

为了改善浆液性能，可加掺外加剂。如速凝时，加水玻璃或氯化钙等；缓凝时，加岩粉或木质亚酸等。

化学浆液的种类：以水玻璃和纸浆废液为主剂。 水泥及化学浆液均属无机化学材料。

其他化学浆液中有丙强、木铵、丙烯酰胺及碱液等，各自适用于—定条件。 2）旋喷法

定义：用钻机钻孔至设计深度，用高脉冲泵、通过安装在钻杆下端的特殊喷射装置，向土中喷射化学浆液，在喷浆的同时，钻杆以一定速度旋转并逐渐往上提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，强制破坏的土体与化学浆液混合，胶结硬化后在土层中形成直径较匀称的圆柱体。 旋喷的浆液以水泥浆液为主。 3）深层搅拌法

定义：用于加固饱和软粘土地基的一种方法，利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生的一系列物理—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优质地基。

课后习题 一、名词解释

2.排水固结法 3.换填土层法 5.重锤夯实法

12.坡面防护 13.堤岸防护 14.强夯法 15.化学加固法 二、思考题

2.路基直接防护与间接防护主要有哪些区别？ 3.路基防护与加固工程，按作用不同，可分为哪几类？ 4.试述植物防护的作用、类型及适用条件。 5.试述工程防护的作用、类型及适用条件。 6.试述堤岸防护与加固的用途及措施。 7.试述换填土层法的原理。 8.试述砂井堆载预压法的原理 11.目前常用的化学加固溶液有哪些？

12.化学加固的施工工艺有几种？他们有何区别？

13.为什么要对路基进行必要的防护?有哪些具体措施?如何选用? 14.地基加固可采取哪些方法?各适用于什么场合?

三、计算题：

1.地基为潮湿的粘土层，厚25m，由快剪试验得c＝14KPa，φ＝4.5°。路堤高7m，边坡1：1.5，填料容重γ＝19kN／m。试判断地基承载力是否够？

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